磁悬浮轴流式人工心脏血泵

磁悬浮轴流式人工心脏泵

一、简介

磁悬浮人工心脏泵是利用无机械接触的磁悬浮轴承的机械装置，一种部分或全部替代心脏泵血功能，帮助衰竭心脏完成血液循环功能，同时降低病人的心肌耗氧量，改善心肌收缩力，促进病人自身心脏机能的恢复。 二、发展历程

从1953年5月，全球第一台体外心肺机为一名心脏手术患者实现26分钟的完全呼吸-循环支持开始，到如今体积小，结构简单可植入式人工心脏泵的研发，已经经历了60余年。

人工心脏泵的研发经历了三代，第一代是气动搏动泵，只能在医院使用几个月，泵的设计复杂，而且血栓发生率很高。第二代是半植入式搏动泵和非搏动泵，病人可在院外使用，通常可用1到3年，但在泵的轴密封处、管道的连接处仍是血栓的高发部位。第三代是磁悬浮人工心脏泵，大大降低了血栓溶血的发生几率。在2006年第十三届国际旋转血泵会议上，用无机械接触的磁悬浮轴承代替血液浸润型机械轴承的心室辅助泵被公认为第三代心室辅助泵，该类血泵可用于永久辅助或为不能进行心脏移植的病人提供终极医疗，成为最有前途的人工心脏泵[1]。

三、临床应用

磁悬浮心脏泵，由于体积小，结构简单，避免了血栓溶血问题，取得了很好的临床效果。在国外，如德国INCOR公司的BerlinHeart、美国HeartMateⅢ、HeartQuest等[1]。

国内方面，近年人工心脏的研究也取得了突破。北京工业大学心血管医学工程项目组常宇教授等人对人工心脏泵进行了一系列的研究，通过对磁流血泵柔性转子建模仿真，能够满足患者的生理活动的需求[2]。设计了用于人工心脏泵爪极永磁步进电动机的结构与方法，可调节和控制血液输出的流量及压力，使其正常运转，稳定悬浮，避免温升过大[3]。设计了血泵调速控制系统，能够检测血泵在不同生理状况下的供血需求，满足预期血泵调速设计要求[4]。同时也进行了一系列血流动力学的建模与仿真，成功研制出并研发了BJUT-II系列的人工心脏辅助装置。

2013年4月20日在人工心脏泵研讨会上，中国科学院汪忠镐院士正式将其命名为人工心脏泵。目前已经成功应用于多例动物实验以及挽救了四例急性心衰患者的生命[5]。新一代人工心脏血泵与传统的人工心脏血泵相比，具有三方面优势。第一，采用主动脉血管代替导管减小了异物面积，降低了血栓和溶血发生的几率；第二，采用磁耦合能量传递方式，去除了经皮导线，避免感染的发生；第三，植入升主动脉，避免对心肌组织与主动脉瓣的损伤，能够提高患者的治

疗效果与月以后状况，为心衰患者搭建延长生命的桥梁。

此外，首都医科大学附属北京安贞医院微型轴流泵、天津泰达国际心血管病医院磁悬浮离心泵、北京阜外心血管病医院FW-I型轴流血泵等多款人工心脏也已经进入动物实验或临床前研究。随着研究的深入，人工心脏辅助引起的心脏功能恢复的现象成为研究热点[5]。

参考文献：

[1]杨晟.轴流式磁悬浮人工心脏泵驱动电机的研制[D].山东大学，2010.

[2]常宇，冯辅周，郝冬梅，乔爱科，JoohoYang，曾衍钧.人工心脏传子系统数学建模与仿真[J].北京生物医学工程，2006，03:252-255+329.

[3]雷永锋，汪希平，常宇，夏翠艳，江鹏.磁悬浮人工心脏泵驱动电动机及控制研究[J].微电机，2008，03:72-74. [4]常宇，师林溪，高斌，李玲，马鑫蕊，郝冬梅，刘有军，王存新.基于PWM的血泵调速控制系统设计及检测[J].北京生物医学工程，2008，04:348-351.

[5]高斌.面向新功能恢复的人工心脏泵分层控制策略研究[D].北京工业大学，2013.