一种非血液接触式气动心室辅助装置的设计及体外测试
心力衰竭患者左心室辅助装置传动系统感染的研究进展
心力衰竭患者左心室辅助装置传动系统感染的研究进展心力衰竭的发病率和患病率在全世界范围内逐渐增长，对于终末期ＨＦ患者，左心室辅助装置已经超过心脏移植，成为主要的外科治疗方法。
ＬＶＡＤ是一种电动植入式旋转式血泵，通过驱动左心室血液流入主动脉，部分或完全替代心脏泵血功能，从而维持血液循环。
胸外科医生学会在２０２０年度国际机械辅助循环协会报告中指出：２０１０—２０１９年接受ＬＶＡＤ植入的患者达２５５５１例，且还在不断增长。
左心室辅助装置越来越多地被用作移植、短期过渡或晚期ＨＦ的终末替代治疗。
自２０世纪６０年代以来，心室辅助装置已从第一代气动驱动设计、第二代轴向旋转泵发展到第三代水力或磁悬浮离心血泵。
由于设备技术和治疗策略的持续改进，ＬＶＡＤ提高了患者的存活率和生活质量。
但术后患者的感染率和再入院率随着时间在逐步提高，感染仍然是ＬＶＡＤ患者的主要不良事件，也是导致危重结局的主要并发症，以及再入院率和病死率升高的主要相关因素。
本文总结目前文献中有关ＬＶＡＤ患者传动系统感染的流行病学特征、致病机制、诊断，以及预防和治疗方法。
一、传动系统感染的相关概念及其流行病学特征ＶＡＤ感染是机械循环支持患者最常见的不良事件，感染率高达６０％。
国际心肺移植学会将感染主要分为三类：ＶＡＤ特异性感染、ＶＡＤ相关感染和非ＶＡＤ感染。
ＶＡＤ特异性感染是指特定于ＶＡＤ患者，且与设备直接相关的感染，包括传动系、传动系隧道、泵袋、泵，以及流入或流出套管的感染。
传动系统感染是ＶＡＤ特异性感染最常见的类型，通常累及传动系统出口周围软组织的感染，并伴有红斑、发热和脓性分泌物，可细分为表浅层ＤＬＩ和深层ＤＬＩ。
表浅层ＤＬＩ仅累及筋膜和肌层外的软组织，而深层ＤＬＩ则累及筋膜和肌层下的组织，通常会导致较高的发病率和病死率，并增加患者、照顾者的经济负担。
流行病学特征：ＤＬＩ占ＶＡＤ特异性感染中的８２．９％左右。
多所大规模的多中心ＭＣＳ注册中心称，每年ＤＬＩ发病率为９％～１１．２％。
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。
心室辅助装置应用技术管理规范(试行)
心室辅助装置应用技术管理规范（试行）（卫生部2009年11月13日颁布）为规范心室辅助装置应用技术审核和临床应用，保证医疗质量和医疗安全，制定本规范。
本规范为技术审核机构对医疗机构申请临床应用心室辅助装置应用技术进行技术审核的依据，是医疗机构及其医师开展心室辅助装置应用技术的最低要求。
本规范所称心室辅助装置应用技术是指应用心室辅助装置，利用外科手术或介入手段对危重病人进行心脏辅助的技术，包括体外型心室辅助装置和植入式心室辅助装置，不包括主动脉内球囊反搏术（IABP）和体外膜式人工肺氧合术（ECMO）。
一、医疗机构基本要求（一）医疗机构开展心室辅助装置应用技术应当与其功能、任务相适应。
（二）三级甲等综合医院或心血管病医院，有卫生行政部门核准登记的心脏大血管外科和心血管内科诊疗科目，有心脏大血管外科专用手术室、心血管造影室和心血管重症监护室。
开展外科手术植入式心室辅助装置应用技术的医疗机构需具有卫生行政部门认定的心脏移植技术临床应用资质。
（三）心脏大血管外科。
开展心脏大血管外科临床诊疗工作10年以上，床位不少于50张，医疗机构每年完成的心脏外科手术病例不少于1000例，其技术水平达到三级甲等医院胸心外科专业重点科室要求，在本省（自治区、直辖市）三级甲等医院中处于领先地位。
（四）心血管内科。
开展心血管内科临床诊疗工作10年以上，床位不少于50张，其技术水平达到三级甲等医院心血管内科专业重点科室要求，在本省（自治区、直辖市）三级甲等医院中处于领先地位。
（五）心脏大血管外科专用手术室。
1.符合心脏大血管外科无菌操作条件。
2.具备心脏大血管外科手术的基本设备，如麻醉机、体外循环机、监护仪等。
3.有专用空气层流设施。
（六）心血管造影室。
1.符合放射防护及无菌操作条件。
2.配备800mA，120KV以上的心血管造影机，具有电动操作功能、数字减影功能和“路途”功能，影像质量和放射防护条件良好；具备医学影像图像管理系统。
心室辅助装置及其临床应用
心室辅助装置及其临床应用匡小虎;张抒扬【摘要】随着人们平均寿命的延长,心力衰竭(heart failure,HF)的患病率日渐增长,其中约5％的患者处于终末期,预后很差.虽然心脏移植仍作为终末期心衰患者的最佳选择,但供体短缺大大限制了其应用.另外,心源性休克(cardiacstroke,CS)的死亡率依然居高不下,泵衰竭仍然是死亡的主要原因.故心脏辅助治疗越来越多的引起关注.以心室辅助装置(ventricular assist devices,VAD)为形式的心脏机械支持诞生于上世纪60年代,随着技术的发展,VAD变得更小、更安全且更持久,新型的经皮心室辅助装置(percutaneous ventricular assist devices,pVAD)的应用也越来越普遍.【期刊名称】《中国介入心脏病学杂志》【年(卷),期】2011(019)005【总页数】4页(P282-285)【作者】匡小虎;张抒扬【作者单位】100730中国医学科学院,北京协和医学院,北京协和医院心内科;100730中国医学科学院,北京协和医学院,北京协和医院心内科【正文语种】中文随着人们平均寿命的延长,心力衰竭(heart failure,HF)的患病率日渐增长,其中约5%的患者处于终末期,预后很差。
虽然心脏移植仍作为终末期心衰患者的最佳选择,但供体短缺大大限制了其应用。
另外,心源性休克(cardiac stroke,CS)的死亡率依然居高不下,泵衰竭仍然是死亡的主要原因。
故心脏辅助治疗越来越多的引起关注。
以心室辅助装置(ventricular assist devices,VAD)为形式的心脏机械支持诞生于上世纪60年代,随着技术的发展,VAD变得更小、更安全且更持久,新型的经皮心室辅助装置(percutaneous ventricular assist devices,pVAD)的应用也越来越普遍。
一、分类1.左室辅助装置、右室辅助装置和双室辅助装置:VAD最重要的结构是泵装置,泵通过流入管与左心室或右心室相连;通过流出管与主动脉或肺动脉相连。
心脏重症患者常用机械辅助循环装置的研究进展
心脏重症患者常用机械辅助循环装置的研究进展赵帅，刘志刚，刘晓程中国医学科学院北京协和医学院泰达国际心血管病医院，天津300457摘要：心脏重症患者血流动力学严重紊乱，主要包括各种原因引起的心源性休克（CS）和终末期心力衰竭（HF），传统治疗手段不足以维持患者稳定的循环，机械辅助循环（MCS）装置可辅助或替代衰竭心脏的泵血功能，是挽救心脏重症患者的有效手段。
目前急性CS应用的临时MCS装置包括主动脉内球囊反搏、静脉—动脉体外膜氧合、临时心室辅助装置（Impella、Tandemheart、CentriMag）；慢性HF应用的长期MCS装置包括左心室辅助装置及右心辅助装置，全心衰竭应用的MCS装置包括双心室辅助装置、全人工心脏等。
关键词：心脏重症；机械辅助循环装置；心源性休克；终末期心力衰竭doi：10.3969/j.issn.1002-266X.2021.04.022中图分类号：R541文献标志码：A文章编号：1002-266X（2021）04-0084-04心脏重症是心血管疾病发展的危重阶段，主要包括各种原因引起的心源性休克（CS）和终末期心力衰竭（HF），患者往往出现严重的血流动力学紊乱，发病率和病死率极高。
在药物、介入及手术治疗的基础上，机械辅助循环（MCS）通过外源动力系统辅助或替代衰竭心脏的泵血功能，等待心脏功能恢复或后续进一步治疗。
当前MCS分为临时辅助设备和长期辅助装置，并可配置为左、右或双心室支撑，用于短期心脏功能恢复，过渡到心脏移植或长期的最终目的治疗［1］。
常见的临时MCS装置包括主动脉内球囊反搏（IABP）、静脉—动脉体外膜氧合（VA-ECMO）和临时心室辅助装置。
终末期HF患者长期应用MCS可过渡到心脏移植或将其作为目的疗法进行永久替代治疗，装置包括左心室辅助装置（LVAD）及全人工心脏（TAH）［2］。
本文就当前心脏重症应用的MCS装置综述如下。
1急性CS应用的临时MCS装置在引起CS的病因中，急性冠脉综合征约占80%，其中56%的患者使用IABP治疗，6%的患者使用ECMO，总体病死率约40%［3］。
新型聚氨酯材料人工心脏辅助装置的研制及生物相容性评价
缩蜷谣
ＶＳＤ ＰＵ ＬＶＡＤ ＲＶＡＤ ＤＡ嚣 Ｄ８ｐＣ
ＤＭＳＯ
ＩＬ．６ ＩＬ。８ ＢＳＡ
Ｍ善Ｔ
ＥＬｌＳＡ ＡｅＴ ＰＢＳ ＲＮＡ ＴＮＦ ａ ＯＤ
部分英文缩遂镧表
英文全称
ｖｅｎｔｒｉｃｕｌａｒ ａｓｓｉｓｔｅｄ ｄｅｖｉｃｅ
结果：机械力学性能实验显示医用聚氨酯软段相有机硅改性后，材料机械性 能变差，主要表现在扯断伸长率、拉伸强度、撕裂强度、３００％定伸强度等方 面，而硬段相改性后，机械性能变化不明显，软、硬段相改性材料组间比较 差别显著，Ｐ值＜Ｏ．０５。材料疲劳实验结果显示硬段相改性医用聚氨酯、未改 性医用聚氨酯材料摆动２０５５０００次，材料完好、无裂痕，而软段相改性医用 聚氨酯材料摆动１０１ １３２０次左右既已破裂，组间比较Ｐ值＜ｏ．０５。应用硬度为 ８０Ａ、８５Ａ、９０Ａ、９５Ａ四种型号的硬段相改性医用聚氨酯材料制成的心室辅 助装置，在分别改变驱动装置正、负压的实验条件下，输出容量有较大差异， 硬度为９０Ａ硬段相改性医用聚氨酯材料制成的心室辅助装置在各种实验条件 下，输出容量较为恒定。 结论：医用聚氨酯软段相有机硅改性后，材料机械性能变差．医用聚氨酯硬
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｖｅｎｔｒｉｃｕｌａｒ ａｓｓｉｓｔ ｄｅｖｉｃｅ ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ ｏｆ ｎｅｗ ｔｙｐｅ
ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ ａｎｄ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｊｔｓ ｂｉｏｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ
Ａｂｓｔｒａｃｔ
Ｃａｒｄｉｏｖａｓｃｕｌａｒ ｄｉｓｅａｓｅ ｉｓ ｒｅｇａｒｄｅｄ ａｓ ｔｈｅ ｔｏｐ ｋｉｌｌｅｒ ｏｆ ｈｕｍａｎ ｂｅｉｎｇ ａｎｄ ｉｔ ｃａｕｓｅｓ ａ ｍｏｒｔａｌｉｔｙ ａｂｏｖｅ ４０％ｉｎ ａｌｌ ｔｈｅ ｄｅａｄ ｉｎ ｔｈｅ ｗｅｓｔｅｒｎ ｃｏｕｎｔｒｉｅｓ．Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｇｅｉｎｇ ｏｆ ｐｅｏｐｌｅ，ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｉｎｇ ｏｆ ｃａｒｄｉｏｖａｓｃｕｌａｒ ｄｒｕｇｓ ａｎｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔａｎｄａｒｄ ｏｆ ｌｉｖｉｎｇ，ｔｈｅ ｍｏｒｂｉｄｉｔｙ ｏｆ ｃａｒｄｉｏｖａｓｃｕｌａｒ ｄｉｓｅａｓｅ Ｗａｓ
一种微型心室辅助装置的研制
一种微型心室辅助装置的研制心室辅助装置（V AD）是除心脏移植外唯一有效治疗终末期心衰的手段，国外应用较为成熟，但国内尚无被批准正式商用的产品。
本文介绍了一种微型心室辅助装置，其核心部件是一种新型的可植入式微型血泵，通过缝合环可将泵植入心室尖端，经人造血管将血液从心室泵入主动脉。
水-甘油测试显示，血泵在12000 rpm转速下可克服80 mmHg压差输出4.5 L/min流量，达到正常成人的心脏流量。
由于集成度高，具有体积小、重量轻等优点，该泵除适用于左心室辅助外，还可用于右心室辅助和双心室辅助。
标签：心力衰竭；心室辅助装置心力衰竭已成为全世界主要的公共卫生问题，我国心衰发病率近1%，每年新增发病数可达数百万，并且随着老龄化的加剧将日益严重[1]。
心室辅助装置V AD已成为欧美国家治疗终末期心衰的重要手段并被医保覆盖[2，3]，根据Intermacs统计，自2006年6月至2016年9月，仅美国已有包括美国副总统切尼在内的18385名患者受益，2年存活率基本提高到约80%。
国内虽然自上世纪60年代起已开展V AD相关研究，清华大学、阜外医院、苏州大学等单位均有相关产品的动物实验和临床试验的报道，但仍无一例国产V AD被药监部门批准正式商用。
而且目前国内学界研制较为成熟的V AD均在150 g以上，主要面向于左心辅助。
但右心辅助和双心辅助的患者数量也较为可观，无论是从扩大患者适应症以及提高患者生活质量来考虑，研制体积更小、质量更轻的V AD是永无止境的研究目标[4]。
1 微型心室辅助装置系统构成微型心室辅助装置分为植入组件和外部组件两部分（见图1）。
系统可植入部件是一种新型可植入式微型血泵，由流入管、叶轮、蜗壳和空心杯电机组成。
该泵可通过心室缝合环植入心室尖端，血泵的流出口通过人造血管吻合至主动脉。
通过无源磁悬浮轴承支撑在陶瓷管中的叶轮在空心杯电机的驱动下通过高速旋转迫使血液从心室泵入动脉。
血泵的转速和流量可根据病人的情况调整，以适用于全流量辅助或部分流量辅助。
心室辅助装置治疗心力衰竭_王春生-会议课件,教学幻灯,PPT-PPT课件
Post-Cardiotomy Cardiogenic Shock
Myocarditis
AMI (Heart Attack) Cardiogenic Shock
* Represents all patients from all US AB5000 centers supported from Oct 2019 through June 2019
Abiomed BVS5000，AB5000， Impella LD等；
移植前过渡：
HeartMate LVAS ( IP)气动搏动型泵，不需正规抗凝；
Novacor LVAS , 电动,正规抗凝
长期支持治疗： HeartMate VE等
ABIOMED循环支持系统
气动式搏动性 VAD 单或双心室辅助 根据前、后负荷自动调节 异步 每搏输出量70～80 ml,最大流量为6 L /min; 要求患者体表面积(BAS)大于1. 3 m2 一般辅助时间7～10 d BVS5000:第一个FDA批准用于治疗心脏外科术后 心 衰的VAD
心室辅助装置治疗 心力衰竭
复旦大学附属中山医院 心外科 王春生
心室辅助装置 (Ventricular assist devices , VADs)
心脏辅助装置是将心脏内的一部分血液 引流到辅助装置中,并通过VAD 提供的机械 动力重新注入动脉,从而取代一部分心室的 泵血功能。
心室辅助的目的
降低心脏负荷 增加心肌氧供 维持组织及器官的灌注
BVS & AB5000– Preservation of LV Apex
Easy to take out
AB5000 Registry Outcomes
Survival 43%
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一种非血液接触式气动心室辅助装置的设计及体外测试文章编号：1671-7104(2011)06-0398-04【作 者】【摘 要】【关 键 词】【中图分类号】【文献标志码】【 Writers 】【 Abstract 】【Key words 】邬顺捷，杨明，黄欢，李虹磊上海交通大学仪器科学与工程系，上海，200240介绍了一种非血液接触式气动心室辅助装置，它包含一个双腔室心脏辅助杯，一个可与电脑连接的心脏辅助控制器及真空泵、空压机等装置。
将其接入模拟人体循环系统进行测试，得到与人体正常血压相接近的输出。
气动心室辅助；心脏辅助杯；模拟人体循环系统R318.18A doi:10.3969/j.issn.1671-7104.2011.06.002Wu Shunjie, Yang Ming, Huang Huan, Li HongleiDepartment of Instrument Science and Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai, 200240This paper presents a design of non-blood contacting pneumatic ventricle assistance device, which consisted of several parts, such as dual-cavity cardiac assistance cup, ventricle assistance controller, computer, vacuum pump, and air compressor. And the performance of the non-blood contacting pneumatic ventricle assistance device on mock circulation loop is introduced, which is very close to the normal cardiac output.pneumatic ventricle assistance device, cardiac assistance cup, mock circulation loop：基金项目：国家自然科学基金（编号30970750）作者简介：邬顺捷，E-mail:wosunki@ 通信作者：杨明，E-mail:myang@Design and Test of Non-Blood Contacting Pneumatic Ventricle Assistance Device现全球每年约有1000万患者因心力衰竭而死亡，已成为全球死亡率最高的疾病之一。
据统计，目前美国每年新增心力衰竭患者80万人[1]，预计至2030年患者人数将可能上升到1000万人[2]。
同样的，在我国亦有600 余万心力衰竭患者，每年有数十万的新增患者。
目前，治疗心力衰竭的常用方法，有药物治疗、心脏移植和机械辅助装置治疗等。
虽然心脏移植是目前最有效的心衰末期治疗方案，但研究表明，仅有低于10%的患者能寻找到适合的心脏接受移植[3]。
而通过机械辅助装置来治疗心脏病，一可以作为患者等待心脏移植配对的过渡手段，提高患者成功配对的几率；二可以借助机械辅助装置减轻原有心脏的负荷，帮助心脏通过人体自身的修复功能慢慢恢复心脏机能。
因此，在20世纪九十年代起，人们开始慢慢地重视机械辅助装置在心力衰竭治理中的作用。
通常，按照心室辅助装置是否与血液相接触，可将其分为直接血液接触型和非血液接触型两类。
直接血液接触型的心室辅助装置体积较小，控制方便，但此类装置植入手术难度大，需要直接在心室与主动脉上开口插管；且辅助装置直接与血液相接触，易引起血栓和血液感染等问题。
非血液接触型心室辅助装置通常是由一个包裹在心脏外部的辅助杯直接对心脏进行挤压，以达到辅助心脏舒张和收缩射血的功能。
这种辅助杯通常与人体外部的一个气源相连接，当给辅助杯充气时，它会向内挤压心脏。
相反，如果对辅助杯用真空泵抽气，它又会恢复原样，心脏得以舒张。
与血液接触型的心室辅助装置相比，此种装置直接对心脏进行做功，由心脏再将辅助力传递给心脏中的血液，因此可以完全避免辅助装置与血液的接触。
并且，此种装置也不需要像血液接触型的辅助装置那样，在心脏与主动脉上开口来引出血液，只需将辅助杯直接套在心脏外部就能实现辅助功能，大大降低了手术难度与风险，也最大限度地保留了原有人体循环系统，以便在病人病情得到好转时可以随时拆除辅助装置。
国际上对此类非血液接触型心室辅助装置的研究开始最早，其中最著名的Anstadt 杯在1965年就被首次运用于临床[4]。
在国内，笔者所在实验室在此方面进行了一些探索[5]，如李虹磊等人提出利用“半实物仿真”的方法，对这类气动心室辅助装置进行性能评估[6]。
为进一步验证非血液接触型心室辅助装置的功能，需要将此类心室辅助装置连接到模拟人体循环系统上进行测试。
为此，本文在介绍非血液接触型心室辅助装置设计的基础上，用体外模拟装置对非血液接触型心室辅助装置进行了初步的实验研究。
1 非血液接触式气动心室辅助装置的设计 图1为我们实验室开发的一套非血液接触式气动心室辅助装置（下简称心室辅助装置），它包括心脏辅助杯、心脏辅助控制器和电脑控制程序、空压机及真空泵。
并且，它还可以根据不同的工作模式与使用需要，通过控制器上的监测端口来输入/输出所需要的控制/监测信号。
心脏辅助杯是心室辅助装置的核心部件，它是用医用硅橡胶制成的。
心脏辅助杯的大小较普通心脏略大，将心脏置于辅助杯中能被有效包裹。
其结构分内膜与外壳两部分，且内膜与外壳侧壁之间设计有1mm 的空隙，形成腔体。
为了防止辅助杯充气后内膜整体鼓起，对心脏心尖产生不必要的挤压，内膜与外壳在辅助杯底部位置与杯口位置被完全粘接在一起。
在辅助杯的侧壁还设计有两条1 mm 高的加强筋，通过将内膜与加强筋粘结在一起，可以将辅助杯内膜与外壳形成的腔体分成左右两个正对左右心室的独立腔室，以确保辅助装置只针对于左右两个心室进行辅助，不会对心脏其他位置产生不良影响。
相较于弹性较大的内膜，外壳部分材料较硬，不易变形。
当辅助杯的这两个独立腔室被充入一定压强的压缩空气后，内膜会膨胀鼓起（图2），挤压置于辅助杯内的心脏心室，达到辅助心室收缩的目的。
为了保证辅助装置的安全可靠，在心脏辅助杯的出入气口位置上，加入了一个安全阀。
安全阀的主要作用是保证输入辅助杯两个腔室的压缩空气气压不会过大，从而避免过度挤压心室对心脏造成损害。
图3为气动心脏辅助控制器（下简称控制器）的内部结构简图，箭头处代表连接气动元件的管路，并指出了气流的方向。
控制器内部集成了电磁阀、电器比例阀、数字式压力计以及电器比例阀功放与USB 数据采集卡。
其中，USB 数据采集卡包括AI 与AO 模块，AI 模块主要用于采集控制器内部气压传感器的数值与外部ECG 信号，AO 模块用于控制控制器内部的电磁阀以及电气比例阀的闭合与开度。
通过控制电磁阀，可以打开真空泵排气的气路，辅助杯腔室内的压缩空气会被排空，并产生一定负压，辅助心室舒张；控制电气比例阀的开度，可以调节进入辅助杯腔室的气压大小，以满足不同病人的辅助需求。
电脑控制程序主要负责按照一定算法对控制器内部的电磁阀与电器比例阀进行控制，以完成对辅助杯周期性的充气与抽气。
控制程序有标准和外部触发两种工作模式。
前者是由控制程序根据用户设定好的辅助频率，按照真实人体心脏射血的规律推算出每一个辅助周期内阀门的打开与关闭时间，从而实现与真实图1 心室辅助装置流程图Fig.1 Ventricle assistance device flow chart图2 心脏辅助杯（充气状态）Fig.2 Cardiac assistance cup (in flated)图3控制器内部结构简图Fig.3 Ventricle assistance controller diagram心脏跳动同步。
具体来说，真实人体心脏射血时间恒定在0.3秒左右，而舒张时间则会随着心跳速度的加快而减少，因此按照此规律在每个辅助周期内，电器比例阀的打开时间恒定在0.3秒，此时对应心脏的射血期。
这个过程结束后，控制程序再根据不同辅助频率计算出电磁阀打开的时间，以保证辅助装置输出特性与人体实际情况相吻合。
这种工作模式在实验室或模拟人体循环实验中是很好的选择，可提供一个准确稳定的辅助输出。
外部触发模式则是通过控制器的监测端采集到的受辅助心脏的心电信号(ECG)，并由此信号控制触发对心脏进行同步辅助。
这种工作模式更接近于临床的应用场合，适用范围更广，辅助同步效果更为精确。
图4为控制器工作在标准模式下，系统电脑控制软件的界面，其中软件内显示的波形是控制器内部数字式压力计所采集到的辅助杯腔室内压力。
整套心室辅助装置的具体工作流程是，在保证真空泵与空压机同时工作的状态下，将心脏辅助杯套在需要辅助的心脏外。
当心脏处在射血期，由控制器控制其内部的电器比例阀打开，电磁阀关闭，使经过空压机的压缩气体进入辅助杯腔室，辅助杯腔室内部产生正压力鼓起，对心脏产生挤压的效果，帮助心脏射血。
当心脏处于舒张期，控制器会关闭其内部的电器比例阀，打开电磁阀，使真空泵排空辅助杯腔室内气体，产生负压，帮助心室充盈。
医生可以通过电脑控制程序实时监测心室辅助装置的工作状态，并可以选择是采用标准模式还是外部触发模式进行心室辅助。
当控制器内部的气压传感器检测到气压值超过医生设定的辅助值后，会提示报警；同时，作为双保险的安全阀，它也会在压力过大后自动打开，防止辅助器对心脏产生过度挤压而受损。
2 体外测试实验 为了检验心室辅助装置的辅助效果，将本套装置连接到模拟人体循环系统上，并利用水代替血液，模拟在完全心衰状态下本装置对循环系统的作用。
但考虑到实验室现有的模拟人体循环系统，是根据温特凯瑟模型建立起来的人体左心循环模拟系统，因此必须对辅助杯的结构略作改动，以使原来针对左右两个心室同时辅助的心室辅助装置改变为只对左心室进行辅助。
具体改动如图5所示，将原先侧面鼓起的双腔室辅助杯，改为充气后底部中央鼓起的实验用辅助杯，且通过调节气压尽量使改动后的辅助杯鼓起腔室A ’的大小，与原辅助杯左腔室A 鼓起的大小相接近。
图6为模拟人体循环系统的实物图。
图中，A 为经过改动的心脏辅助杯，其倒扣于一个模拟左心室的容器上；B 是主动脉弹性腔，用于模拟主动脉弹性[7]；C 为超声流量计探头（MA-16PAU ，Transonic System Inc.）；D 为主动脉压压力计；E 为动脉压压力计；F 为动脉腔，用于模拟动脉顺应性[8]；G 为用于控制心室辅助装置的电脑；H 为静脉腔；I为两个齿轮图4 电脑控制程序软件界面（标准模式工作状态）Fig.4 Software interface (normal state)图5 辅助杯改动说明图Fig.5 Cardiac assistance cup modi fi cation图6 模拟人体循环系统Fig.6 Mock circulation loop泵，用于模拟右心；J 为两个人工机械瓣膜，用于模拟人体心脏中的二尖瓣与主动脉瓣。