满足好奇心人工心脏LVAD拆解先拆控制器

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知识百科：本文来自微信公众号：中华医学会胸心分会（ID：CSTCVS1985），作者：Leo Lin，原文标题：《【解读】人工心脏技术的历史发展及国内外技术现状》，题图来自：视觉中国
我国是世界人口第一的大国，随着人口老龄化和人口增长，终末期心脏病患者不断增加。据数据统计，我国罹患心衰的人群占总人口数的1.3%，约有1370万心衰患者[1]。在这些心衰患者中，每年有5%的患者会进展为重症心衰。对于重症心衰，药物治疗的效果不佳，5年生存率仅为20%[2]。
心脏移植和人工心脏成为治疗重症心衰患者最有力的手段。受供体和技术限制，全球心脏移植例数增长缓慢，每年全球心脏移植手术量约为5000台[3]，中国心脏移植手术量约为500~600台，因为供心有限，大量心脏病人在等待心脏移植中死亡。
人工心脏可克服移植供体不足的问题，根据部分或全部替代自然心脏的功能和作用，分为全人工心脏和心室辅助装置，后者成为心衰救治的主战场，目前我国使用的人工心脏产品，主要指的是左心室辅助装置（LVAD）。研究显示，最新左心室辅助装置3年生存率为80%，接近心脏移植效果，在欧美发达国家已广泛使用。国内目前仅有2款产品上市，人工心脏市场方兴未艾，本文梳理了人工心脏技术的发展及目前国内外的主流人工心脏产品技术特点。
什么是人工心脏

人工心脏是一种复杂的植入式医疗器械，用于替代心脏泵血功能，维持血液循环。
按照功能分为心室辅助装置（Ventricular Assist Device，VAD）、全人工心脏（Total Artificial Heart，TAH）。心室辅助装置是目前临床应用最广的人工心脏系统，分为左心室辅助装置（LVAD）、右心室辅助装置（RVAD）、介入式心室辅助装置（pVAD）、双心室辅助装置（BiVAD），其中以左心室辅助装置临床应用最广[4]；全人工心脏则能够替代心脏的全部功能，但目前临床应用不广。
按照人工心脏主体的所在位置，人工心脏又分为植入式和体外式两种，植入式人工心脏针对终末期慢性心衰患者，用于长期的心脏功能替代或支持，而体外式的人工心脏则针对各种原因导致的严重急性心衰患者、高危PCI患者及心源性休克患者的中短期心脏功能支持。
典型的人工心脏系统由血泵、驱动装置、监控系统、能源四个部分构成，其中血泵是整个系统的最关键部件。根据血泵原理不同，血泵又可分为搏动泵、轴流泵以及离心泵。
人工心脏的技术发展


早在20世纪中叶，科学家们就已经开始了人工心脏的研发，由于技术条件的限制，早期的研发在辅助心脏功能和完全替代心脏功能上基本处在两个赛道，直到20世纪末才逐渐形成现在的人工心脏市场形势。
一代搏动泵与二代轴流泵

早期的人工心脏采用一个橡胶囊模仿心脏的收缩、舒张动作，称为“搏动式人工心脏”。其装置本身的耐久性较差，在泵血过程中对血液的损伤较大，导致较高比例的血栓形成、中风等严重并发症，且装置笨重而不便携带，手术侵犯性较高，经皮管道易引起感染。这使得这类人工心脏主要限于用作心脏移植前的过渡手段。
80年代后期，由Richard Wampler发明的Hemopump首次用于临床，开启了现代人工心脏的历史。现代人工心脏改变了设计理念，不再模仿心脏的动作，改而直接追求心脏的泵血的功能，由此产生了“轴流泵人工心脏”。轴流式人工心脏采用一个刚性的带有叶片的叶轮，通过一定的支承机构置于完全密闭的泵壳内，叶轮旋转而将血液从泵的入口输送到出口，完成泵功能。
轴流泵人工心脏的体积大幅缩小，但Heartmate II同样面临一系列医学问题，其中最重要的即为血液相容性。因体积缩小，需要通过叶轮高速的转动来满足流量输出。轴流泵叶轮的转速非常高，血液在经过血泵的过程中，血液中的细胞和其他有形成分会受到机械损伤。因此在长期使用后，泵内会产生血栓，增加患者脑中风的风险。

轴流泵高速转动破坏血细胞产生的血栓
第三代离心泵

这些原因催生了第三代离心泵的诞生。离心泵叶轮工作效率更高，因此转速可以相应降低，减少血液破坏。另一方面，新一代离心血泵通过不同的技术来避免血液和轴承进行接触。包括磁液悬浮、磁悬浮、纯水悬浮等技术。血液不直接接触轴承，可以进一步减少血栓生成。
磁液悬浮采用磁悬浮与流体动力悬浮相结合，实现对叶轮的支承。就该类人工心脏称为“磁液混合悬浮式人工心脏”。磁液悬浮是一类经过特别设计的滑动轴承，体现在人工心脏中，就是叶轮转子上设有一个轴承面，它与相对的泵壳内表面（另一个轴承面）之间构成一个微小的二次流道，其中可以进入一层薄薄的起润滑作用的血液，当转子旋转时…… 更多：https://baijiahao.baidu.com/s?id=1733084693783027258&amp;wfr=spider&amp;searchword=heartmate&amp;for=pc

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