人工心脏1

人工心脏,指导教师：顾忠泽学生：谢丽学号：103404,Company Logo,Contents,Company Logo,简介,人工心脏是利用机械的方法把血液输送到全身各器官以代替心脏的功能的装置制成像自然心脏那样精确的组织结构、完全模拟其功能的人工正脏是极不容易的，需要医学、生物物理学、工程学、电子学等多学科的综合应用及相当长时期的研究,Company Logo,历史,1982年 ，JARVIK-7是世界上第一个试图永久性植入人体的完全人工心脏。此种人工心脏外部有驱动装置，患者借助管子与机器相连接，可长期使用，这种人工心脏的最大缺点是需要由体外装置提供动力的能源,Company Logo,历史,1998年，首个轻便式的心脏“辅助器”投放英美市场。2000年，给病人植入首个Jarvik-2000型人工心脏，重约90克，附在心脏的左心室上。2001年7月2日，世界上第一例全植入式人工心脏植入手术在美国获得成功。名为AbioCor。重约两磅，呈柚子状，材料是塑料和钛。151天身亡。 完全代替心室功能并能完整植入体内的人工心脏，不依赖体外的机器工作，能给病人更多活动能力。由4部分构成：金属钛的心脏本体、一微型锂电池、一计算机控制系统以及外接电池组。人造心脏本体取代患者心脏的左右心室，微型锂电池和控制系统将植入患者的腹腔，外接电池组不植入人体，而是通过安装在腹部表皮下的插座向植入的微型锂电池充电。有两个替代左右心室的腔室，4个接口，分别连接左右心房、主动脉、肺动脉。两个腔室中间是电动机和泵，在心脏与血管的接口部分装有活塞，以代替心脏瓣膜的功能。锂电池能量耗尽的时候由外挂电池组充电。,Company Logo,起搏器原理,外壳由金属钛铸造而成的精密仪器。 由一个慢脉冲发生器和与之相连的金属导线组成 安装心脏起搏器时，医生在患者的上胸部切一条4-6厘米的切口，将心脏起搏器埋入皮下。起搏器连接一金属导线，医生会选定一条静脉血管（常选取的静脉有头静脉、锁骨下静脉、颈外静脉或颈内静脉），通过静脉血管将金属导线插入患者的心脏。这样，当心脏停止跳动或跳动太慢时，起搏器就肝发放电冲动使心脏跳动,Company Logo,组成,人工心脏：血泵、驱动装置、监控系统、能源血泵：膜式血泵、囊型血泵、管型血泵及螺形血泵等四种 材料：硅橡胶、甲基硅橡胶、嵌段硅橡胶、聚氨酯、聚氯乙烯和复合材料等 瓣膜：它是控制人工心脏血流的单向阀，人工心脏功能的好坏与瓣膜构造有密切关系。早期阶段用球瓣，现在常用的为碟瓣以及生物瓣。驱动系统：它是供给人工心脏血泵工作的动能。形式多样，大致可分为，机械、电动、磁力、气压、液压五种形式。监控系统：监控人工心脏工作状态。基本上从血泵机能，驱动装置各项指标及血液循环生理参数变化三个方面进行监控。能源：依靠外加能源工作以推动血液循环。既能满足功率要求，并使之微型化做到全置入体内，长期达数年使用的能源，目前尚未完全解决,Company Logo,选用材料,高分子材料一直是人工循环的主要应用材料。针对人工心脏的特点聚脂类有较好的应用前途，如聚乌拉坦。今后还有可能利用人工材料的特点体外塑行以微创手术将人工心脏置入人体，或者将人工材料做成人体可降解材料，使其在一定时期后功能完成后自然降解，以免除二次手术。人工合金对人工心脏也做 出了较大的贡献，如镍钛合金曾经作为人工心脏瓣膜、心室，其坚固性、轻质、表面光滑性非常适于人工心脏。近来有人做成镍钛锆合金其优越性更为突出,Company Logo,能源,从应用的功能设置来看可分为外置型与内置型和固定型与可移动型，从实用性来看，可移动内置电源最为理想。主要有三个研究方向：高能电池（核能电池）、高效储电瓶（代表产品为锂电）、经皮充电（研究最热、最有希望的技术之一）,Company Logo,分类,Company Logo,心室辅助装置（VAD）,右心辅助：血泵的流入管插入右心房,流出管与肺动脉端侧吻合 左心辅助：血泵的流入管可与左心房或左心室相连 ,流出管均与主动脉相连 双心室辅助：血泵与自然心脏并联 ,即血泵流入管与自然心脏左右心房或心室相连 ,血泵流出道管与自然心脏主动脉和肺动脉相连,Company Logo,心室辅助装置,隔膜泵：模仿自然心脏而设计,它的核心结构是一个由柔韧性材料围成的腔囊。囊腔与自然心脏的心腔一样 ,用于容纳血液,腔两端连接进、出口导管,并在两接口处分别放置单向阀门瓣膜以保证血液单向流动。对囊腔壁施以外力时腔内容积被迫变化,容积减小时血液由出口流出,增加时则接纳从体内流入的血液。如此周而复始 ,完成泵血功能,与自然心脏的工作极为相似,临床应用：隔膜泵 、叶轮泵,叶轮泵：非仿生性的血泵 （离心泵、轴流泵及混流泵）均采用高速旋转的叶轮驱动血液单向流动,不需要单向阀门控制血流方向,克服隔膜泵体积大、结构复杂、工作寿命短、能耗高等缺点,尤其适用于永久性植人体内时采用,进行动物实验的人工心脏的血液泵,Company Logo,全人工心脏（TAH）,TAH完全取代自然心脏的功能,维护全身的血液循环状况目 前 临 床 应 用 : 气 动 式Cardio West TAH和电动式 AbioCor TAHCardio West:由气体驱动并植入到心脏原位。 刚性泵外罩组成 ,含两个球形的聚氨甲酸乙醋室腔。两个室腔吻合到心房袖口,流出导管与大血管相吻合。两根气体驱动线管经皮穿出并与一外置的操纵控制系统相连,后者监测泵的压力和运行。 不足:控制装置不便携带、需抗凝。,AbioCor TAH：第一个完全独立可植入永久性TAH 。体内：胸部装置 、一可充电电池和一微型电子箱体外：一个电池盒。胸部装置（1Kg） 装一内置马达 ,使血液流经肺和身体其他部位。经皮能量传送技术 消除了经皮穿出的驱动线管, 减少感染发生率,Company Logo,瓣膜,心室辅助和人心脏血泵上的瓣膜是控制血泵血流的定向阀心室辅助和人工心脏功能的好坏与瓣膜的构造有密切关系, 常用属于机械瓣的倾斜蝶瓣和双叶瓣, 及生物瓣的牛心包瓣生物瓣：用生物组织制作而成，或直接取材同种或异种心脏瓣膜。生物瓣血栓栓塞率低，不需终身抗凝，当然也免除了抗凝所致的出血等并发症，但其耐久性较机械瓣差，平均工作寿命在10年左右。不过生物瓣“失功”后可再次换瓣。机械瓣：金属跟高级复合材料制作而成，耐久性强，但需终身接受抗凝治疗。每日需服用抗凝药，定期化验。抗凝不当可发生栓塞或出血等危险。机械瓣一旦失灵或卡瓣，病情常较危急,Company Logo,总结,近年,国外在人工心脏的研究与临床运用进展迅速,许多产品已商业化性能良好 ,在临床运用中抢救了许多重症心力衰竭病人的生命,但是诸如术后出血、血栓栓塞、感染、肾功能衰竭、多器官功能衰竭等并发症发生率仍较高,严重影响患者的生存率。研制小型化、高功能、少并发症、为病人提供高生活质量的完全植入式人工心脏成为人工心