基于集中参数模型的左心室辅助装置血流动力学仿真

摘要

目的 新一代植入式心室辅助装置(ventricular assist device,VAD)采用旋转式血泵(rotary blood pumps)技术,目前已成为治疗严重心力衰竭的重要手段,因而研究VAD与人体间的生理相互作用机制有着重要的意义.本研究通过在Matlab Simulink环境中建立人体心血管循环系统的集中参数数学模型,模拟左心衰患者在植入左心室辅助装置(left ventricular assist device,LVAD)后,循环系统的血流动力学特性.方法 通过弹性腔和电路原理建立集中参数模型,主要包括心脏、肺循环、体循环、冠状动脉循环.调整模型的输入值使得模型的仿真结果符合设定的目标值.结果 仿真结果证实LVAD可以使心衰患者的总心排量恢复正常,同时对于心脏有明显的除负荷效果、增加冠脉血流量并降低肺动脉楔压,因此可以缓解心衰末期患者重要器官供血不足、心肌缺氧以及肺水肿等并发症.同时通过改变左心室辅助装置的转速,末期左心衰患者可以恢复一定的运动能力.结论 CAMSIM集中参数模型符合人体血液循环特点.模型仿真结果证实了LVAD对心衰的辅助作用.