心脏作为全身血液循环的动力源,在心血管系统中起着至关重要的作用。心脏收缩功能和(或)舒张功能障碍,每搏泵血减少,导致静脉血液淤积,组织、器官血液灌注不足,临床上将此症状定义为心力衰竭。主动脉内球囊反搏泵是临床上常见的心脏辅助装置之一,其辅助心脏的方法是将一个球囊经股动脉植入降主动脉内,在心脏收缩前期球囊放气塌瘪,在心脏舒张期来临后球囊充气膨胀,降低心脏后负荷,增加冠状动脉血流灌注,改善心肌氧供需比,起到保护心肌的效果。本文基于传统的球囊反搏泵,改变球囊在主动脉内的工作位置,提出一种升主动脉内球囊反搏泵,将球囊植入升主动脉内,更加靠近主动脉根部,并利用左心循环离体实验台定量研究球囊在主动脉内不同位置的辅助效果,评价升主动脉球囊的有效性。此外,利用电液比拟的生理等效电路模型研究升主动脉球囊对冠状动脉流量的影响。本文主要分为以下两个部分:1、以成年人主动脉模型为核心搭建了可以模拟生理左心循环的离体实验平台,主要包括左心房、左心室、主动脉模型、二尖瓣和主动脉瓣、容性腔以及给离体实验平台提供循环动力的左心室驱动装置。左心离体实验台在管路系统及左心室驱动装置的共同作用下,不仅可以模拟生理左心循环,还可以模拟病理心脏状态,在本文研究中实验台分别以I级心衰和II级心衰状态输出,球囊的实验也分别在I级心衰和II级心衰状态下完成,藉此研究球囊在主动脉内两处位置对两种心衰的辅助效果。结果表明,I级心衰时,球囊在降、升主动脉内辅助后相比于无球囊辅助时心内膜活性比分别增加12.7%和19.0%,II级心衰时,球囊在降、升主动脉内辅助后相比于无球囊辅助时心内膜活性比分别增加13.9%和31.2%;此外,I级心衰时,球囊在升主动脉辅助与在降主动脉辅助相比心内膜活性比增加5.6%,II级心衰时,球囊在升主动脉辅助与在降主动脉辅助相比心内膜活性比增加15.1%。结论:无论是在I级心衰,还是II级心衰条件下,主动脉内球囊反搏泵均能增加心内膜活性比,改善心脏功能;相比于降主动脉内球囊,升主动脉内球囊辅助效果更好。2、采用电液比拟方法得到左心循环等效电路模型,该模型中包含冠状动脉。建立冠状动脉电阻和左心室压力-容积比函数的关系,并加入球囊建立升主动脉球囊耦合模型,在心衰条件下研究球囊辅助后血流动力学的变化,尤其观察冠状动脉流量的变化。模拟实验结果表明在心衰条件下,升主动脉球囊能够降低心脏后负荷,改善心肌氧供需比,尤其是增加了冠状动脉的灌注量。