直接心室辅助致动方法的现状与发展1杨明1臧旺福21，上海交通大学电子信息与电气工程学院仪器系（上海200240）2，上海交通大学附属瑞金医院心胸外科（上海200025）【摘要】直接心室辅助通过在心脏外侧柔性挤压心脏，帮助虚弱的心脏恢复功能。它能够避免人工器件与血液接触引发的血栓、血感染等问题，是人工心脏辅助器件研究与开发的重要领域之一。直接心室辅助的致动器，决定了器件的结构、形状、及其性能，是整个辅助器件关键中的关键，致动器上的任何突破有可能对直接心室辅助器件产生革命性影响。因此，本文从致动原理的角度，分析、探讨了直接心室辅助的致动方法及其存在问题，这对探索与开发满足要求的下一代直接心室辅助致动器有一定的帮助作用。关键词：人工【关键词】心脏；直接心室辅助；致动器ThePresentandFutureStateofActuatingTechnologyforDirectCardiacAssistDevicesYangMing1ZangWangfu21.Departmentofinstrumentation,ShanghaiJiaotongUniversity（Shanghai200240）2.Dept.ofCardiothoracicSurgery,ShanghaiRuijinHospital（Shanghai200025）【Abstract】Toassistaweakenedorfailingheart,directcardiacassistdeviceswraparoundtheepicardialsurfaceandgentlysqueezethebloodoutoftheheart.Thiskindresearchanddevelopmentareimportantbecauseitcanavoidthromboemboliceventsandbloodinfection,whicharecommontothecurrentheartassistdevices.Theactuatorsdeterminethestructure,shape,andperformancesofdirectcardiacassistdevices,andthereforeisthekeyfordevelopment.Anybreakthroughintheactuatortechnologycouldpotentiallyhaverevolutionaryinfluenceonthedevicedevelopment.Therefore,thispaperreviewstheactuatortechnologiesofdirectcardiacassistdevicesandtheirproblems.Theseanalyseswillbehelpfulfortheexplorationofnext-generationdirectcardiacassistdevices.【KeyWords】Artificialheart;Directcompressioncardiacassist;1基金项目：国家自然科学基金资助项目(30540025;30670524)作者简介：杨明教授，E-mail:myang@sjtu.edu.cn1Actuators1.引言：心脏病是当今世界威胁人类生命健康的重大疾病之一。据统计，我国现有各类心脏病患者约三亿七千万人，每年还要新增病人约三百万人，每年有将近一百万人死于心脏病[1，2]。在英国，每天有七百多人心脏病发作，每年死于心脏病的人数占总的死亡数的41%[3]。冠心病、高血压、及心肌病等心血管疾病发展的晚期常常导致心肌功能下降和充血性心力衰竭。许多心衰患者晚期异常痛苦，生活质量下降，存活时间缩短。对这种终末期的心衰，内科治疗只能减轻症状，并不能延长患者的生命。目前看来，心脏移植是治疗晚期心衰患者一个较为成功的技术，但对心脏移植的需求远远大于器官的供给。在美国每年等待心脏移植的患者超过五万，而实际接受心脏移植的仅仅二千人[4]。这种需求使得人工心脏辅助或替代器件的研究与开发，成为终晚期心脏病治疗研究的重点。实现人工心脏器件的方法可以分为与血接触和与血非接触两类[5]。与血接触的人工心脏器件，如全人工心脏和左心房辅助器件等，将心脏视为一个血泵，用机械泵来替换部分或全部的心脏功能，以达到治疗晚期心衰患者的目的。目前世界上几个主要最接近成功研究永久性人工心脏的机构是美国的PennsylvaniaStateUniversity,TheTexasHeartInstitute等。目前国内在人工心脏临床应用，动力学特性仿真研究,器件的研究与开发等方面也进行了卓有成效的工作[6-8]。但无论在国内、国外，血与人工器件接触引起的血栓、血感染等生物兼容性问题，对全人工心脏等的长期使用仍然是一个限制[6-10]，到目前为止尚未有解决方法的报道。第二种方法采用与血非接触的心脏辅助器件，是直接裹在患者心脏的外表面柔性挤压，帮助心脏恢复功能的下一代人工心脏器件，称为直接机械心脏辅助，目的在于避免现有人工心脏器件的生物兼容性问题。这种与血非接触人工心脏辅助器件不用摘除患者原有的心脏。在患者心脏功能得到恢复后，可去掉人工心脏辅助器件。一个人所共知的直接心室辅助方法是将骨骼肌缠绕在...