生命支持装置前沿理论与技术：血流动力学

　　本书是一部系统介绍生命支持装置对人体心血管系统血流动力学影响机制的学术专著，由常宇教授、高斌博士、李澍研究员团队联袂主编，整理总结了研究团队在人工心脏领域近 20 年的研究成果。全书共四篇 18 章。篇重点关注人工心脏产生的特殊血流状态，即“旋动流”的生物力学特性及其对血管的力学 - 生物学影响；第二篇则聚焦于人工心脏的血流模式与辅助状态对血液中红细胞的生物力学影响，特别关注在人工心脏作用下的红细胞功能变化及这种变化对脑部供血状态的影响规律；第三篇主要针对人工心脏辅助过程中对主动脉系统血流动力学状态的影响规律开展研究，采用多物理场耦合算法研究真实血管弹性条件下人工心脏对主动脉结构与功能的生物力学影响规律；第四篇则将人工心脏的血栓并发症作为关注点，通过数值模拟方法研究人工心脏辅助条件下血栓的产生、运动与沉积规律，并据此针对人工心脏的设计提出建议。本书行文条理清晰、逻辑严谨，研究内容与研究方法详细准确，非常适合人工心脏研究、设计与临床应用领域的科研人员、医生，以及高校相关学科的研究生、教师参考阅读。

　　常？？宇 博士研究生导师，浙江大学医学院附属儿童医院特聘研究员、教授，利为惠德集团创始人，中国生物医学工程学会机械循环支持分会副主任委员，中国心胸血管麻醉学会体外生命支持分会副主任委员。从事生命与医疗领域的科学研究与成果转化工作。在生命与医疗领域的科学研究中，探索了心室辅助卸载的生理学机制，为人工心脏在临床上的应用提供了理论参考，其中包括人工心脏与自然心脏的相互作用机制、心衰患者血流模式的纠正与重要脏器灌注、血泵对主动脉血管内血流动力学特征的影响等。在成果转化方面，致力于人工心脏的设计方法与优化，提出并建立了人工心脏生理控制理论与系统。 高？？斌 硕士研究生导师，北京工业大学环境与生命学部副教授，中国生物医学工程学会会员，北京生物医学工程学会生物力学委员会青年委员，中国生物医学工程学会人工心脏分会会员。2014 年获得北京市优秀人才项目资助，2019 年获得北京市青年拔尖人才培育计划资助。研究方向为心脑血管血流动力学与生物力学。主持及参与国家重点研发计划、国家自然科学金及其他省部级科研项目 10 余项。以或通讯作者身份发表相关 SCI 期刊收载论文 40 余篇，出版学术专著 2 部，申领国家发明专利 10 余项。 李？？澍硕士研究生导师，中国科学院物理电子学博士、研究员，国家药监局学术带头人，国家医疗器械质量管理体系（GMP）检查员，中国合格评定国家认可委员会（CNAS）审核员，全国外科植入物和矫形器械标准化技术委员会有源植入物分技术委员会委员，中国医学装备协会核医学装备与技术专业委员会委员。现于中国食品药品检定研究院工作，主要研究方向为有源植入医疗器械质量评价，多次承担人工心脏、ECMO 等创新医疗器械的应急检验及国家抽验工作。作为项目首席科学家，承担国家“十三五”重点研发计划项目 1 项、课题2 项，中国红十字会基金项目 1 项，省部级科研项目 2 项。以或通讯作者身份发表学术论文 40 余篇。

目  录
篇 生命支持装置中的旋动血流
第 1 章 旋动血流的研究概述
一、研究背景及意义
二、研究现状
三、研究目的与实验设计
第 2 章 并联型心室辅助装置对主动脉旋动流的血流动力学影响
一、并联型心室辅助装置真实流场对主动脉旋动流特性的影响
二、并联型心室辅助装置辅助水平对主动脉旋动流特性的影响
三、并联型心室辅助装置对主动脉血流中低密度脂蛋白分布的影响
四、相关分析与总结
第 3 章 串联型心室辅助装置对主动脉旋动流的血流动力学影响
一、串联型心室辅助装置真实流场对主动脉旋动流特性的影响
二、串联型心室辅助装置辅助水平对主动脉旋动流特性的影响
三、串联型心室辅助装置血流旋动强度对主动脉的血流动力学影响
四、串联型心室辅助装置辅助旋动方向对主动脉旋动流特性的影响
五、串联型心室辅助装置辅助对主动脉血流中低密度脂蛋白分布的影响
六、相关分析与总结
第 4 章 心室辅助装置对主动脉旋动流影响的粒子图像测速分析
一、粒子图像测速实验概述
二、并联型心室辅助装置辅助水平对主动脉旋动流特性影响的粒子图像测速研究
三、串联型心室辅助装置对主动脉旋动流特性影响的粒子图像测速研究
四、相关分析与总结
第 5 章 静脉 - 动脉体外膜肺氧合辅助心血管系统血流动力学分析
一、静脉 - 动脉体外膜肺氧合辅助水平对心血管系统血氧分布的影响
二、静脉 - 动脉体外膜肺氧合搏动模式对主动脉血流动力学的影响
三、相关分析与总结
本篇总结与展望
参考文献
第二篇 生命支持装置对红细胞与脑供血的影响
第 6 章 对红细胞及脑供血影响的研究概述
一、研究背景及意义
二、研究对象
三、研究现状分析
四、计算流体力学在人工心脏中的应用
五、研究目的与实验设计
第 7 章 辅助水平对人工心脏泵内切应力特性的影响
一、辅助水平血流辅助指数的定义
二、人工心脏泵内流场
三、相关分析与总结
第 8 章 切应力时频特性对红细胞的影响规律
一、实验目的
二、不同量级 / 频率切应力实验
三、实验仪器与试剂
四、切应力实验结果分析
五、相关分析与总结
第 9 章 辅助水平对脑部供血的影响
一、人工心脏泵对脑供血影响的两相流数值研究
二、人工心脏泵的动物实验
三、相关分析与总结
本篇总结与展望
参考文献
第三篇 生命支持装置脉动血流对主动脉系统血流动力学的影响
第 10 章 对主动脉系统血流动力学影响的研究概述
一、研究背景及意义
二、研究现状分析
三、研究目的与实验设计
第 11 章 心室辅助中血流脉动性模型研究
一、循环系统血流特性的模型研究
二、心室辅助下的血流特性研究
三、血流脉动性研究
四、相关分析与总结
第 12 章 脉动流作用下主动脉流 - 固耦合数值计算
一、心血管系统的血流动力学研究
二、流 - 固耦合数值计算
三、脉动流作用下主动脉流 - 固耦合数值计算
四、相关分析与总结
第 13 章 心室辅助中血流脉动性的实验研究
一、人工心脏泵辅助下血管图像测速
二、心室辅助不同术式的动物实验
三、相关分析与总结
本篇总结与展望
参考文献
第四篇 生命支持装置血流对主动脉内血栓分布的影响
第 14 章 对主动脉内血栓分布影响的研究概述
一、研究背景及意义
二、研究现状分析
三、研究目的与实验设计
第 15 章 人工心脏流出管道有限元模型构建
一、三维重建方法
二、基于医学图像的三维重建
三、相关分析与总结
第 16 章 数值模拟计算方法
一、数值模拟概述
二、流体运动控制方程
三、颗粒运动
四、相关分析与总结
第 17 章 吻合口位置对血栓在主动脉内运动规律的影响
一、研究方案
二、实验结果
三、相关分析与总结
第 18 章 吻合口面积对血栓在主动脉内运动规律的血流动力学影响
一、研究方案
二、实验结果
三、相关分析与总结
本篇总结与展望
参考文献