基于电磁驱动的体外膜肺氧合搏动式泵血系统*

李超，葛斌△，方旭晨，李刚，陆婧，王俊

(1.上海理工大学医疗器械与食品学院，上海 200090；2.上海市杨浦区市东医院，上海 200438)

1 引 言

体外膜肺氧合(extracorporeal membrane oxygenation，ECMO)主要用于对重症心肺功能衰竭患者提供持续的体外呼吸与循环，以维持患者生命。其部件为膜肺(人工肺)和血泵(人工心脏)，可以对重症心肺功能衰竭患者进行长时间心肺支持，为抢救危重症患者赢得宝贵时间。

对模拟循环回路的研究从早期无心脏搏动的模拟到采用推板活塞方式和气动方式模拟心脏的搏动，但模拟搏动泵血易造成对血细胞的挤压破坏[1]。钱坤喜等建立的模拟循环回路主要实现了动脉弹性腔和血管阻力的模拟[2]。虽然通过不同生理控制方法可以实现对血流量的控制，以保持泵两端或肺静脉与主动脉之间的压力差恒定[3-4]，但输出为平流血压，长时间灌注会对人体组织器官造成损害[5-6]。而当前采用磁力驱动的搏动式血泵输出流量未能满足ECMO较高流量的需求，且运行不稳定[7-8]。因此，设计一款近似人体心脏搏动，满足ECMO流量需求的搏动式血泵具有必要意义。

本研究设计了一款基于梯度线圈的新型电磁驱动搏动式血泵，该血泵实现搏动式泵血输出，满足ECMO辅助循环的流量和灌注压力需求，通过调节输入电压满足患者所需灌注压及流量。

2 方案论证与设计

2.1 动力装置设计

2.1.1通电螺线管内永磁体受力公式推导 将一个圆柱形永磁体等效为一个具有相同的假想电荷分布的圆柱形薄线圈，见图1。……