心力衰竭已成为严重危害人类生命和健康的重大疾病,在发达国家终末期心衰患者的主要治疗手段是植入心室辅助装置(Ventricular Assist Device,VAD),其可以辅助或替代心脏的泵血功能,有助于心脏的卸负荷,促进血液循环。体外循环模拟系统(Mock Circulatory System,MCS)是一个模拟人体循环系统血流动力学状态的实验平台,广泛用于VAD等心血管人工器官的体外性能评价。本文的目标是设计研发可用于VAD体外性能测试的具有双心和体肺循环的体外循环模拟系统,该系统要能够模拟健康、运动及不同程度心衰等生理条件,并且能够与VAD协同作用,模拟循环系统的血流动力学特性。根据系统设计要求,本文从MCS的水力学回路机械结构设计、数据采集与控制模块、Amesim系统仿真及MCS的实验验证四个方面展开。(1)通过数学建模与机械模型设计,分别设计制造了心室、血管顺应性、外周阻力、瓣膜等水力学回路的实体部分,用于产生与人体循环系统的实体部分相对应的血压和血流等血流动力学参数。(2)应用Labview编制数据采集与控制程序对水力学回路产生的参数结果进行采集、计算、显示及数据保存。(3)应用Amesim建立MCS的仿真模型,对MCS复现不同生理条件的参数进行模拟,验证MCS的血流动力学特性,为机械结构设计提供依据。(4)MCS实验主要有:三种生理条件实验及VAD辅助实验。基于以上工作,完成了MCS的设计与开发工作,建立了完整的具有双心和体肺循环的体外循环模拟系统实验平台。通过MCS的实验与Amesim仿真结果对比分析,得出了实验与仿真结果的同异性。通过实验结果与系统设计指标的对比分析,可知MCS的各项参数基本满足模拟不同生理条件的血流动力学参数的设计要求。