近年来,在心力衰竭的治疗中,左心室辅助装置(Left Ventricular Assist Device,LVAD)的应用越来越广泛。这类装置在进入临床试验前,需要经过严格的测试评估。体外循环模拟系统(Mock Circulation System Loop,MCL)能够在体外模拟不同生理条件下的脉动流环境,被广泛用于心血管人工器官的体外性能评价。在人体循环系统中存在多种生理反馈调节机制,其中压力感受性反射(Baro-Reflex,BR)调节机制是维持人体动脉血压稳定的关键性机制。通过位于颈动脉窦的压力感受器感受人体动脉血压的变化,经过中枢神经将信号传递给动脉、静脉和心脏,改变静脉无压体积、体循环外周阻力、左/右心室收缩末期弹性以及心动周期五个效应器的输出,达到维持血压稳定的目的。因此本课题通过对前期搭建的MCL进行改造,建立了具有部分BR机制的体外循环模拟系统,为LVAD提供一个与人体血液循环系统更相似的环境,并通过实验研究系统的血流动力学参数响应特性,验证MCL系统有效性和BR调控的生理合理性。本课题主要从以下几个方面进行研究:首先,以课题组前期完成的具有BR算法的CAMSIM数学模型仿真结果为指导,对MCL平台进行改造并实现系统设计。基于LabVIEW开发环境,将在Simulink中编写的BR算法整合到MCL控制软件中,使系统可以根据平均主动脉压力(mean Aortic Pressure,mAoP)反馈值完成算法中效应器外周阻力(Rscp)和心动周期(T_hb)的动态计算输出。采用单片机与电动执行器结合的方式实现对外周阻力的模拟,并建立BR算法中Rscp与执行器开度的模型关系,实现外周阻力的自动调节。同时建立T_hb与直线电机速率的模型关系,实现心动周期的自动调节。然后,在具有部分BR机制的MCL系统中进行基线和心室辅助心衰生理状态下的血流动力学实验。选取左心房压力(Left Atrium Pressure,LAP)以及血容量(Blood Volume,BV)的变化作为模拟人体生理状态扰动的实验变量,研究单一效应器参数Rscp、T_hb调控以及双效应器参数Rscp和T_hb共同调控下的血流动力学参数响应。当系统主动脉压在生理扰动下发生突变时,通过效应器Rscp和T_hb的调节,系统血压能在15s内恢复稳定,从而验证了 BR机制具有调节动脉压的功能。此外,将LVAD接入MCL系统,通过设置3L/min与5L/min两种辅助流量,研究不同实验变量下的血流动力学响应。实验表明,在LVAD辅助作用下,效应器对主动脉压仍然具有调节作用,但由于LVAD较强的辅助作用,调节效果有所降低。与此同时,主动脉压力的脉动性变化明显。当LAP、BV增加时,心室压力升高,主动脉压力的脉动性增大;当LAP、BV减少时,心室压力降低,导致主动脉压收缩末期压力降低,脉动性减小。最后,将实验结果与前人模拟仿真结果、临床数据文献对比。实验结果表明,MCL系统可以在单一效应器或双效应器的调控作用下,准确地模拟基线生理状态下的血流动力学参数结果。系统在受到扰动后血流动力学参数的变化结果与模拟仿真结果具有一致性,并且符合人体真实的生理参数变化特点。通过对mAoP的变化进行趋势分析,得出效应器参数对系统的调节时间在6.78～11.32s内,其中心动周期的调节效率高于外周阻力,参数的调整时间与临床数据结果具有一致性,所实现的部分BR机制对系统血压调节达到目标要求,这一结果对LVAD在进行临床试验前具有重要的指导意义。