人体心脏模拟器是一种通过计算机模型或物理装置模拟人体心脏结构、功能及病理状态的设备，用于科学研究、医学教育和临床决策支持，是连接基础研究与临床应用的关键工具。
心脏模拟器主要分为物理模型和数字模型两类。物理模型通常基于真实心脏标本或其复制品，通过机械结构模拟心脏的收缩、舒张等运动，侧重于结构形态的直观展示；数字模型则是基于生物力学、电生理学等多学科理论的计算机仿真模型，通过建立心脏的几何结构、材料属性和生理参数的数学方程，实现心脏动态过程的精确模拟。
数字心脏模拟器的核心技术原理包括流体动力学（模拟血液在心脏腔室和血管中的流动规律）、电生理学（模拟心脏电信号传导和心律失常的发生机制）以及结构力学（模拟心肌细胞的应力应变和能量转换）。这些模型通过耦合不同学科的理论，构建出接近真实心脏的动态系统，为研究心脏功能提供量化分析基础。
在医学教育领域，心脏模拟器被广泛应用于解剖学教学和手术训练。学生可通过模拟器学习心脏的解剖结构、瓣膜功能及血流动力学变化，进行虚拟手术操作，如冠状动脉搭桥术或心脏瓣膜修复术，提升操作技能和临床决策能力。在药物研发中，研究人员可利用心脏模拟器评估药物对心脏电生理或血流动力学的影响，预测药物安全性，减少动物实验的依赖。
心脏模拟器相比传统研究方法具有显著优势。其一，可重复性高，可进行多次模拟实验，不受时间、环境或样本限制；其二，安全性强，不会对真实患者或动物造成伤害；其三，成本效益好，相比真实手术或动物实验，成本更低，且可快速迭代模型以适应新研究需求。
尽管心脏模拟器在应用中展现出巨大潜力，但仍面临精度提升和复杂病理模拟的挑战。当前模拟器对复杂病理状态（如冠心病、心肌病）的模拟仍不够完善，未来可能结合人工智能技术，实现更智能的模型自适应学习心脏动态变化，或与虚拟现实（VR）结合，提供更沉浸式的交互体验，进一步推动其在临床和科研中的应用。
