Стенд для испытания искусственных клапанов сердца

 

Изобретение относится к медицинской технике и предназначено для испытания протезов клапанов сердца. Цель изобретения - приближение испытуемых характеристик клапанов к физиологическим. Предлагаемый стенд содержит две испытательные камеры для искусственных клапанов 2, 4, имитатор периферического сопротивления 5 с программно-управляемым двигателем 14, циркуляционный контур 3 и источник пульсирующего давления 1 с программно-управляемым линейным двигателем 7. Благодаря обратной связи (датчики давления 16 и 17 - штоки двигателей 7 и 14) проводится коррекция характеристик стенда. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 А 61 F 2/24

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4491479/14 (22) 10.10.88 (46) 23.08.91. Бюл, N 31 (71) Воронежский государственный медицинский институт им, Н.Н.Бурденко (72) В.И.Булынин, Л.С.Марьяновский, В.Б.Измайлов, А.Н.Соколов и Г.И.Мещеряков (53) 615.475 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1532023, кл. А 61 М 1/10, 1988. (54) СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ИСКУССТВЕННЫХ КЛАПАНОВ СЕРДЦА (57) Изобретение относится к медицинской технике и предназначено для испытания

„„ЯЦ„„1671285 А1 протезов клапанов сердца. Цель изобретения — приближение испытуемых характеристик клапанов к физиологическим.

Предлагаемый стенд содержит две испытательные камеры для искусственных клапанов 2, 4, имитатор периферического сопротивления 5 с программно-управляемым двигателем 14, циркуляционный контур 3 и источник пульсирующего давления 1 с программно-управляемым линейным двигателем 7. Благодаря обратной связи (датчики давления 16 и 17 — штоки двигателей 7 и

14) проводится коррекция характеристик стенда. 2 ил.

1671285

Изобретение o» l»ocHT(;»I к медицинской технике, точнее к устройствам для испытания искусственных клапанов сердца.

Цель изобретения — приближение испытуемых характеристик клапана к физиологическим и увеличение производительности стенда.

На фиг, 1 представлена блок-схема стенда; на фиг. 2 то же, блоки раскрыты, при этом жирные линии показывают гидролинии, тонкие электрические.

Устройство содержит источник 1 пульсирующего давления. выход которого через испытуемый протез аортального клапана 2 соединен последовательно с циркуляционным контуром 3, испытуемым протезом митрального клапана 4, выходное отверстие которого подсоединено к источнику 1 пульсирующего давления, регулятор 5 периферического сопротивления и блок 6 управления. При этом источник 1 пульсирующего давления содержит первый программно-управляемый линейный двигатель 7, шток которого соединен с подвижным торцом первого рабочего элемента — сильфона

8, неподвижный торец которого соединен с искусственным желудочком сердца 9, с которым связаны протезы аортального 2 и митрального 4 клапанов. Циркуляционный контур 3 содержит модель 10 аорты, вход которой соединен с выходным отверстием протеза аортального клапана 2, а вход -- с последовательно соединенными имитатором 11 периферического сопротивления, гидростатической емкостью 12 диастолического давления, гидростатической емкостью 13 венозного давления и входным отверстием протеза митрального клапана 4.

Регулятор периферического сопротивления

5 содержит программно управляемый линейный двигатель 14, шток которого через второи сильфон 15 соединен с имитатором периферического сопротивления 11.

Блок 6 управления содержит первый 16 и второй 17 датчики давления, подключенные соответственно к входному отверстию протеза аортального клапана 2 и входу модели

10 аорты. выходы которых соединены соответственно с первым 18 и вторым 13 аналого-цифровыми. преобразователям, выходы которых являются выходом устройства и подключены к управляющеи ЭВМ 20. Управляющая ЭВМ 20 соединена с входом усройства и через первый цифроаналоговый преобраэова»ель 21 подключена к первому программно-управляемому линейному двигателю 7, а че(ез г»»орои цифроаналоговый преобразог»ат».л», 22 к второму программно-управляемому линейному двигателю 14. Стенд рл»бо»;»» <:lit.,!ó»».. щим о зраэом

?5

В:»амя»и управляющей ЭВМ 20 хранятся числе» ные значения кривой давления, подлежа..»ей реализации и программа управления иcïîëни Tpëüными устройствами стенда: первым 7 и вторым 14 программноуправляемь ми линейными двигателями, обеспечивающая с применением обратнои связи (датчика 16 и 17 давления, аналогоцифровые преобразователи 18 и 19, цифроаналоговые преобразователь, 21 и 22) реализацию заданной vðèâoè давления в месте расположения испытуемых протезов аортального 2 и митрального 4 клапанов.

От ЗВМ 20 через ЦАП 21 к первому программно-управляемому линейному двигателю 7 поступает аналоговое напряжение, обеспечивающее перемещение штока двигателя 7 по закону, реализующему кривую давления, близкую к кривой давления в левом желудочке сердца в период его систолического выброса. Линейное перемещение штока двигателя 7 приводит к изменению гидрообьема сильфона 8 и герметично связанной с ним модели желудочка сердца 9. В момент, предшествующий началу систолы, давление на входе аортального клапана 2 близко к нулю, а на его выходе определяется давлением, задаваемым с помощью регулируемой тидростатической емкости 12 диастолического давления. Изменение давления емкости 12 диастолического давления обеспечивается перемещением ее в вертикальном направлении и может меняться в пределах минимального физиологического диастолического давления 30 — 100 мм рт.ст. Таким образом, аортальный клапан закрыт и продолжает оставаться в закрытом состоянии до тех пор, пока давление на его входе не достигнет величины, равной диастолическому давлению, задаваемому емкостью 12 диастолического давления (например 70 мм рт.ст.). Дальнейшее перемещение штока двигателя 7 повышает давление на входе открытого клапана 2 и в модели 10 аорты. Вытесняемый из сильфона систолический обьем жидкости через модель 10 аорты и имитатор 11 периферического сопротивления заполняют объем емкости 12 диастолического давления, размеры которой выбираются из условия неизменности ее гидростатического давления при всех циклах работы двигателя 7. При достижении заданного систолического артериального давления (например, 120 м . рт.ст.) шток двигателя останавливается.

Давление на входе аортального клапана уменьшается ияли этом аортальный клапан

2 закрывается. Дальнейшее перемещение жидкости через циркуляционный контур 3 обеспечивается при помощи энергии, запа1671285

10 сенной в модели 10 аорты, играющей роль компрессионной камеры. Характер формы кривой давления, реализуемой на этом про межутке времени. определяется законом изменения величиньгпериферического сопротивления, задаваемого программой управления ЭВМ. Для этого через цифроаналоговый преобразователь 22 к второму программно-управляемому линейному двигателю 14 подводится аналоговое напряжение, обеспечивающее перемещение его штока и связанного с ним подвижного торца сильфона 15, таким образом, что вытесняемый сильфоном 15 объем жидкости вызывает изменение величины периферического сопротивления по закону, близкому к задаваемому программой ЭВМ, Емкость 13 венозного давления обеспечивает давление, близкое к физиологическому (10 — 50 мм рт.ст.) благодаря ее вертикальному перемещению. так как жидкость в нее поступает из емкости 12 диастолического давления при достижении в последней уровня, соответствующего минимальному артериальному давлению 30-100 мм рт.ст.

Таким образом, на входе митрального клапана 4 обеспечивается давление, близкое к физиологическому. Клапан 4 открывается тогда, когда при обратном ходе штока двигателя 7 давление s модели желудочка достигает установленного в емкости 13 венозного давления. Следовательно, обеспечивается испытание клапана 4 при режимах работы стенда, близких к кровотоку в месте расположения митрального клапана 4 сердца.

Обратная связь по давлению, измеряемому у входного отверстия клапана 2 (датчик 16 давления) и у выходного отверстия (датчик 17 давления) корректирует характер перемещения штоков двигателей 7 и 14. Для реализации адаптивного управления аналоговые напряжения с выходов датчиков 16 и

17 давления соответственно подаются на входы аналого-цифровых преобразователей 18 и 19, с выходов которых кодовые

45 последовательности напряжений 1(>c Tóïàют на ЭВМ 20. Здесь согласно программе управления происходит их обработка, резуль1аты которой в виде цифр вых последовательностей напряжений поступают через цифроаналоговые преобразователи 21 и 22 и программно-управляемым линейным двигателям 7 и 14, Формула изобретения

Стенд для испытания искусственных клапанов сердца, содержа ций последовательно соед ненные источник пульсирующего давления, испытательную камеру с креплением для искусственного i:ëàïýíà, циркуляционный контур с моделью а .;ы имитатором периферичес; ого сопротивления и емкостью диастолического давления, а также регулятор периферического сопро тивления и блок управления с аналого-цифровыми преобразователями, входы которых являются входами стенда, причем источник пульсирующего давления имеет программно-управляемый двигатель, шток которого соединен с торцом рабочего элемента, датчики давления расположены по обе сторочы испытательной камеры, а их выходы являются выходами стенда,отл ича ю щи и с я тем, что, с целью приближения испытуемых характеристик клапана к физиологическим и увеличения производительности стенда, он снабжен второй испытательной камерой и емкостью венозного давления, соединенными между собой и расположенными между источником пульсирующего давления и емкостью диастолического давления, которая последовательно соединена с имитатором периферического сопротивления и моделью аорты, рабочим элементом является сильфон, двигатель выполнен линейным. регулятор периферического сопротивления состоит из второго линейного двигателя, шток которого связан с вторым сильфоном, а один из датчиков давления включен за имитатором периферического сопротивления.

1671285

Составитель Л.Попов

Техред М.Моргентал

Редактор И.Горная

Корректор Л.Бескид

П роиаводственно-издательский комбинат "Пат ".. У н т атент . г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2783 Тираж Зб3 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по и ета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5