Стенд для испытания искусственного сердца

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ . СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii> 858843 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22)Заявлено 10.05.78 (21) 2628561/28-13 (51)М. Кл. с присоединениезт заявки М

А 61 М 1/03 Ъоудерстееиный комитет

СССР оо делен изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30.08.81. Бюллетень J% 32

Дата опубликования описания 02. 09. 81 (53) УДК 6! 5. 475 (088. 8) В. И. Шумаков, Ю. А. Перимов, В. Я. Терещенко, Л.- М .,Попов, А. И, Шубин и Л. И. Матвеев (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ИСКУССТВЕННОГО СЕРДЦА

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к стендам, имитирующим гемодинамику сосудистой системы организма.

Известен стенд для испытания искусственного сердца, состоящий из системного и легочного контуров, каждый иэ которых содержит артериальную и веноэную гидравлические емкости, датчик артериального давления, систему изменения уровня давления в арте«М риальной и венозной гидравлической емкости, включающую в себя задатчик нагрузки, управляющие устройства и приводы, кроме того, системный контур содержит расходомер и датчик венозного давления 1!j.

Недбстатком известного стенда является отсутствие элементов и взаимосвязей, посредством которых определяется дисбаланс (недостаточность одного из насосов) по производительности левой и правой половин искусственного сердца, вызывающий увеличение давления в капиллярных отделах сосудистой системы вьппе допустимой нормы, что приводит к отеку организма при использовании искусственного сердца

in vivo; стенд не позволяет определять саморегуляцию искусственного сердца.

Цель изобретения — обеспечение Bos можности определения саморегуляции искусственного сердца.

Поставленная цель достигается тем, что в стенде для испытания искусственного .сердца, состоящем из системного и легочного контуров, каждый из которых содержит артериальную и венозную гидравлические емкости, датчик артериального давления, систему изменения уровня давления в артериальной и венозной гидравлической емкости, системный и легочный контуры стенда снабжены блоком поддержания капилб лярного давления в физиологических пределах, включающим прекапиллярную и посткапиллярную емкости,.регистра858841 тор среднего капиллярного давления,,датчик капиллярного давления, капиллярную емкость, функциональный . преобразователь, исполнит льный механизм и задатчик нагрузки,при этом вход регистратора среднего капиллярного давления и датчика капиллярного давления подсоединены,к капиллярной емкости, а выход датчика капиллярного давления подсоединен к первому входу функционального преобразователя, выходы которого через исполнительные механизмы соединены с посткапиллярной и прекапиллярной емкостями, а второй вход функционального преобразователя подсоединен к задатчику нагрузки.

На чертеже изображен стенд для испытания искусственного сердца, структурная схема.

Стенд состоит из системного и легочного контуров, которые содержат артериальные гидравлические емкости 1 и 2, вход которых подключен через датчик 3 расхода к выходу левой и пра25 вой половин 4 и 5 соответственно искусственного сердца, блоки поддержания капиллярного давления в физиологических пределах, венозные гидравлические емкости 6 и 7, выход которых

30 подключен на вход правой и левой половин 5 и 4 искусственного сердца, системы изменения уровня давления в артериальных и венозных гидравлических емкостях, датчики 8 артериального давления, подключенные к артериаль- 5 ным гидравлическим емкостям 1 и 2, устройства 9 контроля средних венозных давлений, подключенные к венозным гидравлическим емкостям 6 и 7. Кроме того, системный контур содержит расходо- 40 мер 10, выход которого подключен на вход венозной гидравлической емкости 6 и датчик Il венозного давления, вход которого подключен к венозной гидравлической емкости 6, а выход 45 к правой половине 5 искусственного сердца.

Блоки годдержания капиллярного давления в физиологических пределах содержат капиллярные емкости 12 и 13, so прекапиллярные емкости 14 и !5, вход которых подключен к артериальной гидравлической емкости 1 и 2, а выход подключен на вход капиллярной емкости 12 и 13 соответственно;посткапиллярные емкости 16 и 17, вход которых подключен к капиллярной емкости 12 и 13 соответственно, а вьгход подклю4 чен в системном контуре на вход расходомера 10, а в легочном контуре на вход венозной гидравлической емкости 7, функциональные преобразователи 18 и 19, исполнительные механизмы 20 и 21 регистраторы 22 среднего капиллярного давления, подключенные к капиллярным емкостям 12 и 13; датчики 23 капиллярного давления, выход которых подключен к функциональным преобразователям 18 и 19, выход последних соединен с исполнительными механизмами 20, которые связаны с прекапиллярными емкостями 14 и 15.

Система изменения уровня давления в артериальных и венозных гидравлических емкостях содержит задатчик 24 нагрузки, приводы 25, выход которых связан с артериальными гидравлическими емкостями 1, 2 и венозными 6 и 7 гидравлическими емкостями; управляющие устройства 26 и 27, вход которых подключен к задатчику 24 нагрузки, а выходы подключены к приводам 25 и исполнительным механизмам 21, связанными с посткапиллярными емкостями 16 р 17.

Системный контур, легочный контур, левая и правая половины 4 и 5 искусственного сердца заполняются жидкостью, плотность и вязкость которой аналогична крови.

Стенд работает следующим образом.

Оператор, воздействуя на задатчик 24 нагрузки, задает искусственному сердцу требуемую производительность. Сигнал с задатчика 24 нагрузки, соответствующий требуемой производительности, поступает на системы изменения уровня давления в артериальных и венозных гидравлических емкостях, а именно на управляющие устройства 26 и 27, которые управляют работой приводов 25, изменяющих уровень давления и объемную податливость в артериальных гидравлических емкостях 1 и 2 и венозных гидравлических емкостях 6 и 7 в соответствии с требуемой производительностью, при этом изменяется давление во всем системном контуре и легочном контуре. Кроме того, управляющие устройства 26 и 27 приводят в действие исполнительные механизмы 21, посредством которых изменяется величина и упругость гидравлического сечения в посткапиллярных емкостях 16 и 17 соответственно требуемому расходу жидкости. Далее включается искусственное сердце, произво—

858841 дительность которого находится в зависимости от уровня давления в венозной гидравлической емкости 6. Информация о уровне давления в венозной гидравлической емкости 6 поступает в ис- . кусственное сердце через датчик ll венозного давления.

Жидкость, нагнетаемая левой и правой половин 4 и 5 искусственного сердца, подается в артериальные гидравли- !О ческие емкости 1 и 2 через датчик 3 расхода, а затем в блоки поддержания капиллярного давления в физиологических пределах.

Работа последних заключается в сле- 1 дуюшем.

Физиологическое давление в капиллярных емкостях 12 и !3 поддерживается величиной оттока жидкости из капилJ1HpHblx емкостей 12 и 13, которая задается системами изменения уровня давления в артериальных и венозных гидравлических емкостях в соответствии с требуемой производительностью искусственного сердца, и величиной притока жидкости в капиллярные емкости 12 и 13, которая изменяется автоматически в зависимости от давления в капиллярных емкостях. Сигнал об отклонении давления в капиллярных емкостях от физиологической нормы,:ередается датчиками 23 капиллярного давления на функциональные преобразователи 18 и 19, которые преобразуют полученный сигнал и воздействуют на исполнительные механизмы 20, а по- 35 следние изменяют величину и упругость гидравлического сечения прекапиллярных емкостей 14 и 15 до известных критических значений. Величина и упругость гидравлического сечения 40 прекапиллярных емкостей 14 и 15 оказывает влияние на приток жидкости в капиллярные емкости 12 и 13 и на нагрузку искусственного сердца.

Жидкость из блоков поддержания ка- 4s пиллярного давления поступает в венозные гидравлические емкости 6 и 7, а из них на вход левой и правой половин 4 и 5 искусственного сердца.

Отток жидкости из венозных гидравлических емкостей 6 и 7 зависит от чувствительности искусственного сердца к притоку жидкости из посткапиллярных емкостей 16 и 17.

Контроль действительной производительности искусственного сердца по сравнению с требуемой производится расходомером 10. Контроль мгновенных значений расхода жидкости обеспечивается госредством датчика 3 расхода.

Средние венозные давления в венозных гидравлических емкостях 6 и 7 контролируются устройствами 9 контроля средних венозных давлений. Контроль мгновенных значений давления в.артериальных гидравлических емкостях 1 и 2 обеспечивается посредством датчиков 8 артериального давления. Контроль давления в капиллярных емкостях 12 и 13 обеспечивается регистраторами 22 среднего капиллярного давления.

В тех случаях, когда венозные оттоки из венозных гидравлических емкостей 6 и 7 будут не равны между собой, т.е. будет иметь место дисбаланс по производительности леной и правой половин искусственного сердца, то это приведет к перемещению части жидкости из одного контура в другой. Вследствие этого среднее давление уменьшится в венозной гидравлической емкости того контура, из которого жидкость переместилась, и увеличится в венозной гидравлической емкости того контура, в который переместилась-жидкость. Увеличение среднего давления в венозной гидравлической емкости приведет к уменьшению оттока жидкости из кап >лчярной емкости, так как при заданной величине и упругости гидравлического сечения посткапиллярной емкости перепад дав— ления через нее уменьшится. Уменьшение оттока из капиллярной емхости вызовет повышенное давление в ней, и если величина давления будет вьппе физиологической норлы, а прекапиллярная емкость будет иметь критическую величину и упругость гидравлического сечения, то искусственное сердце при использовании его вызовет. отек организма.

Наличие дисбаланса по производительности левой и правой половин искусственного сердца, описанного вьппе, эквивалентно недостаточности одного иэ желудочков естественного сердца, и если величина этой недостаточности будет такой, что давление в капиллярном отделе превысит допустимую норму, то это приведет к развитию отека, например. легких, и гибели организма.

Конструкция стенда обеспечивает снижение летательных исходов при ис" пользовании искусственного сердца sa счет исключения отеков организма

858841

Формула изобретения

7 путем предварительной проверки искусатвенйого сердца на стендах.

Стенд для испытания искусственного сердца, состоящий из системного и легочного контуров, каждый из которых содержит артериальную и венозную гидравлические емкости, датчик артериального давления, систему изменения уровня давления в артериальной и веноэной гидравлической емкости, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью возможности определения саморегуляции искусственного сердца, системный и легочный контуры стенда снабжены блоком поддержания калиллярного давления в физиологических пределах, включающим прекапиллярную и посткапиллярную емкости, регистратор среднего капиллярного давления, датчик капиллярного давления, капиллярную емкость, функциональный преобразователь, исполнительный механизм и задатчик нагрузки, при этом вход регистратора среднего капиллярного давления и датчика капиллярного давления подсоединены к капиллярной емкосi0 ти, а выход датчика капиллярного давления подсоединен к первому входу функционального преобразователя, выходы которого через исполнительные механизмы соединены с посткапиллярной

1 и прекапиллярной емкостями, а второй вход функционального преобразователя подсоединен к задатчику нагрузки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 339286, кл. А 61 М 1/03, 1972.

ННИИПИ Заказ 739 (13 Тираж 687 ПОдписное

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4