Устройство для моделирования кровеносной системы анатомических органов Советский патент 1987 года по МПК G09B23/30 

15

.ВЫХОДЯЩИХ S (,,,., трубок соотносятсяi дополнительную эластичную оболоч- i вых

например, как S gj,| (,1-1,3) S gx , а

Изобретение относится к медицинской технике, точнее к устройствам для моделирования кровеносной системы анатомических органов.

Цель изобретения - обеспечение возможности оценки параметров кровообращения реографическим методом.

На фиг.1 схематически изображено устройство для моделирования кровеносной системы анатомических органов; на фиг.2 - узел ветвления трубок, имитирующих кровеносные сосуды.

Устройство для моделирования кро-- веносной системы анатомических органов содержит эластичную оболочку 1, имитирующую анатомический орган (печень) эластичную трубку 2, имитирующую кровеносный сосуд, имитатор 3 сосудистого дерева из сменных эластич- jn ных трубок 4, соединительный тройник 5, входной 6 и выходной 7 патрубки,

ку 8, причем входной патрубок 6 соединен с блоком 9 нагнетания, а выход- 25 ной патрубок 7 соединен с сосудом 10, который соединен с блоком 9 нагнетания патрубком 11. На оболочке 1 и сосуде 2 закреплены тензодатчики 12, которые соединены с блоком 13 измере- зо ния механических параметров, на оболочке 8 установлены электроды 14, которые соединены с блоком 15 измерения электрического сопротивления. Давление, расход и объем вводимой жидкости регистрируются блоком 16 контроля.

Эластичные оболочки 1 и 8 и трубки 2 и 4 выполнены из токопроводящего материала и заполнены электропроводящей жидкостью, причем соотношение проводимостей соответствует имитируемым частям органов. Трубки на тройниках 5 склеиваются или соединяются обжимными кольцами 17. При этом величины удельных электрических сопротивлений жидкостей, заполняющих трубки и полости эластичной оболочки и дополнительной эластичной оболочки, материала трубок, эластичной оболочки и дополнительной эластичной оболочки, соотносятся, например, как 1:2: :2,5:2,5:3:10-100.

Для более точной имитации объемных изменений сосудистого русла и их распределения по уровням ветвления при введении в имитатор сосудистого дерева 3 пульсирующих или фиксированных объемов токопроводящей жидкости, имитирующей кровь, геометрические параметры (длина и внутренний диаметр) трубок 4 для каждого уровня ветвлен ная выбираются близкими и пропорцио нальными к реальным значениям сосуд

соответствующего уровня ветвления в биообъекте. Податливость стенок трубок 4 для каждого, уровня ветвлен подбирается соответствующей или про

Q порциональной податливости стенок с судов биообъекта путем варирования толщиной стенок трубок 4, изготовле ных из материала с однородными упру говязкими свойствами. При этом мене податливые трубки низших уровней ветвления, имеющие меньший внутренн диаметр, имеют большее отнощение

7-. В каждом узле ветвления имитато а

сосудистого дерева суммарные площад поперечного сечения входящих S g и

соотношения толщины стенки L трубки к внутреннему диаметру d этой трубк для имитатора сосудистого дерева, н пример, с пятью уровнями ветвления соотносятся, например, как

,h, ,Ьч .,hs хЬч гЬч

(j) :(т) :(т) :(т) гСт)

а dji а а d d

35

40

45

50

55

1 1 1 J 10987

В качестве блока измерения элект рического сопротивления используютс peorpafjbi РПГ2-02 и РПГ-203 при тетр полярной схеме включения электродов 14.

Устройство работает следующим об разом.

С помощью блока 9 нагнетания в имитатор 3 вводят пульсирующий или фиксированный объем проводящей жидкости. Давление, расход и объем вво димой жидкости регистрируют блоком контроля. В процессе прокачивания жидкости по модели с помощью блока измерения механических параметров производят контроль давления в системе и деформации стенок трубок 2 и и оболочек 1 и 8. Введенный объем жидкости распределяется в имитаторе по разным уровням ветвления в соответствии с распределением крови по сосудистому руслу моделируемого орг на, так как структура имитатора 3, соотнощения геометрических и механи ческих параметров компонентов модел соответствуют реальным анатомически и физиологическим параметрам кровеносной системы. Вследствие этого, а

метры (длина и внутренний диаметр) трубок 4 для каждого уровня ветвлен- ная выбираются близкими и пропорциональными к реальным значениям сосудов

соответствующего уровня ветвления в биообъекте. Податливость стенок трубок 4 для каждого, уровня ветвления подбирается соответствующей или пропорциональной податливости стенок сосудов биообъекта путем варирования толщиной стенок трубок 4, изготовленных из материала с однородными упру- говязкими свойствами. При этом менее податливые трубки низших уровней ветвления, имеющие меньший внутренний диаметр, имеют большее отнощение

7-. В каждом узле ветвления имитатора а

сосудистого дерева суммарные площади поперечного сечения входящих S g и

соотношения толщины стенки L трубки к внутреннему диаметру d этой трубки для имитатора сосудистого дерева, например, с пятью уровнями ветвления соотносятся, например, как

5 о

,h, ,Ьч .,hs хЬч гЬч

(j) :(т) :(т) :(т) гСт)

а dji а а d d

5

0

5

0

5

1 1 J 10 9 8 7 6

В качестве блока измерения электрического сопротивления используются peorpafjbi РПГ2-02 и РПГ-203 при тетра- полярной схеме включения электродов 14.

Устройство работает следующим образом.

С помощью блока 9 нагнетания в имитатор 3 вводят пульсирующий или фиксированный объем проводящей жидкости. Давление, расход и объем вводимой жидкости регистрируют блоком 16 контроля. В процессе прокачивания жидкости по модели с помощью блока 13 измерения механических параметров производят контроль давления в системе и деформации стенок трубок 2 и 4 и оболочек 1 и 8. Введенный объем жидкости распределяется в имитаторе 3 по разным уровням ветвления в соответствии с распределением крови по сосудистому руслу моделируемого органа, так как структура имитатора 3, соотнощения геометрических и механических параметров компонентов модели соответствуют реальным анатомическим и физиологическим параметрам кровеносной системы. Вследствие этого, а

также эквивалентности электрических свойств распределение электрического поля по модели биообъекта, наводимого электродами блока 14 измерения электрического сопротивления, близко к реальному распределению электрического поля в исследуемом органе при определении его кровотока импедансны методом. Благодаря такому близкому соответствию модели и биообъекта в отношении распределения электрически и механических свойств сосудистого русла и имитатора 3 модели, проведение экспериментов на предлагаемом устройстве позволяет установить, при какой конструкции и локализации элек тродов 14 и при каком способе обработки импедансных данных, регистрируемых блоком 15 измерения электриче ского сопротивления, можно получить достоверные результаты по измерению кровотока исследуемого органа непосредственно на пациенте. Предлагаемое устройство позволяет подобрать параметры импедансного метода измерения кровотока дифференцированно для каждого конкретного органа без использования прямых измерений кровотока

35

на пациенте. Это достигается подбором зо тропроводящего материала, причем полости оболочек и трубка заполнены электропроводящей жидкостью.

2. Устройство поп.1,отлича- ю щ е е с я тем, что величины удельных электрических сопротивлений жидкости в трубках, материала трубки, жидкости в полости оболочки, материала оболочки,жидкости в полости дополнительной оболочки и материала дополнительной оболочки для моделирования печени соотносятся как 1:2:2,5:2,5: :3:(10-100).

структуры имитатора 3 и формы, материала и электрических свойств оболочек 1 и 8, близких к соответствующим анатомическим параметрам моделируемого органа.

Использование предлагаемого устройства в экспериментальной медицине позволяет повысить точность измерения кровотока импедансным методом и тем самым существенно сократить затраты времени на обследование пациента.

40

уменьшить время пребываний больных в стационаре и значительно увеличить достоверность диагностики заболеваний сердечно-сосудистой системы организма без применения опасных, времяем- ких, сложных и кровавых инвазивных методов диагностики.

Формула изобретения

1. Устройство для моделирования кровеносной системы анатомических органов, содержащее эластичную трубку,

имитирующую кровеносньм сосуд, оболочку, имитирукщую анатомический орган, блок нагнетания рабочей жидкости и блок измерения механических параметров, причем эластичная трубка помещена в оболочку, отличающ е- е с я тем, что, с целью обеспечения возможности оценки параметров кровообращения реографическим методом, оно снабжено электродами, блоком измерения электрического сопротивления,

дополнительной электропроводящей оболочкой, имитирующей кожу, а трубка имеет разветвление, имитирующее сосудистую систему, и выполнена из элек35

40

Фиг2

Изобретение относится -к медицинской технике. Цел ь изобретения - обеспечение возможности оценки параметров кровообращения реографическим методом. Устройство содержит эластичную оболочку 1, трубку 2, имитатор w сосудистого дерева 3 из сменных трубок 4, соединительный тройник 5. Входной патрубок 6 соединен с блоком нагнетания 9, а вьпсодной патрубок 7 - с сосудом 10. На оболочке 1 и сосуде 2 закреплены тензодатчики 12, которые соединены с блоком измерения механи- .ческих параметров 13. На оболочке 8 установлены электроды 14, которые соединены с блоком измерения электрического сопротивления 15. Давление, расход и .объем вводимой жвдкости регистрируются блоком контроля 16, Трубки на тройниках склеиваютс.я или соединяются обжимными кольцами. Устройство позволяет подобрать парамет- р ры импедансного метода измерения кро- в вотока дифференцированно для каждого конкретного органа без использования прямых измерений кровотока на пациенте. 1 з.п, ф-лы, 2 ил. (Л ОЭ СО

E S§ I2E 2iE2222S Составитель Л.Попов -IeJSESS i.P5S Z 2РР§ 1°РЛ Е.1.1Ч

Заказ 5122/47Тираж 432Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4