Стенд для испытания искусственного сердца Советский патент 1988 года по МПК A61M1/10 

113

Изобретение относится к медицинской технике, а точнее к устройствам для испытаний протезов сердца, насосов вспомогательного кровообращения, а также систем управления протезов сердца и аппаратов вспомогательного кровообращения.

Цель изобретения - приближение условий испытания искусственного сердца к условиям работы естественного сердца путем выбора расходона- порной характеристики общего периферического сопротивления.

На фиг.1 представлена блок-схема стенда для испытания искусственного сердца; на фиг.2 - конструктивная схема имитатора общего периферического сопротивления.

Стенд состоит из имитатора боль - шого 1 и малого 2 кругов системы кровообращения, каждый из которых содержит сообщенные между собой через имитатор 3 общего периферического сопротивления резервуар-имитатор 4 артериального русла и резервуар-имитатор 5 венозного русла, а также соединительных гидромагистралей 6. Ими- таор 3 общего периферического сопротивления выполнен в виде корпуса 7 с входным 8 и выходным 9 патрубками, причем внутренняя часть корпуса 7 разделена неподвижной диафрагмой 10, в центральном отверстии 11 которой размещен подвижной поплавок 12 специального профиля, верхняя часть 13 которого опирается на пружинный элемент 14, имеющий возможность менять усилие предварительного поджатия, а нижняя часть 15 поплавка 12 жестко связана с подвижной эластичной мембраной 16, укрепленной в нижней части корпуса 7, причем гидравлическая полость 17 под мембраной 16 связана соединительным трубопроводом 18 с имитатором 4 артериального русла. Кроме того, в нижней части корпуса 7 предусмотрен ограничитель 19 хода мембраны 16. В верхней части корпуса

7.имеется регулировочный винт для. регулировки предварительного натяга пружинного элемента 14. Вход в имитатор артериального русла 4 выполнен в виде мягкой эластичной трубки 20.

8.соединительный трубопровод 18,связывающий гидравлическую полость 17 под мембраной 16 имитатора 3 общего периферического сопротивления с имиo

татором 4 артериального русла, введен дроссель 21 переменного сечения. Стенд работает следующим образом. Левый искусственный желудочек 22 нагнетает жидкость в имитатор 4 артериального русла через мягкую эластичную трубку 20. Емкость 4 артериального русла имитируется изменением объема воздушной подушки. Далее жидкость через имитатор 3 общего периферического сопротивления поступает в имитатор 5 венозного русла по соединительным гидромагистралям 6 на вход право5 го искусственного желудочка 23. Циркуляция жидкости в другом имитаторе круга системы кровообращения аналогична.

Имитатор 3 общего периферического

0 сопротивления работает следующим образом.

Жидкость через входной патрубок 8 поступает в гидравлическую полость 24. Далее жидкость через кольцевой зазор, образованный центральньм отверстием 11 диафрагмы 10 и подвижным поплавком 12, поступает в гидравлическую камеру 25, а затем через выходной патрубок 9 в имитатор 5 венозного русла.

Имитация нагрузки артериального русла на искусственный желудочек сердца происходит следующим образом: физиологическая расходно-напорная

5 характеристика кольцевого зазора . между неподвижной диафрагмой 10 и подвижным поплавком 12 Q f(4p) обеспечивается специальным профилем подвижного поплавка и выбором соот0 ветствующей характеристики пружинного элемента 14. Действительно, в общем случае гидравлическое сопротивление кольцевого зазора определяется фор- мулой (2)

5

0

ЛР

- 122.1 TTD S3

(1)

где Q - расход жидкости;

р - коэффициент динамической

вязкости; L - длина кольцевого зазора в

направлении потока жидкости; D - средний диаметр кольцевого

зазора; S - ширина кольцевого зазора.

D 0„ - 2S

(фиг.2), (2)

DO о -- rev диаметр центрального отверстия неподвижной диафрагмы 10.

Л %

Do 2

тек

DT Т

S,

Do- DT

- r

т

где r - радиус поплавка 12 в зависимости от высоты верхней части поплавка h. Формула (1) с учетом (3) примет вид:

4р

T()(r,r)

Уравнение равновесия поплавка имеет вид:

386204

пульсаций дав-ления в имитаторе 4 артериального русла на работу поплавка 12. Кроме того, с помощью регулируемого дросселя 21 устанавливается постоянная времени переходного процесса (выход на новый режим при изменении среднего расхода жидкости), равная физиологической 4-5 с.

10 Имитация индуктивной составляющей сопротивления артериальной системы имитируется мягкой эластичной трубкой 20, введенной в гидравлическую полость имитатора 4 артериального

15 русла.

Изобретение относится к медицинской технике. Цель изобретения - приближение условий испытания искусственного сердца к условиям работы естественного сердца. Стенд состоит из имитатора большого 1 и малого 2 кругов системы кровообращения, каждый из которых содержит сообщенные между собой через имитатор 3 общего периферического сопротивления резервуаримитатор 4 артериального русла и резервуар-имитатор 5 венозного русла, а также гидромагистрапей 6. Имитатор 3общего периферического сопротивления выполнен в виде корпуса с входным и выходным патрубками. Корпус разделен неподвижной диафрагмой, в центральном отверстии которой размещен подвижный поплавок специального профиля. Вход в имитатор 4 артериального русла выполнен в виде эластичной трубки 20. В трубопровод, связывающий гидравлическую полость под мембраной имитатора 3 общего периферического сопротивления с имитатором 4артериального русла, введен дроссель переменного сечения. Для имитации индуктивной составляющей сопротивления артериальной системы служит мягкая эластичная трубка 20, введенная в гидравлическую полость имитатора артериального русла 4. 2 з.п. ф-ль), 2 ил. с 9 (Л со 00 О5 rsD

Aplfr -

kh, г„ -DM Г

.где г - радиус подвижной мембраны 16; k - коэффициент жесткости пружинного элемента 14; После преобразований (5) примет вид

;lP(rJ, - г2) kh. (6) .

1 Зная физиологическую расходонапорную характеристику Q f(ap), . из уравнений (5) и (6) получим

kh(ro+ Гт)(го- Гт) 2p(rt- rpf (t()

Решая уравнение (7) и учитывая,

ju и L являются пос- получить зависимость

о м

что k, г тоянными, можно г f(h).

Как видно из приведенных выкладок подбирая профиль поплавка 12, можно получить любой физиологический закон изменения 4р f(Q) и, таким образом, адекватно имитировать общее периферическое сопротиштение.

Для того, чтобы поплавок 12 не выходил из рабочей зоны, в корпусе 7 предусмотрен ограничитель 19, не позволяющий поплавку 12 выходить из кольцевбго зазора 11.

Вследствие того, что гидравлическая полость 17 связана трубопроводом 12 через дроссель 21 переменного сечения с имитатором 4 артериального русла, во время работы имитатора 3 общего периферического сопротивления происходит стабилизация положения поплавка 12, т.е. исключается влияни

;

20

25

30

,

е

35

40

45

50

55

Формула изобретения

Фиг г /в

/