Стенд для испытания искусственного сердца

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ЦИАЛИСТИЧЕСНИХ СПУБЛИН 9) 01 8620 1)4 А 61 М 1/10 Н ДВТ апки о СССР 1982. одь ино Ма ЕНицинк ме тени яис р або ы ест из осто круый ные го п ерву ил,ОО ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ИСКУНОГО СЕРДЦА(57) Изобретение относитсяской технике, Цель изобреприближение условий испытанивенного сердца к условиямтественного сердца. Стенд симитатора большого 1 и малоггов системы кровообращения,из которых содержит сообщенсобой через имитатор 3 общерического сопротивления рез СС РТЕНИНимитатор 4 артериального руслл и резервуар-имитатор 5 венозного русла,а также гидромагистралей 6. Имитатор3 общего периферического сопротивления выполнен в виде корпуса с входным и выходным патрубками, Корпусразделен неподвижной диафрагмой, вцентральном отверстии которой размещен подвижный поплавок специальногопрофиля, Вход в имитатор 4 артериального русла выполнен в виде эластичной трубки 20. В трубопровод, связывающий гидравлическую полость подмембраной имитатора 3 общего периферического сопротивления с имитатором4 артериального 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.Изобретение относится к медицинской технике, а точнее к устройствамдля испытаний протезов сердца, насосов вспомогательного кровообращения,а также систем управления протезовсердца и аппаратов вспомогательногокровообращения,Цель изобретения - приближениеусловий испытания искусственногосердца к условиям работы естественного сердца путем выбора расходонапорной характеристики общего периферического сопротивления,151На Фиг.1 представлена блок-схема стенда для испытания искусственного сердца; на Фиг,2 - конструктивная схема имитатора общего периферического сопротивления, 20Стенд состоит из имитатора большого 1 и малого 2 кругов системы кровообращения, каждый из которых содержит сообщенные между собой через имитатор 3 общего периферического соп ротивления резервуар-имитатор 4 артериального русла и резервуар-имитатор 5 венозного русла, а также соединительных гидромагистралей 6. Имитаор 3 общего периферического сопро тивления 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 40 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 45 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. В. соединительный трубопровод 18,связывающий гидравлическую полость 17 под мембраной 16 имитатора 3 общего периферического сопротивления с имитатором 4 артериального русла, введен дроссель 2 1 переменного сечения.Стенд работает следующим образом.Левый искусственный желудочек 22 нагнетает жидкость в имитатор 4 арте" риального русла через мягкую эластичную трубку 20, Емкость 4 артериального русла имитируется изменением объе" ма воздушной подушки. Далее жидкость через имитатор 3 общего периферического сопротивления поступает в имитатор 5 венозного русла по соединитель ным гидромагистралям 6 на вход правого искусственного желудочка 23. Циркуляция жидкости в другом имитаторе круга системы кровообращения аналогична.Имитатор 3 общего периферического сопротивления работает следующим образом.Жидкость через входной патрубок 8 поступает в гидравлическую полость 24. Далее жидкость через кольцевой зазор, образованный центральным отверстием 11 диафрагмы 1 О 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 характеристика кольцевого зазора между неподвижной диафрагмой 10 и подвижным поплавком 12 Я = Е(др) обеспечивается специальным профилем подвижного поплавка и выбором соответствующей характеристики пружинного элемента 14, Действительно, в общем случае гидравлическое сопротивление кольцевого зазора определяется формулой (2)р -12 Г ЕЩ 8 з ьгде Ц - расход жидкости;р - коэффициент динамическойвязкости;Ь - длина кольцевого зазора внаправлении потока жидкости;П - средний диаметр кольцевогозазора;8 - ширина кольцевого зазора,В = Р - 28(фиг,2), (2) где Во - диаметр центрального отверстия неподвижной диафрагмы 10.(3) 0; 0Я = --- =г -г т 2 о ф где Г - радиус поплавка 12 в зависимости от высоты верхней части поплавка Ь. Формула (1) с учетом (3)примет вид: 10 12 цО 1.ЛрТ(Г,+Г,) (Г,-Г,)(4) Уравнение равновесия поплавка имеетвид: 15 ДРНгг -4 РТГг = 1 сЬф Гм =ф.где Г - радиус подвижной мембраны 16;- коэффициент жесткости пру 20 жинного элемента 14; После преобразований (5) примет вид:%Зная физиологическую расходонапорную характеристику 0 Е(др), .из уравнений (5) и (6) получим Ю(Г + Г )(Г, - Г,)12 Р(Гг - Гг ) К (: ---- )Им т Т(Гг Гг )(7) Решая уравнение (7) и учитывая,ЧТО 1 Ср ГГмИ 1 ЯВЛЯЮТСЯ ПОСтоянными, можно получить зависимостьГ = ГЬ)Как видно из приведенных выкладок,подбирая профиль поплавка 12, можнополучить любой физиологический законизменения Ьр = Й(Я) и, таким образом, адекватно имитировать общее периферическое сопротивление,Для того, чтобы поплавок 12 невыходил из рабочей зоны, в корпусе 7предусмотрен ограничитель 19, не 45позволяющий поплавку 12 выходить изкольцевОго зазора 11.Вследствие того, что гиправлическая полость 17 связана трубопроводом 12 через дроссель 21 переменногосечения с имитатором 4 артериальногорусла, во время работы имитатора 3общего периферического сопротивленияпроисходит стабилизация положенияпоплавка 12, т.е, исключается влияние пульсаций давления в имитаторе 4 артериального русла на работу поплавка12, Кроме того, с помощью регулируемого дросселя 21 устанавливается постоянная времени переходного процесса(выход на новый режим при изменениисреднего расхода жидкости), равнаяфизиологической 4-5 с,Имитация индуктивной составляющейсопротивления артериальной системыимитируется мягкой эластичной трубкой 20, введенной в гидравлическуюполость имитатора 4 артериальногорусла,Формула изобретения1. Стенд для испытания искусственного сердца, содержащий имита горыбольшого и малого кругов кровообращения, общего периферического сопро"тивления, артериального русла и венозного русла, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что,с целью приближеиияусловий испытания искусственного сердца к условиям работы естественногосердца путем выбора расходонапорнойхарактеристики общего периферическогосопротивления, имитатор общего пери-.ферического сопротивления состоит изкорпуса с входными и выходными патрубками, в котором находятся диафрагма с отверстием, мембрана, поплавоки пружина, причем мембрана закреплена в нижней части корпуса и соединена с поплавком, который расположенв отверстии диафрагмы, закрепленнойв верхней части корпуса, а верхняячасть поплавка соединена с одним концом пружины так, что другой ее конецсоединен с корпусом, причем гидравлическая полость под мембраной сообщена соединительным трубопроводом симитатором артериального русла,2. Стенд по п.1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что в соединительныйтрубопровод, сообщающий гидравлическую полость под мембраной с имитатором артериального русла, введен регулируемый дроссель.3, Стенд по п,1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что вход от искусственного желудочка сердца в имитаторартериального русла выполнен в видемягкой эластичной трубки,1386204 Выж Составитель В.ТужилкинТехред Л.Сердюкова КорректоР И,Эрдей дактор Г.Герб Тираж 541 Подписно ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 3035; Москва, Ж-Э 5, Раувская наб., д