Стенд для испытания искусственных клапанов сердца

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 1671285 А 1 я)5 А 61 Е 2/ ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТО МУ СВ ЕЛЬСТВ 9/14 8 1, Бюл, Й ежский гнститут имБулы нинлов, А.Н,С протезов клап иближ лапан аемый сти Пре осударственный медиН.Н.Бурденко Л.С.Марьяновский, околов и Г.И.Мещерятельные камеры нов 2, 4, ими сопротивления мым двигателемтур 3 и источникс программно-уп гэтелем 7. Благо ки давления 16 и 14) проводится стенда. 2 ил.(088.8)кое свидетельство СССРкл, А 61 М 1/10, 1988.Д ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ИСККЛАПАНОВ СЕРДЦАтение относится к мепредназначено для дицинскои испытания сс 1(21) 449147 (22) 10.10.8 (46) 23.08.9 (71) Ворон цинСКий и (72) В.И, В.Б.Измай ков (53) 615.47 (56) Авторс ГФ 1532023 (54) СТЕН ВЕННЫХ (57) Изобр технике и нов сердца. Цель изобретение испытуемых характериов к физиологическим. тенд содержит две испытадля искусственных клапататор периферического 5 с программно-управляе 14, циркуляционный конпульсирующего давления 1 равляемым линейным двидаря обратной связи (датчи 17 - штоки двигателей 7 и коррекция характеристикИзобретение огцосится к медицинскойтехнике, точнее к устройствам для испытания искусственных клапанов сердца.Цель изобретения - приближение испытуемых характеристик клапана к физиологическим и увеличение производительностистенда,На фиг, 1 представлена блок схемастенда; нд фиг, 2 то же, блоки рдскрыты,при этом жирные линии показывают гидролинии, тонкие электрические.Устройство содержит источник 1 пульсирующего давления выход которого черезиспытуемый протез дортального клапана 2соединен последовательно с циркуляционным контуром 3, испытуемым протезом митрального клапана 4, выходное отверстиекоторого подсоединено к источнику 1 пульсирующего давления, регулятор 5 периферического сопротивления и блок 6управления. При этом источник 1 пульсирующего давления содержит первый программно-управляемый линейный двигатель 7,шток которого соединен с подвижным торцом первого рабочего элемента - сильфона8, неподвижный торец которого соединен сискусственным желудочком сердца 9, с которым связаны протезы аортального 2 имитрального 4 клапанов. Циркуляционныйконтур 3 содержит модель 10 аорты, входкоторой соединен с выходным отверстиемпротеза аортального клапана 2, д вход - споследовательно соединенными имитатором 11 периферического сопротивления,гидростатической емкостью 12 дидстолического давления, гидростатической емкостью 13 венозного давления и входнымотверстием гротеэд митрального клапана 4.Регулятор периферического сопротивления5 содержит программно управляемыйлинейный двигатель 14, шток которою через второи сильфон 15 соединен с имитатором периферического сопротивления 11,Блок 6 управления содержит первый 16 ивторой 17 датчики давления, подключенныесоответственно к входному отверстию протеза аортдльного клапана 2 и входу модели10 аорты, выходы которых соединены соответственно с цервыл 18 и вторым 13 аналого-цифровыми преобразователям, выходыкоторых являются выходом устройства иподключены к упрдвляющеи ЭВМ 20. Управляющая ЭВМ 20 соединена с входом устройства и через первый цифроаналоговыйпреобразователь 21 подключена к первомупрограммно-управляемому линейному двигателю 7, а через ворои цифроаналоговыйпреобрэзовдт ль 22 к второму программно-управляемому линейному двигателю 14,Стенд рдбоцкследующим озрдэом 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 В памяти управляющей ЭВМ 20 хранятся численные значения кривой давления,подлежа.цей реализации и программа управления исполнительными устройствами стенда первым 7 и вторым 14 программноупрдвляемьми линейными двигателями,обеспечивающая с применением обратнои связи (датчика 16 и 17 давления, аналогоцифровые преобразователи 18 и 19, цифроаналоговые преобразователь, 21 и 22) реализацию заданной кривои давления в месте расположения испытуемых протезов аортального 2 и митрдльного 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 в 1 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, запа 167128510 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 уп равления 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 в 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 15 20 25 30 35 40 45 последовательности напряжений поступают на ЭВМ 20. Здесь согласно программе управления происходит их обработка, резуль 1 аты которой в виде цифровых 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, содержаций последовательно соед ненные источник пульсирующего давления, испытательную камеру с креплением для искусственного клапана, циркуляционный контур с моделью а, ты 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 й 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,ПоповТехред М.Моргентал Редактор И,Горная Корректор Л,Бескид П роиаводственно-издательский комбинат "Пат " Ун татент . г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 Заказ 2783 Тираж Зб 3 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по иета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5