Гидродинамический стенд для испытаний протезов клапанов сердца

,ЯО,1) 4 А 61 Р 2/24 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТХРЫТИЙ ВСЮ:1 1 ц ОБРЕТЕНИ РСНОМУ СВИДЕТЕЛЬ(56) Авторское свидетельство СССРР 728864, кл. А 61 М 1/03, 1977.(54) ГИДРОДИНА 1 ЯЧЕСКИЙСТЕНД ДЛЯ ИС -ПИТАНИЙ ПРОТЕЗОВ КЛАПАНОВ СЕРДЦА(57) Изобретение относится к области медицины и может быть использовано для испытания протезов клапановсердца. Цель изобретения - повышениедостоверности результатов испытаний.Гидродинамический стенд для испытаний протезов клапанов сердца содержит источник 1 постоянного давления,блок 10 управления, электроманометр ОПИСАНИЕ 12, элемент 13 сравнения, серводвигатель 15, Формирователь адреса,оперативное запоминающее устройство,цифроаналоговый преобразователь.Мгновенное значение давления Р(г.) преобразуется в налряжение П и поступает на элемент 13 сравнения, Сюдаже поступает цр (с) с задатчика 14.На выходе элемента 13 формируетсясигнал, поступающий на серводвигатель 15. Происходит автоматическоеслежение формы Р(С) за Формой Пр(С).Благодаря наличию дросселя 11, наличию в циркуляционном контуре 4 имитатора 9 венозного русла и демпфера 7, выполненного в виде сильона,повышается гидродинамическое подобиепотока потоку в живом организме,3 з,п. ф-лы, 2 ил,1299586 2 Изобретение относится к медицинской технике, в частности х устройст-, вам для испытания протезов клапанов сердца, и может быть использовано для исследования гидродинамических характеристик клапанов.Целью изобретения является повышение достоверности результатов испытаний.На фиг.1 представлена блок-схема гидростенда; на фиг.2 - пример выпол. нения задатчика формы кривой пульсирующего давления. 35 45 50 55 Стенд содержит источник 1 постоянного давления, включающий гидростатическую емкость 2, вход которой соединен с выходом гидронасоса 3, циркуляционный контур 4, включающий гнездо 5 для клапана, соединенный с гнездом выходной патрубок 6, имеющий форму восходящей части и дуги аорты, и подключенные к нему демпфер 7 и регулируемый дроссель 8, выход которого соединен с входом имитатора 9 венозного русла, а выход имитатора соединен с входом гидронасоса 3 источника 1 постоянного давления, блок 10 управления, включающий дифференциальный регулируемый дроссель 11, первый вход которого соединен с .гидростатической емкостью 2 источника 1 постоянного давления, второй - с имитатором 9 венозного русла, а его выход - с входом гнезда 5 для клапана, электроманометр 12, гидравлически связанный с гнездом 5 для клапана, элемент 13 сравнения, первый вход которого соединен с выходом электро- манометра 12, а второй - с задатчи- ком 14 формы кривой пульсирующегоодавления, а выход элемента 13 сравнения соединен с серводвигателем 15, ротор которого механически соединен с управляющим входом дифференциального регулируемого дросселя 11. При этом задатчик 14 Формы кривой пульсирующего давления содержит Е тумблеров 16, соединенных одним контактом с информационными шинами 17, ОЗУ 18 и через резисторы с шиной питания +5 В, а вторым - с общей точкой, формирователь адреса 19, соединенный с адресными шинами 20 ОЗУ 18, и ЦАП 21, соединенный с выходными шинами 22 ОЗУ 18. ОЗУ 18 выполнено в виде матрицы микросхем из столбцов 23-30 и строк 31-33, причем все адресные входы микросхем столбцов 23-30 мат 5 10 15 20 25 30 рицы соответственно объединены и образуют адресные шины 20 ОЗУ 18, а одноименные входы Запись" и "Чтение" микросхем столбцов 23-30 матрицы объединены и образуют соответствующие управляющие шины 34 ОЗУ, одноименные выхоДы микросхем строк матрицы соответственно соединены и образуют выходные шины 22 ОЗУ, Выходные шины 22 ОЗУ соединены с соответствукяцими входами ЦАП 21, выход которого является выходом задатчика Формы кривой пульсирующего давления,При этом ОЗУ 18 выполнен в виде (и+ш)-разрядного двоичного счетчика 35, младшие и разряды которого подключены к адресным шинам 20 ОЗУ 18, а ш старшие разряды - к управляющим входам мультиплексора 36, управляемые входы которого подключены к выходам коммутатора 37, а вход (и+в) - разрядного двоичного счетчика 35 через ключ К 2 соединен либо с выходом первого одновибратора 38, вход кото. рого через К 1 С 1-цепочку соединен с выходом второго одновибратора 39, вход которого соединен с ключом К 1 либо с выходом третьего одновибратора 40," вход которого через вторую К 2 С 2-цепочку соединен с выходом четвертого одновибратора 41, вход кото- рого соединен с выходом генератора импульсов 42 при этом выходы второго и четвертого одновибраторов 39 и 41 соединены с управляемыми входами коммутатора 3, выходы которогс под-,ключены к управляемым входам мультиплексора 36, выходы которого соединены с управляющими шинами 34 ОЗУ 18,Гидродинамический стенд работает следующим образом,Постоянное давление рабочей жидкости, определяемое высотой расположения гидростатической емкости 2 относительно дифференциального регулируемого дросселя 11 и равное Ро =Н, где- плотность рабочей жидкости, преобразуют в пульсирующее давление Р(С) в гнезде для клапана 5 перед испытуемым клапаном. Для этого мгновенное значение давления Р преобразуют электроманометром 12 в электрическое напряжение 11(С). В качестве электроманометра 12 можно ис" пользовать, например, датчик давления ДИс измерительным устроиством УИ. Дифференциальный регулируемый дроссель может быть выполнен в лиде86 4 Благодаря реализации на выходе 50 дифференциального дросселя 11 давления жидкости, по форме совпадающего с давлением в желудочке сердца, а также вследствие наличия в циркуляционном контуре 4 имитатора 9 веноз ного русла и демпфера 7, выполненного в виде сильфона, повьппается гидродинамическое подобие потока, обте- . кающего испытуемый клапан, потоку в 3 12995золотникового распределителя давленийНапряжение Ц(г:) с электроманометра 12 поступает на вход элементасравнения 13, на второй вход которого подается электрическое напряжение Б (с) с задатчика 14 формы кривой пульсирующего давления (в качестве элемента сравнения 13 целесообразно использовать устройство, сумми- Орующее электрические сигналы и построенное на базе операционного усилителя), На выходе элемента сравнения13 формируется разность напряженийБ - Б (Т), которая поступает на 5серводвигатель 15, ротор которого,взаимодействуя с управляющим входомрегулируемого дифференциального дросселя 11, изменяет давление на еговыходе таким образом, что разность 20напряжений П(г.) - 1(г;) становитсяравной нулю.Таким образом происходит автоматическое слежение формы давленияР(1:) на выходе дросселя 1 за формой 25электрического напряжения 1 (г.), генерируемого задатчиком 14 формы кривой пульсирующего давления, Под действием давления Р(с) рабочая жидкость обтекает испытуемый клапан и 30через патрубок 6 и регулируемыйдроссель 8 поступает в имитатор 9венозного русла, Демпфер 7 и имитатор 9 венозного русла моделируютэластичность соответственно аортального и венозного русла человека, приэтом демпфер 7 выполнен в виде сильфона, что обеспечивает циркуляционному контуру 4 стабильность эластичныхсвойств и удобство эксплуатации.Из 40имитатора 9 венозного русла рабочаяжидкость подается гидронасосом 3 вгидростатическую емкость 2 источника 1 постоянного давления, поддерживая уровень жидкости в ней постоянным, обеспечивая тем самым постоянство давления на входе в дифференциальный дроссель 11,живом организме, тем самым повышается достоверность результатов испытаний,При этом форма напряжения П(Т)генерируется следующим образом, Требуемая форма кривой пульсирующегодавления Р(г) (фиг.3) квантуется повремени в течение периода Т и полученные дискретные значения Р (11,2,) последовательно, начинаяс первого, записываются в ОЗУ 18 задатчика 14 формы кривой пульсирующего давления. Шаг квантования опредеТляется по формуле ьс = , гдеМ - емкость ОЗУ в Ь-разрядных словах.Для записи полученных дискретных значений Р ключ К 2 формирователя 19 адреса ставится в положение "Запись",с помощью Ь тумблеров набирается вдвоичном коде значение Р; и замыкает.ся ключ К формирователя 19 адреса,в результате чего одновибратор 39генерирует импульс "Запись". Этот импульс через коммутатор 37 и мультиплексор 36 поступает на одну из управляющих шин 34 ОЗУ 18, записываязначение Р. в ячейку, определяемуюсостоянием двоичного счетчика 35 адреса, Этот же импульс, пройдя черезКС-цепочку, запускает одновибратор 38, который генерирует импульс,задержанный относительно импульсаЗапись" на время действия последнего, Этот импульс поступает на входдвоичного счетчика 35 адреса, меняяего состояние на единицы, формируя тем самым адрес для записи следующего значения Р: , После окончаФния записи всех значений Р, кривой пульсирующего давления ключ К 2 формирователя адреса ставится в положение "Чтение", в результате чего .через коммутатор 37 и мультиплексор 36 на управляющие шины 34 ОЗУ 18 поступает импульс считывания, генерируемый одновибратором 41, который запускается генератором импульсов 42. Этот импульс считывает информацию, записанную в ОЗУ по адресу, который определяется состоянием счетчика адреса 35. В результате этого на выходных шинах 22 ОЗУ появляется код, соответствующий значению Р., После каждого такта считывания состояние счетчика адреса 35 меняется на единицу импульсом, задержанным во времени относительно импульса считывания К 2 С 2-цепочкой игенерируемым одновибратором 40, Частота генератора импульсов 42 устанавливается равной значению15Т" ИВ результате на выходе ОЗУ 18 появляется цифровая информация, которая после преобразования ее ЦАП 21 реализуется на выходе формирователя 14 10 формы кривой пульсирующего давления в виде напряжения У,(Т).Формула изобретения151, Гидродинамический стенд для испытаний протезов клапанов сердца, содержащий источник постоянного давления, циркуляционный контур, включающий последовательно соединенные 20 гнездо для клапана, выходной патрубок с демпфером, регулируемый дроссель и блок управления, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности результатов испытаний, источник постоянного давления выполнен в виде гидростатической емкости; соединенной с выходом гидронасоса, циркуляционный контур снабжен имитатором венозного русла, вход которого связан гидравлически с регулируемым дросселем, а выход - с входом гидронасоса источника постоянного давления, при этом блок управления выполнен в виде дифферен циального регулируемого дросселя, серводвигателя, элемента сравнения, электроманометра, задатчика формы кривой пульсирующего давления, причем управляющий вход дифференциального 40 регулируемого дросселя механически связан с ротором серводвигателя,соединенного с выходом элемента сравнения, два входа которого соединены- один с задатчиком формы кривой пуль сирующего давления, а второй - с вы.ходом электроманометра, при этом первый вход дифференциального регулируемого дросселя связан гидравлически с выходом гидростатической емкости 50 источника постоянного давления, второй - с имитатором венозного русла, а его выход - с гнездом для клапана циркуляционного контура, которое гид. равлически связано с электроманомет ром блока управления. 2, Гидродинамический стенд поп,1, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что задатчик формы кривой пульсирующего давления блока управления выполнен в виде тумблеров, оперативногозапоминающего устройства, цифроаналогового преобразователя и формирователя адреса, причем информационные входы опера 1 ивного запоминающего устройства электрически соединенысоответственно с тумблерами, а егоадресные и управляющие входы с формирователем адреса, при этом выходоперативного запоминающего устройства соединен с входом цифроаналогового преобразователя, выход которогоявляется выходом задатчика формы кривой пульсирующего давления,3. Гидродинамический стенд поп.2, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что формирователь адреса задатчикаформы кривой пульсирующего давлениявыполнен в виде генератора импульсовчетырех одновибраторов, двух КС-цепочек, коммутатора, мультиплексораи и+щ-разрядного двоичного счетчика,младшие и разряды которого являютсяадресными выходами формирователя адреса, а щ старшие разряды подключены к управляющим входам мультиплексо.ра, при этом вход (и+тп)-разряднсгодвоичного счетчика через первый ключсоединен либо с выходом первого одновибратора, вход которого через первую КС-цепочку соединен с выходсмвторого одновибратора, вход котсрого соединен с вторым ключом, либос выходом третьего одновибратора,вход которого через вторую КС-цепочку соединен с выходом четвертого одновибратора, вход которого соединенс выходом генератора импульсов,приэтом выходы второго и четвертого одновибраторов соединены с управляемыми входами коммутатора, соответствующие выходы которого Подключенык управляемым входам мультиплексора, выходы которого являются управляющими выходами формирователя ацреса,4, Гидродинамический стенд поп.1 о т л и ч а ю щ и й с я темчто демпфер циркуляционного контуравыполнен в виде сильфона,