НАСОСНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОТЕЗОВ СЕРДЕЧНЫХ КЛАПАНОВ

НАСОСНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЙ НРОТЕЗОВ СЕРДЕЧНЫХ КЛАНАНОВ
Полезная модель относится к области медицины, а именно к сердечно-сосудистой хирургии, и может быть иснользована для нерекачивания жидкостей через нротезы сердечных клапанов с целью получения гидродинамических характеристик потока в отдельные интервалы времени.
Известна насосная установка «Поиск 1 ОМ в которой в качестве основного двигательного элемента используется плоская овальная мембрана, а сама установка представляет собой двухкамерный протез сердца с желудочками диафрагменного типа, предназначенный для имплантации в ортотопическую позицию (В.И.Шумаков и др. Искусственное сердце. Ленинград, «Паука, 1988, с.59-61). Составными элементами искусственного желудочка являются:
корпус желудочка, изготовленный из полиуретана;
диафрагма из полиуретана;
пневмокамера из войлока или фетра.
К основным недостаткам известного устройства можно отнести:
ограниченные возможности регулирования ударных объемов и частоты циклов;
невозможность размещения в выходном коннекторе бескаркасных клапанов сердца;
возможность частичного гемолиза эритроцитов;
невозможность визуализации и регистрации потоков жидкости внутри желудочка и в выходных коннекторах;
неструктурированный ударный гемодинамический импульс вследствие нефизиологического движения потоков внутри установки.
Известно насосное устройство для исследования протезов сердечных клапанов, содержащее жесткий куб, заполненный жидкостью, эластичную емкость, выполненную в виде медицинской перчатки, помещенную в указанный куб, гидроклапан, гидроаккумулятор, соединенный с пневмокомпрессором, пульсдупликатор для управления пульсацией жидкости и контрольно-измерительную аппаратуру (А.Д.Юхнев и др. Сравнительные гидродинамические исследования каркасных и бескаркасных аортальных биопротезов. Вторая ежегодная сессия Паучного центра сердечно-сосудистой хирургии
209)tJJiS()
A 61 Ml/10
им.А.Н.Бакулева с Всероссийской конференцией молодых ученых. Г.Москва, 17-19 мая 1998 г. Тезисы докладов и сообщений. Экснериментальные исследования, с. 198).
Недостатками известного устройства, нолучившего название «желудочка мешочного типа, являются
используемая эластичная емкость в виде медицинской перчатки занимает объем от 2,0 до 2,5 л, что требует больших перепадов давления жидкости в кубе;
характеристики потоков жидкости, формируюш;ихся в устройстве, значительно отличаются от естественных потоков в желудочке сердца, в связи с чем обработка и использование полученных результатов исследований представляют определенные трудности;
невозможно жестко регулировать объем наполнения «желудочка.
Нредложено насосное устройство для исследования протезов сердечных клапанов, содержаш;ее жесткий корпус с верхней и нижней крышками и с эластичной емкостью внутри, клапанную группу, соединенную с полостью корпуса и с электрическим блоком управления, входные патрубки со средствами крепления предсердных клапанов, выходной канал со средствами крепления исследуемых клапанов и контрольно-измерительную аппаратуру.
Отличием насосного устройства является то, что эластичная емкость помеш,ена во внешний ограничительный стакан с перфорированными стенками и в ней установлен внутренний ограничительный цилиндр, причем часть цилиндра, находящаяся в эластичной емкости, выполнена перфорированной, а выступающая часть выполнена конической, сопряжена с входными натрубками и снабжена сменными коннекторами для крепления испытуемых клапанов, при этом устройство снабжено пневмоаккумулятором, а клапанная группа установлена с возможностью соединения с пневмоаккумулятором или атмосферой. Отличием является также то, что внешний ограничительный стакан выполнен с возможностью регулирования его объема.
Насосное устройство позволяет регулировать объем наполнения с заданием максимального и минимального пределов, задавать частоту в пределах 25-320 циклов в минуту, регулировать соотношение между временем наполнения и опорожнения эластичной емкости. Формируемые в устройстве потоки в значительной степени соответствуют по объему и другим характеристикам процессам, происходящим в естественном желудочке сердца.
Сущность нолезной модели поясняется чертежом, где показан общий вид насосного устройства.
Насосное устройство содержит жесткий корнус 1 цилиндрической или иной формы с верхней 2 и нижней 3 крышками. Нижняя крьнпка прикреплена к корпусу с помощью шарнира 4 и прочно фиксируется в закрытом положении с помощью замков 5. Для обес //3/ гг
печения герметичности соединения на нижней крышке помещена прокладка 6. Верхняя крышка 2 соединена с корпусом с помош;ью болтов (не показаны). Внутри корпуса помещена эластическая емкость 7, снаружи которой в корпусе 1 установлен внешний ограничительный жесткий стакан 8, с перфорированными стенками. Перфорационные отверстия 9 могут иметь цилиндрическую, коническую или иную форму, диаметром от 1,5 до 5,0 мм и количество их для уменьшения аэродинамического сопротивления принимают не менее 124 на 1 дм. Внешний ограничительный стакан 8 служит для ограничения предельного объема раздувания эластической емкости 7 и для регулирования этого объема в заданных пределах, может быть выполнен раздвижным, например, путем увеличения его диаметра за счет резерва боковой поверхности. В эластичной емкости 7 помещен жесткий внутренний ограничительный цилиндр 10, часть которого, находящаяся в эластичной емкости, выполнена перфорированной с диаметром отверстий не менее 4 мм, а количество отверстий не менее 250 на 1 дм . Для обеспечения доступа внутрь цилиндра, например для его очистки, на нижнем торце его установлена пробка 11с отверстиями. В верхней крышке 2 корпуса имеется отверстие, в котором герметично крепят внутренний ограничительный цилиндр 10 и эластичную емкость 7 к крышке. Верхняя выступающая из корпуса часть внутреннего ограничительно цилиндра выполнена в виде усеченного конуса 12, который сопряжен с входными патрубками 13, количество которых может быть от 1 до 4. Внутри входных патрубков крепят предсердные клапаны 14 под небольшим углом к вертикальной оси выходного канала, образованного внутренним ограничительным цилиндром. Конусная часть 12 цилиндра имеет посадочное место 15 для сменных коннекторов 16, в которых крепят испытуемые клапаны разного диаметра в аортальной позиции. Ниже места посадки сменных коннекторов устанавливают контрольно-измерительную аппаратуру (штуцер 17) для измерения давления жидкости, расхода и т.д. В стенках корпуса имеются каналы 18 и
19для подключения клапанной группы, содержащей, например, соответственно входной электроклапан 20 и выходной электроклапан 21. На входном патрубке 22 электроклапана
20установлен пневмоаккумулятор 23, а выходной патрубок 24 электроклапана 21 соединен с атмосферой. Электрический блок управления 25 вьшолнен в виде пульсдупликатора и соединен соответственно с электроклапанами 20, 21. Для сброса давления воздуха из корпуса при пуске насосной установки имеется трубопровод 26 с пневмокраном 27.
Ниже приведено описание работы устройства.
Перед началом работы закрывают пневмокран 27, подключают пневмоаккумулятор 23 к входному патрубку 22 электроклапана 20, электрический блок управления 25 соединяют с электроклананами 20, 21, а входные натрубки 13 подсоединяют к сосуду с жидкостью. Под действием силы тяжести жидкость поступает через входной патрубок 13 и открывает клапан 14, проходит вниз во внутренний ограничительный цилиндр, т.е. в перфорированную его часть 10, и через отверстия в цилиндре заполняет эластичную емкость 7, растягивая ее до размеров внешнего ограничительного стакана 8. В этот момент из электрического блока управления 25 на входной клапан 20 поступает электрический ток, который открывает канал 18 и соединяет его с пневмоаккумулятором 23. Газ под давлением из пневмоаккумулятора заполняет пространство между стенками корпуса 1 и эластичной емкостью 7, и т.к. выходной клапан 21 закрыт, давление газа продолжает расти и он начинает сжимать эластичную емкость 7. Под действием этого давления жидкость по внутреннему ограничительному цилиндру 10 выходит вверх в коническую часть 12 и закрывает пред сер дные клапаны 14 во входном патрубке 13 и выходит из насосного устройства через испытуемый клапан, установленный на коннекторе 16, при этом измерительная аппаратура регистрирует необходимые параметры потока. Движение жидкости продолжается до тех пор, пока эластичная емкость 7 не сожмется до поверхности внутреннего ограничительного цилиндра 10. Электрический блок управления 25 закрывает входной электроклапан 20 и выдает электрический импульс на открытие выходного электроклапана 21, при этом внутренняя полость корпуса 1 сообщается через выходной патрубок 24 с атмосферой и происходит сброс давления газа. По мере снижения давления внутри эластичной емкости 7 жидкость снова открывает предсердные клапаны 14 и по входному патрубку 13 поступает в насосное устройство, т.е. цикл повторяется в приведенной выше последовательности. Таким образом, насосное устройство создает направленное пульсируюп ;ее движение жидкости, аналогичное по параметрам движению крови через желудочек сердца.
Насосное устройство данной конструкции установлено в физиологическом гидродинамическом стенде для испытания аортальных и митральных клапанов сердца в Кемеровском кардиологическом центре. При диаметре внутреннего ограничительного цилиндра 4,7 см и длине его 16 см насосное устройство позволяет производить исследования при частоте заданной пульсации 25-320 циклов в минуту при объеме от 32 мл до 227 мл.
Устройство позволяет регистрировать все необходимые характеристики потока и вести визуальный контроль его.
Директор Государственного учреждения
Научно-производственной лаборатории
реконструктивной хирургии сердца и
сосудов с клиникой СО РАМН,