RU2237452C1

RU2237452C1 - Device for setting aortic valve or carcassless aortic valve bioprosthesis

Info

Publication number: RU2237452C1
Application number: RU2003135582/14A
Authority: RU
Inventors: В.И. Гавриленков (RU); В.И. Гавриленков; Д.В. Маслевцов (RU); Д.В. Маслевцов; А.Д. Юхнев (RU); А.Д. Юхнев
Priority date: 2003-12-09
Filing date: 2003-12-09
Publication date: 2004-10-10

Abstract

FIELD: medical engineering.

SUBSTANCE: device has tubes for joining in- and outflow parts of the valve having hydrodynamic circuit. Additional chamber is available for placing the aortic valve or aortic valve bioprosthesis therein. The chamber is manufactured from flexible material and has sealed connection to the tubes and means for filling it with liquid, and damping unit. One of tubes is movable along valve or carcassless aortic valve bioprosthesis axis.

EFFECT: natural spatial arrangement and biomechanical properties of the prosthesis.

1 dwg

Description

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для установки клапана аорты или бескаркасного биопротеза клапана аорты при проведении стендовых исследований в пульсирующем потоке биомеханики и гидродинамики нативных (аллогенных, ксеногенных) клапанов аорты и их бескаркасных заменителей (аллографтов, ксенографтов).The invention relates to medical equipment, namely, devices for installing an aortic valve or frameless bioprosthesis of the aortic valve when conducting bench tests in the pulsating flow of biomechanics and hydrodynamics of native (allogeneic, xenogenic) aortic valves and their frameless substitutes (allografts, xenografts).

Известно устройство для установки клапана аорты или бескаркасного биопротеза клапана аорты при проведении исследований в пульсирующем потоке, содержащее неподвижно установленные патрубки для соединения приточного и выходного отделов клапана с гидродинамическим контуром дупликатора пульса (Revanna P. et al. / Eur. J. Cardiothorac. Surg. - 1997. -Vol. 11. - N. 2. - Р. 280-286). Такое крепление позволяет проводить видиорегистрацию работы клапана аорты в аксиальной проекции и обеспечивает растяжение-сокращение клапана в течение цикла только в окружном направлении. Данное устройство взято за прототип.A device for installing the aortic valve or frameless bioprosthesis of the aortic valve when conducting studies in a pulsating flow, containing motionlessly installed nozzles for connecting the supply and output sections of the valve with the hydrodynamic circuit of the pulse duplicator (Revanna P. et al. / Eur. J. Cardiothorac. Surg. - 1997.-Vol. 11. - N. 2. - P. 280-286). Such an attachment allows video recording of the operation of the aortic valve in axial projection and provides tension-contraction of the valve during the cycle only in the circumferential direction. This device is taken as a prototype.

К недостаткам известного устройства следует отнести дисторцию клапана и нарушение его естественной биомеханики в процессе исследования в пульсирующем потоке, вызванные отсутствием перемещения и соответственно натяжения-расслабления корня аорты в осевом направлении под влиянием пульсирующего потока в результате неподвижного крепления входного и выходного патрубков. Кроме этого нахождение клапана в воздушной среде приводит к высыханию его наружной поверхности и к дополнительному изменению биомеханических свойств его стенки.The disadvantages of the known device include valve distortion and disruption of its natural biomechanics during the study in a pulsating flow caused by the lack of movement and, accordingly, tension-relaxation of the aortic root in the axial direction under the influence of a pulsating flow as a result of the fixed attachment of the inlet and outlet pipes. In addition, the location of the valve in the air leads to drying of its outer surface and to an additional change in the biomechanical properties of its wall.

Крепление клапанов при исследованиях в пульсирующем потоке не должно ограничивать и/или искажать окружную и продольную растяжимость клапанов аорты или бескаркасных заменителей, а также вызывать их дисторцию. Иными словами, исследуемый клапан аорты или биопротез должен быть установлен в гидродинамическом контуре аналогично его размещению в организме, то есть таким образом, чтобы он мог растягиваться-сокращаться как анизотропная система под воздействием меняющегося потока и давления в течение цикла открытия-закрытия (“сердечного цикла”).The fastening of the valves during studies in a pulsating flow should not limit and / or distort the circumferential and longitudinal extensibility of the valves of the aorta or frameless substitutes, as well as cause their distortion. In other words, the aortic valve under investigation or a bioprosthesis must be installed in the hydrodynamic circuit similar to its placement in the body, that is, so that it can stretch-contract like an anisotropic system under the influence of a changing flow and pressure during the open-close cycle (“heart cycle ”).

Задачей изобретения является создание устройства для установки клапана аорты или бескаркасного биопротеза клапана аорты при проведении исследований в пульсирующем потоке, обеспечивающего элементам клапана наиболее естественное пространственное положение и сохранение естественной биомеханики створок.The objective of the invention is to provide a device for installing the aortic valve or frameless bioprosthesis of the aortic valve when conducting studies in a pulsating flow, providing valve elements with the most natural spatial position and preservation of the natural biomechanics of the valves.

Поставленная задача решается тем, что в известном устройстве для установки клапана аорты или бескаркасного биопротеза клапана аорты при проведении исследований в пульсирующем потоке, содержащем патрубки для соединения приточного и выходного отделов клапана с гидродинамическим контуром, согласно изобретению дополнительно предусмотрена камера для размещения в ней клапана или биопротеза, выполненная из эластичного материала, герметично соединенная с патрубками и снабженная средством для заполнения ее жидкостью, причем один из патрубков установлен неподвижно, а другой - с возможностью перемещения вдоль оси клапана или биопротеза.The problem is solved in that in the known device for installing the aortic valve or frameless bioprosthesis of the aortic valve when conducting studies in a pulsating flow containing nozzles for connecting the supply and output sections of the valve with a hydrodynamic circuit, according to the invention there is further provided a chamber for accommodating the valve or bioprosthesis in it made of an elastic material, hermetically connected to the nozzles and provided with a means for filling it with liquid, moreover, one of the nozzles s is fixedly positioned and the other - to be movable along the axis of the valve or bioprosthesis.

Установка одного из патрубков с возможностью перемещения вдоль оси клапана или биопротеза позволяет клапану растягиваться-сокращаться в окружном и продольном (вдоль оси клапана) направлениях в течение “сердечного” цикла под воздействием пульсирующего потока и давления аналогично перемещению корня аорты в естественных условиях, а также занимать элементам клапана естественное пространственное положение без их дисторции и соответственно сохранить естественную биомеханику створок.Installation of one of the nozzles with the possibility of movement along the axis of the valve or bioprosthesis allows the valve to stretch-contract in the circumferential and longitudinal (along the axis of the valve) directions during the “heart” cycle under the influence of a pulsating flow and pressure, similar to moving the aortic root in natural conditions, and also take the elements of the valve have a natural spatial position without their distortion and, accordingly, preserve the natural biomechanics of the valves.

Размещение клапана или биопротеза в камере, выполненной из эластичного материала, герметично соединенной с патрубками и заполненной жидкостью, предотвращает высыхание наружной поверхности клапана и не оказывает влияния на функциональные характеристики исследуемого клапана. Кроме этого, камера позволяет осуществлять ультразвуковую локацию клапана аорты в боковых (продольной и поперечной) проекциях, что дает возможность оценить радиальные деформации его створок, ширину зоны кооптации створок в диастолу и их профиль за весь сердечный цикл, а также динамику длины створки в радиальном направлении, радиального угла наклона створки к плоскости основания клапана, высоты синусов, диаметра основания клапана и синотубулярного соединения.Placing a valve or bioprosthesis in a chamber made of an elastic material, hermetically connected to the nozzles and filled with liquid prevents drying of the outer surface of the valve and does not affect the functional characteristics of the valve under study. In addition, the camera allows ultrasonic location of the aortic valve in lateral (longitudinal and transverse) projections, which makes it possible to evaluate the radial deformations of its valves, the width of the cooptation zone of the valves in diastole and their profile for the entire cardiac cycle, as well as the dynamics of the valve length in the radial direction , the radial angle of inclination of the sash to the plane of the valve base, the height of the sines, the diameter of the valve base and the sinotubular connection.

На чертеже представлено схематичное изображение устройства для установки клапана аорты или бескаркасного биопротеза клапана аорты при проведении исследований в пульсирующем потоке.The drawing shows a schematic illustration of a device for installing the aortic valve or frameless bioprosthesis of the aortic valve when conducting studies in a pulsating flow.

Устройство для установки клапана аорты или бескаркасного биопротеза клапана аорты при проведении исследований в пульсирующем потоке содержит патрубки 1 и 2 для соединения соответственно приточного 3 и выходного 4 отделов клапана 5 с гидродинамическим контуром, камеру 6 для размещения в ней клапана или биопротеза 5, выполненную из эластичного материала. Камера 6 имеет герметичные соединения 7 и 8 с патрубками 1 и 2 и снабжена трубкой 9 с вентилем 10 для заполнения ее жидкостью. Градиент давления на стенке эластичной камеры должен составлять не более 1-2 мм. рт. ст. с целью сохранения физиологичного внутриаортального давления. Патрубок 1 установлен неподвижно, а патрубок 2 закреплен на демпфирующем устройстве 11 с возможностью перемещения вдоль оси клапана или биопротеза 5. Демпфирующее устройство 11 может быть выполнено в виде, например, цилиндрической пружины, гидравлического амортизатора и других средств. Для визуализация движения створок в аксиальной проекции со стороны выходного отдела 4 клапана предусмотрено окно 12.A device for installing an aortic valve or frameless bioprosthesis of the aortic valve when conducting studies in a pulsating flow contains nozzles 1 and 2 for connecting the supply and output 3 and 4 of the valve sections 5 with a hydrodynamic circuit, a chamber 6 for accommodating a valve or bioprosthesis 5 made of elastic material. The chamber 6 has sealed connections 7 and 8 with nozzles 1 and 2 and is equipped with a tube 9 with a valve 10 to fill it with liquid. The pressure gradient on the wall of the elastic chamber should be no more than 1-2 mm. Hg. Art. in order to maintain physiological intra-aortic pressure. The pipe 1 is fixedly mounted, and the pipe 2 is mounted on a damping device 11 with the possibility of movement along the axis of the valve or bioprosthesis 5. The damping device 11 can be made in the form of, for example, a coil spring, a hydraulic shock absorber, and other means. To visualize the movement of the valves in axial projection from the side of the outlet section 4 of the valve, a window 12 is provided.

Устройство для установки клапана аорты или бескаркасного биопротеза клапана аорты при проведении исследований в пульсирующем потоке работает следующим образом. Приточный отдел 3 клапана 5, размещенного в камере 6, соединяют с патрубком 1, а выходной отдел 4 - с патрубком 2. Камеру 6 герметично соединяют с помощью уплотнителей 7 и 8 с патрубками 1 и 2. Под воздействием давления пульсирующего потока, поступающего через патрубок 1, стенки клапана 5 растягиваются и сокращаются в окружном и осевом направлениях аналогично естественным условиям. Демпферное устройство 11 гасит гидродинамический удар, позволяя при этом клапану 5 растягиваться-сокращаться в осевом направлении. После установления необходимого режима работы гидродинамического стенда эластичную камера 6 заполняют жидкостью через трубку 9 и вентиль 10 таким образом, чтобы стенка камеры 6 растянулась и расположилась предпочтительно на расстоянии 2-4 см от клапана 5. При этом градиент давления на стенке эластичной камеры должен составлять не более 1-2 мм рт. ст. Затем вентиль 10 закрывают. Головку ультразвукового датчика устанавливают к стенке эластичной камеры 6, вдавливая в нее, что позволяет производить ультразвуковую локацию клапана через тонкую стенку камеры 6 и жидкость, находящуюся в камере 6. Производят регистрацию ультразвукового изображения с последующим компьютерным анализом и расчетом показателей биомеханики клапана. Дополнительно производят видиорегистрацию работы клапана в аксиальной проекции через окно 12.A device for installing the aortic valve or frameless bioprosthesis of the aortic valve during studies in a pulsating flow works as follows. The inlet section 3 of the valve 5 located in the chamber 6 is connected to the nozzle 1, and the outlet section 4 is connected to the nozzle 2. The chamber 6 is hermetically connected using seals 7 and 8 with the nozzles 1 and 2. Under the influence of the pressure of the pulsating flow coming through the nozzle 1, the walls of the valve 5 are stretched and contracted in the circumferential and axial directions similar to natural conditions. The damper device 11 dampens the hydrodynamic shock, while allowing the valve 5 to stretch-contract in the axial direction. After establishing the necessary operating mode of the hydrodynamic stand, the elastic chamber 6 is filled with liquid through the tube 9 and valve 10 so that the wall of the chamber 6 is stretched and preferably located at a distance of 2-4 cm from valve 5. In this case, the pressure gradient on the wall of the elastic chamber should not be more than 1-2 mm RT. Art. Then the valve 10 is closed. The head of the ultrasonic sensor is mounted to the wall of the elastic chamber 6, pushing into it, which allows for ultrasonic location of the valve through the thin wall of the chamber 6 and the liquid in the chamber 6. The ultrasound image is recorded, followed by computer analysis and calculation of the valve biomechanics. Additionally produce a video recording of the valve in axial projection through window 12.

Использование заявленного устройства обеспечивает элементам клапана аорты или бескаркасного биопротеза клапана аорты наиболее естественное пространственное положение и сохранение естественной биомеханики створок при проведении их исследований в пульсирующем потоке.The use of the claimed device provides the elements of the aortic valve or frameless bioprosthesis of the aortic valve with the most natural spatial position and preservation of the natural biomechanics of the valves during their studies in a pulsating flow.

Claims

A device for installing an aortic valve or frameless bioprosthesis of the aortic valve when conducting studies in a pulsating flow, containing nozzles for connecting the supply and output sections of the valve with a hydrodynamic circuit, characterized in that a chamber is inserted into it for accommodating the aortic valve or aortic valve bioprosthesis in it made of elastic material, hermetically connected to the nozzles and equipped with a means for filling it with liquid and a damping device on which one of the nozzles is fixed movable along the axis of the aortic valve or the aortic valve bioprosthesis.