RU2665178C1 - Device and method for controlling the blood flow of rotary pumps - Google Patents
Device and method for controlling the blood flow of rotary pumps Download PDFInfo
- Publication number
- RU2665178C1 RU2665178C1 RU2018104528A RU2018104528A RU2665178C1 RU 2665178 C1 RU2665178 C1 RU 2665178C1 RU 2018104528 A RU2018104528 A RU 2018104528A RU 2018104528 A RU2018104528 A RU 2018104528A RU 2665178 C1 RU2665178 C1 RU 2665178C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pump
- blood
- channel
- valve
- heart
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M60/00—Blood pumps; Devices for mechanical circulatory actuation; Balloon pumps for circulatory assistance
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY
Данное изобретение относится к медицинской технике, а именно к экстракорпоральным и имплантируемым устройствам механической поддержки кровообращения (МПК), основанным на применении роторных насосов или насосов непульсирующего потока (ННП), может быть использовано при проведении вспомогательного кровообращения.This invention relates to medical equipment, namely to extracorporeal and implantable devices for mechanical support of blood circulation (MPC), based on the use of rotary pumps or non-pulsating flow pumps (NNP), can be used during auxiliary blood circulation.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND
Метод МПК с использованием насосов непульсирующего потока (ННП), построенных на принципе центробежных и осевых устройств, занял ведущее направление (94%) в мировой клинической практике для лечения больных с терминальной сердечной недостаточностью (ТСН). Это связано с существенными преимуществами данных насосов по сравнению с пульсирующими насосами, обусловленными, прежде всего, их малыми размерами, высокой энергетической эффективностью, большей надежностью и ресурсом.The IPC method using non-pulsating flow pumps (NPS), built on the principle of centrifugal and axial devices, has taken a leading direction (94%) in the global clinical practice for the treatment of patients with terminal heart failure (TSN). This is due to the significant advantages of these pumps compared to pulsating pumps, due primarily to their small size, high energy efficiency, greater reliability and resource.
Одновременно с достаточно оптимистичными прогнозами использования данной технологии обширная клиническая практика применения ННП выявила ряд недостатков, нуждающихся в пересмотре стратегии их управления.Along with fairly optimistic forecasts for the use of this technology, the extensive clinical practice of using NNP has revealed a number of shortcomings that require a review of their management strategy.
Практически во всех клинических системах МПК, построенных на базе имплантируемых ННП, основная стратегия управления основана на поддержании заданных оператором скорости оборотов ротора насоса. При этом на выходе насосов формируется мало пульсирующий поток.In almost all clinical IPC systems built on the basis of implantable NNP, the main control strategy is based on maintaining the operator's speed of the pump rotor. At the same time, a pulsating flow is formed at the pump outlet.
Как показали многочисленные клинические исследования, повышение оборотов насоса сопровождается нехирургическим кровотечением, клапанными проблемами, уменьшением разгрузки миокарда по сравнению с пульсирующими насосами. Известно, что достаточная, адекватная разгрузка миокарда является основным фактором восстановления сократительной способности собственного миокарда.As shown by numerous clinical studies, an increase in pump speed is accompanied by non-surgical bleeding, valve problems, and a decrease in myocardial unloading compared to pulsating pumps. It is known that sufficient, adequate myocardial unloading is the main factor in restoring the contractility of one’s own myocardium.
Использование ННП в режиме повышенных оборотов ротора насоса, необходимом для поддержания системного кровообращения, часто приводит к разрежению на входе насоса, что может привести к повреждению ткани в области входной канюли, смещению межжелудочковой перегородки, ухудшению функции правого желудочка, аритмии, ишемии сердца и гемолизу.The use of NNP in the mode of increased revolutions of the pump rotor, necessary to maintain systemic circulation, often leads to a rarefaction at the pump inlet, which can lead to tissue damage in the cannula, displacement of the interventricular septum, impaired right ventricular function, arrhythmia, cardiac ischemia and hemolysis.
С другой стороны, нижней границей скорости оборотов ротора ННП является режим, при котором в диастолической фазе возникают условия регургитации потока крови из аорты в ЛЖ, что создает неблагоприятные условия для наполнения правого желудочка и, в конечном итоге, приводит к правожелудочковой недостаточности. Другим негативным явлением, связанным с применением ННП, является вероятность развития недостаточности аортального клапана (АК) за счет высокого трансклапанного градиента, который влияет на структуру клеток и, в конечном итоге, приводит к формированию спаечного процесса, неполному открытию и тромбозу АК.On the other hand, the lower limit of the rotational speed of the NNP rotor is the regime in which the conditions of regurgitation of blood flow from the aorta to the LV arise in the diastolic phase, which creates unfavorable conditions for filling the right ventricle and, ultimately, leads to right ventricular failure. Another negative phenomenon associated with the use of NNP is the likelihood of developing aortic valve insufficiency (AK) due to the high transvalvular gradient, which affects the structure of cells and, ultimately, leads to the formation of adhesions, incomplete opening and thrombosis of AK.
Для решение данного комплекса проблем были предложена концепция преобразования режима задания постоянных оборотов ННП в режим генерации пульсирующих импульсов, синхронизированных с работой собственного сердца (l. Pirbodaghi Т, Asgari S. Cotter С. Physiologic and hematologic concerns of rotary blood pumps: what needs to be improved? // Heart Fail Rev 2014; 19: 259-266; Rotary pumps and diminished pulsatility: do we need a pulse? ASAIO J. 2013 Jul-Aug; 59 (4): 355-66; Kishimoto S, Date K, Arakawa M, Takewa Y, Nishimura T, Tsukiya T et al. Influence of a novel electrocardiogram-synchronized rotational-speed-change system of an implantable continuous-flow left ventricular assist device (EVAHEART) on hemolytic performance. J Artif Organs. 2014; 17 (4): 373-377).To solve this complex of problems, a concept was proposed for converting the mode of setting constant RPE to a mode of generating pulsating pulses synchronized with the work of your own heart (l. Pirbodaghi T, Asgari S. Cotter C. Physiologic and hematologic concerns of rotary blood pumps: what needs to be improved? // Heart Fail Rev 2014; 19: 259-266; Rotary pumps and diminished pulsatility: do we need a pulse? ASAIO J. 2013 Jul-Aug; 59 (4): 355-66; Kishimoto S, Date K, Arakawa M, Takewa Y, Nishimura T, Tsukiya T et al. Influence of a novel electrocardiogram-synchronized rotational-speed-change system of an implantable continuous-flow left ventricular assist device (EVAHEART) on hemolytic performance. J Artif Organs. 2014; 17 (4): 373-377).
Реализация данной концепции в известных системах основана на обеспечении пульсирующего режима за счет модуляции оборотов двигателя ННП.The implementation of this concept in known systems is based on providing a pulsating mode due to the modulation of the RPM engine speed.
Известно устройство (US 7850594, В2), которое содержит роторный насос с приводом, обеспечивающим пульсирующий режим насоса синхрогнно с работой сердца. Причем сердечный цикл определяется из индекса пульсаций обратной ЭДС приводного безконтактного двигателя постоянного тока.A device is known (US 7850594, B2), which contains a rotary pump with a drive providing a pulsating pump mode synchronously with the work of the heart. Moreover, the cardiac cycle is determined from the ripple index of the back EMF of the non-contact DC motor.
Известно устройство (WO 2009150893, А1), которое состоит из детектора опоргых сигналов сердечного цикла, блока управления роторным насосом, регулирующим скорость вращения ротора синхронизированную с сердечным циклом.A device is known (WO 2009150893, A1), which consists of a detector for the outgoing signals of the heart cycle, a rotary pump control unit that controls the rotor speed synchronized with the heart cycle.
Описан имплантированный роторный насос, подключенный к организму по схеме «желудочек-артерия» (US 2017080138, А1). Устройство включает привод насоса и сенсор электрофизиологических сигналов, таких как электрограмма. При этом сенсор подключен к приводу насоса, чтобы управлять им кардиосинхронизированной в режиме сопульсации и контрпульсации. Получение сердечного цикла при этом основано на усреднении двух и более сердечных циклов.An implanted rotary pump connected to the body according to the “ventricle-artery” scheme (US 2017080138, A1) is described. The device includes a pump drive and a sensor for electrophysiological signals, such as an electrogram. In this case, the sensor is connected to the pump drive to control it cardiosynchronized in the mode of pulsation and counterpulsation. Getting the heart cycle in this case is based on averaging two or more heart cycles.
Описаны и другие системы МПК с использованием ННП с кардиосинхронизированной модуляцией скорости вращения рабочего колеса (US 9579435, В2; US 9345824, В2).Other MPC systems using NNP with cardiosynchronized modulation of the impeller rotation speed are described (US 9579435, B2; US 9345824, B2).
В качестве прототипа нами выбраны устройство и способ управления ННП, в системе МПК, описанные в US 8864644, В2. Устройство-прототип содержит вспомогательный насос роторного типа, подключенный по схеме желудочек-артерия. В состав устройства входит привод, который для синронизации с сердечным циклом периодически изменяет частоту вращения ротора насоса по сигналам, получаемым от сенсора электрограммы.As a prototype, we have chosen a device and method for controlling NNP in the IPC system described in US 8864644, B2. The prototype device contains an auxiliary pump of a rotary type, connected according to the scheme of the ventricle-artery. The device includes a drive, which for synchronization with the cardiac cycle periodically changes the frequency of rotation of the pump rotor according to the signals received from the electrogram sensor.
Недостатком описанных выше устройств, включая прототип, является периодическое изменение скорости вращения рабочего колеса насоса синхронизированное с частотой сердечного цикла, которое может привести к травме крови.The disadvantage of the above devices, including the prototype, is the periodic change in the speed of rotation of the impeller of the pump synchronized with the frequency of the heart cycle, which can lead to blood injury.
Кроме того, инерционность системы двигатель-насос снижает эффективность работы насоса сердца. Данные устройства не являются универсальными и для их реализации требуется существенная доработка блоков управления существующих систем МПК с применением ННП (осевые и центробежные насосы).In addition, the inertia of the engine-pump system reduces the efficiency of the heart pump. These devices are not universal and their implementation requires substantial refinement of the control units of the existing MPC systems using NNP (axial and centrifugal pumps).
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
Предложена система МПК, включающая, по меньшей мере, один насос ННП с блоком управления насосом, обеспечивающим поддержание постоянной скорости вращения рабочего колеса насоса, и канал регулируемой рециркуляции крови. Последний подключен параллельно входной и выходной магистралям насоса и снабжен клапаном, который подключен к блоку управления клапаном, получающему сигналы от блока кардиосинхронизации. Последний выполнен с возможностью регулирования потока крови с частичным или полным перекрытием и открытием просвета канала рециркуляции крови в соответствии с фазами сердечного цикла в режимах сопульсации или контрпульсации с сердцем пациента.An IPC system is proposed, including at least one pump NNP with a pump control unit that maintains a constant speed of rotation of the impeller of the pump, and a channel for adjustable blood recirculation. The latter is connected in parallel with the input and output lines of the pump and is equipped with a valve that is connected to the valve control unit, which receives signals from the cardiosynchronization unit. The latter is made with the possibility of regulating the blood flow with partial or complete closure and opening of the lumen of the blood recirculation channel in accordance with the phases of the cardiac cycle in the modes of pulsation or counterpulsation with the patient's heart.
Канал регулируемой рециркуляции крови подключен к входной и выходной магистралям насоса через первый и второй тройники соответственно, при этом вход первого тройника подключен к входной магистрали желудочка сердца или левого предсердия, а выход второго тройника подключен к артерии.The adjustable blood recirculation channel is connected to the input and output lines of the pump through the first and second tees, respectively, while the input of the first tee is connected to the input line of the ventricle of the heart or the left atrium, and the output of the second tee is connected to the artery.
Канал регулируемой рециркуляции крови выполнен в виде эластичной трубки или сосудистого протеза.The adjustable blood recirculation channel is made in the form of an elastic tube or vascular prosthesis.
В системе МПК может быть использован электромеханический клапан.In the IPC system, an electromechanical valve can be used.
Блок кардиосинхронизации может быть соединен с блоком регистрации ЭКГ или кардиовертером.The cardiac synchronization unit can be connected to an ECG recording unit or a cardioverter.
Блок кардиосинхронизации может быть связан с блоком управления насосом с возможностью получения сигналов от обратной электродвижущей силы (ЭДС) блока управления насосом.The cardiosynchronization unit can be connected to the pump control unit with the possibility of receiving signals from the reverse electromotive force (EMF) of the pump control unit.
В системе МПК может быть использован механический клапан, работающий по перепаду давления на входе и выходе канала регулируемой рециркуляции крови, таким образом, что во время систолы клапан закрыт, а во время диастолы - открыт, реализуя режим сопульсации с сердцем пациента.In the MPC system, a mechanical valve can be used, which works according to the pressure drop at the inlet and outlet of the channel for controlled blood recirculation, so that during the systole the valve is closed, and during diastole it is open, realizing a mode of heart pulsation.
Предложен также способ механической поддержки кровообращения, при котором систему МПК используют экстракорпорально или интракорпорально, подключая к пациенту по схеме «желудочек-артерия», обеспечивая режим сопульсации с сердцем пациента.A method for mechanical support of blood circulation is also proposed, in which the IPC system is used extracorporeally or intracorporeally, connecting to the patient according to the “ventricle-artery” scheme, providing a mode of pulsation with the patient’s heart.
В частном случае при подключении по схеме «левый желудочек-аорта» может быть реализован режим периодаческого открытия канала регулируемой рециркуляции крови, при котором с интервалом от 30 секунд до 1 минуты канал регулируемой рециркуляции крови открыт на протяжении, по меньшей мере, пяти сердечных циклов.In the particular case, when connected according to the “left ventricle-aorta” scheme, the regime of periodically opening the channel for controlled blood recirculation can be implemented, in which at intervals of 30 seconds to 1 minute the channel for controlled blood recirculation is open for at least five cardiac cycles.
Предложен способ механической поддержки кровообращения, в котором систему МПК подключают к пациенту экстракорпорально или интракорпорально по схеме «левое предсердие-аорта», обеспечивая режим контрпульсации с сердцем пациента.A method for mechanical support of blood circulation is proposed, in which the IPC system is connected extracorporeally or intracorporeally to the patient according to the “left atrium-aorta” scheme, providing a mode of counterpulsation with the patient’s heart.
Технический результат, достигаемый при осуществлении настоящей группы изобретений, заключается в:The technical result achieved by the implementation of this group of inventions is:
- улучшении внутринасосной гидродинамики, минимизации травмы крови и зон рециркуляции и стагнации крови, потенциально опасных для тромбооразования, за счет генерации на выходе из системы насос-шунт пульсирующего потока без изменения скорости вращения рабочего колеса насоса;- improving the internal pump hydrodynamics, minimizing blood trauma and blood recirculation and stagnation zones, which are potentially dangerous for thrombosis, by generating a pulsating flow at the outlet of the pump-shunt system without changing the speed of rotation of the pump impeller;
- снижения работы сердца в режиме сопульсации за счет высокого быстродействия по сравнению с режимами работы насоса с периодическим изменением скорости вращения ротора насоса в пределах сердесного цикла;- reducing the work of the heart in the mode of pulsation due to the high speed compared to the pump operating modes with a periodic change in the speed of rotation of the pump rotor within the cardiac cycle;
- универсальности предлагаемой МПК, в которой в качестве базового ННП может быть использован насос любой конструкции.- the universality of the proposed IPC, in which a pump of any design can be used as the basic NNP.
Таким образом, в результате предлагаемой группы изобретений обеспечивается стабильность внутринасосной гидродинамики, минимизация травмы крови и тромбообразования в системах МПК на базе ННП за счет генерации ими на выходе из системы насос-шунт физиологического пульсирующего потока без изменения скорости вращения рабочего колеса насоса.Thus, as a result of the proposed group of inventions, the stability of the internal pump hydrodynamics is ensured, blood trauma and thrombosis are minimized in MPC systems based on NNP due to their generation of a physiological pulsating flow at the outlet of the pump-shunt system without changing the speed of rotation of the pump impeller.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Существо изобретения поясняется на фигурах, гдеThe invention is illustrated in the figures, where
на. фиг. 1 показана схема генерации пульсирующего потока в системах МПК с применением ННП и шунта с управляемым клапаном;on. FIG. 1 shows a diagram of the generation of a pulsating flow in IPC systems using NNP and a shunt with a controlled valve;
на фиг. 2 представлена схема однокругового гидродинамического стенда, имитирующего большой круг кровообращения с ННП и подключением шунта с клапаном;in FIG. 2 shows a diagram of a single-circular hydrodynamic stand simulating a large circle of blood circulation with NNP and connecting a shunt with a valve;
на фиг. 3 показана диаграмма давлений и расходов, полученная на гидродинамическом стенде, при моделировании сердечной недостаточности, где - А) работа насоса без шунта, Б) работа насоса с шунтом (Рао - давление в аорте, Рпр - давление в предсердии, Qн - расход в насосе, Qc - системный расход.)in FIG. Figure 3 shows the pressure and flow diagram obtained on a hydrodynamic bench, when simulating heart failure, where - A) pump operation without a shunt, B) pump operation with a shunt (Rao - pressure in the aorta, Ppr - pressure in the atrium, Qн - flow in the pump , Qc is the system consumption.)
ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯMODES FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Патентуемое устройство, схема которого представлена на фиг. 1 содержит ННП 1 (осевой или центробежный), при этом выход и вход насоса через тройники соединены каналом рециркуляции жидкости - шунтом (эластичной трубкой или сосудистым протезом) 2 с установленным на нем электромехиническим клапаном (ЭМ) 3, соединенным с блоком управления клапаном 4. При этом блок управления клапаном 4 соединен с блоком кардиосинхронизации 5, который соединен с блоком регистрации ЭКГ 6.A patented device, the circuit of which is presented in FIG. 1 contains NNP 1 (axial or centrifugal), while the outlet and the inlet of the pump through the tees are connected by a fluid recirculation channel - a shunt (elastic tube or vascular prosthesis) 2 with an electromechanical valve (EM) 3 installed on it, connected to the valve control unit 4. In this case, the valve control unit 4 is connected to the
Управляемый канал рециркуляции крови или шунт 2 подсоединен к насосу с помощью двух тройников, вход первого тройника подключен через систему трубок к левому или правому желудочку, или левому предсердию, а вход второго тройника через систему трубок подключен к соответствующей артерии или аорте (подключение по схемам «левый желудочек-аорта», «правый желудочек-легочная артерия», «левое предсердие-аорта»)A controlled blood recirculation channel or
В другом варианте блок кардиосинхронизации 5 соединен с блоком управления насосом 7.In another embodiment, the
В третьем варианте блок кардиосинхроизации соединен с кардиовертером (имплантируемый пейсмейкер).In a third embodiment, the cardiosynchroization unit is connected to a cardioverter (implantable pacemaker).
В четвертом варианте в качестве клапана 3 используется механический клапан.In the fourth embodiment, a mechanical valve is used as
Работа данной конструкции может быть описана следующим образом.The operation of this design can be described as follows.
В первом варианте подключения системы насос 1-шунт 2 по схеме «желудочек-артерия», за счет блока кардиосинхронизации 5, получающего сигналы от блока регистрации ЭКГ 6, или кардиовертера, или по сигналам обратной ЭДС, получаемым с блока управления насосом 4, в систолу клапан 3 частично или полностью перекрывает шунт 2, увеличивая поток крови на выходе системы, а фазе диастолы клапан 3 частино или полностью открывает шунт 2, уменьшая поток крови в артерию.In the first version of connecting the system, the pump 1-
Таким образом, на выходе системы насос 1-шунт 2 т.е. в артерии формируется близкое к физиологической пульсации давление. При этом за счет увеличения потока крови в систолу более эффективно, по сравнению с ННП в обычном непульсирующем режиме, снижается постнагрузка желудочка сердца, являющаяся одним из основных факторов восстановления миокарда.Thus, at the system output, pump 1-
Кроме того, режим работы системы насос 1-шунт 2 при минимальном потоке крови в диастолу способствует устранению опасных режимов при работе ННП в непульсирующем режиме, связанном с возникновением разрежения на входе насоса и обратной регургитацикй крови из артерии в желудочек.In addition, the mode of operation of the pump 1-
Во втором варианте при подключении насоса по схеме «левое предсердие-аорта» с системой насос 1-шунт 2 клапан 3 открывает поток крови через шунт 2 в систолу и закрывает поток крови через шунт в диастолу, создавая условия повышенного диастолического давления (режим контрпульсации),что способствует увеличению коронарного кровотока.In the second embodiment, when connecting the pump according to the “left atrium-aorta” scheme with the pump 1-
В третьем варианте при включении ННП по схеме «желудочек-аорта» в шунте 2 установлен механический клапан 3, работающий по перепаду давления на входе и выходе канала регулируемой рециркуляции крови таким образом, что во время систолы клапан закрыт, а во время диастолы клапан открыт, реализуя режим сопульсации с собственным сердцем.In the third option, when the NNP is turned on according to the “ventricle-aorta” scheme, a
В варианте включения ННП по схеме «желудочек-аорта» в блоке управления клапаном 3 предусмотрен режим периодического открытия шунта 2: с периодичностью от 30 сек до 1 минуты с длительностью, по меньшей мере, на период 5 сердечных циклов. Данный режим создает условия периодического функционирвания артериального клапана, который в условиях сердечной недостаточности при работе ННП может закрыться, при этом длительное закрытие артериального клапана может привести к его недостаточности.In the option of including NNP according to the “ventricular-aorta” scheme, the
Для специалистов в области кардиологии должно быть очевидно, что в настоящее изобретение могут быть внесены различные модификации и изменения, не отступая от сущности или объема формулы изобретения, которые не нашли отражения в приведенных вариантах осуществления изобретения.For specialists in the field of cardiology, it should be obvious that various modifications and changes can be made to the present invention without departing from the essence or scope of the claims, which are not reflected in the above embodiments of the invention.
Приводим результаты эксперимента, подтверждающего возможность реализации заявленного назначения и достижения указанного технического результата.We present the results of an experiment confirming the possibility of implementing the stated purpose and achieving the specified technical result.
Работа предлагаемой системы МПК может быть проиллюстрирова на фиг. 2., где представлен гидродинамический стенд системы кровообращения, в котором вход системы насос 1-шунт 2 подключен к имитатору желудочка сердца (ИЖС), а выход к аортальному резервуару 8, далее суммарный поток крови из ИЖС и системы насос 1-шунт 2 проходит через периферическое сопротивление 9 и предсердие 10, выход которого подключен ко входу ИЖС, приводимому в действие от пневмопривода 11. При этом воспроизводились условия работы педиатрического ИЖС с системным кровотоком при моделировании недостаточности сердца, равным 1 л/мин.The operation of the proposed IPC system can be illustrated in FIG. 2., where the hydrodynamic stand of the circulatory system is presented, in which the input of the pump 1-
Контур рециркуляции или шунт 2 включен параллельно насосу 1 и содержит пневматический клапан 3, который функционирует от того же пневмопривода 11.The recirculation loop or
Таким образом, во время систолы ИЖС превмодавление одновременно подается на ИЖС и пневматический клапан 3 и перекрывает канал рециркуляции. При этом насос 2 работает в режиме заданных постоянных оборотов ротора, а канал рециркуляции (шунт 2) с превмоклапаном 3 в систолическую фазу перекрывает поток жидкости через шунт.Суммарный поток жидкости (крови) в аортальный резервуар 7 в систолу определяется работой ИЖС и работой системы насос 1-шунт 2, что создает относительно высокий поток крови в нем в систолу. При этом амплитуда потока крови в аортальный резервуар 8 в основном зависит от заданной скорости вращения ротора насоса 2. Во время диастолы пневматический клапан 3 открывается, обеспечивая рециркуляцию потока жидкости через шунт и уменьшение потока крови до нулевого в диастолу. Таким образом, работа системы насос 1-шунт 2 создает условия повышенного систолического потока крови и минимизирует диастолический поток, что способствует повышению в аортальном резервуаре 8 пульсового давления по сравнению со стандартной работой насоса 1 без шунта 2. Дополнительный эффект повышенного систолического потока крови через систему насос-шунт способствует сравнительно большему снижению давления в желудочке сердца (на гидравлическом стенде ИЖС), т.е. более эффективному снижению постнагрузки.Thus, during the systole of the IZHS, the overpressure is simultaneously supplied to the IZHS and the
Полученный эффект работы системы насос 1-шунт 2 показан на диаграмме давлений и расходов на фиг. 3.The resulting effect of the operation of the pump 1-
Как видно из диаграммы, пульсовое давление в аорте при работе системы насоса с шунтом 2 и клапаном 3 значительно выше пульсового даления в аорте при работе ННП без системы шунта 2 и клапана 3.As can be seen from the diagram, the pulse pressure in the aorta during the operation of the pump system with the
Кривая потока жидкости в насосе Qн при работе системы насос-шунт имеет большую пульсацию, за счет которой внутринасосная гидродинамика минимизирует образование зон застоя и рециркуляции, опасных для тромбоза.The fluid flow curve in the pump Qн during the operation of the pump-shunt system has a large pulsation, due to which the internal pump hydrodynamics minimizes the formation of stagnation and recirculation zones that are dangerous for thrombosis.
Кривая системного потока жидкости в аортальный резервуар Qc также имеет более пульсирующий характер, чем при работе насоса без шунта,The curve of the systemic fluid flow into the aortic reservoir Qc is also more pulsating than when the pump was operated without a shunt,
В данной работе на гидродинамическом стенде воспроизводились условия работы систем МПК при моделировании сердечной неддостаточности у детей при системном выбросе 1 л/мин. Проведено 6 испытаний с использованием отечественного детского насоса ДОН и насоса ROTAFLOW (Германия).In this work, the working conditions of the MPC systems were reproduced at the hydrodynamic bench when modeling cardiac insufficiency in children with a systemic output of 1 l / min. 6 tests were carried out using the domestic children's pump DON and pump ROTAFLOW (Germany).
Полученные на гидравлическом стенде сравнительные данные сведены в таблице 1.The comparative data obtained at the hydraulic bench are summarized in table 1.
Как видно из табл.1, пульсационное давление в аортальом резервуаре 8 увеличивается по сравнению с работой насоса без шунта в 1.7 раза при сохранении общего расхода жидкости (крови), а давление в левом желудочке (ЛЖ) уменьшается в 1,35 раза, что свидетельствует об эффективной разгрузке ЛЖ.As can be seen from table 1, the pulsating pressure in the
Claims (10)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018104528A RU2665178C1 (en) | 2018-02-06 | 2018-02-06 | Device and method for controlling the blood flow of rotary pumps |
PCT/RU2018/000514 WO2019156589A1 (en) | 2018-02-06 | 2018-08-01 | Device and method for controlling blood flow in rotary pumps in extracorporeal and implanted mechanical circulatory support devices |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018104528A RU2665178C1 (en) | 2018-02-06 | 2018-02-06 | Device and method for controlling the blood flow of rotary pumps |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2665178C1 true RU2665178C1 (en) | 2018-08-28 |
Family
ID=63459596
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018104528A RU2665178C1 (en) | 2018-02-06 | 2018-02-06 | Device and method for controlling the blood flow of rotary pumps |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2665178C1 (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2725083C1 (en) * | 2020-01-29 | 2020-06-29 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр трансплантологии и искусственных органов имени академика В.И. Шумакова" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "НМИЦ ТИО им. ак. В.И. Шумакова" Минздрава России) | Device and method for blood flow control of rotary pumps |
RU2732084C1 (en) * | 2020-03-04 | 2020-09-11 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр трансплантологии и искусственных органов имени академика В.И. Шумакова" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "НМИЦ ТИО им. ак. В.И. Шумакова" Минздрава России) | Artificial heart |
RU201911U1 (en) * | 2020-09-28 | 2021-01-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр трансплантологии и искусственных органов имени академика В.И. Шумакова" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "НМИЦ ТИО им. ак. В.И. Шумакова" Минздрава России) | Blood flow control device for extracorporeal circulatory support systems |
RU202952U1 (en) * | 2020-09-28 | 2021-03-16 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр трансплантологии и искусственных органов имени академика В.И. Шумакова" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "НМИЦ ТИО им. ак. В.И. Шумакова" Минздрава России) | Blood flow control device for implantable circulatory support systems |
WO2021158141A1 (en) * | 2020-01-29 | 2021-08-12 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "НАЦИОНАЛЬНЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЦЕНТР ТРАНСПЛАНТОЛОГИИ И ИСКУСТВЕННЫХ ОРГАНОВ ИМЕНИ АКАДЕМИКА В.И. ШУМАКОВА" МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ (ФГБУ "НМИЦ ТИО им. ак. В.И. ШУМАКОВА" МИНЗДРАВА РОССИИ) | Controlling blood flow in rotary pumps in mechanical circulatory support systems |
WO2022066043A1 (en) * | 2020-09-28 | 2022-03-31 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "НАЦИОНАЛЬНЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЦЕНТР ТРАНСПЛАНТОЛОГИИ И ИСКУСТВЕННЫХ ОРГАНОВ ИМЕНИ АКАДЕМИКА В.И. ШУМАКОВА" МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ (ФГБУ "НМИЦ ТИО им. ак. В.И. ШУМАКОВА" МИНЗДРАВА РОССИИ) | Device for controlling blood flow in extracorporeal circulatory support systems |
RU210252U1 (en) * | 2021-08-30 | 2022-04-04 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр трансплантологии и искусственных органов имени академика В.И. Шумакова" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "НМИЦ ТИО им. ак. В.И. Шумакова" Минздрава России) | Blood flow control device in extracorporeal circulatory assist systems |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3533408A (en) * | 1965-03-31 | 1970-10-13 | Jean Marc Paoli | Extra-corporeal blood circulation |
US20070265703A1 (en) * | 2006-05-09 | 2007-11-15 | Ventrassist Pty Ltd. | Pulsatile control system for a rotary blood pump |
WO2009150893A1 (en) * | 2008-06-11 | 2009-12-17 | 株式会社サンメディカル技術研究所 | Artificial heart control device, artificial heart system, and artificial heart control method |
RU127315U1 (en) * | 2012-01-10 | 2013-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | ARTIFICIAL HEART |
US8864644B2 (en) * | 2010-01-19 | 2014-10-21 | Heartware, Inc. | Physiologically responsive VAD |
US20160000983A1 (en) * | 2014-07-07 | 2016-01-07 | Werner Mohl | Ventricular assist device |
-
2018
- 2018-02-06 RU RU2018104528A patent/RU2665178C1/en active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3533408A (en) * | 1965-03-31 | 1970-10-13 | Jean Marc Paoli | Extra-corporeal blood circulation |
US20070265703A1 (en) * | 2006-05-09 | 2007-11-15 | Ventrassist Pty Ltd. | Pulsatile control system for a rotary blood pump |
WO2009150893A1 (en) * | 2008-06-11 | 2009-12-17 | 株式会社サンメディカル技術研究所 | Artificial heart control device, artificial heart system, and artificial heart control method |
US8864644B2 (en) * | 2010-01-19 | 2014-10-21 | Heartware, Inc. | Physiologically responsive VAD |
US20150057488A1 (en) * | 2010-01-19 | 2015-02-26 | Heartware, Inc. | Physiologically responsive vad |
US20170080138A1 (en) * | 2010-01-19 | 2017-03-23 | Heartware, Inc. | Physiologically responsive vad |
RU127315U1 (en) * | 2012-01-10 | 2013-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | ARTIFICIAL HEART |
US20160000983A1 (en) * | 2014-07-07 | 2016-01-07 | Werner Mohl | Ventricular assist device |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2725083C1 (en) * | 2020-01-29 | 2020-06-29 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр трансплантологии и искусственных органов имени академика В.И. Шумакова" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "НМИЦ ТИО им. ак. В.И. Шумакова" Минздрава России) | Device and method for blood flow control of rotary pumps |
WO2021158141A1 (en) * | 2020-01-29 | 2021-08-12 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "НАЦИОНАЛЬНЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЦЕНТР ТРАНСПЛАНТОЛОГИИ И ИСКУСТВЕННЫХ ОРГАНОВ ИМЕНИ АКАДЕМИКА В.И. ШУМАКОВА" МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ (ФГБУ "НМИЦ ТИО им. ак. В.И. ШУМАКОВА" МИНЗДРАВА РОССИИ) | Controlling blood flow in rotary pumps in mechanical circulatory support systems |
RU2732084C1 (en) * | 2020-03-04 | 2020-09-11 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр трансплантологии и искусственных органов имени академика В.И. Шумакова" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "НМИЦ ТИО им. ак. В.И. Шумакова" Минздрава России) | Artificial heart |
RU201911U1 (en) * | 2020-09-28 | 2021-01-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр трансплантологии и искусственных органов имени академика В.И. Шумакова" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "НМИЦ ТИО им. ак. В.И. Шумакова" Минздрава России) | Blood flow control device for extracorporeal circulatory support systems |
RU202952U1 (en) * | 2020-09-28 | 2021-03-16 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр трансплантологии и искусственных органов имени академика В.И. Шумакова" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "НМИЦ ТИО им. ак. В.И. Шумакова" Минздрава России) | Blood flow control device for implantable circulatory support systems |
WO2022066043A1 (en) * | 2020-09-28 | 2022-03-31 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "НАЦИОНАЛЬНЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЦЕНТР ТРАНСПЛАНТОЛОГИИ И ИСКУСТВЕННЫХ ОРГАНОВ ИМЕНИ АКАДЕМИКА В.И. ШУМАКОВА" МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ (ФГБУ "НМИЦ ТИО им. ак. В.И. ШУМАКОВА" МИНЗДРАВА РОССИИ) | Device for controlling blood flow in extracorporeal circulatory support systems |
RU210252U1 (en) * | 2021-08-30 | 2022-04-04 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр трансплантологии и искусственных органов имени академика В.И. Шумакова" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "НМИЦ ТИО им. ак. В.И. Шумакова" Минздрава России) | Blood flow control device in extracorporeal circulatory assist systems |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2665178C1 (en) | Device and method for controlling the blood flow of rotary pumps | |
US8444545B2 (en) | Dual-pulsation bi-ventricular assist device | |
US20180339091A1 (en) | Generating artificial pulse | |
RU2725083C1 (en) | Device and method for blood flow control of rotary pumps | |
RU2203686C2 (en) | Implantable auxiliary cardiac system | |
CA2625046C (en) | Total artificial heart system for auto-regulating flow and pressure balance | |
US8870951B1 (en) | Total artificial heart system for auto-regulating flow and pressure | |
US4397049A (en) | Hydraulically actuated cardiac prosthesis with three-way ventricular valving | |
WO2003071932A2 (en) | Permanent heart assist system | |
Fumoto et al. | In vivo acute performance of the Cleveland Clinic self-regulating, continuous-flow total artificial heart | |
RU2665179C1 (en) | Artificial heart | |
CN112891730A (en) | Implantable electromagnetic pulsation type artificial heart blood pump | |
CN114423486A (en) | Control for non-occlusive blood pumps | |
RU201911U1 (en) | Blood flow control device for extracorporeal circulatory support systems | |
RU2665180C1 (en) | Device and method for controlling blood flow in cardiopulmonary bypass devices | |
Wang et al. | In vitro study of an intra-aortic VAD: Effect of reverse-rotating mode on ventricular recovery | |
RU2732312C1 (en) | Blood flow control device in cardiopulmonary bypass devices | |
RU202952U1 (en) | Blood flow control device for implantable circulatory support systems | |
Khodeli et al. | Practical and Theoretical Considerations for ECMO System Development | |
RU2734142C1 (en) | Device and method for biventricular bypass of heart | |
WO2019156589A1 (en) | Device and method for controlling blood flow in rotary pumps in extracorporeal and implanted mechanical circulatory support devices | |
RU210252U1 (en) | Blood flow control device in extracorporeal circulatory assist systems | |
Bozkurt et al. | Arterial pulsatility under phasic left ventricular assist device support | |
WO2021158141A1 (en) | Controlling blood flow in rotary pumps in mechanical circulatory support systems | |
Watt et al. | Artificial mechanical hearts and ventricular assist devices |