RU2734142C1 - Device and method for biventricular bypass of heart - Google Patents
Device and method for biventricular bypass of heart Download PDFInfo
- Publication number
- RU2734142C1 RU2734142C1 RU2020109560A RU2020109560A RU2734142C1 RU 2734142 C1 RU2734142 C1 RU 2734142C1 RU 2020109560 A RU2020109560 A RU 2020109560A RU 2020109560 A RU2020109560 A RU 2020109560A RU 2734142 C1 RU2734142 C1 RU 2734142C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pump
- line
- heart
- control unit
- aorta
- 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
- A61M60/20—Type thereof
- A61M60/205—Non-positive displacement blood pumps
-
- 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
- A61M60/20—Type thereof
- A61M60/247—Positive displacement blood pumps
- A61M60/253—Positive displacement blood pumps including a displacement member directly acting on the blood
- A61M60/268—Positive displacement blood pumps including a displacement member directly acting on the blood the displacement member being flexible, e.g. membranes, diaphragms or bladders
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Anesthesiology (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Hematology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- External Artificial Organs (AREA)
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY
Изобретение относится к медицинской технике, а именно к экстракорпоральным и имплантируемым устройствам механической поддержки кровообращения (МПК), основанным на применении насосов непульсирующего потока (ННП).The invention relates to medical technology, in particular to extracorporeal and implantable mechanical circulatory support devices (MPC), based on the use of non-pulsating flow pumps (NNP).
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИLEVEL OF TECHNOLOGY
Метод МПК с использованием ННП, построенных на принципе центробежных, осевых и роликовых 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 насосами пульсирующего потока (НПП), обусловленными, прежде всего, их малыми размерами, высокой энергетической эффективностью, большей надежностью и ресурсом. Данная технология успешно применяется при изолированной левожелудочковой недостаточности с высоким процентом выживаемости пациентов (85% в первый год имплантации).The IPC method with the use of NNP, built on the principle of centrifugal, axial and roller devices, has taken a leading direction (94%) in the world clinical practice for the treatment of patients with terminal heart failure (TSF). This is due to the significant advantages of these pumps in comparison with pulsating flow pumps (NPP), due primarily to their small size, high energy efficiency, greater reliability and resource. This technology is successfully used in isolated left ventricular failure with a high patient survival rate (85% in the first year of implantation).
Оптимистичная картина лечения пациентов с ТСН, тем не менее, омрачается достаточно неблагоприятным прогнозом применения систем обхода левого желудочка сердца (ОЛЖ) у пациентов с сопутствующей правожелудочковой недостаточностью (более 30%), что значительно влияет на результаты данного метода и требует применения методов бивентрикулярного обхода сердца (БОС).The optimistic picture of the treatment of patients with TSF, however, is clouded by a rather unfavorable prognosis for the use of left ventricular bypass systems (LV) in patients with concomitant right ventricular failure (more than 30%), which significantly affects the results of this method and requires the use of biventricular cardiac bypass methods (Biofeedback).
Развитие методов и средств БОС напрямую связано с работами в области разработки методов и средств ОЛЖ.The development of methods and means of biofeedback is directly related to work in the development of methods and means of LV LV.
Устройства, которые могут быть использованы для обеспечения БОС включают:Devices that can be used to provide biofeedback include:
1. Имплантируемый насос для ОЛЖ и экстракорпоральный насос для обхода правого желудочка (ОПЖ);1. Implantable pump for LV and extracorporeal pump for right ventricular bypass (RV);
2. Экстракорпоральные системы БОС на основе объемных пульсирующих насосов;2. Extracorporeal biofeedback systems based on volumetric pulsating pumps;
3. Имплантируемые системы БОС на основе ННП.3. Implantable biofeedback systems based on NNP.
В настоящее время в клинической практике используется в основном экстракорпоральная система БОС EXCOR (Berlin Heart AEG, Germany), представляющая два насоса НПП с пневматическим приводом. Учитывая нестабильность сердечного ритма при двусторонней сердечной недостаточности, в системе не предусмотрен режим кардиосинхронизации. Широкое внедрение данной системы в клиническую практику ограничивалось из-за относительно невысокой надежности и большого процента инсультов, вызванных тромбозом насосов. Несмотря на эти недостатки, присущие НПП, данная система на сегодняшний день является единственной, допущенной для клинического применения в США у детей младшего возраста с ТСН.Currently, in clinical practice, the extracorporeal biofeedback system EXCOR (Berlin Heart AEG, Germany) is mainly used, which represents two NPP pumps with a pneumatic drive. Taking into account the instability of the heart rate in bilateral heart failure, the system does not provide for the cardiac synchronization mode. The widespread introduction of this system into clinical practice was limited due to the relatively low reliability and a large percentage of strokes caused by pump thrombosis. Despite these inherent disadvantages of GMP, this system is currently the only one approved for clinical use in the United States in young children with TSF.
С внедрением в клиническую практику новых миниатюрных насосов и, в частности, центробежных насосов HeartWare HVAD, CoreAide появилась возможность их имплантации у детей старшего возраста. Однако, применение данных насосов ограничивалось отдельными случаями ввиду тромбоза правого насоса, что связанно с малопульсирующим характером потока этих насосов. Тем не менее, в последние годы стали разрабатываться имплантируемые роторные насосы как для искусственного сердца, так и для БОС.With the introduction into clinical practice of new miniature pumps and, in particular, centrifugal pumps HeartWare HVAD, CoreAide, it became possible to implant them in older children. However, the use of these pumps was limited to individual cases due to thrombosis of the right pump, which is associated with the low-pulsating nature of the flow of these pumps. Nevertheless, in recent years, implantable rotary pumps have begun to be developed for both artificial hearts and biofeedbacks.
Известно устройство (US 2014172087 А1) центробежного типа, в котором ротор электрического двигателя вращает два рабочих колеса для подачи крови в большой и малый круг кровообращения.Known device (US 2014172087 A1) of the centrifugal type, in which the rotor of the electric motor rotates two impellers to supply blood to the large and small circle of blood circulation.
Известно устройство (US 2013331934 А1) центробежного типа, которое имеет крыльчатку с одной стороны импеллера и, соответственно, крыльчатку с другой стороны импеллера. В данном изобретении описан метод управления системой, а также конструкция крыльчатки для левого и правого каналов с учетом того, что периферическое сопротивление большого и малого кругов кровообращения значительно отличаются.Known device (US 2013331934 A1) of the centrifugal type, which has an impeller on one side of the impeller and, accordingly, an impeller on the other side of the impeller. This invention describes a method for controlling the system, as well as the design of the impeller for the left and right channels, taking into account the fact that the peripheral resistance of the systemic and pulmonary circulation is significantly different.
Известно устройство (US 8870951 В1), в котором обеспечивается автоматическое регулирование потока крови для левого и правого насосов, а также поддержание баланса давлений за счет минимизации градиентов давлений с использованием высокой чувствительности РН к перепадам потока крови и давлению.Known device (US 8870951 B1), which provides automatic regulation of the blood flow for the left and right pumps, as well as maintaining the pressure balance by minimizing pressure gradients using high sensitivity of the pH to changes in blood flow and pressure.
Описаны и другие системы ННП, которые могут быть использованы для БОС, в основе которых положен принцип модуляции скорости вращения рабочего колеса (US 2011178361 Al, US 9579435 В2, US 9345824 В2). Недостатком насосов с модуляцией скорости вращения рабочего колеса является инерционность привода, которая не позволяет получить заданную амплитуду импульсов потока. Кроме того, переменная скорость ротора насосов увеличивает внутринасосные сдвиговые напряжения, что приводит к повышенной травме крови.Described are other NNP systems that can be used for biofeedback based on the principle of modulation of the impeller rotation speed (US 2011178361 Al, US 9579435 B2, US 9345824 B2). The disadvantage of pumps with modulation of the impeller rotation speed is the inertia of the drive, which does not allow obtaining a given amplitude of flow pulses. In addition, the variable rotor speed of the pumps increases the intra-pump shear stresses, resulting in increased blood trauma.
В качестве прототипа нами выбраны устройство и способ БОС, описанные в статье Krabatsch Т, Potapov Е, Stepanenko A, Schweiger М, Kukucka М et al. Circulation.: Biventricular circulatory support with two miniaturized implantable assist devices. Circulation 2011 124(11) Suppl:S179-S186.As a prototype, we have chosen the device and method of biofeedback described in the article Krabatsch T, Potapov E, Stepanenko A, Schweiger M, Kukucka M et al. Circulation .: Biventricular circulatory support with two miniaturized implantable assist devices. Circulation 2011 124 (11) Suppl: S179-S186.
Система БОС основана на подключении левого и правого ННП центробежного типа (HeartWare HVAD) по схеме: левый желудочек - аорта и правый желудочек - легочная артерия. Блок управления каждым насосом регулирует скорость вращения рабочего колеса каждого насоса. Основной недостаток данной системы состоит в непульсирующем потоке крови на выходе правого и левого насоса, что отрицательно сказывается на органной микроциркуляции. Отсуствие внутринасосной пульсации повышает вероятность тромбообразования в насосах.The biofeedback system is based on the connection of the left and right centrifugal LNP (HeartWare HVAD) according to the scheme: left ventricle - aorta and right ventricle - pulmonary artery. The control unit for each pump regulates the rotation speed of the impeller of each pump. The main disadvantage of this system is the non-pulsating blood flow at the outlet of the right and left pump, which negatively affects organ microcirculation. The absence of intra-pump pulsation increases the likelihood of thrombus formation in pumps.
Кроме того, поскольку легочное артериальное сопротивление малого круга кровообращения приблизительно в 6 раз меньше артериального сопротивления большого круга, то для данных насосов, рабочие характеристики которых рассчитаны при использовании в системах ОЛЖ, для поддержания относительно высокой скорости вращения ротора насоса и снижения вероятности тромбообразования при использовании насоса в системе ОПЖ последовательно с правым насосом устанавливают дополнительное гидравлическое сопротивление. При этом потребление энергии для работы правого насоса практически равно потреблению энергии левого насоса, что в итоге приводит к увеличению общего потребления энергии системой БОС и сокращению времени автономной работы системы от аккумуляторов.In addition, since pulmonary arterial resistance of the pulmonary circulation is approximately 6 times less than the arterial resistance of the large circle, for these pumps, the performance of which is calculated for use in LV systems, to maintain a relatively high rotor speed of the pump and reduce the likelihood of thrombosis when using the pump in the OPZh system, additional hydraulic resistance is installed in series with the right pump. At the same time, the energy consumption for the operation of the right pump is practically equal to the energy consumption of the left pump, which ultimately leads to an increase in the total energy consumption of the biofeedback system and a reduction in the autonomous operation of the system from batteries.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
Предложена система БОС, содержащая левый и правый роторные насосы (РН) крови (ННП), связанные с блоком управления насосами. Блок управления насосами обеспечивает заданную скорость вращения рабочего колеса каждого насоса постоянной. Входная магистраль каждого насоса содержит актуатор (А), выполненный в виде гидравлического сопротивления с приводом, соединенным с блоком управления приводами. Последний включает блок задания частоты и скважности работы актуаторов. При этом блок управления приводами имеет возможность регулирования потока крови на выходе каждого роторного насоса за счет полного открытия или частичного перекрытия просвета входной магистрали.A biofeedback system is proposed, containing left and right rotary pumps (RN) of blood (RNP), connected with a pump control unit. The pump control unit provides a constant speed of rotation of the impeller of each pump. The input line of each pump contains an actuator (A) made in the form of a hydraulic resistance with a drive connected to the drive control unit. The latter includes a block for setting the frequency and duty cycle of the actuators. In this case, the drive control unit has the ability to regulate the blood flow at the outlet of each rotary pump by completely opening or partially blocking the lumen of the inlet line.
В системе БОС может быть использован электромеханический, электропневматический или электрогидравлический приводы.In the biofeedback system, electromechanical, electro-pneumatic or electro-hydraulic drives can be used.
Предложен также способ БОС, в котором используют патентуемую систему БОС. При этом входную магистраль левого насоса подключают к левому желудочку сердца, а его выходную магистраль к аорте; входную магистраль правого насоса подключают к правому желудочку сердца, а его выходную магистраль к легочной артерии.A biofeedback method is also proposed, in which a patented biofeedback system is used. In this case, the input line of the left pump is connected to the left ventricle of the heart, and its output line to the aorta; the input line of the right pump is connected to the right ventricle of the heart, and its output line to the pulmonary artery.
Предложен другой способ БОС, в котором в котором используют патентуемую систему БОС. При этом входную магистраль левого насоса подключают к левому предсердию, а его выходную магистраль к аорте, входную магистраль правого насоса подключают к правому предсердию, а его выходную магистраль к легочной артерии.Another BFB method is proposed, in which a patented BFB system is used. In this case, the input line of the left pump is connected to the left atrium, and its output line to the aorta, the input line of the right pump is connected to the right atrium, and its output line to the pulmonary artery.
Таким образом на выходе левого и правого роторных насосов БОС генерируется пульсирующий поток, определяющий пульсовое давление в аорте и легочной артерии.Thus, a pulsating flow is generated at the output of the left and right rotary pumps of the biofeedback, which determines the pulse pressure in the aorta and pulmonary artery.
Особенность включения актуаторов во входные магистрали насосов состоит в том, что основная энергия для функционирования актуатора затрачивается при низком давлении на входе левого и правого насосов БОС (в предсердиях), что способствует уменьшению энергопотребления для работы активного управляемого сопротивления, что позволяет также значительно уменьшить его весо-габаритные характеристики для реализации имплантируемого варианта БОС.The peculiarity of the inclusion of actuators in the input lines of the pumps is that the main energy for the operation of the actuator is spent at low pressure at the inlet of the left and right pumps of the biofeedback (in the atria), which helps to reduce energy consumption for the operation of active controlled resistance, which also significantly reduces its weight - overall characteristics for the implementation of the implantable biofeedback option.
Технический результат, достигаемый при осуществлении настоящей группы изобретений заключается в:The technical result achieved by the implementation of the present group of inventions consists in:
- создании физиологического пульсирующего потока и давления в аорте и легочной артерии при постоянной заданной скорости рабочего колеса левого и правого насосов БОС;- creation of a physiological pulsating flow and pressure in the aorta and pulmonary artery at a constant set speed of the impeller of the left and right BFB pumps;
- улучшении внутринасосной гидродинамики за счет генерации в правом и левом насосах БОС пульсирующего потока без изменения скорости оборотов ротора насосов, что особенно важно для правого насоса БОС с точки зрения снижения вероятности тромбообразования в нем;- improvement of the intra-pump hydrodynamics due to the generation of a pulsating flow in the right and left pumps of the biofeedback without changing the speed of the pump rotor revolutions, which is especially important for the right-hand biofeedback pump in terms of reducing the likelihood of thrombus formation in it
- возможности использования ранее разработанных РН, предназначенных для ОЛЖ, без использования дополнительного гидравлического сопротивления в правом насосе, что создает основу для создания малоэнергоемкой имплантируемой системы БОС.- the possibility of using previously developed LV intended for LV LV without the use of additional hydraulic resistance in the right pump, which creates the basis for creating a low-power implantable biofeedback system.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS
Существо изобретения поясняется на фигурах, где:The essence of the invention is illustrated in the figures, where:
на фиг. 1 показана схема предлагаемой системы БОС, которая обеспечивает генерацию пульсирующего потока в левом и правом насосе при подключении правого насоса по схеме «правое предсердие - легочная артерия» и левого насоса по схеме «левое предсердие - аорта»;in fig. 1 shows a diagram of the proposed biofeedback system, which generates a pulsating flow in the left and right pump when the right pump is connected according to the "right atrium - pulmonary artery" scheme and the left pump according to the "left atrium - aorta" scheme;
на фиг. 2 показана схема предлагаемой системы БОС, которая обеспечивает генерацию пульсирующего потока в левом и правом насосе при подключении правого насоса по схеме «правый желудочек - легочная артерия» и левого насоса по схеме «левый желудочек - аорта»;in fig. 2 shows a diagram of the proposed biofeedback system, which generates a pulsating flow in the left and right pump when the right pump is connected according to the "right ventricle - pulmonary artery" scheme and the left pump according to the "left ventricle - aorta" scheme;
на фиг. 3 показана диаграмма давлений и расходов, полученных на двухкруговом гидродинамическом стенде, при работе левого и правого РН системы БОС в непульсирующем режиме;in fig. 3 shows a diagram of pressures and flow rates obtained on a two-circle hydrodynamic stand when the left and right LV of the biofeedback system operate in a non-pulsating mode;
на фиг. 4 показана диаграмма давлений и расходов, для большого и малого кругов кровообращения, полученных на двухкруговом гидродинамическом стенде, при работе левого и правого РН системы БОС в пульсирующем режиме с помощью установки системы РН - А во входной магистрали.in fig. 4 shows a diagram of pressures and flow rates for the systemic and pulmonary circulation obtained on a two-circle hydrodynamic stand, when the left and right LV of the biofeedback system operate in a pulsating mode using the installation of the RN-A system in the inlet line.
На фигурах обозначены следующие позиции: 1 - роторный насос для замены левого желудочка, 2 - роторный насос для замены правого желудочка, 3 - гидравлическое сопротивление на входе левого насоса, 4 - гидравлическое сопротивление на входе правого насоса, 5 - привод гидравлического сопротивления для левого насоса, 6 - привод гидравлического сопротивления для правого насоса, 7 - актуатор (А) для левого насоса , 8 - актуатор (А) для правого насоса , 9 - входная магистраль левого насоса, 10 - входная магистраль правого насоса, 11 - блок управления приводами актуаторов, 12 - блок управления насосами, 13 - выходная магистраль левого насоса, 14 - выходная магистраль правого насоса, 15 - левое предсердие, 16 - правое предсердие, 17 - аорта, 18 - легочная артерия, 19 - левый желудочек, 20 - правый желудочек, Рад - давление в аорте, Рла - давление в легочной артерии, Рлж - давление в левом желудочке, Рпж - давление в правом желудочке, Рлп - давление в левом предсердии, Рпп - давление в правом предсердии, Qao - расход в аорте, Qлa - расход в легочной артерии, Qн - расход в насосе.The figures indicate the following positions: 1 - rotary pump for replacing the left ventricle, 2 - rotary pump for replacing the right ventricle, 3 - hydraulic resistance at the inlet of the left pump, 4 - hydraulic resistance at the inlet of the right pump, 5 - hydraulic resistance drive for the left pump , 6 - hydraulic resistance drive for the right pump, 7 - actuator (A) for the left pump, 8 - actuator (A) for the right pump, 9 - inlet line of the left pump, 10 - inlet line of the right pump, 11 - actuator drives control unit , 12 - pump control unit, 13 - left pump outlet line, 14 - right pump outlet line, 15 - left atrium, 16 - right atrium, 17 - aorta, 18 - pulmonary artery, 19 - left ventricle, 20 - right ventricle, Р ad - pressure in the aorta, Р la - pressure in the pulmonary artery, Р лж - pressure in the left ventricle, Р pzh - pressure in the right ventricle, Р lp - pressure in the left atrium, P pp - pressure in the right m atrium, Q ao - flow rate in the aorta, Q la - flow rate in the pulmonary artery, Q n - flow rate in the pump.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDISCLOSURE OF THE INVENTION
На примере схемы подключения левого и правого РН, представленной на фиг. 1, рассмотрим принцип генерации пульсового потока в системе БОС.Using the example of the connection diagram of the left and right LV shown in Fig. 1, we will consider the principle of pulse flow generation in the biofeedback system.
Патентуемое устройство (фиг. 1) содержит левый и правый РН 1, 2 с блоком управления насосами 12, определяющим заданную постоянную скорость вращения рабочего колеса каждого насоса. Во входных магистралях 9 и 10 соответственно левого и правого РН 1, 2 установлены А 7, 8, каждый из которых содержит переменное гидравлическое сопротивление 3, 4 с собственным приводом 5, 6. Приводы 5, 6 каждого актуатора 7, 8 связаны с блоком управления приводами 11, который обеспечивает заданную частоту и скважность выходных импульсов потока и давления на выходе левого РН 1 и правого РН 2.The patented device (Fig. 1) contains the left and
Блок управления 11 приводами обеспечивает полное открытие или частичное перекрытие входных магистралей 9 и 10 соответственно левого и правого РН 1, 2, регулируя поток крови на выходе каждого роторного насоса.The 11 drive control unit provides full opening or partial closure of the
В первом варианте входная магистраль 9 левого РН1 и входная магистраль 10 правого РН 2 подключены, соответственно, к левому 15 и правому 16 предсердиям, а выходные магистрали 13 и 14 левого РН 1 и правого РН 2 подключены, соответственно, к аорте 17 и легочной артерии 18.In the first version, the
Во втором варианте входная магистраль 9 левого РН1 и входная магистраль 10 правого РН 2 подключены, соответственно, к левому 19 и правому 20 желудочкам, а выходная магистраль 13 левого РН 1 и выходная магистраль 14 правого РН 2 подключены, соответственно, к аорте 17 и легочной артерии 18.In the second version, the
В фазе генерации повышенной амплитуды выходного потока насосов А 7 и А 8 полностью открывают просветы входной магистрали 9, входной магистрали 10 для левого 1 и правого 2 РН, а в фазе генерации пониженной амплитуды выходного потока насосов А 7 и А 8 частично перекрывают просветы входных магистралей.In the phase of generation of the increased amplitude of the output flow of the pumps A 7 and A 8, the gaps of the
Таким образом, блок управления приводами 11 обеспечивает заданную частоту и длительность импульсов потока и давления крови для левого и правого РН 1 и 2 соответственно.Thus, the
В отдельных случаях, для поддержания системного выброса в условиях ТСН необходимо увеличивать производительность РН, что может привести к закрытию аортального и легочного клапанов. В этих условиях при длительной работе системы БОС возникает опасность развития недостаточности выходных клапанов сердца. Поэтому для исключения развития дисфункции аортального и легочного клапанов сердца в настоящей системе БОС может быть заложена возможность с заданным периодом кратковременно снижать производительность насосов. Алгоритм применения данного режима, включая периодичность и длительность отключения насосов может задаваться операторомIn some cases, in order to maintain the systemic ejection in conditions of TSN, it is necessary to increase the RN productivity, which can lead to the closure of the aortic and pulmonary valves. In these conditions, with prolonged operation of the biofeedback system, there is a risk of developing insufficiency of the outlet heart valves. Therefore, in order to exclude the development of dysfunction of the aortic and pulmonary heart valves in the present biofeedback system, it can be possible to temporarily reduce the performance of the pumps with a given period. The algorithm for using this mode, including the frequency and duration of pump shutdown, can be set by the operator
Для подтверждения возможности реализации заявленного назначения и достижения указанного технического результата приводим следующие экспериментальные данные, полученные на двухкруговом гидродинамическом стенде при подключении входной магистрали левого и правого насосов, соответственно, к левому и правому желудочкам, а выходной магистрали левого и правого насосов, соответственно, к аорте и легочной артерии.To confirm the possibility of realizing the declared purpose and achieving the indicated technical result, we present the following experimental data obtained on a two-circular hydrodynamic stand when connecting the input line of the left and right pumps, respectively, to the left and right ventricles, and the output line of the left and right pumps, respectively, to the aorta and pulmonary artery.
В качестве насосов на гидродинамическом стенде были использованы центробежные насосы Rotaflow (Maquet AEG, Germany), производительность которых составляла минутный объем 5 л/мин. При этом аортальный и легочный резервуары, имитирующие, соотвественно, аорту и легочную артерию, представляют собой емкости, заполненные жидкостью с воздушной подушкой. Воздушная подушка определяет эластичность сосудов (для легочного артерии эластичность равна 5,7 мл/мм рт.ст. и для аорты эластичность аортального резервуара равна 2 мл/мм рт.ст.). В качестве периферического сопротивления использовались гидравлические сопротивления (для малого круга кровообращения 0,4 мм рт.ст. /мл/с и для большого круга кровообращения 1,2 мм рт.ст. /мл/с). Левое и правое предсердия имитировались открытыми резервуарами.Rotaflow centrifugal pumps (Maquet AEG, Germany) were used as pumps on the hydrodynamic stand, the productivity of which was 5 l / min. In this case, the aortic and pulmonary reservoirs, imitating, respectively, the aorta and pulmonary artery, are containers filled with fluid with an air cushion. The air cushion determines the elasticity of the vessels (for the pulmonary artery the elasticity is 5.7 ml / mm Hg and for the aorta the elasticity of the aortic reservoir is 2 ml / mm Hg). Hydraulic resistance was used as peripheral resistance (for the pulmonary circulation 0.4 mm Hg / ml / s and for the systemic circulation 1.2 mm Hg / ml / s). The left and right atria were simulated by open reservoirs.
Таким образом, как показали исследования на гидродинамическом стенде, работа предлагаемого БОС использование системы РН-А для левого и правого насосов создают условия генерации пульсирующего потока в большом и малом кругах кровообращения.Thus, as shown by the studies on the hydrodynamic stand, the work of the proposed biofeedback system using the RN-A system for the left and right pumps creates conditions for the generation of a pulsating flow in the large and pulmonary circulation.
Полученный сравнительный эффект работы системы в пульсирующем режиме по сравнению с непульсирующим режимом показан на фиг. 3, 4. Как видно из диаграммы, на фиг. 4 в имитаторах аорты и легочной артерии создаются физиологическое пульсирующее давление АД (давление в аортальном резервуаре 111/76 мм рт.ст.) и ЛА (давление в легочном резервуаре 19/13 мм рт.ст.) при пульсации потока жидкости в большом круге кровообращения ΔQл=6.9 л/мин и ΔQп=8.8 л/мин в малом круге кровообращении, что способствует созданию условий для внутринасосной гидродинамики, препятствующих образованию в полостях левого и правого РН зон стагнации и рециркуляции.The obtained comparative effect of operating the system in a pulsed mode versus a non-pulsed mode is shown in FIG. 3, 4. As can be seen from the diagram, in FIG. 4 in simulators of the aorta and pulmonary artery, physiological pulsating pressure of blood pressure (pressure in the aortic reservoir 111/76 mm Hg) and PA (pressure in the
Claims (4)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020109560A RU2734142C1 (en) | 2020-03-04 | 2020-03-04 | Device and method for biventricular bypass of heart |
PCT/RU2020/000597 WO2021158141A1 (en) | 2020-01-29 | 2020-11-11 | Controlling blood flow in rotary pumps in mechanical circulatory support systems |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020109560A RU2734142C1 (en) | 2020-03-04 | 2020-03-04 | Device and method for biventricular bypass of heart |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2734142C1 true RU2734142C1 (en) | 2020-10-13 |
Family
ID=72940367
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020109560A RU2734142C1 (en) | 2020-01-29 | 2020-03-04 | Device and method for biventricular bypass of heart |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2734142C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2805828C1 (en) * | 2022-09-01 | 2023-10-24 | Общество с ограниченной ответственностью "Инвента Лаб" (ООО "Инвента Лаб") | Auxiliary circulation pump with sensing element |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20110178361A1 (en) * | 2010-01-19 | 2011-07-21 | Barry Yomtov | Physiologically responsive vad |
US20130331934A1 (en) * | 2012-06-08 | 2013-12-12 | Cameron International Corporation | Artificial heart system |
US8870951B1 (en) * | 2008-06-13 | 2014-10-28 | Newheart Medical Devices Llc | Total artificial heart system for auto-regulating flow and pressure |
RU2629054C1 (en) * | 2016-08-10 | 2017-08-24 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Axial pump of auxiliary circulation |
-
2020
- 2020-03-04 RU RU2020109560A patent/RU2734142C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8870951B1 (en) * | 2008-06-13 | 2014-10-28 | Newheart Medical Devices Llc | Total artificial heart system for auto-regulating flow and pressure |
US20110178361A1 (en) * | 2010-01-19 | 2011-07-21 | Barry Yomtov | Physiologically responsive vad |
US9579435B2 (en) * | 2010-01-19 | 2017-02-28 | Heartware, Inc. | Physiologically responsive VAD |
US20130331934A1 (en) * | 2012-06-08 | 2013-12-12 | Cameron International Corporation | Artificial heart system |
RU2629054C1 (en) * | 2016-08-10 | 2017-08-24 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Axial pump of auxiliary circulation |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Krabatsch Т, Potapov Е, Stepanenko A, Schweiger М, Kukucka М et al. Circulation.: Biventricular circulatory support with two miniaturized implantable assist devices. Circulation 2011 124(11) Suppl:S179-S186. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2805828C1 (en) * | 2022-09-01 | 2023-10-24 | Общество с ограниченной ответственностью "Инвента Лаб" (ООО "Инвента Лаб") | Auxiliary circulation pump with sensing element |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20210077688A1 (en) | Generating Artificial Pulse | |
US8444545B2 (en) | Dual-pulsation bi-ventricular assist device | |
US8226712B1 (en) | Total artificial heart system for auto-regulating flow and pressure | |
RU2665178C1 (en) | Device and method for controlling the blood flow of rotary pumps | |
US9433714B2 (en) | Speed change algorithm for a continuous flow blood pump | |
EP3471794B1 (en) | Self-propelled venous blood pump | |
RU2725083C1 (en) | Device and method for blood flow control of rotary pumps | |
RU2665179C1 (en) | Artificial heart | |
RU201911U1 (en) | Blood flow control device for extracorporeal circulatory support systems | |
Bartoli et al. | The next wave of mechanical circulatory support devices | |
RU2734142C1 (en) | Device and method for biventricular bypass of heart | |
RU2665180C1 (en) | Device and method for controlling blood flow in cardiopulmonary bypass devices | |
Takatani et al. | Comparative evaluation of nonpulsatile and pulsatile cardiac prostheses | |
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 | |
RU2732084C1 (en) | Artificial heart | |
US20230211143A1 (en) | Left ventricle unloading device | |
WO2021158141A1 (en) | Controlling blood flow in rotary pumps in mechanical circulatory support systems | |
Abe et al. | A nonpulsatile total artificial heart with 1/R control | |
Frazier et al. | Current methods for circulatory support. | |
Khodeli et al. | Practical and Theoretical Considerations for ECMO System Development | |
WO2019156589A1 (en) | Device and method for controlling blood flow in rotary pumps in extracorporeal and implanted mechanical circulatory support devices | |
RU202952U1 (en) | Blood flow control device for implantable circulatory support systems | |
Nojiri et al. | Small soft left ventricular assist device powered by intraaortic balloon pump console for infants: a less expensive option | |
Watt et al. | Artificial mechanical hearts and ventricular assist devices |