Гидродинамический стенд для испытаний протезов клапанов сердца

 

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано для испытания протезов клапанов сердца. Цель изобретения - повьшение достоверности результатов испытаний. Гидродинамический стенд для испытаний протезов клапанов сердца содержит источник 1 постоянного давления, блок 10 управления, электроманометр 12, элемент 13 сравнения, серводвигатель 15, формирователь адреса,оперативное запоминающее устройство, цифроаналоговый преобразователь.Мгновенное значение давления P(t) преобразуется в напряжение U(t) и поступает на элемент 13 сравнения. Сюда же поступает и, (t) с задатчика 14. На выходе элемента 13 формируется сигнал, поступающий на серводвигатель 15. Происходит автоматическое слежение формы P(t) за формой U(,(t), Благодаря наличию дросселя 11, наличию в циркуляционном контуре 4 имитатора 9 венозного русла и демпфера 7, вьшолненного в виде сильфона, повышается гидродинамическое подобие потока потоку в живом организме, 3 з.п. ф-лы, 2 ил. С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11), А1 (51) 4 А 61 F 2/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A ВТОРСНОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТХРЫТИЙ (21) 3931060/28-14 (22) 17.07,85 (46) 30.03.87,Бюл, ¹ 1 2 (72) С,П.Лупачев, Р,В,Долгополов, И,N.Старобин и В,М.Заико (53) 615.475 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР № 728864, кл. А 61 N 1/03, 1977. (54) ГИДРОДИНАК1ЧЕСКИЙ СТЕНД ДЛЯ ИС—

ПИТАНИЙ ПРОТЕЗОВ КЛАПАНОВ СЕРДЦА (57) Изобретение относится к области медицины и может быть использовано для испытания протезов клапанов сердца. Цель изобретения — повышение достоверности результатов испытаний.

Гидродинамический стенд для испытаний протезов клапанов сердца содержит источник 1 постоянного давления, блок 10 управления, электроманометр

12, элемент 13 сравнения, серводви гатель 15, формирователь адреса, оперативное запоминающее устройство, цифроаналоговый преобразователь,Мгновенное значение давления P(t) преобразуется в налряжение П() и поступает на элемент 13 сравнения, Сюда же поступает Пр (t) с задатчика 14.

На выходе элемента 13 формируется сигнал, поступающий на серводвигатель 15. Происходит автоматическое слежение формы P(t) за формой U (t).

Благодаря наличию дросселя 11, наличию в циркуляционном контуре 4 имитатора 9 венозного русла и демпфера 7, выполненного в виде сильфона, повышается гидродинамическое подобие потока потоку в живом организме.

3 з.п. ф-лы, 2 ил, 1299586 2

Изобретение относится к медицинской технике, в частности х устройст-, вам для испытания протезов клапанов сердца, и может быть использовано для исследования гидродинамических характеристик клапанов.

Целью изобретения является повышение достоверности результатов испытаний.

На фиг.1 представлена блок-схема гидростенда; на фиг.2 — пример выполнения задатчика формы кривой пульсирующего давления.

Стенд содержит источник 1 постоянного давления, включающий гидростатическую емкость 2, вход которой соединен с выходом гидронасоса 3, циркуляционный контур 4, включающий гнездо

5 для клапана, соединенный с гнездом выходной патрубок 6, имеющий форму восходящей части и дуги аорты, и подключенные к нему демпфер 7 и регулируемый дроссель 8, выход которого соединен с входом имитатора 9 венозного русла, а выход имитатора соединен с входом гидронасоса 3 источника 1 постоянного давления, блок 10 управления, включающий дифференциальный регулируемый дроссель 11, первый вход которого соединен с .гидростатической емкостью 2 источника 1 постоянного давления, второй — с имитатором 9 венозного русла, а его выход — с входом гнезда 5 для клапана, электроманометр 12, гидравлически связанный с гнездом 5 для клапана, элемент 13 сравнения, первый вход которого соединен с выходом электроманометра 12, а второй — с задатчи- ком 14 формы кривой пульсирующего о давления, а выход элемента 13 сравнения соединен с серводвигателем 15, ротор которого механически соединен с управляющим входом дифференциального регулируемого дросселя 11. При этом задатчик 14 формы кривой пульсирующего давления содержит L тумблеров 16, соединенных одним контактом с информационными шинами 17, ОЗУ 18 и через резисторы с шиной питания

+5 В, а вторым — с общей точкой, формирователь адреса 19 соединенный с адресными шинами 20 ОЗУ 18, и ЦАП 21, соединенный с выходными шинами

22 ОЗУ 18. ОЗУ 18 выполнено в виде матрицы микросхем из столбцов 23-30 и строк 31-33, причем все адресные входы микросхем столбцов 23-30 мат35 рицы соответственно объединены и образуют адресные шины 20 ОЗУ 18, а одноименные входы "Запись" и "Чтение" микросхем столбцов 23 — 30 матрицы объединены и образуют соответствующие управляющие шины 34 ОЗУ, одноименные выходы микросхем строк матрицы соответственно соединены и образуют выходные шины 22 ОЗУ, Выходные шины 22 ОЗУ соединены с соответствукяцими входами ЦАП 21, выход которого является выходом задатчика формы кривой пульсирующего давления, При этом ОЗУ 18 выполнен в виде (n+m)-разрядного двоичного счетчика

35, младшие и разряды которого подключены к адресным шинам 20 ОЗУ 18, а m старшие разряды — к управляющим входам мультиплексора 36, управляемые входы которого подключены к выходам коммутатора 37, а вход (n+m)— разрядного двоичного счетчика 35 через ключ К2 соединен либо с выходом первого одновибратора 38, вход которого через К1С1-цепочку соединен с выходом второго одновибратора 39, вход которого соединен с ключом KI либо с выходом третьего одновибратора 40," вход которого через вторую

R202-цепочку соединен с выходом четвертого одновибратора 41, вход кото-,. рого соединен с выходом генератора импульсов 42„ при этом выходы второго и четвертого одновибраторов 39 и

41 соединены с управляемыми входами коммутатора 37, выходы которогс под- . ключены к управляемым входам мульти. плексора 36, выходы которого соединены с управляющими шинами 34 ОЗУ 18, Гидродинамический стенд работает следующим образом, 45

5

t0

Постоянное. давление рабочей жидкости, определяемое высотой расположения гидростатической емкости 2 относительно дифференциального регулируемого дросселя 11 и равное P о

= 1 Н, где — плотность рабочей жидкости, преобразуют в пульсирующее давление P(t) в гнезде для клапана

5 перед испытуемым клапаном. Для этого мгновенное значение давления P(t) преобразуют электроманометром 12 в электрическое напряжение U(t). В качестве электроманометра 12 можно использовать, например, датчик давления ДИ-6 с измерительным устроиством

УИ-6. Дифференциальный регулируемый дроссель может быть выполнен в лиде

86 4

Благодаря реализации на выходе дифференциального дросселя 11 давления жидкости, по форме совпадающего с давлением в желудочке сердца, а также вследствие наличия в циркуляционном контуре 4 имитатора 9 веноз- ного русла и демпфера 7, выполненного в виде сильфона, повышается гидродинамическое подобие потока, обтекающего испытуемый клапан, потоку в

3 12995 золотникового распределителя давлений °

Напряжение U(t) с электроманометра 12 поступает на вход элемента сравнения 13, на второй вход которого подается электрическое напряжение U (t) с задатчика 14 формы кривой пульсирующего давления (в качестве элемента сравнения 13 целесообразно использовать устройство, сумми- 10 рующее электрические сигналы и построенное на базе операционного усилителя). На выходе элемента сравнения

13 формируется разность напряжений

U(t) — U (t), которая поступает íà 15 серводвигатель 15, ротор которого, взаимодействуя с управляющим входом регулируемого дифференциального дрос. селя 11, изменяет давление на его выходе таким образом, что разность 20 напряжений U(t) — U (t) становится равной нулю.

Таким образом происходит автоматическое слежение формы давления

P(t) на выходе дросселя 11 за формой электрического напряжения U (t), генерируемого задатчиком 14 формы кривой пульсирующего давления, Под действием давления P(t) рабочая жидкость обтекает испытуемый клапан и 30 через патрубок 6 и регулируемый дроссель 8 поступает в имитатор 9 венозного русла, Демпфер 7 и имитатор 9 венозного русла моделируют эластичность соответственно аорталь- 35 ного и венозного русла человека, при этом демпфер 7 выполнен в виде сильфона, что обеспечивает циркуляционному контуру 4 стабильность эластичных свойств и удобство эксплуатации.Из 40 имитатора 9 венозного русла рабочая жидкость подается гидронасосом 3 в гидростатическую емкость 2 источника 1 постоянного давления, поддерживая уровень жидкости в ней постоян- 4> ным, обеспечивая тем самым постоянство давления на входе в дифференциальный дроссель 11, живом организме, тем самым повышается достоверность результатов испытаний.

При этом форма напряжения U(t) генерируется следующим образом. Требуемая форма кривой пульсирующего давления P (t) (фиг.3) квантуется по времени в течение периода Т и полученные дискретные значения Р„ (i

1,2,...) последовательно, начиная с первого, записываются в ОЗУ 18 задатчика 14 формы кривой пульсирующего давления. Шаг квантования опредеТ ляется по формуле at = ---, где

N — емкость ОЗУ в Ь-разрядных словах.

Для записи полученных дискретных значений P ключ К2 формирователя 19 адреса ставится в положение "Запись", с помощью L тумблеров набирается в двоичном коде значение Р; и замыкается ключ К! формирователя 19 адреса, в результате чего одновибратор 39 генерирует импульс "Запись". Этот им. пульс через коммутатор 37 и мультиплексор 36 поступает на одну из управляющих шин 34 ОЗУ 18, записывая значение P. в ячейку, определяемую ! состоянием двоичного счетчика 35 адреса, Этот же импульс, пройдя через

RlС1-цепочку, запускает одновибратор 38, который генерирует импульс, задержанный относительно импульса

"Запись" на время действия последнего. Этот импульс поступает на вход двоичного счетчика 35 адреса, меняя

его состояние на единицы, формируя тем самым адрес для записи следующего значения P; . После оконча1Ф ния записи всех значений Р, кривой пульсирующего давления ключ К2 формирователя адреса ставится в положение

"Чтение", в результате чего .через коммутатор 37 и мультиплексор 36 на управляющие шины 34 ОЗУ 18 поступает импульс считывания, генерируемый одновибратором 41, который запускается генератором импульсов 42. Этот имI пульс считывает информацию, записанную в ОЗУ по адресу, который определяется состоянием счетчика адреса 35.

IB результате этого на выходных шинах

22 ОЗУ появляется код, соответствующий значению P., После каждого такта считывания состояние счетчика адреса 35 меняется на единицу импульсом, задержанным во времени относительно импульса считывания R2C2-цепочкой и

1299586 генерируемым одновибратором 40, Частота генератора импульсов 42 устанавливается равной значению

f 5

Т" N

В результате на выходе ОЗУ 18 появляется цифровая информация, которая после преобразования ее ЦАП 21 реализуется на выходе формирователя 14 формы кривой пульсирующего давления в виде напряжения U,(t).

Формула изобретения

f5

1, Гидродинамический стенд для испытаний протезов клапанов сердца, содержащий источник постоянного давления, циркуляционный контур, включающий последовательно соединенные Л гнездо для клапана, выходной патрубок с демпфером, регулируемый дроссель и блок управления, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения достоверности результатов испытаний, источник постоянного давления выполнен в виде гидростатической емкости; соединенной с выходом гидронасоса, циркуляционный контур снабжен имитатором венозного русла, вход которого связан гидравлически с регулируемым дросселем, а выход— с входом гидронасоса источника постоянного давления, при этом блок управления выполнен в виде дифферен- 35 циального регулируемого дросселя, серводвигателя, элемента сравнения, электроманометра, задатчика формы кривой пульсирующего давления, причем управляющий вход дифференциального 40 регулируемого дросселя механически связан с ротором серводвигателя,сое диненного с выходом элемента сравнения, два входа которого соединеныодин с задатчиком формы кривой пуль- 45 сирующего давления, а второй — с вы-ходом электроманометра, при этом первый вход дифференциального регулируемого дросселя связан гидравлически с выходом гидростатической емкости источника постоянного давления, второй — с имитатором венозного русла, а его выход — с гнездом для клапана циркуляционного контура, которое гидравлически связано с электроманометром блока управления.

2. Гидродинамический стенд по п,1, отличающийся тем, что задатчик формы кривой пульсирующего давления блока управления выполнен в виде тумблеров, оперативного запоминающего устройства, цифроаналогового преобразователя и формирователя адреса, причем информационные входы операЯ вного запоминающего устройства электрически соединены соответственно с тумблерами, а его адресные и управляющие входы с формирователем адреса, при этом выход оперативного запоминающего устройства соединен с входом цифроаналогового преобразователя, выход которого является выходом задатчика формы кри вой пульсирующего давления, 3. Гидродинамический стенд по п.2, отличающийся тем, что формирователь адреса задатчика формы кривой пульсирующего давления выполнен в виде генератора импульсов„ четырех одновибраторов, двух RC-цепочек, коммутатора, мультиплексора и и+тп-разрядного двоичного счетчика, младшие и разряды которого являются адресными выходами формирователя адреса, а m старшие разряды подключены к управляющим входам мультипгIeKcO ра, при этом вход (n+m3-разрядного двоичного счетчика через первый ключ соединен либо с выходом первого одновибратора, вход которого через пер вую RC-цепочку соединен с выходсм второго одновибратора, вход котсрого соединен с вторым ключом, либо с выходом третьего одновибратора, вход которого через вторую RC-цепочку соединен с выходом четвертого одновибратора, вход которого соединен с выходом генератора импульсов,при этом выходы второго и четвертого одновибраторов соединены с управляемыми входами коммутатора, соответствующие выходы которого Подключены к управляемым входам мультиплексора, выходы которого являются управляющими выходами формирователя aöpeca, 4, Гидродинамический стенд по п.I отличающийся тем, что демпфер циркуляционного контура выполнен в виде сильфона, !

1299586

Составитель В. Карельский

Техред А. Кравчук Корректор О. ЛУговаЯ

Редактор М,Циткина

Заказ 957/3 Тираж 596

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4