ИССЛЕДОВАНИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЛЕВОГО ЖЕЛУДОЧКА СЕРДЦА С НАСОСАМИ НЕПУЛЬСИРУЮЩЕГО ПОТОКА НА ГИДРОДИНАМИЧЕСКОМ СТЕНДЕ В УСЛОВИЯХ НОРМЫ И ПАТОЛОГИИ

Введение. Предварительное исследование новых разрабатываемых насосов для вспомогательного кровообращения на гидродинамических стендах является важным этапом в процессе их создания. Гидродинамические стенды, достаточно точно имитирующие отделы сердечно-сосудистой системы, имеют важное значение для определения диапазона эффективного функционирования насосов в условиях нормы и сердечной патологии, что имеет большое значения для определения режима работы этих насосов в реальных клинических условиях.

Цель. Создание нового гидродинамического стенда большого круга кровообращения для исследования процессов взаимодействия левого желудочка сердца с насосами непульсирующего потока.

Материалы и методы. Основные компоненты стенда (артериальный и венозный блоки) выполнены как замкнутые резервуары с воздушной подушкой, обеспечивающие необходимое значение эластичности данных резервуаров Левый желудочек сердца имитировался с помощью искусственного желудочка сердца с пневматическим приводом Синус-ИС, позволяющим в широком диапазоне изменять его параметры. В качестве испытуемого насоса использовался первый отечественный имплантируемый осевой насос ВИШ-1. В процессе исследований производили регистрацию и запись основных гемодинамических параметров (давление, расход) с помощью многоканального модуля измерения параметров давления Pumpax.

Результаты. Разработанный стенд позволяет достаточно адекватно воспроизводить основные гемодинамические параметры системы кровообращения в условиях физиологической нормы (артериальное давление – 110/77 мм рт. ст., давление в левом предсердии – 7 мм рт. ст. и сердечный выброс – 4,2 л/мин) и сердечной недостаточности (артериальное давление – 79/53 мм рт. ст., давление в ЛП – 15 мм рт. ст. и сердечный выброс – 3,1 л/мин). На стенде проведены исследования взаимодействия левого желудочка сердца и насоса непульсирующего потока в условиях моделирования сердечной недостаточности. Показана динамика основных показателей кровообращения в условиях изменения скорости вращения ротора насоса. При этом определены условия закрытия аортального клапана, что имеет важное значение для клинического использования данного насоса. Отдельно с помощью специальной эластичной камеры, установленной на входе насоса, смоделированы условия появления отрицательного давления, приводящего к неустойчивой работе насоса и снижению его расхода.

Заключение. Характеристики разработанного гидродинамического стенда позволяют воспроизводить в широком диапазоне параметры большого круга кровообращения и использовать его в процессе создания новых насосов вспомогательного кровообращения.

1. Moscato F, Daniel GA, Schima H. Dynamic modeling and identifi cation of an axial fl ow ventricular assist device. The International Journal of Artifi cial Organs. 2009; 32 (6): 336–343.

2. Liu Y, Allaire P, Wood H, Olsen D. Design and Initial Testing of a Mock Human Circulatory Loop for Left Ventricular Assist Device Performance Testing. Artifi cial Organs. 2005; 29 (4): 341–345.

3. Kapadia JY, Pierce RC, Poupore AK, Throckmorton AL. Hydraulic Testing of Intravascular Axial Flow Blood Pump Designs With a Protective Cage of Filaments for Mechanical Cavopulmonary Assist. ASAIO Journal. 2010; 56: 17–23.

4. Kirklin K, Naftel D, Kormos R, Stevenson LW, Pagani FD, Miller MA et al. The Fourth INTERMACS annual Report: 4,000 implants and counting. The Journal of Heart and Lung Transplantation. 2012; 31 (2): 117–126.

5. Westerhjf N, Elzinger G, Sipkema P. An artifi cial arterial system for pumping hearts. J of applied physiology. 1971; 31 (5): 776–781.

6. Timms D, Hayne M, McNeil K, Galbraith AA. Complete mock circulation loop for the evaluation of left, right, and biventricular assist devices. Artifi cial Organs. 2005; 29(7): 564–572.