Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка аппарата длительного механического замещения функции сердца.

Докладчик: Селищев Сергей Васильевич

Должность: Заведующий кафедрой БМС МИЭТ

Цель проекта:
Проект направлен на разработку и изготовление экспериментального образца аппаратно – программного комплекса (далее - АПК), включающего имплантируемую систему перемещения крови (далее - СПК), для длительного механического замещения функции сердца. В ходе реализации проекта будет разработан и изготовлен экспериментальный образец аппарата длительного механического замещения функции сердца, предназначенного для лечения острой формы сердечной недостаточности. Результаты работу послужат основой для разработки системы “Полностью искусственное сердце”.

Основные планируемые результаты проекта:
АПК должен обладать следующими характеристиками:
- вес СПК не должен превышать 2000 г;
- потребляемая электрическая мощность не должна превышать 14 Вт;
- потребление физиологических жидкостей от 3000 до 7000 мл/мин;
- габаритные размеры (для имплантируемых частей, обеспечивающих замещение функции сердца), не более 160х160х160 мм;
- габаритные размеры модуля управления не более 250х180х60 мм;
-вес модуля управления не более 600 г;
- вес АПК не более 15 кг;
Новизна предлагаемого решения подтверждается отсутствием на мировом рынке медицинской техники аппаратов замещения функции сердца с использованием обратной связи по потоку, позволяющей избежать возможного отека легких в широком пределе физиологической активности пациента. Таким образом, ставится новая научно-техническая задача расширения возможностей замещения функции сердца с целью получения новых знаний в области функционирования аппаратов длительного механического замещения функции сердца. Основное ограничение которое накладывается на имплантируемые части, обеспечивающие замещение функции сердца - это размеры, поскольку область имплантации ограничена грудной клеткой пациента. По этой причине необходимо минимизировать размеры имплантируемой части. При этом необходимо обеспечить высокую надежность системы и минимизировать риск гемолиза и тромбообразования.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Поскольку вопрос увеличения донорских сердец остается открытым и его решение не представляется возможным в ближайшем будущем, актуальным на сегодняшний день способом лечения острой сердечной недостаточности является использование имплантированных аппаратов длительной механический поддержки кровообращения. В связи с этим выполняемые в рамках проекта работы по разработке аппарата длительного механического замещения функции сердца позволят не только увеличить область знаний по проблеме исследования, но и получить прототип системы, имеющий высокий коммерческий потенциал и большую социальную значимость. Применение данных аппаратов потенциально может обеспечить помощь практически неограниченному количеству пациентов, которые могли бы умереть, не дождавшись донорского сердца. Конкурентным преимуществом разрабатываемого в рамках проекта аппарата является получение высокотехнологичного продукта, обеспечивающего замещение импортной продукции на российском рынке, обладающего значительно более низкой ценой по сравнению с аналогами, позволяющего полностью взять на себя функции сердца. В ходе реализации проекта будет создан принципиально новый продукт, внедрение которого в производство и последующая коммерциализация позволит значительно снизить смертность от острой сердечной недостаточности. Ежегодная потребность в аппаратах длительного механического замещения функции сердца в России составляет более 10 000, что показывает масштабность использования ожидаемых результатов.

Текущие результаты проекта:
1 На первом этапе проекта был проведен аналитический обзор, в котором рассмотрены все основные направления исследования, по тематике проекта.
2 Были проведены патентные исследования по тематике ПНИ.
3 Были разработаны варианты возможных решений АПК
4 Были проведены теоретические исследования научно-технических основ построения АПК, в ходе которых были рассмотрены существующие комплексы и системы вспомогательного кровообращения, описаны основы их функционирования и построения.
5 Был разработан модуль управления, отвечающий за бесперебойность работы АПК и управляющий его работой, модуль содержит в себе контроллер управления СПК, интерфейсный модуль и блок коммутации.
6 Было разработано техническое решение имплантируемых частей обеспечивающих замещение функции сердца. В ходе работы было выявлено, что разработка непульсирующего варианта исполнения является наиболее целесообразным, поскольку это позволит свести к минимуму количество критических элементов системы и снизить вероятность отказа.
7 Была проведена разработка математической модели сердечно-сосудистой системы с учетом имплантации аппарата длительного механического замещения функции сердца.
8 Был проведен литературный обзор по контрольно-измерительной аппаратуре для проектирования стендов сердечно-сосудистой системы. Рассмотрены различные варианты генерации напорно-расходных характеристик.
9 Проведены теоретические исследования основных принципов функционирования сердечно-сосудистой системы с позиции возможного моделирования.
10 Исследованы проблемы обеспечения напорных характеристик стенда сердечно-сосудистой системы в соответствии с фазами сердечного цикла.
11 Спроектированы малый и большой круги кровообращения стенда сердечно-сосудистой системы.
12 Разработан состав стенда и описан необходимый функциональный набор для выполнения поставленных задач, отмечаются основные узлы и элементы стенда, определена методика проведения измерений на стенде.
13 Разработан проект пневматического привода, обеспечивающий необходимые параметры давления соответствующие режимам работы сердца.