Устройство для моделирования кровообращения в нижней полой вене

Устройство для моделирования кровообращения в нижней полой вене

Реферат

 

Использование: в медицине для моделирования кровообращения в нижней полой вене (НПВ). Сущность изобретения: устройство содержит имитатор НПВ в виде прозрачной трубки, подключенный к магистрали, в которой установлены резервуар для имитатора крови, основной насос и манометры, согласно изобретению, в устройство введены имитаторы почечных вен и дополнительный насос, соединенный трубками с одной стороны с резервуаром для имитатора крови, а с другой - с имитаторами почечных вен. Имитаторы почечных вен выполнены в виде прозрачных трубок и подключены к имитатору НПВ на одном уровне, а имитатор крови представляет собой смесь воды и глицерина. Выполнение устройства позволит более полно моделировать процессы в НПВ и проводить испытания кава-фильтров. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано для моделирования кровообращения в нижней полой вене, а также позволяет проводить in vitro тестирования кава-фильтров (КФ).

Известно устройство для моделирования кровообращения в НПВ Gunter (R.W. Gunter, H.Schild, A.Fries et al. Vena cava-filters to prevent pulmonary embolism: Experimental sludy. Work in progress. Radiology, 1985, v. 156, N 2, p. 315-320), состоящее из резервуара воды комнатной температуры, одного насоса, обеспечивающего постоянную циркуляцию жидкости по модели, стеклянной трубки, имитирующей НПВ, манометров для регистрации давления в НПВ, дополнительного отверстия для введения тромбоэмболов.

Устройство моделирует размеры НПВ (длину и внутренний диаметр ее), некоторые гидродинамические характеристики НПВ (объемную скорость кровотока). Оно позволяет проводит in vitro тестирование КФ: определять эмболоулавливающую способность КФ, определять градиент давления, создаваемый КФ. Эти характеристики важны для качественной оценки различных КФ, исследуемых в условиях, приближенных к существующим в НПВ человека. Однако в устройстве не учитываются следующие важные моменты: модель НПВ выполнена без имитации впадения в нее почечных вен, что не позволяет точно оценить одну из важнейших гемодинамических характеристик НПВ ламинарность кровотока в ней и ее нарушения, вызываемые имплантированным КФ, что является существенным моментом в оценке КФ. В модели НПВ циркулирует вода, которая не является наиболее подходящей из известных жидкостей для имитации характеристик крови, таких как вязкость. Вода, циркулирующая в модели НПВ, имеет комнатную температуру, что не соответствует температуре крови человека. Устройство не приспособлено для имитации имплантации КФ в НПВ, что сужает спектр его возможностей.

Известно также устройство для моделирования кровообращения в НПВ (Palestrant (A. M. Palestrant, M.Prince, M.Simon, Comparative in vitro evaluation of the Nitinol inferior vena cava filter. Radiology, 1982, v.145, N 2, p.351-335), включающее диализаторную трубку, имитирующую НПВ, насос, обеспечивающий постоянную циркуляцию жидкости в модели, резервуар с физиологическим раствором, термостат регулятор нагрева циркулирующей в модели жидкости до температуры крови человека, манометр для непрерывной записи давления в модели НПВ, отверстие для введения КФ и тромбоэмболов. Устройство моделирует физические характеристики НПВ (внутренний диаметр ее), некоторые гемодинамические характеристики НПВ (объемную скорость кровотока). Оно позволяет проводить in vitro тестирование КФ: определять эмболоулавливающую способность КФ, градиент давления, создаваемый фильтром, что является важным для качественной оценки КФ. Однако в устройстве не учитываются следующие моменты: модель НПВ выполнена без имитации впадения в нее почечных вен, что не позволяет точно оценить одну из важнейших гемодинамических характеристик НПВ-ламинарность кровотока в ней и ее нарушения, вызываемые имплантированным КФ, что является существенным моментом КФ. В модели НПВ циркулирует физиологический раствор, который не является наиболее подходящей из известных жидкостей для имитации характеристик крови, таких как вязкость.

Известно также устройство для моделирования кровообращения в НПВ Katsamouris (A. A.Katsamouris, A.C.Waltman, M.A.Delichatsios et al. Inferior vena cava filter: in vitro coparison of clot-trapping and flow dynamics. Radiology. 1988, v. 166, N 2, p. 361-366), содержащее плексиглазовую трубку, имитирующую НПВ, резервуар воды комнатной температуры, насос, обеспечивающий постоянную циркуляцию жидкости в модели, отверстие для введения тромоэмболов, собирательную камеру для незахваченных тромбоэмболов, двух манометров для регистрации давления выше и ниже фильтра, отверстия для введения красок с целью оценки ламинарности тока жидкости. Устройство моделирует физические характеристики НПВ (длину и внутренний диаметр ее), некоторые гемодинамические характеристики НПВ (объемную скорость кровотока). Оно позволяет проводить тестирование КФ: определять эмболоулавливающую способность КФ, градиент давления, создаваемый КФ, изучать влияние гравитации на эмболоулавливающую способность КФ, благодаря возможности располагать модель НПВ в вертикальном и горизонтальном положениях, качественно оценить нарушения ламинарности тока жидкости в модели НПВ, позволяет имитировать имплантацию КФ в модель НПВ. Однако в устройстве не учитываются следующие важные моменты: модель для выполнения без имитации впадения в нее почечных вен, что не позволяет точно оценить одну из важнейших гемодинамических характеристик НПВ-ламинарность кровотока в ней и ее нарушения, вызываемые имплантированным КФ, что является существенным моментом в оценке КФ. В модели НПВ циркулирует вода, которая не является наиболее подходящей из известных жидкостей для имитации характеристик крови, таких как вязкость. Вода, циркулирующая в модели НПВ, имеет комнатную температуру, что не соответствует температуре крови человека.

Целью изобретения является создание более эффективной модели НПВ, позволяющей учесть большую совокупность внешних факторов, а также более полная имитация крови, что позволяет проводить испытания кава-фильтров различных конструкций.

Это достигается тем, что в устройство, содержащее имитатор НПВ в виде прозрачной трубки, подключенной к магистрали, в которой установлены резервуар для имитации крови, основной насос и манометры, введены имитаторы почечных вен и дополнительный насос, соединенный трубками с одной стороны с резервуаром для имитатора крови, а с другой с имитаторами почечных вен, при этом имитаторы почечных вен выполнены в виде прозрачных трубок и подключены к имитатору крови нижней полой вены на одном уровне, а имитатор крови представляет собой смесь воды и глицерина. Кроме того, в него введены патрубок для ввода кава-фильтра и имитаторов тромбоэмболов, подключенный к магистрали между основным насосом и имитатором нижней полой вены, и два резервуара, установленные в магистрали за основным и дополнительным насосом. Кроме того, соотношение глицерина и воды в смеси составляет (2,2-3,0):(1,8-2,0).

Устройство для моделирования кровообращения в НПВ, изображенное на чертеже, включает в себя имитатор НПВ 1, выполненный из стекла (воспроизводящий длину и внутренний диаметр НПВ) с имитацией впадения в нее почечных вен 2, в виде впаянных в нее стеклянных трубок с внутренним диаметром, соответствующим диаметру почечных вен место для общепринятой имплантации КФ 3, основного насоса 4 для циркуляции жидкости в НПВ, дополнительного насоса 5 для циркуляции жидкости в почечных венах, системы полиэтиленовых трубок 6, соединяющих насос 4 с емкостью для имитатора 9 крови и имитатором НПВ с обоих концов ее, соединяющих насос 5 с емкостью для имитатора 9 крови и серединой имитатора НПВ для функционирования замкнутой системы, фильтрующее устройство 7 для улавливания незахваченных тромбоэмболов, вводящихся через специальный отводной полиэтиленовый патрубок 8, через который так же вводится краска для определения влияния имплантированного КФ на ламинарность тока жидкости в имитаторе НПВ, манометр 10, расположенный ниже по течению КФ, манометр 11, расположенный выше по течению КФ, для регистрации градиента давления, создающегося имплантированным в имитатор НПВ КФ, расходомер 12 для НПВ и расходомер 13 для почечных вен, с помощью которых контролируются гемодинамические условия, соответствующие таковым в НПВ человека. В емкости с имитатором 9 крови посредством термостата поддерживается постоянная температура 37^оС.

Из сосуда с жидкостью, вещество моделирующее кровь человека, подается по системе полиэтиленовых трубок 6 с помощью насоса 4 в имитатор НПВ 1 и с помощью насоса 5 в имитаторы почечных вен 2. Контроль соответствия гемодинамических параметров в имитаторе НПВ 1 осуществляется расходомером 13, в имитаторах почечных вен 2 расходомером 12. Через патрубок 8 имплантируется КФ в место расширения в имитаторе НПВ 3 и через этот же патрубок вводятся тромбоэмболы для тестирования эмболоулавливающей способности КФ, а также краска для качественного определения нарушений ламинарности тока жидкости в модели НПВ, вызванного имплантированным в нее КФ. Тромбоэмболы, незахваченные КФ, улавливаются фильтрующим устройством 7 для предотвращения нарушений функционирования устройства. Градиент давления, создаваемый КФ, имплантированным в имитатор НПВ, фиксируется с помощью манометров, расположенных ниже 10 и выше 11 по течению КФ.

В качестве имитатора крови выбрана жидкость, состоящая из смеси глицерина и воды в соотношении ингредиентов (2,2-3,0):(1,8-2,0), изменение которого в ту или другую сторону приводит к отклонению от вязкости крови человека.

Таким образом, использование изобретения позволит более полно моделировать процессы, происходящие в НПВ за счет учета влияния почечных вен на ламинарность тока крови в НПВ, а также применения вещества, наиболее полно соответствующего параметрам крови человека.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ В НИЖНЕЙ ПОЛОЙ ВЕНЕ, содержащее имитатор нижней полой вены в виде прозрачной трубки, подключенной к магистрали, в которой установлены резервуар для имитатора крови, основной насос и манометры, отличающееся тем, что в него введены имитаторы почечных вен и дополнительный насос, соединенный трубками с одной стороны с резервуаром для имитатора крови, а с другой с имитатором почечных вен, при этом имитаторы почечных вен выполнены в виде прозрачных трубок и подключены к имитатору нижней полой вены на одном уровне, а имитатор крови представляет собой смесь воды и глицерина.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в него введены патрубок для ввода кава-фильтра и имитаторов тромбоэмболов, подключенный к магистрали между основным насосом и имитатором нижней полой вены, и два расходомера, установленные в магистрали за основным и дополнительным насосами.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что соотношение глицерина и воды в смеси составляет (2,2 3,0) (1,8 2,0) соответственно.

РИСУНКИ

Рисунок 1