Контакты
Авторам
Рекламодателям
Редколлегия
Подписка
Архив номеров
Медицинская Техника
/
Медицинская техника №3, 2020
/ с. 7-10
Математическая модель оценки физиологических параметров в роторных насосах крови
Д.В. Телышев
Аннотация
Представлены результаты разработки математической модели оценки физиологических параметров в роторных насосах крови на основе анализа расходно-напорных характеристик педиатрического роторного насоса крови «Спутник». Разработанная математическая модель, используемая для косвенной оценки расходно-напорных характеристик, была построена на основе данных, полученных в статических и динамических условиях, что позволило охватить широкий диапазон возможных состояний сердечно-сосудистой системы. Для усредненных по одному сердечному циклу значений расхода и напора для педиатрического роторного насоса крови «Спутник» была получена следующая точность: для расхода R2 = 0,998, для напора R2 = 0,976. Верификация математической модели была выполнена при помощи стенда «ViVitro Pulse Duplicator SD2001-1» («ViVitro Inc.», Виктория, Канада); при ее проведении была получена следующая точность усредненных по одному сердечному циклу значений: для расхода R2 = 0,993, для напора R2 = 0,994.
Вернуться к содержанию
Сведения об авторах
Дмитрий Викторович Телышев
, канд. техн. наук, доцент, директор, Институт бионических технологий и инжиниринга, ФГАОУ ВО «Первый МГМУ им. И.М. Сеченова» Минздрава России, г. Москва, зам. директора по научной деятельности, Институт биомедицинских систем НИУ МИЭТ, г. Москва, г. Зеленоград,
e-mail:
telyshev@bms.zone
Список литературы
1. Giridharan et al. Miniaturization of Mechanical Circulatory Support Systems // Artificial Organs. 2012. Vol. 36 (8). PP. 731-758.
2. Kirklin J.K., Pagani F.D., Kormos R.L. et al. Eighth annual INTERMACS report: Special focus on framing the impact of adverse events // J. Heart Lung Transplant. 2017. Vol. 36. PP. 1080-1086.
3. Selishchev S.V., Telyshev D.V. Optimisation of the Sputnik- VAD design // The International Journal of Artificial Organs. 2016. Vol. 39. (8). PP. 407-414.
4. Slaughter M.S., Bartoli C.R., Sobieski M.A. et al. Intraoperative evaluation of the Heartmate II flow estimator // The Journal of Heart and Lung Transplantation. 2009. Vol. 28 (1). PP. 39-43.
5. Wakisaka Y., Okuzono Y., Taenaka Y. et al. Noninvasive pump flow estimation of a centrifugal blood pump // Artificial Organs. 1997. Vol. 21 (7). PP. 651-654.
6. Lim E., Karantonis D.M., Reizes J.A. et al. Noninvasive average flow and differential pressure estimation for an implantable rotary blood pump using dimensional analysis // IEEE transactions on Biomedical Engineering. 2008. Vol. 55 (8). PP. 2094-2101.
7. Pektok E. et al. Remote monitoring of left ventricular assist device parameters after HeartAssist-5 implantation // Artificial Organs. 2013. Vol. 37 (9). PP. 820-825.
8. Pennings K.A., Martina J.R., Rodermans B.F. et al. Pump flow estimation from pressure head and power uptake for the HeartAssist5, HeartMate II, and HeartWare VADs // ASAIO Journal. 2013. Vol. 59 (4). PP. 420-426.
9. Schmid D.M., Kaufmann F., Amacher R. et al. Left ventricular assist devices: Challenges toward sustaining long-term patient care // Annals of Biomedical Engineering. 2017. Vol. 45 (8). PP. 1836-1851.
10. Telyshev D., Denisov M., Pugovkin A. et al. The Progress in the Novel Pediatric Rotary Blood Pump Sputnik Development // Artificial Organs. 2018. Vol. 42 (4). PP. 432-443.
11. Telyshev D.V., Denisov M.V., Selishchev S.V. The Effect of Rotor Geometry on the H-Q Curves of the Sputnik Implantable Pediatric Rotary Blood Pump // Biomedical Engineering. 2017. Vol. 50 (6). PP. 420-424.
12. Denisov M.V., Selishchev S.V., Telyshev D.V. et al. Development of Medical and Technical Requirements and Simulation of the Flow-Pressure Characteristics of the Sputnik Pediatric Rotary Blood Pump // Biomedical Engineering. 2017. Vol. 50 (5). PP. 296-299.
13. Ayre P.J., Lovell N.H., Woodard J.C. Non-invasive flow estimation in an implantable rotary blood pump: A study considering nonpulsatile and pulsatile flows // Physiological Measurement. 2003. Vol. 24 (1). PP. 179-189.
14. AlOmari A.H., Savkin A.V., Karantonis D.M. et al. Noninvasive estimation of pulsatile flow and differential pressure in an implantable rotary blood pump for heart failure patients // Physiological Measurement. 2009. Vol. 30 (4). PP. 371-386.
15. Malagutti N., Karantonis D. M., Cloherty S. L. et al. Noninvasive average flow estimation for an implantable rotary blood pump: A new algorithm incorporating the role of blood viscosity // Artificial Organs. 2007. Vol. 31 (1). PP. 45-52.
16. Granegger M., Moscato F., Casas F. et al. Development of a pump flow estimator for rotary blood pumps to enhance monitoring of ventricular function // Artificial Organs. 2012. Vol. 36 (8). PP. 691-699.
17. Pirbodaghi T. Mathematical modeling of rotary blood pumps in a pulsatile in vitro flow environment // Artificial Organs. 2017. Vol. 41 (8). PP. 711-716.
18. Stepanoff A.J. Centrifugal and axial flow pumps: Theory, design, and application. – New York: J. Wiley, 1948. 428 p.
19. Nelik L. Centrifugal and Rotary Pumps: Fundamentals with Applications. – Boca Raton, FL: CRC Press LLC, 1999. 152 p.
20. Pillay P., Krishnan R. Modeling, simulation and analysis of permanent magnet motor drives. I. The brushless DC motor drives // IEEE Transactions on Industry Applications. 1989. Vol. 25 (2). PP. 263-273.
21. Choi S., Boston J.R., Thomas D. et al. Modeling and identification of an axial flow blood pump // Proceedings of the American Control Conference. 1997. Vol. 6. PP. 3714-3715.
22. Yoshizawa M., Sato T., Tanaka A. et al. Sensorless estimation of pressure head and flow of a continuous flow artificial heart based on input power and rotational speed // ASAIO Journal. 2002. Vol. 48 (4). PP. 443-448.