SU1045451A1 - Apparatus for testing artificial heart valves - Google Patents

Abstract

Translated fromRussian

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ИСКУССТВЕННЫХ КЛАПАНОВ СЕРДЦА, преимущественно биологического типа, содержащее заполненный рабочей жидкос|Тью гидравлический контур, включакг щий диафрагменный насос с обоймой дл  установки в ней испытуемого клапана и пневмогидроаккумул тор, а также блок управлени  работой насоса и источник давлени , отличающеес  тем, что, с целью экономии рабочей жидкости путем уменьшени  объема заполнени  гидравлического контура, оно снабжено одномембранным элементом и задатчикрм давлени , при этом одномембранный элемент содержит- сопло, проточную и глухую камеры, причем последн   соединена с задатчиком давлени , сопло подключено к входу, а проточна  камера к выходу клапана.DEVICE FOR TESTING artificial heart valves, preferably biological type comprising filled working zhidkos | Tew hydraulic circuit vklyuchakg conductive diaphragm pump with a holder for mounting therein the valve test and pnevmogidroakkumul Torr, and the pump control unit and the pressure source, characterized in that , in order to save the working fluid by reducing the volume of filling of the hydraulic circuit, it is equipped with a single-membrane element and a pressure control, while one-membrane the element comprises a nozzle, a flow chamber and a blind chamber, the latter being connected to the pressure setting device, the nozzle is connected to the inlet, and the flow chamber to the valve outlet.

Description

Translated fromRussian

it сдit sd

4four

сл Изобретение относитс  к области медицинской техники и может быть использовано дл  испытани  искусственных клапанов сердца, в частности биопротезов сердечных клапанов. / Известно устройство дл  испытани искусственных клапанов сердца, соде жащее циркул ционный контур с рабо ,чей камерой дл  испытуемого клапана напорный и расходный пневмогидроакк мул торы, блок управлени , электромагнитные клапаны, поплавковый и об ратный клапаны 1. Недостатком известного устройств  вл етс  большой объем заполнени  из-за наличи  расходного пневмогидр аккумул тора, поплавкового и обратного клапанов. Кроме того, наличие большого количества элементов усложн ет стерилизацию устройства. Известно также устройство дл  ис кусственных клапанов сердца, содержащее заполненный рабочей жидкостью гидравлический контур, включакиций диафрагменный насос с обоймой дл  установки в ней испытуемого клапана и пнёвмогидроаккумул тор, а также блок управлени  работой насоса и источник давлени  2. Недостатком этого устройства  вл етс  большой объем заполнени  гид равлического контура., что приводит к повышенному расходу раствора глу.т таральдегида, в котором консервирую с  и испытываютс  биологические протезы клапанов сердца. . Целью изобретени   вл етс  эконо ми  рабочей жидкости путем уменьше ни  объема заполнени  гидравлическо го контура. Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  испытани  искусственных клапанов сердца, преиму щественно биологического типа, соде жащем заполненный рабочей жидкостью гидравлический контур, включакщий диафрагменный насос с обоймой дл  установки в ней испытуемого клапана и пнёвмогидроаккумул тор, а также блок управлени  работой насоса л источник давлени , отличительной особенностью  вл етс  то, что устройство снабжено одномембранньм элементом и задатчиком давлени , при этом одномембранный элемент содержит сопло, проточную и глухую камеры, причем последн   соединена с задатчиком давлени , сопло подклю чено к входу, а проточна  камеоа к выходу клапана. Устройство дл  испытани  искусст венных клапанов сердца схематично изображено на чертежа. Устройство дл  испытани  искусст венных клапанов сердца содержит гидравлический контур 1, включающий диафрагменный насос 2 с обоймой 3 дл  установки испытуемого -клапана 4, пнёвмогидроаккумул тор 5 клапана 4, источник 6 давлени , блок 7 управлени  работой насоса, переключающее устройство 8 и систему 9 измерени  и регулировани  давлени  открыти  клапана 4. Пнёвмогидроаккумул тор 5 клаПана 4 выполн ет функцию эадатчика давлени  открыти  клапана и выполнен в виде резервуара 10, снабженного успокоителем 11 колебаний уровн  жидкости и устройством дл  измерени  ударного объема 12, которое выполнено в виде прозрачной трубки, образующей корпус резервуара 10, с нанесенной на ее боковой поверхности измерительной шкалой 14 и задатчик 15 давлени . Одномембранный элемент 14 состоит из мембраны 16, сопла 17 глухой 18 и проточной 19 камер. Сопло 17 и проточна  камера 19 одномембранного элемента 14 соединены.соответственно с BxojjoM и выходом клапана 4, а его глуха  камера 18 подключена к задатчику 15 давлени . Мемьрана 16 и сопло 17 одномембранного элемента 14 образуют его гидравлический контакт. Задстчиком 15 давлени  обеспечиваетс  необходимое давление на выходе клапана в фазу наполнени  жидкости насосом 2. Блок 7 управлени  работой насоса состоит из генератора 20 импульсов стабализатора 21 давлени  и распредег лительного устройства 22. Стабилизатор 21 давлени  выполнен в виде пневматического усилител  23 мощности и пневмоповторител  24 со сдвигом, соединенного с выходом пневматического задатчика 15 давлени . Величина положительного сдвига пневмоповторител  24 устанавливаетс  в пределах 30-50 мм рт. ст. В результате этого обеспечиваетс  форма кривой давлени  жидкости в рабочей камере насоса, близка  к физиологической, и исключаютс  пульсации давлени  при открытии и закрытии клапана 4. Насос 2 разделен эластичной диафрагмой 25 на две камеры 26 и 27 - рабочую и воздушную. Стенки обоймы 3 дл  установки испытуемого клапана 4, обращенные к его входу и выходу, выполнены из прозрачного материала. Это позвол ет производить визуальную или с помощью кинофотосъемки оценку замыкательной функции биологических протезов Клапанов сердца. Устройство работает следующим образом. Положение переключающего устройства 8 определ ет реж:1М работы устройства дл  испытани  клапанов сердца . В положении переключающего устройства 8, соответствующем соединению глухой камеры 18 одномембранногоThe invention relates to the field of medical technology and can be used to test artificial heart valves, in particular heart valve bioprostheses. / A device for testing artificial heart valves is known that contains a circulation circuit with a workman whose chamber for the test valve is a pressure and flow pneumohydroacoustic equipment, control unit, solenoid valves, float valve and reverse valve 1. A disadvantage of the known devices is a large filling volume due to the presence of a consumable pneumohydre battery, float valve and check valve. In addition, the presence of a large number of elements complicates the sterilization of the device. It is also known a device for artificial heart valves containing a hydraulic circuit filled with a working fluid, a diaphragm pump with holders for mounting the test valve and a hydro-accumulator as well as a pump control unit and a pressure source 2 mounted on it. The disadvantage of this device is a large filling volume hydraulic circuit., which leads to an increased consumption of a solution of t.alaradehyde, in which I preserve and test biological prosthetic heart valves. . The aim of the invention is to economize the working fluid by reducing the filling volume of the hydraulic circuit. This goal is achieved by the fact that, in a device for testing artificial heart valves, of a predominantly biological type, containing a hydraulic circuit filled with a working fluid, including a diaphragm pump with a holder for installing a test valve and a vacuum accumulator, as well as a pump control unit and a source pressure, a distinctive feature is that the device is equipped with a single-membrane element and a pressure unit, while the single-membrane element contains a nozzle, a flow and luhuyu chamber which latter is connected to the pressure vessel, the nozzle entry to the Con Chenoa and kameoa The flow to the outlet valve. A device for testing artificial heart valves is schematically shown in the drawing. The device for testing artificial heart valves contains a hydraulic circuit 1 including a diaphragm pump 2 with a sleeve 3 for installing a test valve-4, a pneumohydraulic accumulator 5 valve 4, a pressure source 6, a unit 7 for controlling the operation of the pump, a switching device 8 and a measurement system 9 and adjusting the opening pressure of valve 4. Pnevmogidroakkumul 5 valve valve 4 performs the function of the sensor opening pressure of the valve and is in the form of a tank 10, equipped with a damper 11 fluctuations in liquid level and device l measure stroke volume 12, which is designed as a transparent tube constituting the tank body 10, with deposited on a side surface of the measuring scale 14 and the dial 15 the pressure. Single-membrane element 14 consists of a membrane 16, a nozzle 17 of a deaf 18 and a flow-through 19 chambers. The nozzle 17 and the flow chamber 19 of the single-membrane element 14 are connected respectively to BxojjoM and the outlet of the valve 4, and its chamber 18 is deafly connected to the pressure setting device 15. Memrana 16 and the nozzle 17 of the single-membrane element 14 form its hydraulic contact. The pressure setpoint 15 provides the necessary pressure at the valve outlet to the phase of filling the fluid with pump 2. The pump control unit 7 consists of a generator 20 of pressure stabilizer 21 pulses and a distribution device 22. Pressure stabilizer 21 is designed as a pneumatic power amplifier 23 and a pneumatic repeater 24 with a shift connected to the outlet of the pneumatic pressure setting device 15. The magnitude of the positive shift of the pneumatic actuator 24 is set within 30-50 mm Hg. Art. As a result, the shape of the pressure curve of the fluid in the pump working chamber is close to physiological, and pressure pulsations are excluded when opening and closing the valve 4. The pump 2 is divided by an elastic diaphragm 25 into two chambers 26 and 27 — working and air. The walls of the casing 3 for mounting the test valve 4, facing its inlet and outlet, are made of a transparent material. This allows a visual or film-based assessment of the closing function of biological heart valve prostheses. The device works as follows. The position of the switching device 8 is determined by: 1M of the operation of the device for testing heart valves. In the position of the switching device 8, corresponding to the connection of the deaf chamber 18 single-membrane

элемента 14 и воздушной камеры 27 насоса 2 с атмосферой (среднее положение переключающего устройства 8) , устройство дл  испытани  клапанов сердца приводитс  в исходное состо ние . В этом случае уровень жидкости в резервуаре 10 соответствует начальному , так как жидкость из резервуара 10 перетекает в рабочую камеру 26 насоса 2 через клапан 4, сопло 17 и проточную камеру 19 одномембранного элемента 14. Дл  определени  ударного объема в зависимости от режима работы испытуемого клапана 4 и проверки его замыкательной функции в работе, переключающее устройство 8 устанавли ваетс  в правое положение (показанное на чертеже). При наличии на выходе генератора 20 импульсов блока 7 управлени  сигнала, соответствующего фазе нагнетани  насоса 2, выход усилител  23 мощности через распределитель 22 и переключающее устройство 8 соедин етс  с воздушной камерой 27 насоса 2. Присходит нарастание давлени  воздуха в воздушной камере 27 насоса 2 (то же и в его рабочей камере 26). При повышении давлени  воздуха до величины, равной или превышающей величину давлени  в пневмогидросаккумул торе 5, клапан 4 закрываетс  а при давлении воздуха, равном или превышающем давление в глухой камере 18 одномембранного элемента 14, его гидравлический контакт замыкаетс и жидкость из рабочей камеры 26 насоса 2 переливаетс  через проточную камеру 19 и сопло 17одномембранного элемента 14 в резервуар 10 пневмогидроаккумул тора 5. В этот момент давление жидкости в рабочей камереelement 14 and the air chamber 27 of the pump 2 with the atmosphere (middle position of the switching device 8), the device for testing heart valves is reset. In this case, the liquid level in tank 10 corresponds to the initial one, since liquid from tank 10 flows into the working chamber 26 of pump 2 through valve 4, nozzle 17 and flow chamber 19 of single-membrane element 14. To determine the stroke volume depending on the mode of operation of the test valve 4 and checking its locking function in operation, the switching device 8 is set to the right position (shown in the drawing). If there are pulses at the output of the generator 20, a signal control unit 7 corresponding to the pumping phase of the pump 2, the output of the power amplifier 23 through the distributor 22 and the switching device 8 is connected to the air chamber 27 of pump 2. A rise in air pressure occurs in the air chamber 27 of pump 2 ( same in his work chamber 26). When the air pressure is increased to a value equal to or greater than the pressure value in the pneumohydraulic accumulator 5, the valve 4 is closed, and when the air pressure is equal to or greater than the pressure in the blind chamber 18 of the single-membrane element 14, its hydraulic contact closes and the liquid from the working chamber 26 of the pump 2 overflows through the flow chamber 19 and the nozzle 17 of the single-membrane element 14 into the reservoir 10 of the pneumohydroaccumulator 5. At this moment the pressure of the fluid in the working chamber

26насоса 2 равно давлению воздуха на 1выходе задатчика 15 давлени . Происходит повышение уровн  жидкости26, pump 2 is equal to air pressure at outlet 1 of pressure setting device 15. Fluid level rises

в резервуаре 10.in the tank 10.

В конце, фазы нагнетани  давление воздуха Р в воздушной камере 27 насоса 2 определ етс  из выражени At the end of the discharge phase, the air pressure P in the air chamber 27 of the pump 2 is determined from the expression

РВ PU + U , где Р - давление воздуха на выходеРВ PU + U, where Р is the air pressure at the outlet

задатчика 15 давлени ; - величина сдвига пневмоповтоpressure setting device 15; - the amount of shift pneumopovto

рител  24.24.

При наличии на выходе генератора 20 импульсов блока 7 управлени  сигнала , соответствующего фазе всасывани  насоса 2, его воздушна  камераIf at the output of the generator 20 pulses of the signal control block 7 corresponding to the suction phase of the pump 2, its air chamber

27через переключающее устройство27 through switching device

8 и распределитель 22 соедин етс  с атмосферой. Происходит падение давлени  воздуха в воздушной камере 278 and the distributor 22 is connected to the atmosphere. Air pressure drops in air chamber 27

насоса 2 (то же и в его рабочей камере 26). При величине в воздушной камере 27 равной или меньшей давлени  на выходе задатчика давлени  15, гидравлический койтакт одномембранного элемента 14 размыкаетс , а при давлении воздуха, равном или меньшем величины давлени  воздуха в пневмогиДроаккумул торе 5 открываетс  клапан 4, и жидкость из резервуара 10 через клапан 4 передвигаетс  в рабочую камеру 26 насоса 2. Происходит понижение уровн  жидкости в резервуаре 10 и падение давлени  в воздушной . камере 27 насоса 2 до атмосферно О. По разности уровней жидкости в ререзвуаре 10 в конце фаз нагнетани  и всасывани  определ етс  ударный объем испытуемого клапана. При наличии на выходе генератора 20 импульсов сигнала, соответствующего фазе нагнетани  насоса 2, цикл работы устройства повтор етс .pump 2 (the same in his working chamber 26). When the value in the air chamber 27 is equal to or less than the pressure at the outlet of pressure setting device 15, the hydraulic contact of the single-membrane element 14 is opened, and at air pressure equal to or less than the value of air pressure in the pneumogram 5, the valve 4 opens and the liquid from the tank 10 through valve 4 moves into the working chamber 26 of the pump 2. The liquid level in the reservoir 10 decreases and the pressure in the air decreases. chamber 27 of pump 2 to atmospheric O. The difference in the level of the liquid in the resolver 10 at the end of the injection and suction phases is determined by the stroke volume of the test valve. If there are pulses of a signal at the output of the generator 20 corresponding to the pumping phase of the pump 2, the cycle of operation of the device is repeated.

Дл  определени  негерметичности испытуемого клапана 4 переключающее устройство 8 переводитс  из среднего положени  в левое положение. При этом глуха  камера 18 одномембранног элемента 14 соедин етс  с источником 6 давлени  - гидроконтакт одномембг ,ранного элемента 14 размыкаетс , а воздушна  камера 27 насоса 2 соедин ;етс  с выходом задатчика 15 давлени  ; Задатчиком 15 давлени  устанавливетс  необходима  величина давлени  воздуха в воздушной камере 27 насоса 2 (то же и в его рабочей камере 2 (то же и в его рабочей камере 26). Жидкость из рабочей камеры 26 насоса 2 через клапан 4 перетекает в пневмогидроаккумул тор 5. Происходит повышение уровн  жидкости в нем. По разности уровней жидкости в резервуаре . 10 за контрольные врем  испытаний определ етс  негерметичность клапана 4.To determine the leakage of the test valve 4, the switching device 8 is moved from the middle position to the left position. At the same time, the chamber 18 of the single-membrane element 14 is connected to the pressure source 6 — the hydrocontact of the one-membrane — the early element 14 is disconnected, and the air chamber 27 of the pump 2 is connected to the output of the pressure setting device 15; The pressure setting device 15 establishes the required amount of air pressure in the air chamber 27 of pump 2 (the same in its working chamber 2 (the same in its working chamber 26). Fluid from the working chamber 26 of pump 2 through valve 4 flows into the pneumohydroaccumulator 5. There is an increase in the level of the liquid in it. According to the difference in the levels of the liquid in the reservoir 10, valve leakage 4 is determined during the control test time.

,1,one

Устройство дл  испытани  искусственных клапанов сердца по сравнению с известными имеет малые габариты и объем заполнени  гидравлическо.го контура, что упрощает его предстери.лизационную обработку перед испытани ми и уменьшает расход жидкости раствора глутаральдегйда, - используемой дл  консервации и испытаний биологических протезов клапанов сердиа . Это позвол ет использовать устройство дл  различных видов испытаний биологических протезов клапанов сердца, в том числе и непосредственно леред имплантацией.The device for testing artificial heart valves in comparison with the known ones has small dimensions and filling volume of the hydraulic circuit, which simplifies its presterilization processing before the tests and reduces the fluid flow rate of the glutaraldehyde solution used for the preservation and testing of biological prosthetic heart valves. This allows the use of a device for various types of testing biological prosthetic heart valves, including directly lered implantation.

Claims (1)

Translated fromRussian

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ИСКУССТВЕННЫХ КЛАПАНОВ СЕРДЦА, преимущественно биологического типа, содержащее заполненный рабочей жидкое-DEVICE FOR TESTING ARTIFICIAL HEART VALVES, mainly of a biological type, containing a working liquid filled with4. шью гидравлический контур, включакь щий диафрагменный насос с обоймой для установки в ней испытуемого клапана и пневмогидроаккумулятор, а также блок управления работой насоса й источник давления, отличающееся тем, что, с целью экономии рабочей жидкости путем уменьшения объема заполнения гидравлического контура, оно снабжено одномембранным элементом и задатчиком давления, при этом одномембранный элемент содержит· сопло, проточную и глухую камеры, причем последняя соединена с задатчиком давления, сопло подключено к входу, а проточная камера к выходу клапана. !g ώ4. sew a hydraulic circuit, including a diaphragm pump with a clip for installing the valve under test and a pneumatic accumulator, as well as a pump control unit and a pressure source, characterized in that, in order to save the working fluid by reducing the filling volume of the hydraulic circuit, it is equipped a single-membrane element and a pressure regulator, while the single-membrane element contains a nozzle, a flow and a deaf chamber, the latter being connected to a pressure regulator, the nozzle is connected to the inlet, and the flow The camera for the exit valve. ! g ώ