Медицинская Техника / №6, 2016 / с. 45-49

Влияние геометрии ротора на расходно-напорные характеристики имплантируемого педиатрического насоса крови «Спутник»

Д.В. Телышев, М.В. Денисов, С.В. Селищев

Аннотация

В данной статье приведены результаты исследования влияния геометрии ротора на расходно-напорные характеристики на примере имплантируемого педиатрического роторного насоса крови «Спутник» (ИПРНК «Спутник»). Были проведены расчеты чувствительности к нагрузке ИПРНК «Спутник» в зависимости от изменения входных углов лопаток импеллера и диффузора. Получены параметры гидравлического КПД для каждой из выбранных конструкций. Рассчитаны касательные напряжения для каждой из выбранных конструкций.
Проведенные исследования показали, что изменение входных углов лопаток импеллера и диффузора оказывает значительное влияние на чувствительность насоса к нагрузке; так, в ходе проведенных исследований удалось добиться почти двукратного увеличения данного параметра (от 0,03420 до 0,05957 л·мин–1·мм рт. ст.–1)

Вернуться к содержанию

Сведения об авторах

Дмитрий Викторович Телышев, канд. техн. наук, доцент,
Максим Валерьевич Денисов, инженер,
Сергей Васильевич Селищев, д-р физ.-мат. наук, профессор, зав. кафедрой, кафедра биомедицинских систем, Национальный исследовательский университет «МИЭТ», г. Москва, г. Зеленоград,
e-mail: telyshev@bms.zone

Список литературы

1. Giridharan G.A., Lee T.J., Ising M. et al. Miniaturization of mechanical circulatory support systems // Artificial Organs. 2012. Vol. 36. № 8. PP. 731-758.
2. Петухов Д.С., Селищев С.В., Телышев Д.В. Развитие аппаратов вспомогательного кровообращения левого желудочка сердца как наиболее эффективный способ лечения острой сердечной недостаточности // Медицинская техника. 2014. № 6. C. 37-39.
3. Kyo S. Ventricular Assist Devices in Advanced-Stage Heart Failure. – Springer Japan, 2014. 145 p.
4. Rose E.A., Gelijns A.C., Moskowitz A.J. et al. Long-term use of a left ventricular assist device for end-stage heart failure // The New England Journal of Medicine. 2001. Vol. 345. № 20. PP. 1435-1443.
5. Kirklin J.K., Naftel D.C., Pagani F.D. et al. Sixth INTERMACS annual report: A 10,000-patient database // The Journal of Heart and Lung Transplantation. 2014. Vol. 33. № 6. PP. 555-564.
6. Cheung A., Chorpenning K., Tamez D. et al. Design concepts and preclinical results of a miniaturized HeartWare platform // Innovations (Philadelphia, Pa.). 2015. Vol. 10. № 3. PP. 151-156.
7. Stepanoff A.J. Centrifugal and axial flow pumps. – J. Wiley, 1948. 428 p.
8. Frazier O., Khalil H.A., Benkowski R.J., Cohn W.E. Optimization of axial-pump pressure sensitivity for a continuous-flow total artificial heart // The Journal of Heart and Lung Transplantation. 2010. Vol. 29. № 6. PP. 687-691.
9. Salamonsen R.F., Mason D.G., Ayre P.J. Response of rotary blood pumps to changes in preload and afterload at a fixed speed setting are unphysiological when compared with the natural heart // Artificial Organs. 2011. Vol. 35. № 3. PP. 47-53.
10. Fukamachi K., Shiose A., Massiello A. et al. Preload sensitivity in cardiac assist devices // The Annals of Thoracic Surgery. 2013. Vol. 95. № 1. PP. 373-380.
11. Петухов Д.С., Телышев Д.В. Исследование чувствительности роторного насоса крови «Спутник» к преднагрузке и постнагрузке // Медицинская техника. 2015. № 6. C. 27-30.
12. Khalil H.A., Cohn W.E., Metcalfe R.W., Frazier O.H. Preload sensitivity of the Jarvik 2000 and HeartMate II left ventricular assist devices // American Society for Artificial Internal Organs Journal. 2008. Vol. 54. № 3. PP. 245-248.
13. Selishchev S., Telyshev D. Ventricular assist device Sputnik: Description, technical features and characteristics // Trends in Biomaterials and Artificial Organs. 2015. Vol. 29. № 3. PP. 207-210.
14. Selishchev S.V., Telyshev D.V. Optimisation of the Sputnik- VAD design // The International Journal of Artificial Organs. 2016 (в печати).
15. Menter F.R. Two-Equation Eddy-Viscosity Turbulence Models for Engineering Applications // The American Institute of Aeronautics and Astronautics Journal. 1994. Vol. 32. № 8. PP. 1598-1605.
16. https://uiuc-cse.github.io/me498cm-fa15/lessons/fluent/refs/ ANSYS%20Fluent%20Theory%20Guide.pdf.
17. Fraser K.H., Zhang T., Taskin M.E. et al. A quantitative comparison of mechanical blood damage parameters in rotary ventricular assist devices: Shear stress, exposure time and hemolysis index // Journal of Biomechanical Engineering. 2012. Vol. 134. № 8.
18. Thamsen B., Blumel B., Schaller J. et al. Numerical analysis of blood damage potential of the HeartMate II and HeartWare HVAD rotary blood pumps // Artificial Organs. 2015. Vol. 39. № 8. PP. 651-659.