Метод управления роторным насосом крови для системы вспомогательного кровообращения левого желудочка сердца
Цель исследования — разработка метода управления роторным насосом крови (РНК), позволяющего решать следующие задачи: оценка расхода РНК, достижение требуемого уровня расхода путем непрерывной регулировки скорости насоса и предотвращение негативного влияния на работу сердечно-сосудистой системы.
Результаты. Структурная схема управления РНК состоит из нескольких блоков: блока, необходимого для вычисления расхода насоса в данный момент времени; блока, служащего для оценки приближенного и фактического расхода насоса и определения режимов его работы; а также блока регулировки скорости, формирующего новое значение скорости в зависимости от требуемой величины расхода и текущего режима работы. Основная часть схемы — блок РНК, представленный математической моделью РНК.
Приведены временные диаграммы изменения расхода и скорости насоса и индексов для идентификации режимов работы РНК. Для оценки точности метода определения режимов работы насоса использованы гемодинамические зависимости (величина потока через аортальный клапан и минимальный объем левого желудочка во время сердечного цикла). Продемонстрирована возможность регулировки расхода насоса при различных физиологических условиях: при изменении частоты сердечных сокращений и сократимости левого желудочка сердца. Управление режимами работы насоса позволяет избежать негативных состояний в сердечно-сосудистой системе и определить физиологические изменения в ее работе, такие как закрытое состояние аортального клапана.
Заключение. Предложенный метод управления РНК позволяет достичь желаемого уровня расхода насоса в различных физиологических условиях. Данный метод предполагается использовать при разработке системы управления аппаратом вспомогательного кровообращения левого желудочка сердца.
- Arndt A., Nüsser P., Graichen K., Müller J., Lampe B. Physiological control of a rotary blood pump with selectable therapeutic options: control of pulsatility gradient. Artif Organs 2008; 32(10): 761–771, http://dx.doi.org/10.1111/j.1525-1594.2008.00628.x.
- Wang Y., Koenig S.C., Slaughter M.S., Giridharan G.A. Rotary blood pump control strategy for preventing left ventricular suction. ASAIO J 2015; 61(1): 21–30, http://dx.doi.org/10.1097/MAT.0000000000000152.
- Bakouri M.A., Salamonsen R.F., Savkin A.V., AlOmari A.H., Lim E., Lovell N.H. A sliding mode-based starling-like controller for implantable rotary blood pumps. Artif Organs 2014; 38(7): 587–593, http://dx.doi.org/10.1111/aor.12223.
- Петухов Д.С., Телышев Д.В. Моделирование изменений в динамике течения крови через имплантируемый осевой насос. Медицинская техника 2014; 6: 44–47.
- Granegger M., Schima H., Zimpfer D., Moscato F. Assessment of aortic valve opening during rotary blood pump support using pump signals. Artif Organs 2014; 38(4): 290–297, http://dx.doi.org/10.1111/aor.12167.
