Имплантируемая система поддержки кровообращения на основе мембранного насоса и электромеханического привода тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 14.00.41, доктор биологических наук Куликов, Николай Иванович

• Куликов, Николай Иванович
• доктор биологических наук
• 2005

Оглавление диссертации доктор биологических наук Куликов, Николай Иванович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ МЕХАНИЧЕСКОЙ ПОДДЕРЖКИ КРОВООБРАЩЕНИЯ

1.1. Классификация методов механической поддержки кровообращения.

1.2. Компоненты имплантируемой системы обхода левого желудочка сердца на основе насоса объемного типа.

1.3. Понятие физиологичное™ системы вспомогательного кровообращения.

1.4. Системы обхода левого желудочка сердца: медико-технические требования к функционированию.

1.5. Насосы крови имплантируемых систем механической поддержки кровообращения

1.6. Системы привода

1.7. Системы управления силовым преобразователем энергии привода при вспомогательном кровообращении

1.8. Системы энергообеспечения

1.9. Современные системы имплантируемого обхода сердца

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ВАРИАНТОВ СИЛОВОЙ ЧАСТИ ПРИВОДА СИСТЕМ ВК

2.1. Нереверсивный привод с преобразователями вида движения

2.2. Электрогидравлические системы привода

2.3. Имплантируемый электромеханический модуль на базе вентильного двигателя с преобразователем вида движения

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ИМПЛАНТИРУЕМОЙ СИСТЕМЫ ОЛЖ И АЛГОРИТМА УПРАВЛЕНИЯ ПРИВОДОМ

3.1. Разработка модели вентильного двигателя

3.2. Модель нагрузки.

3.3. Модель системы управления

3.4. Моделирование системы ВК и анализ составляющих нагрузки

3.5. Оптимизация системы ВК

3.6. Рекомендации по разработке привода с уменьшенным энергопотреблением

3.7. Блок-схема системы управления и алгоритмы функционирования привода

ГЛАВА 4. АВТОНОМНАЯ ПОРТАТИВНАЯ СИСТЕМА БЕСПЕРЕБОЙНОГО ПИТАНИЯ

4.1. Основные технические требования к системе электропитания

4.2. Принцип построения и состав системы бесперебойного питания

4.3. Параметры и характеристики системы бесперебойного питания на основе никель-металлогидридных аккумуляторных батарей

4.3.1. Буферный накопитель

4.3.2. Основной источник тока

4.3.3. Резервный источник тока

4.3.4. Блок управления, контроля и индикации

4.3.5. Конструкция основных блоков системы бесперебойного питания

4.4. Перспективная система бесперебойного питания на основе литий-ионных аккумуляторов

4.5. Вопросы надежности и безопасности работы системы электропитания

ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ НАСОСА КРОВИ

5.1. Анализ существующих конструкций имплантируемых искусственных желудочков сердца

5.2. Технические требования на разработку конструкции искусственного желудочка сердца

5.3. Автоматизированная технология моделирования гемодинамики и оптимизации конструкции ИЖС

5.4. Конечно-элементное моделирование и анализ гемодинамики

5.5. Методика определения показателя гемолиза

5.6. Анализ технологии изготовления ИЖС

5.7. Исследование влияния геометрических параметров

ИЖС на гемодинамику

5.7.1. Влияние относа патрубка от посадочной поверхности

5.7.2. Влияние высоты патрубка

5.7.3. Влияние разноса патрубков от центральной плоскости

5.7.4. Влияние угла конуса патрубка

5.7.5. Влияние угла между осью патрубка и центральной плоскостью

5.7.6. Влияние радиуса кривизны основного тела ИЖС

5.7.7. Анализ гемодинамики предлагаемой конструкции ИЖС

5.8. Опытные образцы насоса крови

ГЛАВА 6. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

6.1. Стендовые испытания

6.2. Экспериментальные животные

6.3. Параметры регистрации

6.4. Операционная: режим, оборудование

6.5. Предоперационное обследование

6.6 Проведение анестезии

6.7. Методика паракарпорального подключения системы к сердцу и сосудам по схеме левое предсердцие-аорта

6.8. Методика паракарпорального подключения ИЖС в позицию левый желудочек-аорта

6.9. Методика подключения с имплантацией блока насос-двигатель под мышцы передней брюшной стенки

6.10. Результаты медико-биологических испытаний

6.10.1. Изменение гемодинамики при работе имплантируемой системы ОЛЖ

6.10.2 Гемолиз и его исследования при работе ИЖС системы ТА-2000;

6.10.3. Изменение параметров внешнего дыхания на фоне ОЛЖ

6.10.4. Кислотно-щелочное состояние, газы крови и биохимия при ОЛЖ имплантируемым насосом

6.10.5. Результаты применения имплантируемой электромеханической системы ОЛЖ

ВЫВОДЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Имплантируемая система поддержки кровообращения на основе мембранного насоса и электромеханического привода»

Актуальность проблемы

Прогресс современной хирургии и, прежде всего, таких бурно развивающихся ее отраслей как кардиохирургия и трансплантология не возможен без использования высоких технологий, реализуемых в устройствах частичной и полной замены функции жизненно важных органов человека J.Watson, Y.Taenaka 2000, В.И.Шумаков 1996.

С начала 40-х годов прошлого века началась разработка методов очистки крови от шлаков, приведшая к внедрению в клиническую практику гемодиализа. Несколько позднее создание искусственных легких обеспечило широкое применение метода искусственного кровообращения (ИК) при операциях на «открытом» сердце.

В 60-х годах начались разработки по применению насосов крови и электронных устройств управления ими для механической поддержки кровообращения у больных с рефрактерной сердечной недостаточностью.

Последнее направление в части создания имплантируемых систем оказалось наиболее сложным и, несмотря на более чем 40-летний опыт исследований, которые проводились и ведутся во всех индустриально развитых странах мира, сегодня мы еще далеки от создания оптимальных с клинической точки зрения устройств искусственного сердца (ИС) и вспомогательного кровообращения (ВК).

Эти исследования высветили не только чисто технические проблемы, но и недостаток современных знаний в области биологии, физиологии и других фундаментальных дисциплин, изучающих человека.

Современные имплантируемые устройства ИС и ВК имеют ряд существенных недостатков:

- неудовлетворительные массо-габаритные характеристики;

- несовершенство систем управления работой систем ИС и аппаратов ВК;

- нефизиологичность современных исполнительных устройств механической поддержки в отношении потоков крови на выходе из насоса, травмы форменных элементов крови, развития тромбов на поверхностях, контактирующих с кровью;

- системы энергообеспечения имплантируемых устройств требуют совершенствования в отношении автономности и длительности функционирования без подзарядки;

- недостаточно высокая надежность узлов систем ИС и ВК, высокая стоимость, необходимость постоянного приема медикаментов и присутствия квалифицированного обслуживающего персонала.

Этот перечень можно было бы продолжить. И все же, несмотря на все недостатки системы ИС и ВК находят широкое клиническое применение, более того, это происходит несмотря на достижения биологических дисциплин, которые в ближайшее время ставят на повестку дня создание из собственных тканей больного, иммунологически совместимых, жизненно важных органов.

Другими словами, развитие двух направлений - технического и биологического, не исключает, а стимулирует дальнейшие исследования в этой области.

В настоящее время наиболее продвинутыми в отношении клинического применения являются системы ИС и ВК на основе насосов объемного типа, по физиологии наиболее близко стоящие к естественному сердцу, несмотря на ряд присущих им недостатков. Из последних наиболее существенным являются их неудовлетворительные массо-габаритные и шумовые характеристики.

В свою очередь, противопоставляемые им насосы роторного типа - осевые и центрифужные, которые обладают значительно более совершенными массо-габаритными характеристиками, имеют свои отрицательные стороны, касающиеся как иефизиологичности потока крови, так и чисто конструктивно-технических характеристик этих насосов.

Поэтому в настоящее время в клиническом применении доминируют системы механической поддержки кровообращения, основанные на применении объемных насосов.

Следует отметить, что, несмотря на большое количество предложенных и исследованных экспериментально устройств механической поддержки кровообращения (МПК) на основе объемных насосов, исключительное применение имеют несколько конструкций систем обхода желудочков сердца. Последние целесообразно подразделить на системы обхода с паракорпоральным подключением насоса. Сюда прежде всего относятся устройства фирмы Торатек (США), широко используемые во всем мире. Реже и только в Европе используются системы фирмы Мед ос (Германия); в Японии применяется искусственный желудочек сердца Нипон-Зеон, в России до 1985 г. использовался паракорпоральный искусственный желудочек сердца Ясень-19, представлявший совместную разработку НИИТиИО и ОАО «ОКБ Сухого», Москва.

К паракорпоральным следует отнести системы обхода левого желудочка (ОЛЖ), основанные на применении центрифужных насосов: насос Биопамп ВР-80 фирмы «Медтроник» и насос РВ-180, разработанный в Питсбурге (США). К этому же типу паракорпоральных насосов следует отнести центрифужный насос SARNS (Sarns ЗМ, Ann Arbor, США). К этой же группе относится система механической поддержки «Hemopump», в которой исполнительное устройство - миниатюрный осевой насос, вводится через бедренную артерию и располагается в просвете грудной аорты. Насос связан и приводится в движение посредством тросика от электропривода, расположенного снаружи.

Вторую группу составляют имплантируемые системы ОЛЖ. В этих системах поддержки насос и электродвигатель с преобразователем движения находится внутри организма (интракорпорально - чаще всего в брюшной полости или под мышцами передней брюшной стенки), а системы управления и снабжения энергией снаружи, на поясе или наплечной сумке.

Наиболее распространенными имплантируемыми системами ОЛЖ являются: система «Novacor» фирмы Baxter, Healthcare Corp. (США) и «Heart Mate» фирмы Thermo-medicus systems (США).

Последнее время в качестве имплантируемых устройств ОЛЖ в клинике стали применятся системы на основе насосов роторного типа «Джарвик-2000» и Бейлор-НАСА (США).

В отличии от систем первой группы интракорпоральное расположение насоса и привода и носимый источник энергии практически не ограничивают подвижность больного и повышают качество жизни на период проведения ВК.

Кроме того, при использовании чрезкожных способов передачи энергии значительно уменьшается опасность развития инфекции, т.к. отсутствуют чрезкожные проводники тока, являющиеся «воротами» инфекции. Все это увеличивает оптимальную длительность механической поддержки на период ожидания донора и, более того, создает качественно новые возможности лечения кардиомиопатии, как дилатационной, так и ишемической, т.к. включает морфологические и физиологические механизмы восстановления миокарда, что позволяет исключить необходимость в ряде случаев трансплантации сердца (ТС).

Таким образом, применение имплантируемых систем ОЛЖ является весьма перспективным. Однако, как уже отмечалось выше, существующие на сегодня системы на основе насосов объемного типа отличаются громоздкостью, шумовые характеристики их далеки от идеальных, сравнительно часто отмечается развитие инфекции в кармане, где располагается носимое устройство, особенно для насосов «Heart Mate», тогда как при использовании насосов «Novacor» нередко отмечаются тромбоэмболические осложнения.

Большим препятствием, ограничивающим применение имплантируемых систем ОЛЖ, особенно в странах с неразвитой системой медицинского страхования, является их высокая коммерческая стоимость и стоимость последующего койко-дня (М. Dew с соавт. 1993, A. Selijns с соавт., 1997).

Следует отметить, что в СССР, под патронажем государства, велись широкие исследования по созданию имплантируемых систем ИС и ОЛЖ в следующих медицинских центрах: во Всесоюзном научном центре хирургии АМН СССР, институте сердечно-сосудистой хирургии им. А.Н.Бакулева, НИИ трансплантологии и искусственных органов МЗ СССР, в медицинских институтах Томска, Ленинграда, Вильнюса, Ташкента и др.; техническими соисполнителями этих работ являлись предприятия ВПК: ОАО «ОКБ Сухого», Московский завод электромеханической аппаратуры, МАИ, МФТИ, предприятия п/я А-1619, Г-4090 и др. К сожалению после 1990 г. подавляющее большинство этих исследований было свернуто, государственная поддержка прекратилась, научные коллективы распались.

Сегодня в Российской Федерации работы по созданию и клинической апробации имплантируемых систем ВК ведутся в НИИТиИО, в НЦССХ им. А.Н.Бакулева и в Московском авиационном институте. В этих учреждениях опыт, который был получен в СССР за прошедшие десятилетия, сохранен, как сохранены и кадры, способные на необходимом уровне проводить эти исследования.

Более того, особенности переживаемого периода, когда были изменены многие приоритеты развития техники, позволили на новом уровне привлечь к работам по ИС и ВК специалистов, в частности по ракетной технике, для изготовления насосных систем для ОЛЖ, гидравликов для создания систем привода насоса крови, повысилась глубина исследований физических процессов, протекающих в агрегатах питания, усовершенствованы методы их математического и компьютерного моделирования.

Все это позволяет сегодня считать актуальной и практически решаемой задачу создания имплантируемой системы ОЛЖ для двухэтапной трансплантации сердца и как моста к восстановлению сократительной функции сердца.

Цель и задачи

Основной целью работы является разработка научных основ расчета и проектирования узлов имплантируемой системы поддержки кровообращения на основе мембранного насоса и электромеханического привода, их изготовление и апробация в стендовых условиях и в медико-биологических испытаниях.

Достижение поставленной цели предполагает решение ряда задач, среди которых:

1. Разработка математических и физических моделей насосов крови, электромеханического привода, систем управления и систем автономного бесперебойного электропитания.

2. Изготовление и испытания имплантируемого насосного блока интегральной конструкции с электромеханическим приводом для системы ОЛЖ.

3. Разработка и испытание системы управления для имплантируемой системы ОЛЖ.

4. Разработка, исследование и проведение испытаний автономной системы питания имплантируемой системы ОЛЖ.

5. Изготовление опытных образцов имплантируемой системы ОЛЖ с улучшенными массо-габаритными и энергетическими показателями и проведение их испытаний на гидродинамическом стенде.

6. Разработка методик имплантации и проведение медико-биологических испытаний имплантируемой автономной системы ОЛЖ с оценкой ее гемодинамической эффективности и биосовместимости с организмом при параллельной работе с собственным сердцем.

Научная новизна исследования

Разработаны научные основы проектирования имплантируемых систем ВК длительного применения на основе насосов крови объемного типа.

Впервые в отечественной практике и применительно к конкретной модели привода разработаны математические модели системы ОЛЖ, включающие:

- модели реверсивного вентильного двигателя со встроенной несоосной ролико-винтовой парой, работающей на насос крови мембранного типа, позволяющие обеспечить оптимизацию системы привода по критерию минимума энергопотребления и массы;

- модели распределения потоков в зависимости от геометрии насоса крови, что позволило выявить и устранить возможные зоны застоя, повышенных отрывных и турбулентных течений.

- модели системы управления режимами привода, включающие силовую, микропроцессорную и энергообеспечивающую системы.

Разработаны оригинальные модели привода, системы управления и энергообеспечения автономной имплантируемой системы ВК ТА-20001.

Впервые показано, что интегрированная система ТА-2000 (привод - насос крови и система управления, реализующая принцип работы по притоку) обеспечивает хорошее наполнение и опорожнение насоса крови, поддерживает адекватную гемодинамику и не нарушает интимные механизмы физиологической регуляции системы кровообращения при параллельной работе с собственным сердцем в организме.

1 аббревиатура ТА означает специализацию институтов-разработчиков: Т- НИИТиИО, А - МАИ.

10

Доказано, что реакция на работу интегрированной имплантируемой системы ОЛЖ со стороны систем гомеостаза, иммунной системы, терморегуляции, биохимии крови, кислотно-щелочного состояния не претерпевает заметных изменений, что свидетельствует об отсутствии нарушений адаптационно-приспособительных реакций целостного организма на работу имплантируемой системы обхода ТА-2000.

Практическая значимость работы

На основе теоретических и экспериментальных исследований разработана первая отечественная имплантируемая система ОЛЖ, обеспечивающая наиболее физиологичную механическую поддержку кровообращения.

Найдены оригинальные технические решения насосного блока интегральной конструкции, обеспечивающие более приемлемые массо-габаритные характеристики по сравнению с зарубежными системами обхода «Novacor» и «Heart Mate», что упрощает методику имплантации и снижает риск развития местных осложнений.

Предложен алгоритм и создана техническая база для практической реализации системы управления ОЛЖ, имитирующей механизм Франка-Старлинга и обеспечивающей существенное снижение энергопотребления.

Разработана универсальная автономная носимая система бесперебойного питания, которая может быть с успехом использована не только для системы ТА-2000, но и для имплантируемых систем ВК с насосами крови осевого и центрифужного типов.

Насосный блок, совмещенный с электродвигателем, хорошо размещается в кармане под левой прямой мышцей живота, не вызывает сдавления окружающих тканей и подлежащих органов брюшной полости, что обеспечивает его длительное функционирование в организме, положительное воздействие на кар диогемо динамику.

Основные положения, выносимые на защиту: - математическая модель и результаты моделирования имплантируемой системы ОЛЖ;

- рекомендации по проектированию привода насоса крови объемного типа повышенной имплантабельности;

- результаты компьютерного моделирования гидродинамических процессов в камере насоса крови объемного типа;

- алгоритм работы системы управления, обеспечивающей реализацию механизма Франка-Старлинга с минимальным энергопотреблением;

- результаты сравнительного анализа химических источников тока для автономных универсальных систем бесперебойного питания и их техническая реализация;

- результаты стендовых и медико-биологических испытаний опытных образцов имплантируемой системы ОЛЖ длительного применения.

Достоверность результатов, полученных автором

Достоверность результатов работы обеспечивается обоснованностью допущений и корректностью использования математического аппарата при построении расчетных моделей и подтверждается хорошим согласованием теоретических и экспериментальных результатов, полученных в ходе медико-биологических и технических испытаний.

Теоретические выводы и рекомендации, содержащиеся в диссертации, основываются на положениях общей теории электромеханического преобразования энергии, теоретических основах электротехники, фундаментальных законах механики и гидродинамики, а также методах математического моделирования электрических, магнитных цепей и тепловых схем замещения, аналитических и численных методах теории поля, методах оптимального проектирования и математического программирования.

Экспериментальные и статистические материалы, получены с использованием достоверных методов исследований и измерений, обеспечивающих точность, регламентируемую стандартами РФ. Статистическая обработка данных гемодинамики проведена методами параметрической статистики с помощью программы Microsoft Exel.

Апробация работы и публикации

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались:

- на втором Всероссийской съезде по трансплантологии и искусственным органам, Москва, 2002 г.;

- на XI международном научно-техническом семинаре «Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации». Москва, 2002 г.;

- на IX Всероссийском съезде сердечно-сосудистых хирургов, Москва, 2003 г.;

- на международной конференции «Авиация и космонавтика», Москва, 2003 г.;

- на VIII международной конференции «Фундаментальные проблемы преобразования энергии в литиевых электрохимических системах», Екатеринбург, 2004 г.

- на XXXI конгрессе Европейского общества искусственных органов «Передовые медицинские технологии», Варшава, 2004 г.

- на международной научно-практической конференции «Электронные средства и системы управления», Томск, 2004 г.

- на научной конференции лабораторий и клинических отделений НИИТиИО Росздрава, Москва, 22 декабря 2004 г.

Результаты диссертационной работы опубликованы в 49 печатных работах, в том числе в 10 авторских свидетельствах и патентах ив 12 центральных рецензируемых изданиях.

Заключение диссертации по теме «Трансплантология и искусственные органы», Куликов, Николай Иванович

выводы

1. Имплантируемые системы ВК могут быть построены на базе реверсивных и нереверсивных электропневматических, электрогидравлических и электромеханических систем приводов. Проведенные теоретические и экспериментальные исследования показали, что наиболее перспективной по массо-габаритным и энергетическим показателям является система с реверсивным электромеханическим приводом и интегрированным преобразователем вида движения на базе несоосной роликово-винтовой пары.

2. Разработанная математическая модель системы ОЛЖ, реализованная и исследованная в пакете расширения МАТЬАВ-ЗипиИпк, обеспечила системный подход к проектированию имплантируемых технических средств ВК и позволила осуществить оптимизацию параметров системы ОЛЖ, в том числе по критерию минимума потребляемой мощности при принятых в исследовании ограничениях.

3. Разработанная и испытанная система управления, содержащая преобразователь напряжения, микроконтроллер, систему датчиков обратной связи, а также блоки задания и индикации режимов работы и защиты от аварийных режимов обеспечивает функционирование привода в ручном, полуавтоматическом и автоматическом режимах. В автоматическом режиме она работает по притоку и обеспечивает реализацию закона Франка-Старлинга, при этом частота сокращения насоса находится в диапазоне 20^-120 уд/мин, ход поршня толкателя - 20±2,5 мм, скорость нарастания давления в камере крови не превышает 1000 мм.рт.ст./с.

4. Импульсный характер нагрузки, обусловленный изменением направления вращения ротора двигателя имплантируемой системы ОЛЖ сердца, приводит к необходимости создания комбинированного источника питания, содержащего аккумуляторные батареи (никель-металлогидридные или литий-ионные) и ионисторы, и обеспечивающего одновременно высокую энергоемкость и мощность.

5. Источник бесперебойного электропитания должен содержать сетевой адаптер, зарядное устройство, основной и резервный источник тока с буферным накопителем и блок контроля и управления. Разработанный источник, при использовании никель-металлогидридных аккумуляторов, имеет массу 2,5 кг и обеспечивает надежную работу имплантируемых систем ОЛЖ сердца в автономном режиме (ЧСС - 120 уд/мин, 4/А/;си = 1/3, противодавление 120 мм.рт.ст., расход - 9 л/мин) в течении 4 часов. Переход от никель-металлогидридных к литий-ионным аккумуляторам снижает массу автономного источника до 1,9 кг при одновременном увеличении работы системы ОЛЖ без подзарядки до 9 часов.

6. Исключение застойных зон, зон повышенного сдвигового напряжения и рециркуляции крови обеспечивается в первую очередь за счет оптимизации геометрических параметров конструкции насоса крови, являющегося с биологической точки зрения наиболее важным узлом имплантируемой системы ВК. Оптимизация геометрических параметров насоса крови на основе разработанной математической модели, реализованной в системе Рго/ЕНС1ЫЕЕК, интегрированной с пакетом гидродинамического анализа РЬОТКАИ САЕ - системы АИБУБ, позволила создать насос крови, обеспечивающий адекватную гемодинамику, что подтверждено медико-биологическими исследованиями.

7. Разработанный с использованием сквозного проектирования насос крови, выполненный на основе отечественного полиуретана «ВИТУР», хорошо адаптирован для совместной работы с электромеханическим приводом на базе реверсивного вентильного двигателя с преобразователем вида движения на паре винт-гайка. Медико-биологические исследования показали, что предложенный насос крови обеспечивает адекватные характеристики кардио и гемодинамики при изменении частоты сокращений с объемом ударного выброса 60-г80 см"3 в диапазоне 60^-120 уд/мин и противодавлении до 120 мм.рт.ст.

8. Для проведения успешных медико-биологических экспериментов с имплантируемой системой ОЛЖ необходимо создание более жестких условий асептики, обеспечение полной постоперационной подвижности животного, постоянного мониторинга гемодинамики, механических и электронных подсистем ОЛЖ, а также квалифицированного хирургического обеспечения подключения системы к сердцу и аорте животного с проведением магистралей насоса крови через диафрагму.

9. Проведенные медико-биологические эксперименты с максимальной выживаемостью до 27 суток показали хорошую адаптацию системы ОЛЖ с окружающими тканями и подлежащими органами, адекватную работу системы управления по притоку особенно при левожелудочковом положении приточной магистрали, длительную (до 8 часов) устойчивую работу автономной системы энергообеспечения и эффективное воздействие на гемодинамику с повышением аортального давления в диастолу до 112,0 ±8,0 мм.рт.ст. и снижением систолического давления в левом желудочке до 94,0+9,5 мм.рт.ст. Вместе с тем, выявлен ряд проблем, таких как: необходимость использования ксеноклапанов, введение транскутанной передачи энергии и уменьшение высоты имплантируемого блока, которые следует устранить перед клиническими испытаниями разработанной имплантируемой системы ОЛЖ.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Наиболее перспективными для имплантируемых систем ВК являются электромеханические системы, в которых мембрана насоса крови перемещается под воздействием давления жидкости, либо благодаря механическому толкателю, что обеспечивает пульсирующий кровоток и адекватную естественному кровотоку гемодинамику.

В качестве приводного наиболее рационально использовать бесконтактный (вентильный) двигатель постоянного тока, преобразующий электрическую энергию в механическую и интегрированный в единую конструкцию с насосом крови.

Оптимальная реализация привода, включающая в себя двигатель, блок управления режимами работы и источник питания, обеспечивается лишь при системном подходе к решению вопросов создания отдельных элементов, поскольку их взаимное влияние определяет такую совокупность требований к имплантируемым системам ВК, при которой механическое соединение даже эффективных элементов обречено на неудачу.

Несмотря на явные преимущества по энергопотреблению, применение в приводе насосов нереверсивных двигателей, а также электропневматических и электрогидравлических систем не рационально. Наиболее перспективными имплантируемыми системами, обеспечивающими пульсирующий кровоток при механической поддержке кровообращения, являются системы с высокоскоростными вентильными двигателями и преобразователем вращательного движения вала в возвратно-поступательное движение рабочего органа.

Для обеспечения минимального энергопотребления рекомендуется использовать гармонический закон изменения скорости перемещения толкателя, при этом оптимальные параметры привода могут быть найдены с помощью впервые разработанной математической модели системы ВК с насосом крови пульсирующего типа.

Система бесперебойного электропитания должна содержать сетевой адаптер, зарядное устройство, основной и резервный источник тока с буферным накопителем и блок контроля и управления. Разработанная на базе никель-металлогидридных аккумуляторов система при общей массе 2,5 кг, обеспечивает работу в предельно напряженном режиме (ЧСС - 120 уд/мин, Тс/Тд = 1/3, противодавление 120 мм.рт.ст., расход - 9 л/мин) в течении 4 часов без подзарядки основного источника. Для снижения массы автономного источника до 1,9 кг при одновременном увеличении работы системы без подзарядки до 9 часов необходим переход от никель-металлогидридных к литий-ионным аккумуляторам.

С целью обеспечения необходимых показателей по гемодинамике при изменении частоты сердечных сокращений в диапазоне 60+120 уд/мин патрубки следует располагать симметрично с углом наклона 14°, переходы между патрубками и основным телом должны быть плавными, расположение патрубка должно быть касательным к поверхности основного тела, радиус кривизны основного тела следует выбирать так, чтобы патрубок и основное тело располагались на одной линии.

Впервые экспериментально показано, что интегрированная система ТА-2000 не нарушает интимные механизмы физиологической регуляции систем организма. Схема имплантации носимого блока левый желудочек - аорта имеет явные преимущества по сравнению со схемой левое предсердие - аорта, т.к. позволяет оптимально реализовать алгоритм управления и обеспечивает лучшую разгрузку сердца от работы. Реакция на работу имплантируемой системы обхода левого желудочка сердца со стороны система гомеостаза, терморегуляции, биохимии крови, кислотно-щелочного состояния не претерпела заметных нарушений, что свидетельствует об отсутствии нарушений адаптационно-приспособительных реакций организма. Насосный блок, совмещенный с электродвигателем хорошо размещается в кармане под левой прямой мышцей живота, не вызывает сдавления окружающих тканей и подлежащих органов. Этот способ размещения может быть рекомендован и для клинического применения системы ТА-2000.

Список литературы диссертационного исследования доктор биологических наук Куликов, Николай Иванович, 2005 год

1. Шумаков В.И., Толпекин В.Е., Шумаков Д.В. Искусственное сердце и вспомогательное кровообращение. М.: Янус - К, 2003,376 с.

2. Бураковский В.И., Барвинь В.Г. Кардиогенный шок и его лечение кошрульсацией. Кардиология, 1978 16

3. Dennis С, Hall D.P., Moreno J.R. et. al. Reduction of the oxygen utilization in the heart by heart bypass. Circulât. Res., 1962, v. 10, pp. 298 305/

4. Шумаков В.И., Толпекин B.E. Вспомогательное кровообращение. M.: Медицина. 1980,248 с.

5. Шумаков В.И., Егоров Т.Л., Дробышев В.А. и др. Ортотопический протез сердца из силиконовой резины. Научные труды НИИТиИО МЗ СССР. Трансплантация почки и искусственные органы. М.:1976

6. Anstadt G.L., Schiff P., Bane A.E. Prolonger circulatory support by direct mechanicsl ventricular assistance. Trans. ASATO, 1966, v. 12, pp. 72-79.

7. Толпекин B.E., Мелузов К.Л., Турчин А.П. Искусственные желудочки сердца с предсердной камерой для вспомогательного кровообращения // Медицинская техника. 1978. N4. С.11.

8. Шумаков В.И., Ипсин Г.П., Толпекин В.Е., Ходжашвили Г.Г. Устройство для вспомогательного кровообращения: А. с. (СССР). Опубл. в Б. и. 1983. N 38.

9. Шумаков В.И., Толпекин В.Е., Махатадзе Т.М., Чечелашвили Т.В. Насос для искусственного кровообращения Опубл. в Б. и. 1983. N 10.

10. Искусственные органы, ч. I (Создание. Экспериментальны и клинические аспекты применения) Научный обзор / Шумаков В.И., Толпекин В.Е., Зимин Н.К. и др. // Медицина и здравоохранение. Сер. Хирургия. М.: ВНИИМИ, 1985ю - Вып.2. -78 с.

11. П.Шумаков В.И., Петровский Б.В. Пути развития искусственного сердца в СССР. (Проблемы, поиски, решения) // Искусственное сердце и вспомогательное кровообращение / Труды первого советско-американского симпозиума. М., 1981.-С. 1-6.

12. Гуськов И.А., Штенгольц С.Ш., Затюрюкин А.Б. Система искусственного сердца «Модуль» // Трансплантология органов и тканей / Тезисы докладов IX Всесоюзной конференции по пересадке органов и тканей. Тбилиси, 1982. - С. 39-43.

13. Дегтярев В.Г., Толпекин В.Е., Попов JIM. др. Автономное искусственное сердце в ранцевом исполнении // Трансплантация и искусственные органы. М.: НИИТиИО, 1984.-С. 116-118.

14. Лаптев А.А., Столяров Ф.А., Перимов Ю.А. и др. Опыт разработки аппаратов вспомогательного кровообращения // Вспомогательное кровообращение / Материалы I Всесоюзного симпозиума по вспомогательному кровообращению. — Ташкент, 1980.-С. 169-170.

15. Кузнецов Е.П., Гуськов И.А. Экспериментальный аппарат вспомогательного кровообращения «Синус ВК» // Медицинская техника. -1984. № 3. - С. 30-32.

16. Васильев А.И., Клейменов В.А., Климов А.И. Аппарат вспомогательного кровообращения // Электромеханические устройства для медицины / Труды ВНИИ электромеханики. -Т. 59. -М.: ВНИИЭМ, 1979. С. 87-93.

17. Бобров Б.С., Шипулин A.M. Универсальный аппарат вспомогательного кровообращения «Биопульс-4» Медицинская техника,-1983.-№2.-С. 52-53.

18. De Vries W., Joyce L. // The artificial heart, Clinical symposia. Ciba. 1983. V. 35. P.6.

19. Jonas В., Lindeman K., Thisius P. et al. // Z. exp. Chir. Transplant, kunstl. Organe. 1986. Bd. 19, heft 3.

20. Kimble G., SiwekL, Picone A. et al. //J. Tborac. Cardibvasc. Surg. 1983. V. 86. P.364.

21. McBride L., Rusevich S., Pennington D. et al. // Trans. Amer. Soc. Artif. Intern. Organs. 1987. V. 16, ab. 13.

22. Milliken J., Laks H., George B. // J. Amer. Coll. Cardiol. 1986. V. 4. P. 922.

23. Nose Y., Jacobs G, Kiraly R., Golding L. et al. // Artif. Organs. 1983. V.7, N 1. P.55.

24. Walsh L., Dewar M., Chin R. // 1-Pardue Conference on cardiac assistance with skeletal muscule (abstr): J. Heart Transpl. 1988. V.7, N 4. P.318.

25. Шумаков В.И., Толпекин B.E., Попов B.A., Атлас вспомогательного кровообращения, Алма-Ата, Гылым, 1992,205 с.

26. Шумаков В.И., Махатадзе Т.М., Толпекин В.Е. Аппараты и методы вспомогательного кровообращения, Тбилиси, Сабчега Сакартвело, 1982, 172 с.

27. Шумаков Д.В. Механическая поддержка кровообращения в клинике. Дисс. док. мед. наук, М., 2000.

28. Many М., SoroffH. The physi rate of pulsative and non pulsa blood flow 1968,97,917

29. Амосов Г.Г. Гемодинамргческие аспекты вспомогательного кровообращения при острой сердечной недостаточности. Дис.Док. мед. наук. М., 1995.

30. Толпекин В.Е., Ведерникова П.А. О значении пульсирующего кровотока при искусственном кровообращении // Грудная хирургия. -1985. №3. - С. 78-84.

31. Харнас С.Ш., Могилевский Э.Б., Смирнов J1.C. Современные представления о роли пульсирующего потока во время искусственного кровообращения // Анестезиология и реаниматология. -1982. №1. - С. 59-64.

32. Галлегш П., Бричер Г. Основы и техника экстрпкорпорального кровообращения. М., Медицина. 1966,295 с.

33. Гольц А.Г. Осложнения левожелудочкового обхода. М., Дисс. Канд. мед. наук. 1998,118 с.

34. Демихов В.П. Экспериментальное обоснование замены сердца механическим прибором в эксперимента. М.: Медицина. 1960.

35. Осипов В.П. Основы искусственного кровообращения. М.: Медицина. 1976,317 с.

36. Green R., Lislta J., Egberg N. et al. Haemostatic disturbances associated with implantation of an artificial heart. Thromb Res. 1987,48:349.

37. Nose Y., Motomure T. Cardiac prosthesis, ICMG publacation artificial organs, V.III, 2001., p 238.

38. Altieri F. Artifical heart and assisted circulation. Artifical organs 1983.7.10.

39. Watson J. The NHLDJ Circulatory support program. Devices and technology branch NHLDJ, Betesda, Maryland. 1989. p. 5.

40. Шумаков В.И., Толпекин В.Е., Киселев Ю.М. Изучение воздействия автономных систем ИС на организм. Тезисы докладов I Всероссийского конгресса по патофизиологии. М. 1996,326 с.

41. Cooley D., Liotta D., Hallman G. et. al. Orthotopic cardiac prosthesis for two-staged cardiac replacement. Am. H. Cardiol. 1969,24.

42. Bernhard W., Glay W., Gemes D. et. al. Temporary and permanent left ventricular bypass: laboratory and clinical observations. World J. Surg. 1985,9,54.

43. Nose Y., Jacobs G., Kirali R.J. et. al. Experimental result for chronic lift ventricular assist and total artificial heart development. Artificial Organs, 1983 v. 7., n. 1, p. 55.

44. Portner P. An integrated left ventricular assist system for long-term clinical application. Circulatory assistant and the artificial heart. USA-USSR symposium. Tbilisi, September 1979,175.

45. Киселев Ю.М., Макеев А.И., Толпекин B.E., Пашков П.П. Устройство для вспомогательного кровообращения миокарда: А. с. N 1572646 (СССР). Опубл. в Б.и. 1990. N23.

46. Киселев Ю.М., Осипов А.П., Мордашев В.М. Обоснование выбора типа теплового двигателя для имплантируемого искусственного сердца // Проблемы трансплантологии и искусственных органов. -М.: НИИТиИО, 1983. С. 121-123.

47. Голованов Ю.В., Макеев А.Н., Ширко И.В., Ковеза В.М. Тепловой двигатель для привода искусственного сердца // Трансплантация и искусственные органы. М.: НИИТиИО, 1981.-С. 119-121.

48. Заико В.М., Макеев А.Н., Киселев Ю.М. Имплантируемое искусственное сердце // Трансплантация органов / Тезисы докладов к X Всесоюзной научной конференции по трансплантащш органов. Киев, 1985. - С. 239-240.

49. Копылов А.И. Разработка и исследование электропривода аппаратов искусственного сердца // Автореф. дис. на соиск. учен, степени канд. техн. наук. -М., 1982.-20 с. (МЭИ)

50. Банковой А.П., Ивоботенко Б.А. Линейный электропривод нагнетателей аппаратов вспомогательного кровообращения. Электротехника, М., №11, с. 42-44.

51. Иткин Г.П., Герасимчук A.A., Матвеев Ю.Г. Центробежный насос для крови: перспективы развития и использования. М., Трасплантология и искусственные органы, 1995, №2, с.47.

52. Киселев Ю.М. Автономные, портативные системы ВК и ИС на тепловых, электрических и пневмонических источниках питания, Дис. док. мед. наук, М., 1997.

53. Киселев Ю.М., Осипов А.П., Мордашев В.М. Обоснование выбора типа теплового двигателя для имплантируемого искусственного сердца. // Проблемы трансплантологии и искусственных органов. -М.: НИИТиИО, 1983. — с 121-123.

54. Искусственные органы. 4.1. (Создание. Экспериментальные и клинические аспекты применения) Научный обзор./ Шумаков В.И., Толпекин В.Е. и др.// Медицина и здравоохранение. Сер. хирургия. М.: ВНИИМН, 1985. - Вып. 2. - 78 с.

55. Голованов Ю.В., Макеев А.Н., Ширко Н.В., Ковеза В.М. Тепловой двигатель для привода искусственного сердца// Трансплантация и искусственные органы. М.: НИИГиИО, 1981.-С. 119-121.

56. Дегтярев В.Г., Толпекин В.Е., Попов JIM. и др. Автономное искусственное сердце в ранцевом исполнении. // Трансплантация и искусственные органы М.: НИИТиИО, 1984.-С. 116-118.

57. Заико В.М., Макеев А.Н., Киселев Ю.М. Имплантируемое искусственное сердце. // Трансплангацрм органов. / Тезисы докладов к X Всесоюзной научной конференции по трансплантации органов. -Киев. 1985. С. 239-240.

58. Лаптев A.A., Столяров Ф.А., Перимов Ю.А. и др. Опыт разработки аппаратов вспомогательного кровообращения. // Вспомогательное окровообращение/ Материалы I Всесоюзного симпозиума по вспомогательному кровообращению. -Ташкент, 1980.-С. 169-170.

59. Кузнецов Е.П., Гуськов И.А. Экспериментальный аппарате вспомогательного кровообращения «Синус ВК» // Медицинская техника. —1984. №3. - с. 30-32.

60. Васильев А.И., Клейменов В.А., Климов А.И. Аппарат вспомогательного кровообращения // Электромеханические устройства для медицины / Труды ВНИИ электромеханики. -Т. 59 -М.: ВНИИЭМ, 1979 С. 87-93.

61. Ульянов H.A., Френкель А.Л., Бобров Б.С., Кондауров Е.В. К вопросу о повышении быстродействия электромеханических приводов аппаратов вспомогательного кровообращения // Вспомогательное кровообращение: Мат-лы 1-го Всесоюз. симпозиума. 1980. С. 186.

62. Хачатрян Н.Р. Теоретическое и экспериментальное исследование линейных бесконтактных двигателей постоянного тока для привода аппаратов вспомогательного кровообращения // Автореф. дис. на соиск. учен, степени канд. техн. наук. -М., 1980. 22 с. (МАИ).

63. Хаталин В.М. Разработка и исследование линейного двигателя постоянного тока для экстракорпоральных аппаратов искусственного сердца, работающих накардиомассажер // Автореф. дис. на соиск. учен, степени канд. техн. наук. М., 1980.-23 с. (МАИ).

64. Малышев Г.В., Дамм Э.К., Хатилин В.М. Особенности работы и выбор структурной схемы приводов аппаратов искусственного сердца и вспомогательного кровообращения // Специальные электрические машины / Сборник научных трудов. -Куйбышев: КПтИ, 1983. С. 45-53.

65. Каган В.Г. Электроприводы с предельным быстродействием для систем воспроизведения движений. -М.: Энергия, 1975.-240 с.

66. Ганджа С.А. Оптимизация параметров вентильного моментного двигателя постоянного тока // Автореф. дис. на соиск. учен, степени канд. техн. наук. -Свердловск, 1985.-18 с. (УПИ).

67. Беленький Ю.М., Зеленков Г.С., Микеров А.Г. Опыт разработки и применения бесконтактных моментных приводов. Л.: ДД НТП, 1987. - 28 с.

68. Беленький Ю.М., Епифанова Л.М., Зеленков Г.С. и др. Бесконтактный моментный привод для замкнутых систем автоматического управления // Электротехника. -1986.-№2.-С. 11-14.

69. Блохин К.Л., Чирков С.К. Электропривод искусственного желудочка сердца (ИЖС) // Электрические машины специального назначения / Сборник научных трудов. -Куйбышев: КПтИ, 1985. С. 78-84.

70. Елизарова Т.А. Исследование вентильных двигателей для привода быстродействующих насосных систем возвратно-поступательного типа // Специальные электрические машины / Сборник научн. трудов. Куйбышев: КПтИ, 1983.-С. 100-106.

71. Хачатрян Н.Р. Теоретические и экспериментальные исследования линейных бесконтактных двигателей постоянного тока для привода аппаратов вспомогательного кровообращения. // Автореферат дис. на соиск. учен, степени к.т.н.- М.: МАИ, 1980.-22 с.

72. Хатилин В.М. Разработка и исследование линейного двигателя постоянного тока для экстракорпоральных аппаратов искусственного сердца, работающих на кардиомассажер. // Автореферат дис. на соиск. уч. степени к.т.н. М.: МАИ, 1980 -23 с.

73. Малышев Г.В., Дамм Э.К., Хатилин В.М. Особенность работы и выбор структурной схемы приводов аппаратов искусственного сердца и вспомогательногокровообращения. 11 Специальные электрические машины/ Сборник научных трудов. -Куйбышев: КПтИ, 1983. С. 45-53.

74. Боброс Б.С., Шикулин А.М. Универсальный аппарат вспомогательного кровообращения «Биопульс-4» . Медицинская техника. 1983. - №2 - с. 52-53.

75. J. Chamber et. al. Implantable energy system for cardiac assist device In: Artificial heart program conference proceedings/National Heart Institute, p. 945-961, Vashington. 1969.

76. Altieri F.D. Status of implantable energy system to actuate and control ventricular assist devise. Artif. Organs, 1983, vol. 7. № 1, p. 5-20.

77. Altieri F.D. Status of implantable energy system to actuate and control ventricular assist device. Artif. Organs, 1983, vol.7, №1, p. 5-20.

78. А.с. 1138168 (СССР) Искусственный желудочек сердца/ Московский авиационный институт; Куликов Н.И., Иткин Г.П. и др.- Заявл. 03.10.83 №3648000/28-13; опубл. в Б.И. №5,1985.

79. А.с. 1192815 (СССР) Искусственный желудочек сердца/ Московский авиационный институт; Куликов Н.И., Иткин Г.П. и др. Заявл. 15.05.84 №3739481, опубл. в Б.И. №43,1985.

80. Патент на изобретение РФ №2140793. Имплантируемый искусственный желудочек сердца./ Научно-исследовательский институт трансплантологии и искусственных органов; Куликов Н.И. и др. Заявл. 24.12.97 №97122219/14, опубл. в Б.И. №31, 1999.

81. Шумаков В.И., Толпекин В.Е., Мелемука В.И. Пневматические и гидравлические системы вспомогательного кровообращения и искусственного сердца. Медицинская техника, 1990,5,3

82. Киселев Ю.М., Макеев А.Н., Ковеза В.М. Вспомогательная система кровообращения с электромеханическим приводом «Импульс 1». Вестник трансплантологии и искусственных органов. М: 1981.-С. 114.

83. Bums J., Shumacher Н. Implantable mechanical cardiac substitute. Cardiovasc. surg. 1968, 9.№ 1,164.

84. Frazier O. Cardiac assist devices. Texas Heart Instil J. 1986.9,442.

85. Frazier O. Rose E., Macmanns 0. Multicenter clinical evaluation of the Hart Mate 1000 JP LVAD. Ann. thorac. Surg. 1992.53.1080.

86. Mohmood A.K., Courtnec J., Westahy S. Critical review of current left ventricular assist devices. Perfusion. 2000,15,399.

87. Шумаков В.И., Косенко Р.П., Кремнев В. Системы обработки данных для ююю при имплантации искусственного сердца. Материалы Ш конференции по кибернетике. М: 1978,16.

88. Браунвальд Е., Росс Д. и др. Механизмы сердца в норме и при недостаточности. М.: Медицина. 1974.

89. Гайтон А. Минутный объем крови и его регуляция, (перевод с англ.) М.: 1969.

90. Pierce W., Sapirstein J., Рае W. Total artificial heart: from bridge to transplantation to permanent use. Ann. Thorac Surg. 1996,61:342.

91. Kwan-Gett C., Crosby M., Schoeberg A. et al. // Trans. Amer. Soc. Artif. Intrin. Organs. 1968. V.14. P. 284.

92. Иткин Г.П., Кремнев B.A., Сумин A.B. Анализ современных тенденций в построении систем управления искусственным сердцем. Трансплантация органов в клинике и эксперименте и искусственные органы. М. 1978,179 с.

93. Pierce W., Myers J., Donachy J. Approach to the artificial heart. Surgery. 1981,90:137.

94. Kolff W., Deeb G. Artificial heart and left ventricular assist, device. J. Surgical clinic of North America. 1985,65,N.3.

95. Crumn K., Kwanwilkar L., Long J., et al. In vitro analysis of an atrial shunt in balancing atrial shunt in balancing an electro hydraulic total. ASAJO ftansoction, 1990, №3, c. 254.

96. Ott R., Gutfinger D., Mills T. The role of pneumatic VADs in reversible myocardial injury. In: Ott R, Gutfinger D., Gazzaniga A. (eds), Cardiac Surgery: State of the Art Reviews, Philadelphia, Hanley & Belfus, 1993, p. 287.

97. Portner P., Oyer P., Miller P. et al. Evaluation of the solenoid actuator LVAS: integration with pusher plate pump for intafdomind implantation. Proc. Soc. Artif. organs. 1978, №5, p. 55.

98. Sherman S.W., Daly B.D. et all. A transcutaneous energy transmission system for high power prosthetics. Proceeding of AAM Annual meeting May 1983, p. 16. Association for Advoncement of Medical Instrumentation, Arlington, USA.

99. Portner P. Laforge D., Pitzele S. Electrical Energy Transmission Technique Development. Annual Report to Devices and Technology Branch, DHVD, № HLB J.

100. Imachi K., Chinzei Т., Ane Y. et all. The distributed artificial heart in the next generation. ASAIO, abstracts, 1993, p. 10.

101. Гулия H.B. Накопители энергии. M., 1980, с. 3 5.

102. Дасоян М.А., Русин А.И., Бигин А.П. Современные состояния и перспектива развития научных исследований в области кислотных аккумуляторов. Химические источники тока. JI., 1984, с. 15.

103. Орлов В.А. Малогабаритные источники питания. JL, Энергия, 1969, с. 157.

104. Шапот М.Б., Ужинов Б.Б., Константинов В.В. Состояние и перспективы развития производства никель-железных и никель-кадмиевых аккумуляторов. JI., Энергия. 1975. Вып. 10, с. 147.

105. Елизарова Т.А., Иткин Г.П. Куликов Н.И. Электропривод искусственного желудочка сердца/ Тезисы докладов IX Всесоюзной конференции по пересадке органов и тканей. — Тбилиси, 1982.

106. Егоров Т.Л., Киселев Ю.Н., Кремнев В.А. и др. Существующие и перспективные конструкции имплантируемых искусственных сердец. Тезисы докладов 7-й Всесоюзной конференции по пересадке органов и тканей. Ростов-на-Дону, 1976, с. 205.

107. Клейменов В А. Электромеханический привод для медицинских аппаратов. Труды ВНИИ- ЭМ. М., 1979. с. 107.

108. Лидоренко Н., Власов В., Каричев 3. Имплантируемое ИС с электрохимическим преобразователем. Труды I Советско-американского симпозиума по ИС и вспомогательному кровообращению. Деп. ВИНИТИ, РЖ -Механика, 1980, №3,83.

109. Локшин Л.С., Осипов В.П., Прелатов В.А. и др. Обход левого желудочка роликовым насосом у кардиохирургических больных. Впомогательное кровообращение. Материалы П Всесоюзного симпозиума по вспомогательному кровообращению. Тбилиси. 1987. С. 15.

110. Петровский Б.В., Шумаков В.И. Имплантируемое в организм искусственное сердце. Кардиология 1967, №8,14.

111. Супер H.A. Экспериментальное обоснование создания аппаратов искусственного кровообращения для вспомогательной и региональной перфузии. Дисс. канд. мед. наук. М., 1966.

112. Толпекин В.Е. Вспомогательное кровообращение. Дисс. док. мед. наук. Москва, 1978.

113. Толпекин В.Е., Писаревский А.А., Иткин Г.П. и др. Искусственное и вспомогательное кровообращение и оксигенация крови в трансплантологии и интенсивной терапии. Трансплантология. Руководство под редакцией В.И. Шумакова. 1995,160.

114. Шумаков В.И., Толпекин В.Е., Кормер АЛ. Клигогко-экспериментальньш опыт разработки вспомогательного кровообращения. В кн.: Проблемы трансплантации и искусственных органов. М., 1994, 88 с.

115. Шумаков В.И., Толпекин В.Е., Киселев Ю.М. Разработка портативных систем вспомогательного кровообращения и искусственного сердца. Трансплантология и искусственные органы. 1995,3-4,75.

116. Aber G. Akkerman J., Svejkovsky P. et. al.: Development of the NASA/Baylor axial flow ventricular assist devise. ASAIO, abstract, 1993,40.

117. Altieri F., Watson J. Implantable ventricular assist systems. Artificial Organs, 1987, 11,3,237.

118. Babatasi J., Masetti M., Jerard J. et. al.: Assistance circulatory per ventriculare pneumatique pulsatie medos VAD Les Journese de la Pitie. 1995,268.

119. Bolman R.III, Cox J., Marshall W. et. al. Circulatory support with a centrifugal pump as a bridge to cardiac transplantation. Ann. Thorac Surg. 1989,47,108.

120. Куликов Н.И., Бертинов А.И., Елизарова Т.А., Чирков С.К. Об улучшении качественных показателей привода насосов систем вспомогательного кровообращения. Вспомогательное кровообращение. Ташкент: Медицина, 1980 г. (0,1 п. л.)

121. Куликов Н.И. Некоторые вопросы проектирования и расчета вентильных двигателей постоянного тока. Машинно-вентильные системы, коммутацияколлекторных электрических машин. Межвузовский сборник научных трудов, Куйбышев: 1981 г. (0,25 пл.)

122. Куликов Н.И., Бут Д.А., Зечихин Б.С., Орлов Н.Г., Рыжиков Е.Д., Старовойтова Н.П. К вопросу использованием магнитов из РЗМ в электромеханических системах преобразования энергии. -Тр./ Моск. энерг. ин-т., 1984, вып. 32.

123. Куликов Н.И. Бут Д.А. Elastically secured rotor motors. Elec/ Tech. USSR, 1984, p. 95-111.

124. Куликов Н.И., Елизарова T.A., Иткин Г.П., Патласов С.И., Чирков С.К. Система косвенного определения ударного выброса сердца внутриаортальным насосом-баллончиком. Медицинская техника. 1986, №2.

125. Куликов Н.И., Елизарова Т.А. Вентильные двигатели с зубцовым и гладким якорем. Применение постоянных магнитов в электромеханических системах. -Тр./Моск. энерг. ин-т., 1987, вып. 32.

126. Куликов Н.И., Елизарова Т.А. Электромагнитные нагрузки тихоходных вентильных двигателей с естественным охлаждением. Электротехника, 1988 г., № 8.

127. Куликов Н.И. Выбор параметров цепи обратной связи вентильных двигателей с релейной системой стабилизации частоты вращения. Специальные электрические машины. Сб. научн. трудов. Куйбышев: Изд-во КПтИ, 1989 г. (0,5 п.л.)

128. Куликов Н.И., Елизарова Т.А. Электромагнитные и тепловые нагрузки быстроходных вентильных двигатели. Электротехника, 1990 г., №6.

129. Куликов Н.И., Елизарова Т.А. Сравнительный анализ вентильных двигателей различного конструктивного исполнения по удельным показателям. -Электромеханика, Изв. ВУЗов, 1990, № 6. (0,6 п.л.)

130. Куликов Н.И., Елизарова Т.А. Влияние параметров активных материалов на удельные показатели вентильных двигателей. Электромеханика, Изв. ВУЗов, 1990, №7. (0,6 п. л.)

131. Куликов Н.И., Киселев Ю.М., Чирков С.К. Электрические двигатели для частично-автономных систем вспомогательного кровообращения и искусственного сердца. Медицинская техника, 1990 г., № 5.

132. Куликов Н.И., Елизарова Т.А. Исследование влияния конструктивных параметров и геометрии активной зоны на удельные показатели вентильных двигателей. Электричество, 1991 г., №2. (1 пл.)

133. Куликов Н.И., Елизарова Т.А., Куликова Т.В., Хрупачев О.Ю. Исследование и разработка быстродействующих вентильных двигателей. Электричество, 2002, №5.

134. Елизарова Т.А., Иткин Г.П., Куликов Н.И. Электропривод искусственного желудочка сердца / Тезисы докладов IX Всесоюзной конференции по пересадке органов и тканей. Тбилиси, 1982. - с.247-248.

135. Елизарова Г.А. Исследование вентильных двигателей для привода быстродействующих насосных систем возвратно-поступательного типа // специальные электрические машины / Сборник научных трудов. Куйбышев: КПТИ, 1983,-с. 100-106.

136. Патент РФ на изобретение № 2081497. Вентильный двигатель с датчиком Холла для привода механизмов бытовой и медицинской техникиЖуликов Н.И. -№50588133/07; Заявл. 07.08.92, опубл. в Б.И. №34,2004.

137. Патент РФ на изобретение № 456181. Имплантируемый искусственный желудочек сердца. / Шумаков В.И., Куликов Н.И. и др. №2004138/62; Заявл. 28.12.04, опубл. в Б.И. №15,2005.

138. Кривилев A.B. Основы компьютерной математики с использованием системы MAIL AB. M.: Лекс-Книга, 2005.-496 с.

139. Дьяконов В. Simulink 4. Специальный справочник. СПб: Питер, 2002. -528 с.

140. Бут Д.А. Основы электромеханики. М.: Издательство МАИ, 1996.

141. Вольдек А.И. Электрические машины. М.: Энергия, 1978.728 с.

142. Иванов-Смоленский A.B. Электрические машины: Учеб. для вузов. — М.: Энергия, 1980.-928с.

143. Аракелян А.К., Афанасьев A.A., Чиликин М.Г. Вентильный электропривод с синхронным двигателем и зависимым инвертором. Под ред. М.Г. Чиликина. М.: «Энергия», 1977.-224 с.

144. Копылов И.П., Фрумин В .Л. Электромеханическое преобразование энергии в вентильных двигателях. -М.: Энергоатомиздат, 1986. -168 с.

145. Овчинников И.Е. Теория вентильных электрических двигателей. Л.: Наука, 1985.-164 с.

146. Адволоткин Н.П., Гращенков В.Т., Лебедев Н.И., Овчинников И.Е., Стыцына А.К. Управляемые бесконтактные двигатели постоянного тока. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1984. -160 с.

147. Дубенский A.A. Бесконтактные двигатели постоянного тока. М. : «Энергия», 1967.

148. Сабинин Ю.А. Электромашинные устройства автоматики: Учебник для вузов. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1988. - 408 с.

149. Электропривод летательных аппаратов: Учебник для авиационных вузов / В.А. Полковников, Б.И. Петров, Б.Н. Попов и др.; Под общ. ред. В.А. Полковникова. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1990.352 с.

150. Чиликин М.Г. Общий курс электропривода. М. : Госэнергоиздат, 1960.472 с.

151. Свечарник Д.В. Электрические машины непосредственного привода: Безредукторный электропривод. -М.: Энергоатомиздат, 1988.-208 с.

152. Аски М. Введение в методы оптимизации М: Наука, 1977.

153. Банди Б. Методы оптимизации. Вводный курс. М: Радио и связь, 1988. -128 с.

154. Батищев Д.И. Поисковые методы оптимального проектирования. М.: Советское радио, 1975. - 216 с.

155. Бахвалов Н.С., Жидков Н.П., Кобельков Г.М. Численные методы. M.: Лаборатория Базовых Знаний, 2002. - 632 с.

156. Буг Д.А. Бесконтактные электрические машины. М.: Высшая школа, 1990.

157. Сергеев П.С., Виноградов Н.В., Горяинов Ф.А. Проектирование электрических машин. Изд. 3-е. М.: Энергия, 1969, - 632 с.

158. Ледовский А.Н. Электрические машины с высококоэрцитивными постоянными магнитами. M.: Энергоатомиздат, 1985. -168 с.

159. Зечихгш Б.С., Старовойтова Н.П., Алексеев И.И, Клейман М.Г. Особенности электромагнитного расчета генераторов с редкоземельными постоянными магнитами. Электричество, 1985, № 11,27-30 с.

160. Зечихин Б.С., Старовойтова Н.П., Цыбакова О.Ю. Электромагнитные поля и параметры синхронных машин с редкоземельными постоянными магнитами без полюсных наконечников. Электромеханика, 1988, № 5,35-42 с.

161. Зечихин Б.С., Куприянов А.Д., Сыроежкин Е.В. Автоматизированное проектирование бесконтактных синхронных машин. Электричество, 2002, № 5.

162. Осин И.Л., Шакарян Ю.Г. Элегарические машины: Синхронные машины: Учеб. пособие для вузов по спец. «Электромеханика» /Под ред. И.П. Копылова. -М.: Высш. ипс., 1990.304 с.

163. С. Орлов // Электронные компоненты. 2000, №4, с. 54 63.

164. В. Менухов//Элекгронные компоненты и технологии. 2000, №5, с. 59-62.

165. A.A. Таганова, Ю.И. Бубнов. Герметичные химические источники тока. Способы и устройства заряда. СПб.: «Химиздат». 2002. -176 с.

166. С. Пряхин //Компоненты и технологии. 2002, №2, с. 8 -12.

167. A.A. Таганова, И.А. Пак. Герметичные химические источники тока для портативной аппаратуры. СПб.: «Химиздат». 2003. 208 с.

168. И.А.Кедринский, В.ГЛковлев. Li-ионные аккумуляторы. ИПК «Платина», Красноярск. 2002 г. 266 с.

169. A.M. Скундин, О.Н.Ефимов, О.В.Ярмоленко // Успехи химии. 2002, т. 71, №4, с. 378-398.

170. Перспективы развития и применения литий-ионных источников тока. Материалы научно-практической конференции 17-18 февр. 2004 г. Коллектив авторов. СПб.: «Отраслевые журналы», 152 с.

171. С.Б. Орлов, В.М. Суслов, В.П. Тарасов. Материалы. УШ межд. конф.

172. Фундаментальные проблемы преобразования энергии в литиевых электрохимических системах, Екатеринбург, 4-8 окт. 2004. Изд. дом «Зебра», с.6-9.

173. A.B. Краснобрыжий. Материалы. УШ межд. конф. Фундаментальные проблемы преобразования энергии в литиевых электрохимических системах, Екатеринбург, 4-8 окт. 2004. Изд. дом «Зебра», с.15-16.

174. А. Щукин, С. Воронин 11 Силовая электроника. 2004. №1. С.76-78.

175. Защитное устройство для литиевых аккумуляторов. О .J. Wendell, AJ. Burns, М. Georgina. Патент США №6608470. МПК Н 02 J 7/00. Опубл. 17.06.2004.

176. Устройство контроля за процессом разряда и заряда аккумуляторов. A.G. Procos, Р. Adelmann, М. Adema. Заявка Германии №10235139. МПК G 01 R 31/36. Опубл. 19.02.2004.

177. А.И. Груздев, A.B. Кузовков, Н.И.Куликов, Д.В.Сухов. Материалы. VIII межд. конференции. Фундаментальные проблемы преобразования энергии в литиевых электрохимических системах, Екатеринбург, 4-8 окт. 2004. Изд. дом «Зебра», с.55-57.

178. Интегральная схема для защиты батареи. A. Stellberger, М. Keller, R. Hulss, F. Kronmuller. Патент США №6580250. МПК Н 01 М 10/46. Опубл. 17.06.2004.

179. Y.M.Volfkovich, P.A.Shmatko. Тне 8-th international seminar on double layer capacitors and similar energy storage devices, 7 December 1998, Florida-Deerfieldbiasch, special issue.

180. Егоров T.JI., Киселев Ю.Н., Кремнев B.A. и др. Существующие и перспективные конструкции имплантируемых искусственных сердец. Тезисы докладов 7-й Всесоюзной конференции по пересадке органов и тканей. Ростов-на-Дону, 1976, с. 205.

181. A.C. 1210804. Имплантируемый насос крови / НИИТиИО, Лукьянов А.Е., Киселев Ю.М.Шумакова В.И., -Заявл. 16.08.83 №3659615, опубл. вБ.И. №6,1986.

182. Рзаев М.Н. Искусственные желудочки сердца и методы их подключения. Дисс. канд. мед. наук. М., 1976, с. 179.

183. Шумаков В.И., Егоров Т.А., Дробышев В.А. и др. Ортотонический протезсердца из силиконовой резины. Научные труды НИИТиИО МЗ РФ. Трансплантация почки и искусственные органы. М., 1976, с 179.

184. Шумаков В.И., Толпекин В.Е. Вспомогательное кровообращение. В кн. «Искусственные органы» под ред. Шумакова В.И., М., 1990,36 с.

185. Шумаков В.И., Алферов А.В., Матвеев Ю.Г. и др. Первый клинический опыт двухэтапной трансплантологии сердца через обход левого желудочка. Вестник трансплантологии и искусственных органов. М., 1997, №4, с.6.

186. Шумаков Д.В. Первый опыт двухэтапной трансплантологии сердца. Дисс. канд. мед. наук, М., 1998.

187. Шумаков В.И., Толпекин В.Е. Искусственное сердце — состояние проблемы и перспективы. Вестник трансплантологии и искусственных органов. М., 1999, №1, с.29.

188. Искусственное сердце (В.И. Шумаков, И.К. Зимин и др.) / Отв. ред. Б.В. Петровский. Л: Наука, 1980.-371 с.

189. Ландау Л.Д, Лифшиц Е.М. Гидродинамика. М.: Наука, 1988. - 736 с.

190. Проведение экспериментальных работ по визуализационным исследованиям структуры течения в ИЖС // Итоговый науч.-техн. отчет МФТИ. Долгопрудный: МФШ, 2000.-31 с.

191. Создание электромеханической имплантируемой системы обхода левого желудочка сердца: Медико-технические требования. Москва, 2001.

192. Шумаков В.И., ГанинВЛ., Толпекин В.Е., Шумаков Д.В., Морозов В.В., Жданов А.В. Вживляемый искусственный желудочек сердца / Патент РФ № 2180858 (МПК 7 А61 М 1/12). -Бюл. № 9 от 27.03.2002.

193. ANSYS Theory reference. Release 5.6 / Ed. by P. Kohnke. Canonsburg, 1994. -1286 p.

194. Blood Compatible Design of a Pulsatile Blood Pump Using Computational Fluid Dynamics and Computer-Aided Design and Manufacturing Technology // Artificial Organs 2003; 27:61-67.

195. Dumont K., Segers P., Vandenberghe S., Van Nooten G., Verdonck R. Omnicarbon™ 21 mm aortic valve prosthesis: In vitro hydrodynamic and echo-doppler study // Int J Artif Organs 2002; 25:783-790.

196. JuferM. A totally implantable electrical heart // The Journal of Heart Transplantation 1985; vol. IV, 5:496-498.

197. Klaus S., Korfer S., Mottaghy K., Reul H., Glasmacher B. In vitro blood damage by high shear flow: Human versus porcine blood // Int J Artif Organs 2002; 25:306-312.

198. OkamotoK., Fukuoka S.-I., MomoiM., IwasawaE., WatanabeK., MitamuraY. FEM and CAD/CAM technology applied for the implantable LVAD // Journal of Congestive Heart Failure and Circulatory Support 2001; Vol. 1,4:391-398.

199. Sasaki T, Takatani S., Shiono M., Sakuma I., Glueck J., Noon G.P. NoseY., DeBakey M.E. Development of a totally implantable electromechanical artificial heart systems: Baylor Ventricular Assist System//Artifitial Organs 1992; 16(4):407-413.

200. Takatani S., Shiono M., Sasaki Т., Glueck J., Noon G.P. Nose Y, DeBakey M.E. Development of a totally implantable electromechanical total artificial heart: Baylor TAH //Artifitial Organs 1992; 16(4):398-406.

201. Thoratec Ventricular Assist Device. Direction for Use, 1998.

202. Wolner E., Wieselthaler G.M., Thoma H., Losert U.M. Estimation of wall shear stress in bypass grafts with computational fluid dynamics method // Int J Artif Organs 2001;24:636-641.

203. Zimmer R., Steegers A., Paul R., Affeld K., Reul H. Velocities, shear stresses and blood damage potential of the leakage jets of Medtronic Parallel bileaflet valve // Int J Artif Organs 2000; 23:41-48.

204. Басов Н.И., Брагинский В.А., Казанков Ю.В. Расчет и конструирование формующего инструмента для изготовления изделий из полимерных материалов. -М.: Химия, 1991.-352 с.

205. Основы конструирования и расчета деталей из пластмасс и технологической оснастки для их изготовления / Мирзоев Р.Г., Кугушев И.Д., Брагинский В.А. и др. -Л.: Машиностроение, 1972.-416 с.

206. Калинчев Э.Л., Саковцева М.Б. Выбор пластмасс для изготовления и эксплуатации изделий: Справочное пособие. Л.: Химия, 1987.-416 с.

207. Мирзоев Р.Г., Кугушев И.Д., Брагинский В.А. и др. Основы конструирования и расчета деталей из пластмасс и технологической оснастки для их изготовления. -Л.: Машиностроение, 1972.-С. 17-21.

208. Rahner S. Progress in Materials Standardization. Inj. Mold. Int., June/July 1998.

209. Филатов В.И., Лаврентьев K.K., Егорова C.P. Методика выбора марки пласшассы. Л.: ЛДНШ, 1982. - 20 с.

210. Plastics and thermoplastic elastomers/materials. Minnesota Rubber, 1999.

211. Термопластичные полиуретаны. Каталог. Черкассы: НИИТЭХИМ, 1983. -13 с.

212. MalotaZ., NawratZ., KostkaP. The computer flow simulation analysis for optimalisation the heart prostheses design // The International Journal of Artificial Organs. -1998.-Vol. 21.-No. 10.-P. 645.

213. PinottiM., AndradeA., MagalhaesG, and others. Flow visualization in the Brazilian auxiliary artificial heart // The International Journal of Artificial Organs. 2000. -Vol. 23.-No. 8.-P. 543.

214. Nawrat Z., Malota Z., Kostka P. The BioFlow simulation system for optimalisation the heart prostheses design // The International Journal of Artificial Organs. 1999. -Vol. 22.-No. 6.-P. 399.

215. OkamotoK., FukuokaS.-I., MomoiM. and others. FEM and CAD/CAM technology applied for the implantable LVAD //Journal of Congestive Heart Failure and Circulatory Support. 2001. - Vol. 1. - No. 4. - P. 391-398.

216. СергевнинаН.С. Моделирование гемодинамики искусственного желудочка сердца с подвижной мембраной // Физика и радиоэлектроника в медицине и экологии: Доклады VI Междунар. науч.-техн. конф. Владимир: ВООО «Рост», 2004. - Кн. 1.-С. 175-176.

217. TolpekinV., KulikovN., ShumakovD., MorozovV. and others. Implanted artificial left ventricle // The International Journal of Artificial Organs. 2004. - Vol. 27. -No. 7.-P. 600.

218. Morozov V.V., SergevninaN.S., KosterinA.B. CAE simulation of hemodynamics in artificial heart ventricle with moving membrane // The International Journal of Artificial Organs. 2004. - Vol. 27. -No. 7. - P. 627.

219. Математическое моделирование гемодинамики в камере искусственного желудочка сердца / Отчет ООО «Рус-Атлант», рук. работ Морозов В.В., исполн. Куликов Н.И. и др. №ГР 01.2.00402956, инв. 02200502850, М., 2005 188 с.

220. Okamoto К., Fukuoka S.-L, Momoi M., Iwasawa E., Watanabe K., Mitamura Y. FEM and CAD/CAM technology applied for the implantable LVAD // Journal of Congestive Heart Failure and Circulatory Support. 2001; Vol. 1,4:391-398.

221. ANSYS Theory reference. Release 5.6 / Ed. By P. Kohnke. Canonsburg, 1994. -1286 p.

222. Plastics and thermoplastic elastomers/materials. Minnesota Rubber, 1999.

223. Калинчев Э.Л., Саковцева М.Б. Выбор пластмасс для изготовления и эксплуатации изделий: Справочное пособие. Л.: Химия, 1987.-416 с.

224. Термопластичные полиуретаны. Каталог. Черкассы: НИИТЭХИМ, 1983. -13 с.

225. Математическое моделирование гемодинамики в камере искусственного желудочка сердца // Отчет о НИР по договору № 2926/03 за II этап. Владимир: ВлГУ, 2004.-51 с.

226. Термопластичньш полиуретан Витур: Каталог продукции ООО НПФ «ВИТУР». Владимир, 2002. -16 с.

227. Информационный портал RPM технологий (on-line). http://www.rpm-novation.com/.

228. Евсеев A.B., КамаевСБ., КоцюбаЕВ. и др. Изготовление физических моделей методом стереолитографии // Автоматизация проектирования. 1999. -№2.

229. Куликов Н.И., Рыжиков Е.Д. К вопросу определения равномерности вращения вентильных двигателей. Специальные электрические машины. Куйбышев, 1983.-С. 106-112.

230. Разработка электромеханического модуля имплантируемого искусственного желудочка сердца: Отчет о НИР / ООО «РЭЛМА»; Руководитель работы Н.И. Куликов № ГР 01.2.00402955; Инв. № 0220.0502441. - М., 2005. - 85 с.

231. Куликов Н.И., Елизарова Т.А. Исследование влияния конструктивных параметров и геометрии активной зоны на удельные показатели вентильных двигателей. Электричество, 1991, №2.-С. 28-35.

232. Устройство управления бесконтактным двигателем постоянного тока. А.С. 440749 (СССР) / Дубенский А.А., Куликов Н.И. и др. №1815764/24-7; Заявл. 21.07.72 Опубл. в Б.И. №31,1974.

233. Вентильный электродвигатель. А.С. 824382 (СССР) / Куликов Н.И., Бабак А.Г. -№2791414/24-7; Заявл. 40.07.79; Опубл. в Б.И. №15,1981.

234. Синхронизированный вентильный двигатель. А.С. 1251279 (СССР) Куликов

235. H.И., Патласов СЛ. и др. №3789680; Заявл. 10.07.84; Опубл. в Б.И. №30,1986.

236. Куликов Н.И., Елизарова Т.А. Области рационального использования вентильных двигателей различного конструктивного исполнения. Вентильные электромеханические системы с постоянными магнитами, М.: МЭИ, 1989.-С. 79-80.

237. Куликов Н.И., Куликова Т.В., Патласов С.И. Равномерность вращения вентильных двигателей с магнитомягкими полюсами индуктора. М.: МЭИ, 1989. -С. 86-87.

238. Иткин Г.П., Куликов Н.И., Дробышев А.А., Иткин М.Г., Конышева Е.Г., Сухов Д.В. Синтез алгоритма автоматического управления имплантируемым вспомогательным желудочком. Вестник трансплантологии и искусственных органов, 2002 г., №3. - С. 103.

239. Tolpekin V., Kulikov N., Shumakov D. et al. Implanted artificial left ventricle. J. Artif. Organs. 2004, V 27, № 7, p. 600.

240. Куликов Н.И., Елизарова T.A. Патласов С.И. Удельные показатели вентильных двигателей с зубцовым и гладким якорем. Вестник ноу-хау, 1992 г., №1.-С. 48-52.

241. Бут Д.А., Ковалев JI.K., Куликов Н.И. Special electrical machines-perspectives. Proceeding of the 5 international conference on unconventional electromechanical and electrical systems, 2001.