автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.05, диссертация на тему:Создание и исследование мехатронного модуля имплантируемой системы вспомогательного кровообращения

На правах рукописи«

НОВИКОВА Юлия Александровна

I,

СОЗДАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАТРОННОГО МОДУЛЯ ИМПЛАНТИРУЕМОЙ СИСТЕМЫ ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ

Специальность 05.02.05 - Роботы, мехатроника и

робототехнические системы

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Владимир 2003

Работа выполнена на кафедре «Технология машиностроения» Владимирского государственного университета

Научный руководитель - доктор технических наук,

профессор В.В. Морозов

Официальные оппоненты - доктор технических наук,

профессор С И. Малафеев

кандидат технических, наук, доцент Н И. Куликов

Ведущее предприятие - НИИ трансплантологии и

искусственных органов МЗ РФ, г. Москва

Защита состоится «_»_2003 г. в_час. в ауд. 211-1 на

заседании диссертационного совета Д.212 025 05 Владимирского государственного университета по адресу: 600000,1. Владимир, ул. Горького, 87

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Владимирского государственного университета

Автореферат разослан «_»_2003 г

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просьба направлять по вышеуказанному адресу ученому секретарю диссертационного совета (тел. (0922) 27-98-21, факс (0922) 23-33-42)

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор технических наук, профессор

|Ко:г^зльный шсгллщ1

А Тихомиров

I ?8>7& 1

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Сердечно-сосудистые заболевания занимают первое место среди причин смерти. Современная кардиология все настойчивее ставит вопрос о расширении применения технических средств и устройств частично или полностью, временно или постоянно замещающих насосную функцию пораженного сердца В последние десятилетия параллельно с трансплантацией бурно развивается одно из новых направлений в технике и медицине - создание искусственных органов.

В решении этой проблемы можно выделить два основных направления: (1) постоянная замена естественного органа протезом, полностью заменяющим насосную функцию сердца и способного длительные годы поддерживать кровообращение - искусственное сердце; (2) временная замена функции на период лечения сердца до восстановления его функциональной способности К последнему направлению относятся методы временной помощи сердцу и замены его нагнетательной функции механическими устройствами, объединенными понятием «вспомогательное кровообращение» (ВК).

Вспомогательное кровообращение основано на лечении сердечной недостаточности с помощью механических устройств, подключаемых к сердечно-сосудистой системе и функционирующих параллельно с естественным сердцем После восстановления адекватной сократительной способности миокарда ВК прекращается Чаще всего ВК показано, если изменения в миокарде носят хотя и тяжелый, но временный и совместимый с жизнью характер, например, кардиогенный шок, острая сердечная недостаточность, нестабильная стенокардия, ушибь! сердца и др.; поддержание адекватной гемодинамики у больных перед пересадкой сердца.

В последние годы в мире наблюдается тенденция увеличения количества операций по имилангдцш механических аппаратов, поддерживающих сердечную деятельность, так как пересадка донорского органа связана со многими неразрешимыми биоло! ическими и социальными проблемами и не может обеспечить всех нуждающихся Сегодня полностью удовлетворить потребность в донорских сердцах не удается (в России сейчас наблюдается до 5 тыс П01енциапьных пациентов для подключения системы вспомогательного кровообращения), поэтому чрезвычайно актуальной является задача по созданию автономных имплантируемых систем вспомогательного кровообращения (ИСВК) и искусственного сердца.

Цель работы. Создание методов проектирования моноблочных меха-тронных модулей поступательного перемещения как исполнительных устройств имплантируемой системы вспомогательного кровообращения

РОС. национальна*

ВМБЛИОТЕКА

оэ *»

Для достижения этой цели необходимо решить следующие основные задачи:

1 Разработать математическую модель динамики моноблочного меха-тронного модуля (МТМ) в составе имплантируемой системы вспомогательного кровообращения, замещающей насосную функцию естественного сердца.

2. Провести анализ динамики моноблочного мехатронного модуля в составе ИСВК. На основе проведенного анализа сформулировать силовые и энергетические требования к модулю ИСВК

3. .Определить законы управления мехатронным модулем, обеспечивающие требуемую динамику сердечного выброса Разработать алгоритмы цифрового управления в соответствии с полученными законами

4 Исследовать температурные режимы в длительно работающей ИСВК, разработать методику синтеза модулей с минимальным тепловыделением.

5. Разработать инженерную методику проектирования модуля ИСВК, удовлетворяющего условиям имплантации и длительно замещающего насосную функцию естественного сердца, включающую методики синтеза по минимуму потребляемой мощности, синтез! законов управления и синтеза схемы исполнительного механизма.

6 Провести экспериментальные исследования с целью проверки адекватности предложенных моделей и удовлетворения медико-техническим требованиям, предъявляемым к приводам ИСВК,

Научную новизну работы составляют:

• математическая модель динамики мехатр«нного моноблочного привода в составе ИСВК и ее динамические характеристики;

• законы управления мехатронным приводом, эбеспечивающие требуемую динамику сердечного выброса;

• методика синтеза привода ИСВК, включающая методики синтеза по минимуму потребляемой мощности, синтеза заковдв управления и синтеза схемы исполнительного механизма.

Практическая ценность работы заключается в следующем

• полученные аналитические и численные зависимости позволяют проводить синтез мехатронных моноблочных приводов портативных систем управления;

• разработанные методики проектирования позволяют создавать имплантируемые системы вспомогательного кровообращенш в соответствии с медико-техническими требованиями

Я .

\»Т >

Реализация результатов. Полученные результаты использовались при разработке ряда электромеханических приводов и мехатронных модулей по заказу НИИ трансплантологии и искусственных органов МЗ РФ (НИИТиИО, г. Москва)' приводов искусственного сердца, имплантируемой системы вспомогательного кровообращения, искусственных желудочков сердца.

Результаты работ использованы при выполнении 2 хоздоговорных НИР с НИИТиИО (№№ 2505/01 2838/03) и 2 госбюджетных НИР: ГБ-282 по научно-технической программе Минобразования РФ «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники» (подпрограмма 204 «Технологии живых систем»), Г-262 по гранту Минобразования !>• РФ по фундаментальным исследованиям в области естественных наук (раздел

6 «Биология»).

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы г докладывались и обсуждались на Международной научно-технической кон-

ференции «БИОМЕДПРИБОР-2000» (Москва, 2000 г.); 11 Международной электронной научно-технической конференции «Автоматизация и информатизация в машиностроении» (Тула, 2001 г.); Третьей международной молодежной школе-семинаре БИКАМП-01 (С.-Петербург, 2001г.); IV Международной научно-технической конференции «Производственные технологии и качество продукции» (Владимир, 2001 г.); 3-й Российской научно-технической конференции «Медико-технические технологии на страже здоровья» (Москва, 2001 г.); 1 и 11 Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы машиностроения» (Владимир, 2001, 2002 гг.), V Международной научно-технической конференции «Физика и радиоэлектроника в медицине и экологии» (Владимир, 2002 г.); XXIX Конгрессе ЕБАО (Европейского Общества Искусственных Органов) (Вена, Австрия, 2002 г.). 2-й Европейской конференции по медико-биологической технике ЕМВЕС'02 (Вена, Австрия, 2002 г.): XII Международной конференции по ^ вычислительной механике и, современным прикладным программным систе-

мам (Владимир, 30 июня - 5 июля 2003 г ).

Публикации. По материалам, изложенным в диссертации, опубликовано I 11 работ и 3 работы находятся в печати

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения,. пяти глав, выводов и приложения Общий объем 123 страниц., включая 46 рисунков и графиков на 36 страницах, 28 таблиц Библиографический список содержит 93 наименования Приложение содержит акт внедрения результатов работы на I странице

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулирована научная новизна работы, изложены положения, выносимые на защиту.

В первой ,иаве проведен анализ требований к имплантируемой системе вспомогательного кровообращения, дан обзор существующих систем ВК, анализ применения приводов и обоснование моноблочных мехатронных конструкций. Среди существующих ИСВК наиболее распространены пневматические и гидравлические системы - широко используются для стационарных систем, поскольку требуют дополнительных устройств (например, компрессоров), обладают невысокой долговечностью, надежностью, низким КПД, электромеханические системы - наиболее приемлемы для использования в имплантируемых устройствах, поскольку обладают хорошими регулировочными свойствами и высокими динамическими показателями при высокой надежности и большом сроке службы.

Прямое использование крутящего момента двигателя возможно только в системах ВК с роторными насосами. Однако их применение может приводить к тромбообразованию и травмам крови. Применение устройств с пульсирующим кровотоком, наиболее приближенным к естественному, позволяет избежать этих проблем. Линейные и линейно-шаговые системы ВК обеспечивают возвратно-поступательное движение рабочего органа без дополнительных преобразователей, однако КПД таких систем около 1%. Повышения КПД в них добиваются путем установки накопителей механической энергии. По такому принципу построены наиболее известные системы ВК NOVA.COR фирмы Baxter (США), которые успешно применяются на практике. Приемлемые для имплантации габариты системы и вес, а также широкие функциональные возможности, обеспечиваемые цифровой системой управления, позволили провести более 500 успешных операций в США (3 - в России) Однако ряд недостатков такой системы: высокое энергопотребление, высокий шум, большие габариты и вес - заставляют искать новые конструктивные решения.

Среди электромеханических устройств наибольший интерес представляют системы ВК с бесконтактными моментными двигателями постоянного тока, обладающими высокой полезной мощностью и работающими в реверсивном режиме, и планетарными преобразователями с высоким КПД, которые обеспечивают возвратно-поступательное движение мембран насоса Передаточные планетарные механизмы с большой редукцией трансформирую] движение от двигателя к рабочим органам систем ВК, изменяя скорость вращения и момент Наиболее перспективными элекгрьческими машинами для систем вспомогательного кровообращения и искусственного сердца являются бесконтактные моменгные двигатели на постоянных магнитах, т.к примене-

ние редкоземельных магнитов позволяет создавать относительно простые по конструкции, механически прочные, бесконтактные, малоинерционные, имеющие высокий КПД электродвигатели, соизмеримые по характеристикам с гидравлическими и пневматическими. Такие системы созданы за рубежом (Hershey Medical Center, США) и в России (НИИ трансплантологии и искусственных органов МЗ РФ, МАИ-РЭЛМА, ВлГУ). По ряду показателей, таких как долговечность, надежность, они превосходят известные системы ВК, имеют небольшой вес и габариты, приемлемые для имплантации.

Сравнительный анализ существующих конструкций систем ВК показал, что электромеханические приводы представляют наиболее перспективное ^ решение для трансплантологии. Это объясняется более высоким КПД, мень-

шими массой и габаритами, большей надежностью и долговечностью по сравнению с гидро- и пневмоустройствами. Применение электромеханиче-I ских приводов позволяет создавать автономные компактные системы искус-

ственного кровообращения вместо стационарных центров.

Применение мехатронных модулей в составе ИСВК требует решения целого ряда задач в области исследования и проектирования. При создании подобных устройств приходится решать задачи синтеза механических, энергетических, электронных и информационных компонент в единую систему, к которой предъявляются жесткие медико-технические требования (МТТ). МТТ ставят задачу создания искусственного желудочка со следующими характеристиками: ход мембраны - 18...22 мм; объем заполнения - 60...80 мл; частота сердечных сокращений (ЧСС) - 40 . 120 мин"1; давление на выходе (артериальное давление) - до 120 ммрт. ст.; давление на входе (венозное давление) - 10...20 мм рт. ст.; ресурс работы изделия - 3000 ч.

Во второй главе исследуются динамические и тепловые характеристики мехатронного модуля в составе ИСВК. Объектом исследования является моноблочный мехатроняый привод поступательного перемещения. Встраиваемая конструкция бесконтактных моментных двигателей с полым ротором по' зволяет создавать приводы в виде единого модуля, когда ротор устанавливается на ведущем звене исполнительного механизма. Возвратно-поступательное движение обеспечивает роликовинтовой механизм, входное звено которого встроено в ротор, а выходное толкает мембрану. Другим решением является конструкция на базе бесконтактного двигателя фланцевого исполнения, планетарного винтового механизма и рейки, к торцам которой прикреплены мембраны искусственных желудочков.

Привод должен создавать необходимое давление в камере искусственного желудочка, обеспечивать требуемый закон выброса, соблюдать требуемую частоту пульса и выдерживать отношение систола/диастола Для этою систе-

ма управления должна учитывать влияние таких факторов, как инерционность привода, упругость камеры ИЖС, колебания нагрузки, вызванные перепадом давления в камере и т п. Кроме того, анализ динамики позволяет точнее сформулировать и количественно обосновать динамические и энергетические требования, предъявляемые к приводам ИСВК.

Деятельность сердца протекает в виде периодически повторяющихся циклов В каждом цикле происходит наполнение желудочка (систола) и изгнание крови из него (диастола). Систола начинается с развития давления до уровня давления в крупных сосудах (изоволюметрическая фаза). При превышении давления кровь изгоняется в аорту (фаза изгнания) Изгнание прекращается, как только давление в желудочках становится ниже, чем давление в крупных сосудах, и начинается наполнение желудочков (диастола) Зависимость мгновенного расхода от времени имеет вид рис. 1.

1000т . ,

5М--

гуг

1<Иа

-0.4 -0.2 0 0.2 0 4

Врем, с

Рис 1 Зависимость расхода крови т чепою жечудочка от нремени

Данная зависимость мгновенного расхода из левого желудочка в аорту получена экспериментально. Модель расхода в этом случае имеет вид

- (1)

+ Те

О,

•о

где V - объем сердечного выброса, ¿ч г1Л + и,

время сердечного цикла; ^ и - время систолы и диастолы; 7 - время инерционности системы

Цикл начинается с изоволюметрической фазы систолы - нагнетания давления при закрытом клапане. Модуль под действием некоторо! о постоянного управления и -- и.у, начинает перемещать мембран\ в условиях возрастающего давления В изоволюметрическую фазу систолы выходное перемещение подчиняется задаче Коши:

■1сТгх{ + 1 {.г, + дг, = Л\гохх

У,,.*, (0). *,(<))= 0, (2)

где Tt - постоянная времени, вызванная растяжимостью камеры ИЖ; Т-, -электромеханическая постоянная времени модуля; Sx - кинематическая передаточная функция (КПФ); 1] - КПД передачи; шхх, Mt - угловая скорость холостого хода и пусковой момент двигателя; и^ - управляющее напряжение в фазу систолы; S - площадь мембраны; Ь\ (х, ) - сила вязкого трения:

Как только давление в камере достигает давления в аорте ps>s, в некоторый момент t, наступает фаза изгнания. Во 2-ю фазу модуль продолжает движение под действием и = преодолевая давление psyi, В фазу изгнания модуль должен за время пройти ход Hsys = VIS, достаточный для обеспечения ударного выброса V, придя в крайнее положение H с нулевой скоростью. Для этого следует в некоторый момент ts переключить управление на и = -иц„. Поэтому при t> ts наступает 3-я фаза - торможение модуля.

В фазу изгнания перемещение модуля определяется из системы:

Ttx2

+ х? = S у со

ХШХХ

7, + ¿з = SYc

1хх

Чш

г цМп V

П^п

h ^fSf,;

(3)

с краевыми условиями

*2(0=*|(0; *2(0в*|(0; ; *,(гч,)=О.

После остановки наступает фаза диастолы - заполнение камеры при закрытом клапане. Модуль должен за время пройти полный ход //, вернувшись в начальное положение с нулевой скоростью Для этого следует в некоторый момент времени и осуществить переключение управления на и В фазу диастолы на мембрану не действуют силы сопротивления, и краевая задача приобретает вид:

V V 1.

■ "4 Т ,'Хс + Д, =

■ УшХХ"йш>

S х ш

XX U\yS '

tj<t<t

(4)

dia »

с краевыми условиями

*+Ы=я; *Л»Ч>)=0;

Для решения систем (2) .(4) необходимо определить параметры управления. амплитуды и щ,а ступенчатого управления и моменты переключений /,/ Значения г/1Я и и,/,,, определяются из краевых условий задач (3) и (4),

и t = t„

моменты переключении Л и - из условии остановки при t~-

Ы = ". (и,М, (г,„) = О. л,(/,) = О (5)

На рис 2-4 представлены графики законов выходного перемещения, расхода и управляющего напряжения для модуля ИСВК

Качество динамики модуля ИСВК определяется его функциональным назначением обеспечить за заданное время систолы требуемый объем выброса V. Из сравнения заданных параметров с расчетными по табл 1 можно видеть очень хорошее соответствие требуемых и полученных результагов 1бп

Нс+Нву,

01 02 0 3 04 05 б6 07 Время, с

Рис 2 Диаграмма выходного перемещения \<е ибраиы

02

0 3

07

0 8

09

04 0 5 Об Бремя, с

Рис 3 Диаграмма расхода кръа! из искусственного же ¡удочка

ь5 ^

---} -1-(-(- -1 -1-1-1-

0.....8 4—оэ-'-'&'Э—м—е Вре -5- — С мя, с <6-<Щ-0- -иан

Рис 4 Диаграмма закона управ авоцегн напряжении Из сравнения полученною графика рас.ода (рис 4) с экспериментальным (рис I) видно, что модуль ИСВК обеспешвает закон расхода в фазу выброса, соответствующий расходу естественною сердца Из этою следует, что

управление по ступенчатому закону обеспечивает требуемый закон выброса при условии, что электромеханическая постоянная времени модуля соответствует постоянной времени естественного сердца Т~ 0,03...0,1 с.

Таблица 1

Сравните п,ные ре лулътаты заданных и расчетных показателей динамики модуля ИСНК

Параметр Значение

Заданное Расчетное

Время сердечного цикла („, с 0,5 0,5

Время изоволюметрической фазы /,, с - 0,01

Время систолы <„„ с 0,125 0,125

Время переключения в фазу систолы /„ с - 0,109

Время диастолы с 0,375 0,375

Время переключения в фазу диастолы с - 0,371

Напряжение в фазу систолы (/„„ В - 10,042

Напряжение в фазу диастолы Ц/„„ В - 1,205

Объем выброса К, мл 80 80,068

Полный ход штока Н, мм 12,913 12,933

Систолический ход штока мм 12,575 12,595

Изоволюметрический ход штока М., мм 0,338 0,338

Максимальная систолическая скорость, мм/с - 139,575

Максимальная диастолическая скорость, мм/с - 37,854 1

Максимальная нагрузка, Н 101,493 101,49:7

Максимальная мощность Лш,, Вт - 14,1*5

Следующей важной проблемой в создании ИСВК является обеспечение продолжительной, непрерывной работы в условиях ограниченного теплоот-вода. Температура корпуса не должна превышать 40°С, а перегрев до 42°С допустим лишь в кратковременных режимах. Поэтому для обоснования возможности применения модулей в имплантируемых системах необходимо провести анализ теплоэнергетических преобразований, прочеходящих при работе ИСВК.

Оценка тепловых режимов основана на методе тел'Ового баланса. Зависимость температуры от времени описывается яипейным неоднородным дифференциальным уравнением, решение которого имеет вид:

где 9(/) - значение температуры в момент времени 0ц - температура окружающей среды, С - теплоемкость корпуса, ()(Г) - мощность электрических потерь, Уцьк - постоянная времени теплопередачи.

Проведенные расчеты позволили определить ограничения на мощность электрических потерь и показали принципиальную возможность длительной

т

(6)

работы модуля без перегрева выше = 40°С. Показано, что для обеспечения длительной работы без перегрева модуль должен быть оптимизирован по критерию минимума потребляемой энергии. Модель (6) является упрощенной и позволяет дать предварительную оценку температуры (например, отвергнуть заведомо неприемлемые решения). Если же получается 0(0 ~ то вопрос о применимости модуля для имплантации може! быть решен только в ходе экспериментальных исследований.

В третьей главе рассматривается задача синтеза моноблочного меха-тронного модуля имплантируемой системы вспомогательного кровообращения. Синтез мехатронного модуля проводится в несколько этапов: силовой синтез и оптимизация КПФ по минимуму потребляемой мощности; выбор схемы исполнительного механизма с заданной редукцией; синтез закона микропроцессорного управления мехатронным модулем.

Проведенные в гл 2 исследования, показав принципиальную возможность создания модуля ИСВК в соответствии с медико-техническими требованиями, позволили уточнить силовые и энергетические требования (табл. 2).

Таблица 2

Требования к модучю ИСИК

( Параметр Значение

Электромеханическая постоянная времени, с 0,01 0,03 0,05

Выходная механическая мощность, Вт 11,47 13,82 16,68

Мощность на валу двигателя (с учетом КПД передачи), Вт 16,39 19,74 23,83

Максимальная скорость выходного перемещения, мм/с 113,04 136,18 164,34

Усилие на выходном штоке, Н 101,49

Ход штока, мм 13

Напряжение питания, В 12

Мощность электрических потерь, Вт <5

Из указанных энергетических и габаритных требований вытекает, что для модуля ИСВК необходима вентильная бесконтактная трехфазная электрическая машина на постоянных магиитах с конструкцией, оптимизированной по моменту. Из промышленно выпускаемых машин требованиям, перечисленным в табл. 2, наиболее полно удовлетворяет двигатель фланцевого исполнения ЕС 45 Flat и двигатель с полым ротором 563-06В (США) Двигатели отечественного производства, удовлетворяющие этим требованиям, серийно не выпускаются Поэтому по заказу ВлГУ был разработан двигатель с нужными свойствами на базе ДБМ50.

Силовой синтез модуля предполагает решение следующих задач, расчет требуемой мощности и приемистости двигателя, выбор его типономинала, расчет граничных значений допустимого диапазона передаточных функций мечанизма; расчет оптимального значения КПФ по минимуму потребляемой

мощности, определение оптимальной рабочей точки. Методика силового синтеза базируется на анализе предельных динамических возможностей и разработана с учетом конструктивных особенностей РВМ, а также теплоэнергетических преобразований в двигателях серии ДБМ.

Диапазон допустимых значений КПФ составляет

1 Л^п

, _ 1 П^п ''1 - Т —77

2 К

1-11

гдв

2

1+ 11--^

гдв;

где Р[\ - пиковая мощность нагрузки; Рщ - мощность двигателя.

Оптимальная передаточная функция Ь)* по минимуму потребляемой мощности находится из уравнения.

Л)отр('<>^) =

( V > 6 ( V > г

-2а2 •V + 1 = 0,

(8)

где

а = н у ; ,<,'(. = л/Л',.^ - КПФ, при котором напряжение минимально;

рп - число пар полюсов; 7'у - постоянная времени усилителя мощности. Аналитическое решение уравнения (8) имеет вид:

за'

2а2

3\К

(9)

1+л1--а

27

В табл. 3 представлены результаты синтеза для модуля ИС£УС.

Таблица 3

Ре 1у /ьтаты си ювого синтеза

Параметр Значение

Тип двигателя 563-068 ДБМ50-мод ЕС 45 Р1а1

Максимальная скорость, мм/с 113,6 80,27 139,88

Нагрузка, Н 101,493

Мощность (с учетом КПД), Вт 16.У7 11,64 20,28

Требуемое напряжение, В 911 11,93 9,87

Макс режим, обеспечиваемый при /=г 150 мин /= 120 мин 1; /= 180 мин

номинальном напряжении ¿-13 |}= 1 2 |3= 1 2

Диапазон КПФ, мм/об /,42- 18,55 5,78 - 7,22 2,43 - 8,83

Опт КПФ по потр мощности, мм/об 4,42 5,78 3,24

Напряжение, В 11,56 12 10,5

Частота в рабочей точке, об/мин 1542 833 2582

Момент в рабочей точке, Нм 0,102 0,133 0,075

Мощность потерь в рабочей точке, Вт 8,01 7,24 11,23

Температура нагревания, °С 28,0 25,35 31,0

Синтез алгоритма управления мехатронным модулем базируется на анализе динамических характеристик, проведенном в гл. 2. Как видно из рис. 4, управление модулем осуществляется по ступенчатому закону. Необходимые параметры управления ts и fy вычисляются микропроцессором путем

решения системы четырех трансцендентных уравнений (5).

Имитационное моделирование работы алгоритма на процессоре Pentium 111-1000 показало, что расчет параметров управления занимает время менее 0,1 с Этот результат вполне удовлетворителен для ИСВК, поскольку переход на закон с новыми параметрами управления происходит в начале цикла, а задержка на цикл не является критичной для гомеостаза. Однако, для микропроцессоров с меньшим быстродействием предпочтительней табличная реализация алгоритма. В этом случае в узловых точках заранее вычисляются параметры управления, по которым строятся четыре сплайна t^),

Uchai'syt, tjia), ?rf„), t^t^s, tda), позволяющие быстро рассчитать требуемые параметры управления при произвольных значениях t^ и tj,a. Таблица узловых точек и интерполяционных коэффициентов зашивается в ПЗУ микропроцессора, и работа алгоритма сводится к простому вычислению параметров управления по данным ЧСС и (3, вводимых с пульта системы управления.

Разработанная система управления мехатронным модулем ИСВК состоит из микроконтроллера AT89S8252, блока управления электродвигателем (силовой мост CPV362M4U и драйвер 1R2133S) и пульта управления Для регулирования скорости вращения микроконтроллер соответствии с запрограммированным алгоритмом генерирует ШИМ-сигналы для силовых ключей. На индикацию пульта управления выводится информация о режимах работы ИСВЦС (производительность насоса, л/мин; объем выброса, мл; необходимость подзарядки батарей), значения параметров управления (частота сердечных сокращений, мин'1; отношение систола/диастола). С помощью клавиатуры возможно изменение этих параметров.

В качестве исполнительных механизмов модулей ИСВК предлагаются две схемы роликовинтовой механизм, встраиваемый в полый ротор двигателя, и планетарный винтовой механизм с реечной передачей на базе двигателя фланцевого исполнения. Конструкции являются оригинальными и запатентованы В.В Морозовым, В.И. Панюхиным, А В. Ждановым и др

В четвертой главе проведен комплекс экспериментальных исследований для проверки адекватности предложенных моделей и методик проектирования, а также оценки имплантируемое™ и эффективности насосной функции

Определение тепловых характеристик проводилось на лабораторном стенде. В качестве экспериментального образца выбран моноблочный модуль ИСВК, разработанный по методике проекшрования с пониженным энергопо-

треблением. Модуль состоит из модифицированного моментного двигателя ДБМ50 и роликовинтового механизма Нагрузка создается пружинным нагрузочным устройством, которое имитирует сопротивление, вызванное давлением на мембрану. На рис. 5 представлены результаты обработки экспериментально полученных зависимостей

а) Time, min ^ Time, mm

Рис 5 Эксперимента тные ювиапюсти температуры нагрева корпуса ИСВК:

a h„ -60Н (-1,1 Гц; - - 1,5 /)/, ••• 2 Гц);

б h„ - 100 Н (-1,3 Гц; - - 1,6 Гц; — 2 Гц)

Анализ полученных зависимостей показывает, что установившийся температурный режим наступает уже после 30 мин непрерывной работы для всех исследуемых режимов. Величина установившейся температуры зависит от частоты пульсации и величины нагрузки, но во всех случаях не превышает 40° С Обработка данных заключалась в определении аналитической зависимости температуры от времени путем экспоненциальной регрессии (в соответствии с моделью (6) решение описывается показательной функцией).

Проведенные исследования показали удовлетворительные совпадения экспериментальных и расчетных зависимостей Тот факт, что нагрев корпуса опытного образца во время стендовых испытаний не превышает 40° С, свидетельствует о пригодности модуля, спроектированного по методике гл. 2, для имплантации

С целью экспериментальной проверки эффективности насосной функции разработанной конструкции ИСВК в НИИТиИО был проведен комплекс испытаний на двухконтурном гидродинамическом стенде, имитирующем большой и малый круги кровообращения, оснащенном регистраторами давления и скорости потока Экспериментальный образец ИСВК состоит из искусственного желудочка сердца «Топаз-З», мехатронного модуля на базе РВМ, выходного дискового клапана ЭМИКС, входного трехстворчатого клапана MEDOS Результаты гидродинамических испытаний показали, что разрабо-

тайный модуль обеспечивает производительность, удовлетворяющую медико-техническим требованиям при всех режимах нагрузки (рис. 6) бт

5-}

4"

В

. О

§ о.

с

• €>-

•К-.

60

70

110

120

80 90 100 Давление в аорте, мм рт.ст Рис 6 Эксперимента /ьные ювисинпсти производите п,ности ИСИК ЧСС 50 уд/мин, х х ЧСС 60 уд- мин; о--о ЧСС 80 уд'мин. О- -О ЯСС 100 уд/мин)

Таким образом, результаты проведенных тепловых и гидродинамических испытаний свидетельствуют, что разработанные конструкции удовлетворяют медико-техническим требованиям, а предложенные методики позволяют создавать ИСВК с заданными характеристиками, что позволяет переходить к этапу клинических испытаний.

В пятой главе представлена методика проектирования, по которой созданы опытные образцы, которые были внедрены в НИИТиИО. Технические характеристики конструкции мехатронного модуля ИСВК на базе РВМ приведены в табл. 4.

Таблица 4 Технические характеристики монобючного моду ¡я ИСВК

Систола/диастола 1.1, 1.2, 1.3

Макс, частота, мин"1 120

Шум, дБ 50

Производительность, мл/с 80

Масса (с СУ), кг 0,75

Габариты модуля, мм 90x150-65

Габариты СУ, мм 140x140^45

Потребляемая мощность, Вт 20 25

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

В результате теоретических и экспериментальных исследований, проведенных в диссертационной работе, и практической реализации разработаны методы расчета и проектирования мехатронных модулей имплантируемых систем вспомогательного кровообращения

Получены следующие основные результаты.

1. Исходя из известных клинических данных, предложена математическая модель сердечного выброса.

2.Разработана математическая модель динамики мехатронного модуля в составе имплантируемой системы вспомогательного кровообращения, замещающей насосную функцию естественного сердца, которая учитывает упругость камеры искусственного желудочка, нелинейности сил вязкого трения.

3.Анализ динамики модуля ИСВК позволил определить закон управления для обеспечения сердечного выброса с объемом 80 мл и частотой 40... 120 мин'1, уточнить и количественно сформулировать силовые и энергетические требования, предъявляемые к имплантируемой системе вспомогательного кровообращения.

4 Разработана методика силового синтеза модуля ИСВК, учитывающая конструктивные особенности и влияние инерционности системы. Яредложе-на методика определения тепловых режимов в длительно работающей системе. Показано, что модуль, оптимизированный по минимуму дотребляемой энергии, обеспечивает продолжительное функционирование КСВК без пере- . грева выше 40° С.

5 Разработан алгоритм цифрового управления меха-ронным модулем ИСВК, обеспечивающий требуемую динамику сердечн-'г0 выброса с программируемой частотой сердечных сокращений и отношением систола/диастола Имитационное моделирование работы алгоритма показало его эффективность и быстродействие.

6 Экспериментальные исследования тепловых режимов и производительности насосной функции ИСВК показали, >то разработанные конструкции удовле гворяют медико-техническим требованиям, и подтвердили эффективность предложенных методик проектирования.

Основные положения диссертации отражены в следующих работах:

1 Морозов В в, Новикова Ю А , Жоапов А В Разработка электромеханических приводов имплантируемой системы вспомогательного кровообращения // БИОМЕДПРИБОР-2000 Сб докладов междунар конф по биомедицинскому приборостроению М ВНИИМГ1-ВИТА, 2000

2. Новикова Е.А., Новикова Ю.А Синтез алгоритма управления меха-тронным приводом с компенсацией кинематической погрешности // Автоматизация и информатизация в машиностроении: Сб. трудов 11 Междунар. электронной науч.-техн конф. - Тула: ТулГУ, 2001. - С. 158-160.

3. Морозов В В, Новикова Ю.А Биотехнические проблемы создания трансплантируемого искусственного сердца // Актуальные проблемы машиностроения: Материалы 1 Междунар. науч.-техн. конф. / Владим гос. ун-т -Владимир, 2001. - С. 199-202

4. Новикова Ю.А., Морозов В В Моделирование сердечной деятельности для создания трансплантируемого искусственного сердца // Материалы Третьей междунар. молодежной школы-семинара БИКАМП-01. - СПб: СПбГУАП, 2001. - С. 122-124.

5. Новикова H.A., Новикова Ю.А., Новикова H.A. Многопараметрический синтез моноблочных приводов автономных систем управления // Произ- i водственные технологии и качество продукции: Материалы IV Междунар. науч.-техн. конф. / Владим. грс. ун-т. - Владимир, 2001. - С. 57-60.

6 Морозов В В., Новикова Ю А., Жданов A.B., Костерип A.B. Биотехнические проблемы создания имплантируемой системы вспомогательного кровообращения II Медико-технические технологии на страже здоровья' Сб. докл 3-й йауч.-техн. конф - М.. МГТУ им. Н Э. Баумана, 2001 - С. 29-31.

7. Новикова Ю.А. Математическое моделирование сердечного выброса // Физика и радиоэлектроника в медицине и экологии: Труды V Междунар. науч.-техн. конф. / Владим. гос. ун-т. - Владимир, 2002

8. Новикова Ю А. Моделирование динамики мехатронного привода имплантируемой системы вспомогательного кровообращения // Актуальные проблемы машиностроения. Материалы 11 Междунар электронной науч -техн. конф. / Владим. гос. ун-т. - Владимир, 2002. - С. 272-275

9. Morozov V V.. Zhdanov А V., Novikova Ум A. Simulation of hemodynamics

and design of artificial heart ventricles in CAD/CAM/CAE-systems // The Interna- ,

tional Journal of Artificial Organs - 2002. - Vol 25. - № 7. - P 695

10. Morozov V. V.. Zhdanov A. V, Novikova Yu.A The drive with planetaiy gearbox and rack improves an implantable left ventricle assist device // Proceedings 1 of 2nd European Medical & Biological Engineering Conference - Vienna, 2002 ^

11. Морозов В В, Новикова Ю.А Закон управления мехатронным приводом имплантируемой системы вспомогательного кровообращения // Тез докл. XII Междунар конф по вычислительной механике и современным прикладным программным системам. - М : МАИ, 2003 - Т 2 - С 486-488

/

ЛР № 020275. Подписано в печать 19.08.03. Формат 60x84/16 Бумага для множит, техники. Гарнитура Тайме. Печать офсетная. Усл. печ. л. 0,93. Уч-изд.л. 1,02. Тираж 100 экз. Заказ Z55-X00H.

Редакционно-издательский комплеке Владимирского государственного университета 600000, Владимир, ул Горько! о, 87

ИИ38 7 8

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

В результате теоретических и экспериментальных исследований, проведенных в диссертационной работе, и практической реализации разработаны методы расчета и проектирования мехатронных модулей имплантируемых систем вспомогательного кровообращения.

Получены следующие основные результаты:

1.Исходя из известных клинических данных, предложена математическая модель сердечного выброса.

2.Разработана математическая модель динамики мехатронного модуля в составе имплантируемой системы вспомогательного кровообращения, замещающей насосную функцию естественного сердца, которая учитывает упругость камеры искусственного желудочка, нелинейности сил вязкого трения.

3.Анализ динамики модуля ИСВК позволил определить закон управления для обеспечения сердечного выброса с объемом 80 мл и частотой 40. 120 мин"1, уточнить и количественно сформулировать силовые и энергетические требования, предъявляемые к имплантируемой системе вспомогательного кровообращения.

4.Разработана методика силового синтеза модуля ИСВК, учитывающая конструктивные особенности и влияние инерционности системы. Предложена методика определения тепловых режимов в длительно работающей системе. Показано, что модуль, оптимизированный по минимуму потребляемой энергии, обеспечивает продолжительное функционирование ИСВК без перегрева выше 40° С.

5.Разработан алгоритм цифрового управления мехатронным модулем ИСВК, обеспечивающий требуемую динамику сердечного выброса с программируемой частотой сердечных сокращений и отношением систола/диастола. Имитационное моделирование работы алгоритма показало его эффективность и быстродействие.

6.Экспериментальные исследования тепловых режимов и производительности насосной функции ИСВК показали, что разработанные конструкции удовлетворяют медико-техническим требованиям, и подтвердили эффективность предложенных методик проектирования.

1. Абакумов M.B., Ашметков И.В., Есикова Н.Б. и др. Методика математического моделирования сердечно-сосудистой системы. М.: Диалог-МГУ, 1999.-11 с.

2. Алешкевич В.А., Деденко Л.Г., Караваев В.А. Механика сплошных сред. Лекции. М: МГУ, 1998. - http://www.nature.ru/db/msg.html?mid= 1164708&uri=lect4-4.html.

3. Афанасьев В.Н., Колмановский В.Б., Носов В.Р. Математическая теория конструирования систем управления. М.: Высш. шк., 1989. -447 с.

4. Баутин H.H., Леонтович Е.А. Методы и приемы качественного исследования динамических систем на плоскости. М.: Наука, 1990. - 488 с.

5. БашаринА.В., Постников Ю.В. Примеры расчета автоматизированного привода на ЭВМ. Д.: Энергоатомиздат, 1990. - 512 с.

6. Беленький Ю.М., Зеленков Г.С., Минеров А.Г. Опыт разработки и применения бесконтактных моментных приводов. JI.: ЛДНТП, 1987. -28 с.

7. Беленький Ю.М., Минеров А.Г. Выбор и программирование параметров бесконтактного моментного привода. Л.: ЛДНТП, 1990. - 24 с.

8. Бесекерский В.А. Динамический синтез систем автоматического регулирования. М.: Наука, 1970. - 576 с.

9. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. М.: Наука, 1975. - 768 с.

10. БокерияЛ.А., Шаталов К.В., Свободов A.A. Системы вспомогательного и заместительного кровообращения. М.: НЦССХ им. А.Н. Бакулева РАМН, 2000.- 196 с.

11. Бутурлин А.И., Гладков Ю.К, Миненко В.Г. Система микроэлектронных преобразователей теплофизических параметров среды на основе металлополимерного терморезистора // Датчики на основе микроэлектроники: Материалы семинара. М., 1983. - С. 27-29.

12. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. -М.: Высш. шк., 1998. 479 с.

13. Зелъченко В.Я., Шарое С.Н. Расчет и проектирование автоматических систем с нелинейными динамическими звеньями. Л.: Машиностроение, 1986. -174 с.

14. Искусственное сердце (В.И.Шумаков, И.К.Зимин и др.) / Отв. ред. Б.В. Петровский. — JT: Наука, 1980. 371 с.

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

16. Капелько В.И. Гидродинамические основы кровообращения // Со-росовский образовательный журнал. 1996. - № 6. - С. 44-50.

17. Капелько В.И. Работа сердца // Соросовский образовательный журнал. 1999. - № 4. - С. 28-34.

18. Карташев А.П., Рождественский Б.Л. Обыкновенные дифференциальные уравнения и основы вариационного исчисления. М.: Наука, 1980.-288 с.

19. Кинематика, динамика и точность механизмов: Справочник. Под ред. Г.В.Крейнина. М.: Машиностроение, 1984. - 224 с.

20. Ключев В.И. Ограничение динамических нагрузок электропривода. М.: Энергия, 1977. - 320 с.

21. Козлов В.Н., Куприянов В.Е., Заборовский B.C. Вычислительные методы синтеза систем автоматического управления. Л.: Изд-во ЛГУ, 1989.-224 с.

22. Коловский М.З. Динамика машин. Л.: Машиностроение, 1989. -263 с.

23. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1982. - 832 с.

24. Кочергин В.В. Следящие системы с двигателем постоянного тока. -Л.: Энергоатомиздат, 1988. 168 с.26 .Ландау Л.Д, Лифшиц Е.М. Гидродинамика. М.: Наука, 1988. -736 с.

25. Лойцянский Л.Г., Лурье A.M. Курс теоретической механики. В 2-х тт. М.: Наука, 1982. - Т. 2: Динамика. - 514 с.

26. Медико-технические требования на создание электромеханической имплантируемой системы обхода левого желудочка сердца. М.: НИИТиИО, 2001. - 10 с.

27. Михайлов О.П. Динамика электромеханического привода металлорежущих станков. М.: Машиностроение, 1989. - 224 с.

28. Морозов В.В, Толпекин B.C., Жданов A.B. и др. Моделирование гемодинамики и проектирование искусственных желудочков сердца в CAD/CAM/CAE-системах // Трансплантология и искусственные органы. -2003. (в печати).

29. Морозов В.В. Механотронные исполнительные устройства систем управления // Перспективные направления развития технических и естественных наук: Сб. науч. тр. ВВО АИН РФ / Владим. гос. ун-т. Владимир, 1997.-С. 107-119.

30. Морозов B.B. Планетарные исполнительные механизмы с винтовыми звеньями и моноблочные приводы на их основе // Теория и практика зубчатых передач: Труды Междунар. конф. Ижевск: ИжГТУ, 1998. -С.331-336.

31. Морозов В.В., ГанинВ.П. Планетарная передача / Патент РФ № 2162177. Бюл. № 2 от 20.01.2001.

32. Морозов В. В., ГанинВ.П., Носатое С.П., Дробышев A.A. Искусственное сердце/A.c. СССР№ 1818100.-БИ № 20 от 30.05.93.

33. Морозов В. В., ГанинВ.П., Носатое С.П., Копии В. К. Искусственный желудочек сердца / A.c. СССР № 1570072.

34. Морозов В.В., Костерин А.Б., Новикова Е.А. Плавность динамических звеньев электромеханических приводов / Владим. гос. ун-т. Владимир, 1999. - 158 с.

35. Морозов В.В., Новикова Е.А., Костерин А.Б. Механотронные модули поступательного и вращательного движений // Экстремальная робототехника: Материалы 9-й науч.-техн. конф. СПб: СПбГТУ-ЦНИИ РТК, 1998. -С. 387-391.

36. Морозов В.В., Новикова Ю.А. Биотехнические проблемы создания трансплантируемого искусственного сердца // Актуальные проблемы машиностроения: Материалы I Междунар. науч.-техн. конф. / Владим. гос. ун-т. Владимир, 2001. - С. 199-202.

37. Морозов В.В., Панюхин В.И., Зуева Е.В., Батовский A.B. Планетарная передача / Патент РФ № 2017030. Бюл. № 14 от 30.07.94.

38. Морозов В.В., Панюхин В.И., Панюхин В.В. Зубчато-винтовые передачи для преобразования вращательного движения в поступательное / Владим. гос. ун-т. Владимир, 2000. - 160 с.

39. Морозов В.В., Панюхин В.И., Панюхин В.В. Механические передачи: КПД и самоторможение / Владим. гос. ун-т. Владимир, 2002. - 164 с.

40. Новикова Е.А., Морозов В.В. Модульная технология автоматизированного проектирования и исследования мехатронных моноблочных приводов // Мехатроника. 2001. - № 5. - С. 24-28.

41. Новикова Ю.А., Морозов В.В. Моделирование сердечной деятельности для создания трансплантируемого искусственного сердца // Материалы Третьей междунар. молодежной школы-семинара БИКАМП-01. -СПб.: СПбГУАП, 2001. С. 122-124.

42. Новицкий П.В. Зограф И.А. Оценка погрешностей результатов измерений. JT.: Энергоатомиздат, 1985.

43. Новоселов Б.В., БушенинД.В. Проектирование механических передач следящего привода. Владимир: ВСНТО, 1980. 174 с.

44. Олсон Г., ПианиДж. Цифровые системы автоматизации управления. СПб.: Невский Диалект, 2001. - 557 с.

45. Петров Б.И., Полковников В.А. Динамические возможности следящих электроприводов. -М.: Энергия, 1976. -215 с.

46. Полковников В.А., Сергеев A.B. Расчет основных параметров исполнительных механизмов следящих приводов летательных аппаратов. -М.: Машиностроение, 1988. 192 с.

47. Понтрягин JI.C. Обыкновенные дифференциальные уравнения. -М.: Наука. 1982.-332 с.

48. Проектирование следящих систем / Под ред. JI.B. Рабиновича. -М.: Машиностроение, 1969. 500 с.

49. Проектирование следящих систем малой мощности / Под ред. В.А. Бесекерского. -М.: Машиностроение, 1958. 508 с.

50. Проектирование следящих систем с помощью ЭВМ / Под общ. ред. Е.П. Попова. -М.: Машиностроение, 1979. 367 с.

51. Разработка привода имплантируемой системы вспомогательного кровообращения // Отчет о НИР по теме № 2076/98 / Владим. гос. ун-т. -Владимир, 1998. 44 с.

52. Следящие приводы / Под ред. Б.К. Чемоданова. В 2-х кн. М.: Энергия, 1976. -Кн. 1: 480 е.; Кн. 2: 384 с.

53. СмелягинА.И. Синтез и исследование машин и механизмов с электромагнитным приводом. Новосибирск: Наука, 1991. - С. 216-226.

54. Справочник по теории автоматического управления / Под ред. A.A. Красовского. М.: Наука, 1987. - 712 с.

55. Теория автоматического управления. Ч. 2. Теория нелинейных и специальных систем автоматического управления / Под ред. A.A. Воронова. М.: Высш. шк., 1986. - 504 с.

56. Теория автоматического управления: Нелинейные системы, управления при случайных воздействиях / Под ред. А.А. Нетушила. М.: Высш. шк, 1983.-432 с.

57. Физиология системы крови / Под ред. А.Я. Ярошевского. Л.: Наука, 1968.-280 с.

58. Чиликин М.Г., Ключ ев В. И., Сандлер А.С. Теория автоматизированного электропривода. М.: Энергия, 1979. - 616 с.

59. Шумаков В.В., Толпекин В.Е., Попов Т.А. Атлас вспомогательного кровообращения. Алма-Ата: Гылым, 1992. - 208 с.

60. Шумаков В.К, Ганин В.П., Морозов В.В. и др. Вживляемый искусственный желудочек сердца / Патент РФ №2180858. Бюл. №9 от 27.03.2002.

61. Шумаков В.И., Морозов В.В., Новикова Ю.А. и др. Синтез меха-тронного модуля имплантируемой системы вспомогательного кровообращения // Трансплантология и искусственные органы. 2003. - (в печати).

62. Шумаков В.И., Толпекин В.Е., Морозов В.В. и др. Разработка и исследования имплантируемой системы вспомогательного кровообращения на базе электромеханического привода / Трансплантология и искусственные органы. 1998. - № 4. - С. 95.

63. Электропривод летательных аппаратов / Под ред. В.А. Полков-никова. М.: Машиностроение, 1990. - 352 с.

64. Эрроусмит Д., ПлейсК. Обыкновенные дифференциальные уравнения. Качественная теория с приложениями. М.: Мир, 1986. - 243 с.

65. LVAS. Operator's Manual. Baxter Corp. 1996.

66. Maxon Motor 2001: High precision drives and systems. Catalog. -Maxon Motor ag, 2001. 246 p.

67. Morozov V. V., Kosterin A.B., Novikova Yu.A. Synthesis of control law for mechatronic drive of left ventricle assist device // XXX ESAO Congress. -Aachen (Германия), (3-6 сентября) 2003. (в печати)

68. Morozov V. V., Kosterin А. В., Zhdanov A.V. Thermal processes in implantable systems of artificial heart // The International Journal of Artificial Organs. 1999. - Vol. 22. - № 6. - P. 398.

69. Morozov V. V., Kosterin A.B., Zhdanov A. V., Mamaev D.V. Drive of implantable systems of auxiliary blood circulation with lower power consumption // The International Journal of Artificial Organs. 2000. - Vol. 23. - № 8. -P. 573.

70. Morozov V. V., Zhdanov A. V. Electromechanical unit helps artificial heart / International journal of Artificial Organs. 1996. - Vol. 19. - № 9.

71. Morozov V.V., Zhdanov A. V. Electromechanical unit helps artificial heart / Artificial Organs. 1997. - Vol. 21. - № 6. - P. 487.

72. Morozov V. V., Zhdanov A. V. Electromechanical unit helps artificial heart / Artificial Organs. 1998. -Vol. 22. - № 3. - P. 260-262.

73. Morozov V.V., Zhdanov A. V., Novikova Yu.A. Simulation of hemodynamics and design of artificial heart ventricles in CAD/CAM/CAE-systems // The International Journal of Artificial Organs. 2002. - Vol. 25. - № 7. -P. 695.

74. Morozov V. V., Zhdanov A. V., Novikova Yu.A. The drive with planetary gearbox and rack improves an implantable left ventricle assist device // Proceedings of 2nd European Medical & Biological Engineering Conference (EMBEC'02). Vienna (Austria), 2002.

75. Okamoto K., Fukuoka S.-I., Momoi M. u dp. 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.

76. Pierce M. Rollerscrew gives beat to artificial heart / Machine Design. -1989.-Vol. 5.-P. 49-50.

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