REZULTAT

Akustyczna metoda obrazowania chwilowej objętości krwi w protezie serca

WYKONAWCA I KIEROWNIK ZADANIA

Instytut Techniki i Aparatury Medycznej ITAM w Zabrzu;
Politechnika Śląska, Wydział Matematyczno-Fizyczny

prof. dr hab. inż. Tadeusz Pałko,
prof. dr hab. inż. Tadeusz Pustelny

TYTUŁ ZADANIA PROGRAMU

Nieinwazyjny pomiar parametrów biologicznych niezbędnych dla implantowanej protezy serca.

OPIS REZULTATU

Istotą technologii jest całkowicie nieinwazyjny sposób pomiaru zmian chwilowej objętości komory pneumatycznej pulsacyjnej protezy serca. Jest to metoda nowatorska w skali światowej, pozwalająca na dokonanie oszacowania objętości nieregularnych brył, we wnętrzu których zachodzą warunku do propagacji fali akustycznej. Technologia bazuje na zjawisku akustycznego rezonansu Helmholtza. Komora pneumatyczna protezy serca wraz z membraną stanowi przestrzeń rezonansową o zmiennej objętości. Drugą przestrzeń rezonansową (o stałej objętości) stanowi komora montażu pakietu elektronicznego, obsługującego protezę serca. Fala akustyczne wzbudzane są przez głośnik i rejestrowane przez mikrofon. Wprowadzenie dodatniego sprzężenia zwrotnego pomiędzy głośnikiem a mikrofonem wzbudza stabilne drgania akustyczne na częstotliwości równej częstotliwości rezonansu Helmholtza. Częstotliwość ta zmienia się zależnie od zmian objętości przestrzeni rezonansowej ograniczonej powierzchnią komory pneumatycznej i membraną. W zadaniu skonstruowano modelową, pneumatyczną, pulsacyjną protezę serca. Oceny właściwości metrologicznych metody pomiarowej dokonano w szerokim zakresie parametrów sterowania, przy quasi-fizjologicznym obciążeniu hydrodynamicznym wytwarzanym przez hybrydowy model układu krążenia. Funkcja przetwarzania toru pomiarowego jest nieliniowa i monotoniczna w całym zakresie, co umożliwia jednoznaczne określenie objętości komory pneumatycznej z niepewnością lepszą niż 10%. Zadanie zostało zakończone przeprowadzeniem dynamicznych badań metrologicznych i wyznaczeniem transmitancji toru pomiaru chwilowej objętości komory pneumatycznej na hydrodynamicznym stanowisku hybrydowym.

Model pneumatycznej pompy wspomagania serca z rezonatorem Helmholtza na stanowisku badawczym.

OPOTENCJAŁ WYKORZYSTANIA

Technologia może znaleźć zastosowanie w konstrukcjach pulsacyjnych protez serca zasilanych pneumatycznie. Możliwym obszarem zastosowań jest również pomiar objętości brył o zmiennych, nieregularnych kształtach, we wnętrzu których możliwa jest propagacja fali akustycznej (np. membranowych akumulatorach pneumatycznych). Ograniczeniem technologii jest konieczność wytworzenia przestrzeni rezonansowej o stałej objętości, co wpływa negatywnie na możliwość miniaturyzacji.

OCHRONA WŁASNOŚCI INTELEKTUALNEJ

P 394074 Akustyczne urządzenie do pomiaru chwilowej objętości krwi oraz sposób pomiaru chwilowej objętości krwi w komorze wspomagania serca.


(C)FRK 2009