ВЛИЯНИЕ СВОЙСТВ НАСОСНОГО СЕГМЕНТА ПЕРФУЗИОННОЙ МАГИСТРАЛИ НА РАСХОД ПЕРФУЗАТА

В.Г. Наумов, В.М. Гринвальд, Б.Л. Киселёв

ЗАО "ВНИИМП-ВИТА " (НИИ медицинского приборостроения) РАМН,
Москва

Перфузионные магистрали предназначены для соединения пациента и аппаратуры при артериовенозной перфузии, например, при внепочечном очищении крови методом гемодиализа.

Одной из главных функций магистрали является обеспечение заданного расхода перфузата, создаваемого перфузионным насосом вследствие выдавливания крови из внутренней полости упругой эластичной трубки, называемой насосным сегментом (НС) магистрали, при обкатывании ее роликами роликовой головки насоса.

Работа посвящена определению вклада погрешностей, возникающих из-за отклонения геометрических размеров НС, изменения его физико-механических свойств и других неучтённых пока причин в общую погрешность расхода перфузата, а также выработке требований к свойствам НС разрабатываемого комплекта перфузионных магистралей КМК-01.

Расход перфузата - сумма элементарных объёмов, перемещаемых за единицу времени. Элементарный объём - объём, заключённый внутри НС на участке между двумя соседними роликами насосной головки. Внутренний участок НС с элементарным объёмом представляет собой цилиндр с радиусом основания, равным радиусу внутренней полости НС, и длиной, равной длине его оси на участке между роликами. Отклонение расхода перфузата от заданного значения возникает при изменении площади поперечного сечения НС или при отклонении физико-механических параметров (в первую очередь модуля упругости) от номинальных значений. Причём, модуль упругости и время релаксации напряжений влияют, в основном, на форму сечения. Расчёт показывает, что отклонение формы сечения от круга (возникновение формы в виде эллипса) приводит к уменьшению его площади пропорционально степени сжатия.

Общую погрешность расхода перфузата можно представить как сумму следующих погрешностей: погрешности, возникающей в начале перфузии и погрешности, появляющейся при длительной эксплуатации магистрали.

Причины погрешности, возникающей в начале перфузии:
  • погрешности геометрических размеров НС при изготовлении,
  • отклонения первоначальной формы поперечного сечения от формы круга из-за неправильного хранения,
  • погрешности модуля упругости НС,
  • изготовление насосного сегмента из материала с временем релаксации не соответствующим режимам функционирования перфузионного насоса.

Причины погрешности, возникающей при длительной эксплуатации магистрали:
  • изменения формы поперечного сечения из-за появления пластических деформаций или накопления внутренних напряжений в результате применения материала с недопустимым временем релаксации напряжений.

Теоретические исследования показали, что для обеспечения изменения расхода перфузата в пределах допустимой погрешности + 10 % изменение начального радиуса НС должно быть не более 0,7 мм. При расчётах учитывали, что изначально возможно отклонение расхода перфузата до 5 %, обусловленное допустимыми погрешностями геометрических размеров НС при изготовлении. Сравнение магистрали фирмы “Althin” (США) и магистрали фирмы “Bellco” (Италия) показало, что 20 % от общей погрешности можно отнести за счёт неточности изготовления НС (погрешность геометрических размеров), а 80 % - прочие отклонения (разница во времени релаксации напряжений, модуля упругости и пр.).

Измерения геометрических размеров НС ряда известных зарубежных фирм выявили у некоторых образцов отклонения внутреннего диаметра от номинального значения, равного 8 мм, на величину + 0,25 мм, при допустимом отклонении + 0,20 мм. Такое превышение погрешности в размерах влечёт за собой значительную погрешность в расходе.

Модуль упругости зарубежных образцов составил 3,5 – 5,6 МПа. Учитывая необходимость энергосбережения, и стремясь, по возможности, уменьшить величину времени релаксации напряжений, за рекомендуемую для КМК-01 величину модуля упругости НС принимаем наименьшие значения из измеренных - модуль упругости НС фирмы “Fresenius” (Германия), равный 3,5 – 4,0 МПа.

В результате исследований установлено:
  • Разброс в значениях модуля упругости насосных сегментов зарубежных магистралей может достигать 65 %. Причём, модуль упругости имеет тенденцию возрастать при хранении магистралей, даже в случае их стерилизации окисью этилена.
  • Погрешность геометрических размеров может превышать допустимую величину.

В связи с этим, возникает вопрос о систематическом контроле размеров и физико-механических характеристик зарубежных магистралей, поступающих в лечебные учреждения, в дополнение к общепринятому контролю их стерильности и апирогенности.

Содержание конференции | Секция8