ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Двигатели Стирлинга для систем искусственного сердца из "Двигатели Стирлинга " Программа исследований в области создания аппаратов искусственное сердце в США была принята в 1964 г. Национальным институтом кардиологии Министерства здравоохранения, образования и социального обеспечения. Цель программы состояла в разработке двух видов устройств — временно заменяющих работу сердца и постоянно выполняющих все его функции. Первые из них предполагалось использовать в качестве временно функционирующих систем искусственного кровообращения для больных, находящихся в госпиталях и прикованных к постели. Вторая группа устройств предназначалась для постоянной их имплантации в тело человека с целью поддержания работы сердца или полной его замены с обеспечением в обоих случаях необходимой циркуляции крови при полной свободе движений реципиента. [c.316] Веские аргументы в пользу принятия этой программы, содержащиеся в работе Хармисона и Хастингса [154], основаны на том, что сердечные заболевания в США приводят к миллиону смертных случаев в год и являются основной причиной смертности населения (54 % по сравнению с 16 % смертных случаев, вызываемых раком — второй причиной смертности). Более того, данные, собранные к началу 60-х гг., показали, что почти четверть взрослого населения США страдает от явных или скрытых сердечных заболеваний. Для двух миллионов человек эти заболевания становятся серьезным препятствием в их жизни. Годовые расходы федерального правительства США из фондов социального обеспечения для людей в возрасте до 65 лет, полностью вышедших из строя в результате сердечных заболеваний, превышают 300 млн. долл. Для сравнения, в 1969 г. суммарный годовой бюджет программы исследований в области создания искусственного сердца составлял 8 млн. долл. [c.316] Обобщающие материалы о работе сердца и его функциях приведены в обзорных работах Виггерса (1957 г.) и Лонгмора (1971 г.). Обе работы написаны для непрофессионалов и дают хорошую основу для понимания масштабности задачи, с которой сталкиваются исследователи, которые ищут пути замены сердца. [c.316] В рассматриваемых системах с тепловым двигателем для получения полезной гидравлической мощности циркуляционного насоса крови, составляющей обычно 3—5 Вт, необходимо от 30 до 50 Вт подводимой тепловой энергии, которая через кровь, как теплоноситель (охладитель) систем, должна затем диссипироваться в теле и далее в окружающей атмосфере. Для сравнения можно указать, что спящий или отдыхающий человек выделяет в среднем около 100 Вт тепловой энергии. При выполнении им тяжелой работы уровень мощности повышается до 500 Вт, а у спортсменов за короткие промежутки тепловая энергия может превышать и 1 кВт. [c.318] Одним из принципиальных, заслуживающих внимания факторов разработки насосов циркуляции крови с электрическим приводом является их низкий уровень подводимой мощности, приводящий к снижению количества теплоты, поглощаемого телом. Поэтому подводимая мощность может быть незначительной, порядка 10 Вт, из которых 3—5 Вт расходуется непосредственно на привод циркуляционного насоса. [c.319] Физиологические основы системы кровообращения и чувствительность крови к механическим повреждениям вызывают необходимость работы циркуляционного насоса, даже в случае полной замены сердца искусственным, в пульсирующем режиме с частотой, близкой к естественной (от 50 до 100 биений сердца в минуту). Для вспомогательной же системы работа насоса должна быть, естественно, точно синхронизирована с работой живого сердца. [c.319] Дженерал — пневматическая схема с пневмоприводом насоса. В системе фирмы Вестин-гауз/Филипс был применен гибкий вращающийся вал с промежуточной коробкой скоростей и кривошипным приводом насоса. [c.319] Ниже приводится краткое описание четырех разработанных систем, так как объем главы не дает возможности осуществить более подробное их рассмотрение. Общий подход состоит в кратком обзоре опубликованных особенностей одних из последних вариантов таких систем с указанием источников для получения более подробной информации. Все системы прошли длительный и успешный путь развития некоторые из них в настоящее время представлены в пятом и шестом поколении. Развитие шло параллельно с соответствующими разработками насосов для циркуляции крови, приводов, систем регулирования, накопления опыта работы на лабораторных вариантах систем и при их установке в тело животных (как правило, эксперименты проводились на телятах, а в некоторых случаях — на свиньях). Объем дайной главы книги не позволяет рассмотреть все эти материалы. Кроме того, здесь не затронуты этические, общественные и юридические аспекты проблемы создания искусственного сердца. [c.320] Существует определенное опасение относительно использования ядерных источников теплоты для искусственного сердца. Для работы теплового источника мощностью 30 Вт необходимо 54 г плутопия-238. Критическая масса реактора с плутонием-238 на быстрых нейтронах без замедлителя при использовании стального отражателя составляет 5,2 кг [292]. В одном из кошмарных сценариев развития возможных событий рассматривается вариант, когда 1000 человек с вживленным искусственным сердцем обеспечивают некую организацию запасом плутония, достаточным для изготовления бомбы. Существует более реальное опасение, касающееся опасности неумышленного сжигания источников питания для искусственного сердца в результате пожара в гостиницах или жилых домах, автомобильных аварий и в случае кремирования трупа при смертелыюм исходе или при возможном механическом повреждении циркуляционного насоса. Исключительно трудной проблемой является осуществление практического контроля за всеми ядерными источниками при условии их использования в достаточно большом количестве. [c.320] Вернуться к основной статье