А.В. Щербачев1, И.А. Кудашов2, С.И. Щукин3, Г.П. Иткин4, А.З. Галямов5, Е.А. Бычков6

1–3,5,6 МГТУ им. Н.Э. Баумана (Москва, Россия)

4 ФГБУ «НМИЦ ТИО им. акад. В.И. Шумакова» Минздрава России

Постановка проблемы. Аппараты механической поддержки кровообращения являются жизненно важными для пациентов с терминальной формой сердечной недостаточности, которые нуждаются в пересадке донорского сердца, но долгое время находятся в листе ожидания из-за нехватки донорских органов. Поэтому актуальной задачей является разработка совершенных аппаратов поддержки кровообращения, в частности искусственных желудочков сердца. Так, необходимы системы, позволяющие динамически и адаптивно регулировать параметры кровообращения. Для этого требуется разработка блоков измерения объема жидкости в желудочках искусственного сердца.

Цель работы – определение оптимальной электродной системы для электроимпедансного измерения объема жидкости в желудочке искусственного сердца.

Результаты. Определены геометрические параметры электродных систем, которые наиболее значимы при разработке электродных систем для измерения объемов искусственных желудочков сердца электроимпедансным методом. Определены оптимальные значения выделенных геометрических параметров для системы динамического измерения объема жидкости в искусственных желудочках сердца. Результаты исследований подтверждены с помощью вычислительных и практических экспериментов.

Практическая значимость. Полученные в работе значения оптимальных геометрических параметров электродных систем будут применяться при разработке биотехнической системы адаптивного управления искусственными желудочками сердца. 

Щербачев А.В., Кудашов И.А., Щукин С.И., Иткин Г.П., Галямов А.З., Бычков Е.А. Разработка электродной системы для непрерывного измерения объема искусственного желудочка сердца // Биомедицинская радиоэлектроника. 2021. Т. 24. № 5. С. 41– 46. DOI: 10.18127/j15604136-202105-05

1. Roger V.L. American Heart Association Subcommittee. Heart disease and stroke statistics – 2012 update // Report from the American Heart Association. 2012. № 125. P. 2–220.
2. Izmerov N. F., Tikhonova G.I., Gorchakova T.Yu. Mortality of the population of working age in Russia and Europe: trends of the last twenty years // Herald of the Russian Academy of medical Sciences. 2014. V. 69 (7–8). P. 121–126.
3. Tereshchenko S.N. Federal clinical guidelines for the diagnosis and treatment of chronic and acute cardiac distress // Ministry of Health of the Russian Federation. 2013. P. 52.
4. Kobe J., Mishra N., Arya V.K., Al-Moustadi W., Nates W., Kumar B. Cardiac Output Monitoring: Technology and Choice // Annals of Cardiac Anaesthesia. 2019. V. 22. № 1. P. 6–17.
5. Grimnes S. Bioimpedance and bioelectricity basics. Boston. MA: Elsevier. 2014.
6. Shcherbachev A.V., Bychkov E.A., Kudashov I.A., Volkov A.K. Research coaxial needle electrode characteristics for the automated vein puncture control system // Ural Symposium on Biomedical Engineering, Radioelectronics and Information Technology (USBEREIT). 2018. P. 37–41.
7. Kobelev A.V., Shchukin S.I. Anthropomorphic prosthesis control based on the electrical impedance signals analysis // Ural Symposium on Biomedical Engineering, Radioelectronics and Information Technology (USBEREIT). 2018. P. 33–36.
8. Al-Harosh M.B., Shchukin S.I. The Venous Occlusion Effect To Increase The Accuracy of Electrical Impedance Peripheral Veins Detection // IFMBE Proceedings (EMBEC & NBC) 2017. Springer, Singapore, 2017. P. 538–541.
9. Kudashov I.A., Shchukin S.I., Al-Harosh M.B. The study of needle electrode characteristics for venipuncture electrical impedance controlling system // IFMBE Proceedings, (EMBEC & NBC) 2017. P. 350–353.
10. Briko A.N., Selutina S.E., Parnovskaya A.D., Emelin M.E. Determination of Tissue Properties Based on Modeling and Electrical Impedance Registration // In 2020 Ural Symposium on Biomedical Engineering, Radioelectronics and Information Technology (USBEREIT). 2020. P. 28–31.
11. Qudra website URL: https://www.eliko.ee/products/quadraimpedance -spectroscopy/ (accessed 17.04.2021)