Современные аппараты механического замещения функции сердца представляют собой сложные биотехнические системы, в состав которых, помимо имплантируемых частей, входит периферия, представленная различными электронными модулями для обеспечения контроля, управления и бесперебойной работы. Долговечность данных аппаратов определяется надежностью их элементов. Основная задача разработчиков - повышение их надежности. В работе приведено архитектурное проектирование трех вариантов аппарата механического замещения функции сердца. Разработана структурная схема и выполнен расчет надежности для этих архитектурных решений. Построена математическая модель надежности в виде графа возможных состояний системы и решена система дифференциальных уравнений для вероятностных состояний. Проведен расчет вероятности безотказной работы для трех частных случаев архитектурных решений в зависимости от их технической сложности. Результаты работы показывают, что с повышением уровня сложности технического решения наблюдается снижение вероятности безотказной работы, так как повышается вероятность выхода из строя элементов данной технической системы. Повышение надежности архитектурного решения аппарата механического замещения функции сердца достигается дублированием основных функциональных блоков и снижением уровня системной сложности элементов без резервирования.
Телышев Дмитрий Викторович
Национальный исследовательский университет «МИЭТ», г. Москва, Россия; ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет), г. Москва, Россия
1. Lim H.S., Howell N., Ranasinghe A. The physiology of continuous flow left ventricular assist devices // Journal of Cardiac Failure. 2016. Vol. 23. No. 2. P. 169–180.
2. The CentriMag centrifugal blood pump as a benchmark for in vitro testing of hemocom-patibility in implantable ventricular assist devices / C.H. Chan, I.L. Pieper, R. Hambly et al. // Artif Organs. 2015. Vol. 39. No. 2. P. 93–101.
3. Shah P., Tantry U.S., Bliden K.P., Gurbel P.A. Bleeding and thrombosis associated with ventricular assist device therapy: A state of the art review bleeding and thrombosis in LVADs // Journal of Heart and Lung Transplantation. 2017. Vol. 36. No. 11. P. 1164–1173.
4. Left ventricular assist device malfunctions: It's more than just the pump / R. Kormos, M. McCall, A. Althouse et al. // Circulation. 2017. Vol. 136. No. 18. P. 1714–1725.
5. Controller and battery changes due to technical problems related to the HVAD® left ven-tricular assist device – a single center experience / E. Najjar, A.H. Kristensen, T. Thorvaldsen et al. // Journal of Cardiothoracic Surgery. 2018. Vol. 13. No. 1. 6 p.
6. ISO 14708-5. Implants for surgery – Active implantable medical devices – Part 5: Circu-latory support devices. 2010.
7. ГОСТ Р 51901.14-2005. Менеджмент риска. Метод структурной схемы надежности (IEC 61078:1991. Analysis techniques for dependability – Reliability block diagram method). М.: Стандартинформ, 2005. 18 с.
8. Матвеевский В.Р. Надежность технических систем: учеб. пособие. М.: МИЭМ, 2002. 113 с.
9. ГОСТ 27.002-89. Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определе-ния. URL: https://allgost.ru/03/120/gost_27.002-89.pdf (дата обращения: 20.09.2019).
10. Шкляр В.Н. Надежность систем управления: учеб. пособие. Томск: Изд-во Том-ского политехнического университета, 2009. 126 с.
11. Боровиков С.М., Цырельчук И.Н., Троян Ф.Д. Расчет показателей надежности ра-диоэлектронных устройств: учеб.-метод. пособие. Минск: БГУИР, 2010. 68 с.