---
title: "ЮТ1985: Сердце и механика"
seoTitle: "ЮТ1985: Сердце и механика"
seoDescription: "Обзор статьи "Сердце и механика" из журнала "Юный Техник" от 12.1985"
datePublished: Mon Feb 05 2024 19:39:00 GMT+0000 (Coordinated Universal Time)
cuid: cls9c543i00090al67bhe6io5
slug: yut1985-serdce-i-mehanika
cover: https://cdn.hashnode.com/res/hashnode/image/upload/v1707130177452/cfc88abc-5efe-42f3-873e-35b8eef4e70f.jpeg
tags: istoriya, razrabotka, medicina, kardiologiya, yunyj-tehnik
---
У меня есть уникальный опыт разработки программного обеспечения в области кардиологии. Точнее в диагностике аритмий. Опыт связан не только с разработкой, но и с выездом на хирургические операции на сердце. Операции были неинвазивные, то есть без вскрытия грудной клетки. Миниатюрный манипулятор позволял хирургу добраться в сердечную мышцу по вене через прокол в бедре. Глазами хирурга в этом случае выступает рентген-аппарат. Так проще и безопаснее. Тем более что специальное программное обеспечение позволяет заранее спланировать всю операцию.
Поэтому мой интерес к статье особенный. Это история. И не только кардиохирургии, но и возрастающей роли вычислительных систем в ее обеспечении. Уже 40 лет назад тенденция была понятна. Сложность работ требовала передовых решений.
Наше сердце четырехкамерное. Каждая камера отделена от сосудистой системы сердечными клапанами. Эти клапаны открываются и закрываются в такт сердцебиению. Случается, что клапаны сбоят и не закрываются до конца. Кровообращение нарушается. Проблемы одного из клапанов, аортального (№12 на схеме ниже), рассматриваются в статье. Это клапан, через который кровь пропускается из левого желудочка в аорту на большой круг кровообращения.
![![undefined](https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/97/Diagram_of_the_human_heart_%28multilingual_2%29.svg/1024px-Diagram_of_the_human_heart_%28multilingual_2%29.svg.png align="left")](https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BB%D0%B0%D0%BF%D0%B0%D0%BD%D1%8B_%D1%81%D0%B5%D1%80%D0%B4%D1%86%D0%B0#/media/%D0%A4%D0%B0%D0%B9%D0%BB:Diagram_of_the_human_heart_(multilingual_2).svg){kind=link}
В здоровом сердце клапаны открываются и закрываются примерно 40 миллионов раз в год. Изначально считалось, что клапаны изгибаются под давлением крови в местах прикрепления створок к корню аорты или артерии. На основе этой установки изготавливались биопротезы клапанов, которые служили до 5 лет. Потом их меняли из-за износа. Ведь известно, что если проволоку долго гнуть туда-сюда, то из-за концентрации напряжения она разрушится. С биопротезом происходило то же самое. В то же время живой клапан не разрушается и работает всю жизнь. Почему?
Встал вопрос более глубокого изучения принципов работы здорового клапана. Медики обратились к механикам МВТУ (Московское высшее техническое училище) и тогдашний аспирант Николай Николаевич Завалишин и его руководитель Валерий Михайлович Сагалевич взялись за исследования. Первые выводы были такие: либо клапан сделан из неизвестного технике материала, либо работает на каком-то не известном до сих пор принципе.
Натурные исследования показали, что клапан открывается не под давлением крови! Во время сокращения желудочка давление перед клапаном и после него было одинаковым. Как же тогда открывается клапан?
Бесконечные наблюдения механиков за операциями на сердце привели к революционным выводам. В корне аорты находится каркас, состоящий из упругих колец и стержней. Кольца и стержни (схема ниже) работают синхронно с сердцем. Стержни, упираясь в кольцо основания, удлиняются и выворачивают арочное кольцо так, что створки клапана приоткрываются. Когда кровь проходит, стержни обратно укорачиваются, и створки закрываются.
![](https://cdn.hashnode.com/res/hashnode/image/upload/v1707119367245/4fd9d34c-cf4a-41ff-9ca2-5462e488f826.png align="center")
Получается, что створки никогда не перегибаются, а просто поворачиваются вместе с кольцом. Изгибающих нагрузок нет. Отсюда и долговечность.
С учетом этой информации был разработан принципиально новый биопротез - искусственный упругий каркас с лепестками из биологической ткани. Первый пациент, получивший новый протез, на момент написания статьи (1985 год) носил его уже более 5 лет и чувствовал себя хорошо. А всего таких протезов тогда получили более 700 человек.
Это все очень здорово, но вычислительные системы и вообще компьютеры до самого заключения в статье не упоминаются. Да их там можно сказать и не было. Все только начиналось.
К 1985-му году Николай Николаевич Завалишин стал научным руководителем вычислительного центра МВТУ. Редактора тогда смутило, почему ученый забросил биомеханику и стал руководить вычислительным центром. На что Завалишин ответил: "Напротив, взялся за более сложную тему: создание математической модели сердца, а тут без компьютеров никак не обойтись".
Вот оно, будущее.
Я попытался найти публикации Завалишина по теме, но попалась только эта в списках литературы какой-то диссертации:
Моделирование сократительной функции правого желудочка сердца / H.H. Завалишин и др. // Клинико-инструментальная диагностика в хирургии.-М., 1994.
Но в любом случае понятно, что работа была продолжена.
Сегодня компьютерное моделирование и кардиология плотно переплетены. Хирург и его команда во время операции наблюдают за ее ходом на множестве мониторов в режиме реального времени. Параллельно специальные алгоритмы оказывают помощь в принятии решений. Оперативное вмешательство никогда не было таким безопасным как сегодня. И уровень продолжает расти.
Оригинал статьи: https://jt-arxiv.narod.ru/magazin85.html
Телеграм: Так себе программист