Аппарат вспомогательного кровообращения

 

АППАРАТ ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ, содержащий компрессор , ресиверы вакуума, высокого давления и рабочего давления, распределительное устройство с блоком управления, регулятор рабочего давления , источник сжатого газа и гибкий баллон с катетером, при этом компрессор соединен с ресиверами вакуума и высокого давления, а катетер соединен через распределительное устройство с ресиверами вакуума и рабочего давления, отличающийся тем, что, с целью повышения.надежности в работе аппарата путем предотвращения возможности разрьгоа гибкого баллона, аппарат снабжен одномембранным элементом содержащим сопло и глухую и проточную камеры, при этом ресиверы высокого и рабоче§ го давлений соединены между собой через распределительное устройство, СП ресивер рабочего давления, кроме того , соединен с соплом и глухой камерой одномембранного элемента, а проточная камера последнего подсоединена через регулятор рабочего давления к источнику сжатого газа. х to а со

СОКИ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 А 61 М 1/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Г10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3349887/28-13 (22) 29.07.81 (46) 07.12.86,Бюл. 9 45 (72) Ю.А. Перимов, И.И. Юрченко н А.А. Аникии (53) 615.475(088.8) (56) Goetz R.Н., et al. "Undirectiопа1 inCraaortic pumping in cardiogenos shock and intractable 1еЕс ventricular failure. "Am.I.Cardiol,", f972, v. 29, рр. 213-222.

Thoma Н., Nolner Е. Uber Technik

und Einsatz der itraoortalin Ваllопpumpe. "Ned. Markt", 1971, Bol. 10, s. 70-77. (54) (57) АППАРАТ ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО

КРОВООБРАЩЕНИЯ, содержащий компрессор, ресиверы вакуума, выоокого давления и рабочего давления, распределительное устройство с блоком управления, регулятор рабочего дав.„Я0„„1032613 A ления, источник сжатого газа и гибкий баллон с катетером, при этом компрессор соединен с ресиверами вакуума и высокого давления, а катетер соединен через распределительное устройство с ресиверами вакуума и рабочего давления, отличающийс я тем, что, с целью повышения.надежности в работе аппарата путем предотвращения возможности разрыва гибкого баллона, аппарат снабжен одномембранным элементом; содержащим сопло и глухую и проточную камеры, при этом ресиверы высокого и рабочего давлений соединены между собой е через распределительное устройство, ресивер рабочего давления, кроме того, соединен с соплом и глухой каме- да рой одномембранного элемента, а проточная камера последнего подсоединена через регулятор рабочего давления к источнику сжатого газа. Ф 4

1032613

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к аппаратам вспомогательного кровообращения для контрпульсации внутриаортальным насосом-баллончиком. 5

Известен аппарат вспомогательного кровообращения, содержащий источники давления и вакуума, подключенные через распределительное устройство, электрически связанное .с блоком управления, к камере безопасности, выход которой подключен через катетер к гибкому баллону.

Недостатком известного аппарата вспомогательного кровообращения является большое время переходных процессов нарастания и спада давления в .баллоне-катетере из-за наличия камеры безопасности, что снижает, эффективность вспомогательного кровообра- 10 щения.

Известен также аппарат вспомогательного кровообращения, содержащий компрессор, ресиверы вакуума, высоко. го давления и рабочего давления, рас- >5 пределительное устройство с блоком управления, регулятор рабочего давления,источник сжатого газа и гибкий баллон с катетером, при этом ком» прессор соединен с ресиверами ваку- 30 ума и высокого давления, а кате1 ер соединен с ресиверами вакуума и высокого давления. Для уменьшения времени переходного процесса нарастания давления в баллоне последний на короткое время подсоединяется через распределительное устройство к ресиверу высокого давления.

Недостатком этого аппарата вспомо.40 гательного кровообращения является то, что из-за погрешности в определении времени, необходимого для достижения рабочей величины давления в баллоне, последнйй подвергается крат45 ковременным нагрузкам большой величины, что может привести к его разрыву.

Целью изобретения является повышение надежности в работе аппарата путем предотвращения возможности раз- рыва гибкого баллона.

Указанная цель достигается тем, что аппарат вспомогательного кровообращения, содержащий компрессор, ре55 сиверы вакуума, высокого давления и рабочего давления, распределительное устройство с блоком управления, регулятор рабочего давления, источник сжатого газа и гибкий баллон с катетером, при этом компрессор соединен с ресиверами вакуума и высокого давления, а катетер соединен через распределительное устройство с ресиверами вакуума и рабочего давления, согласно изобретению снабжен одномембранным элементом, содержащим сопло и глухую и проточную камеры, при этом ресиверы высокого и рабочего давле" ния соединены между собой через распределительное устройство, ресивер рабочегодавления,кроме того,соединен с соплом и глухой камерой одномембранного элемента, а проточная камера последнего подсоединена через регулятор рабочего давления к источнику сжатого газа.

На фиг. 1 показана принципиаль- . ная схема аппарата вспомогательного кровообращения; на фиг. 2 — принципиальная схема системы аварийной сигнализации давления; на фиг. 3 — схема, изображающая кривые а, б, в, r, I иллюстрирующие работу отдельных элементов осле заполнения пневмосистещы газом в установившемся режиме работы.

Аппарат вспомогательного кровообращения содержит компрессор 1, подключенный к ресиверам 2 и 3 вакуума и высокого давления, катетер

4, подключенный к балону 5 и через распределительное устройство 6, электрически связанное с блоком управления 7, к ресиверам 2 и 8 вакуума и рабочего давления. В аппарате имеется также регулятор 9 рабочего давления и источник сжатого газа 10. .Кроме того, аппарат снабжен одномембранным элементом 11, состоящим из сопла 12, глухой 13 и проточной 14 камер и мембраны 15. Сопло 12 и глухая камера 13 соединены с ресивером

8 через электропневмоклапан 16. Проточная камера 14 подсоединена через регулятор 9 к источнику сжатого газа

10. Ресиверы 3 и 8 соединяются между собой через распределительное устройство 6. Ресиверы 2 и 3 подключены соответственно к выходу и входу регулятора 17 вакуума.

Между компрессором 1 и ресивером

3 установлен электропневмоклапан 18, а между проточной камерой 14 и регулятором 9 установлены параллельно подключенные электропневмоклапан 19 и регулируемое пневмосопротивление

10326 13

20. Кроме того, аппарат содержит сигнализатор вакуума 21., устройство 22 для сброса избытка газа из пневмосистемы и систему 23 аварийной сигнализации давления, выходы 24, 25, 26 и 27 которой подключены соответственно к соплу 12, выходу регулятора 9, ресиверу 2 и ресиверу 3, а электрические выходы 28 и 29 связаны с блоком управления 7.

Устройство 22 для сброса избытка газа состоит из электропневмоклапана 30 и одномембранного элемента 3 1.

Одномембранный элемент 31 включает в себя глухую 32 и проточную 33 ка- 5 меры, мембрану 34 сопло 35, соединенное с атмосферой. Проточная камера 33 соединяется с выходом 36 распределительного устройства 6 через электропневмоклапан 30, а глухая ка- Ю мера 32 подключена.к выходу регулятора 9.

Система 23 аварийной сигнализации давления содержит узел 37 выделения минимального значения пульсирующего давления, реле 38 сигнализации снижения минимального значения пульсирующего давления и реле 39 сигнализации повышения минимального значения пульсирукнцего давления в ресивере 8 30 относительно уровня давления, заданного настройкой регулятора 9.

Узел 37 выделения минимального значения пульсирующего давления содержит одномембранный элемент 40, регулируемое пневмосопротнвление 4 1 и пневмоемкость 42. Одномембранный элемент 40 включает в себя глухую 43 и проточную 44 камеры, мембрану 45 и сопло 46. Сопло 46 и глухая камера 40

43 подключены к выходу 24 и через регулируемое пневмосопротивление 41 подсоединены к пневмоемкости 42 и к проточной камере 44.

Каждое реле 38 и 39 сигнализации 4> состоит из трехмембранного реле 47, 48 сравнения соответственно, одномембранного элемента 49, регулируемого 50 и нерегулируемого 51 пневмосопротивлений и пневмоэлектропреобразователя 52.

Каждое реле 47, 48 сравнения включает в себя мембранный узел 53, сопло 54, проточную 55 и глухие 56, 57, 58 камеры и пружину 59, установленную в глухой камере 58. Одномембранный элемент 49 содержит мембрану 60, сопло 61, проточную 62 и глухую 63

4 камеры и пружину 64, установленную в в проточной камере 62. Пневмоэлектропреобразователь 52 представляет со" бой комбинацию одномембранного элемента 65, содержащего мембрану 66, глухую 67 и штоковую 68 камеры и пружину 69, установленную в штоковой камере 68, и микропереключателя 70, контакт 71 которого жестко связан с мембраной бб посредством штока 72.

Начальное усилие поджатия пружины 69 выбирается из расчета обеспечения замыкания контакта 71.

Сопло 61 одномембранного элемента

49 соединено с глухой камерой 67 пневмоэлектропреобразователя 52 и с соплом 54 реле 47 или 48 сравнения реле 38 и 39 сигнализации соответственно. Глухая камера 63 одномембранного элемента 49 соединена с выходом

27 и с его проточной камерой 62 через регулируемое пневмосопротивление 50. Проточные камеры 55 реле сравнения 47 и 48 соединены с выходом 26 через нерегулируемое .пневмосопротивление 51.

Глухая камера 56 реле 47 и глухая камера 57 реле 48 соединены с выходом 25, глухая камера 57 и реле 47 и глухая камера 56 и реле 48 подключе- ны к пневмоемкости 42, а глухие камеры 58 реле 47 и 48 соединены с выходом 26. Микропереключатели 70 реле

38 и 39 сигнализации электрически подподключены соответственно к выходам

28 и 29. Электропневмоклапаны 16, 18, 19 и система 23 сигнализации электрически связаны с блоком управления 7.

Аппарат также содержит систему измерения артериального давления (не пвказана), а блок управления 7 снабжен соединенными последовательно блоком индикации (не показан),электрически связанным с сигнализатором вакуума 21 и системой 23 сигнализации, и блохом блокировки (не показан), электрически соединенным с распределительным устройством б.

Баллон 5, ресиверы 2,3 и 8, а также компрессор 1, образуют пневмосистему аппарата.

Аппарат вспомогательного кровообращения работает следующим образом.

Перед началом вспомогательного кровообращения удаляется воздух из пневмосистемы. Блок управления 7 выдает команды на распределительное устройство 6, электропневмоклапаны

1032613.

16 и 18 и отключает выходы 28 и 29

1 системы 23 сигнализации от блоков индикации и блокировки (на чертежах не показаны); электропневмоклапан 16 переключается в положение, соответствующее отключению сопла 12 и глухой камеры 13 элемента 11 от ресивера 8, а электропневмоклапан 18 переключается в положение сîoTBетствую" щее отключению сопла 12 и глухой ка- 10 меры 13.элемента 11 от ресивера 8, а электропневмоклапан 18 переключается в положение, соответствующее подключению компрессора 1 к атмосфере (ресивер 3 при этом от компрес- 15 сора 1 отключается) . Распределительное устройство 6 в этот отрезок времени находится в положении, показанном на чертеже. Воздух из баулона

5 и ресииеров 3 и 8 компрессором 1 20 откачивается в ресивер 2 и через электропневмоклапан 18 в атмосферу через распределительное устройство

6 и регулятор 17 вакуума. Удаление воздуха из пневмосистемы осуществляется до остаточного давления в ней, равного 0,05-0, 1 кгс/см-, величина которого измеряется сигнализатором вакуума 21.

Одновременно в ресивер 2 и через электропневмоклапан 18 в атмосферу воздух компрессором 1 откачивается из проточной части реле 38 и 39, через выход 26 воздух удаляется из глухих камер 58 реле 47 и 48 и из их проз проточных камер 55 через пневмосопротивления 51, а через выход 27 воздух удаляется из глухих камер 63 элементов 49 и глухих камер 67 пнев40 моэлектропреобразователей 52 через сопла 61, проточные камеры 62 и пневмосопротивления 50 (сопла 61 элементов 49 открыты, так как пружины 64 отжимают мембрань7 60 в сторону их открытия) .

При остаточном давлении в пневмо- системе, равном 0,05-0,1 кгс/см, срабатьвает сигнализатор вакуума 21, и на блоке индикации (на чертежах не показан) появляется сигнал, свидетельствующий об окончании удаления воздуха из пневмосистемы. Блок управления 7 посыпает команду на переключение электропневмоклапана 18 в положение, показанное на фиг.. 1, а на распределительное устройство 6 выдает управляющие синхроимпульсы. Распределительное устройство 6 в систоле подключает баллон 5 к ресиьеру 2, ресивер 8 при этом подключается к ресиверу 3, а в дистоле подсоединяет баллон 5 к ресиверу 8, ресиверы 2 и

3 при этом отключаются соответственно от баллона 5 и ресивера 8. Одновременно блок управления 7 выдает команду на переключение электропневмоклапана 16 в положение, показанное на чертеже. Происходит перетекание воздуха с выхода 24 проточной части узла 37 через электропневмоклапан

16 в ресивер 8 и далее через распределительное устройство 6 в ресиверы

2 и 3, давление в глухой камере 43 элемента 40 падает до остаточного, его мембрана 45 перемещается и открывает сопло 46, через которое воздух из глухих камер 56 и 57 реле

48 и 47, из пневмоемкости 42 и проточной камеры 44 протекает к выходу

24 и далее через электропневмоклапан

16 в пневмосистему аппарата. Давление в проточной части узла 37 понижается до остаточного.

В это же время блок управления 7 выдает сигнал на переключение электропневмоклапана 19 в положение, соответствующее подключению выхода регулятора 9 к проточной камере 14 элемента 11, и подсоединяет выход 28 реле 38 сигнализации к блоку индикации (не показан), на котором появляется сигнал, свидетельствующий об начале заполнения пневмосистемы аппарата вспомогательного кровообращения газом.

Начинается заполнение пневмосистемы аппарата газом, которое осуще ствляется регулятором 9.

В начальный период заполнения давление в проточной камере 14 элемента 11 в систоле и диастоле больше давления в его глухой камере l3 (давление в ресиверах 3 и 8 меньше далвения настройки регулятора 9 и равно остаточному давлению в пневмосистеме). Мембрана 15 элемента 11 перемещается в сторону меньшего давления, и сопло 12 открывается. В систоле распределительное устройство

6 находится в положении, показанном

:на фиг. 1, и выход регулятора 9 в течение этого отрезка времени под" ключается через электропневмоклапан ,19, проточную камеру 14 и сопла. 12 элемента 11 и электропневмоклапан 16 к ресиверу 8 и.через распределитель1032613 ное устройство 6 — к ресиверу 3. Происходит заполнение р есив ер ов 3 и 8 и глухой камеры 13 газом до давления, не превышающего давление настройки регулятора 9 (пропускная способность сопла 12 элемента 1.1 не обеспечивает заполнения суммарной емкости ресиверов 3 и 8 и глухой камеры 13 до давления настройки регулятора 9 в течение систолы).Баллон 5 в это время 10 подключается через распределительное устройство 6 к ресиверу 2, газ из баллона 5 перетекает в ресивер 2, давление в ней понижается, и в конце переходного процесса опорожения 15 баллона 5 давления в них выравниваются — баллон 5 складывается. Одновременно компрессор 1 перекачивает газ из ресивера 2 в ресивер 3, повышая давление в последнем. 20

В диастоле распределительное устройство 6 переключается и отключает баллон 5 от ресивера 2, а ресивер 3 от ресивера 8, подсоединяя пос.

25 ледний к баллону 5, газ.из ресивера

8 перетекает в баллон 5. Давление в баллоне 5 повышается, а в ресивере

8 и глухой камере 13 понижается и в конце переходного процесса наполнения баллона 5 газом давления в них выравниваются — баллон 5 раздувается, если давление в пневмокамере выше аортального (длительность переходного -процесса наполнения меньше длительности диастолы). Выход регулято- ра 9 в это время подсоединяется через электропневмоклапан.19, проточную камеру 14, сопло 12 и электропневмоклапан 16 к ресиверу 8 и глухой камере 13 и через распределительное 40 устройство 6 — к баллону 5; происходит их заполнение до давления, не превышающего давление настройки регулятора 9 (пропускная способность сопла 12 не обеспечивает заполнения 4> суммарной емкости ресивера 8, глухой камеры 13 и баллона 5 до давления настройки регулятора 9 за время диастолы). Одновременно компрессор 1 перекачивает газ из ресивера 2 в ре- 50 сивер 3, повышая уровень давления в последнем по сравнению с предыдущим.

В систоле распределительное устройство 6 переключается, и баллон 5 подключается к ресиверу 2, а ресивер

3 подсоединяется к ресиверу 8; происходит наполнение ресивера 8, давления в них в конце переходного процесса наполнения выравниваются, и цикл заполнения повторяется °

В процессе заполнения давление в ресивере 3 повышается от цикла к . циклу, а давление в ресивере 8 и глухой камере 13 пульсирует между давлениями в ресивере 3 в систоле и настройки регулятора 9 в диастоле, дав-. ление в баллоне 5 при этом пульсирует в систоле и диастоле между давлением в ресивере 2 (баллон 5 складывается) и давлением настройки регулятора 9 (баллон 5 раздувается, если давление в нем выше аортального) соответственно. При давлении в ресиверах 3 и 8 и глухой камере 13 в систоле (распределительное устройство 6 находится в положении, показанном на чертеже), большем давлении настройки регулятора 9 на величину порога нечувствительности элемента 11, давление в глухой камере 13 превышает давление в проточной камере 14, мембрана 15 перемещается в сторону меньшего давления и перекрывает сопло

12, отключая выход регулятора 9 от ресивера 8. Заполнение пневмосистемы в этот. момент времени прекращается.

Однако давление в ресиверах 3 и 8 в систоле продолжает расти, так как газ из баллона 5 в это время перетекает в ресивер 2, давление в нем по- нижается, а компрессор 1 нерекачивает этот газ из ресивера 2 в ресиверы 3 и 8. В диастоле распределительное устройство 6 переключается и сообщает ресивер 8 с баллоном 5, и газ из него перетекает в баллон 5.

Давление в баллоне 5 повышается, а в ресивере 8 и глухой камере 13 понижается и в конце переходного процесса наполнения баллона 5 газом давления в них выравниваются (длительность переходного процесса наполнения меньше длительности диастолы) ° Давление в проточной камере 14 в этот отрезок . времени больше, давления в глухой камере 13. Мембрана 15 перемещается и открывает сопло 12, сообщая регулятор 9 с ресивером 8 и баллоном 5, происходит заполнение ресивера 8, глухой камеры 13 и баллона 5 до давления, не превышающего давление настройки регулятора 9 (баллон 5 раздувается, есЛи .давление в нем. выше аортального) ° Одновременно компрессор

1 откачивает газ из ресивера 2 в ресивер 3, повышая уровень давления в

Р > Р ИЫ (1) п 62 кбЬ Г

3N6O

30 где Р— текущее значение давления К62 в проточных камерах 62;

Р„, — текущее значение давления в глухих камерах 63;

М„ — усилие поджатия пружины

64;

Р— эффектйвная площадь мембЭИ60 раны 60, 40 мембраны 60 перемещаются и открывают сопла 61. Газ с выхода 27 через пнев" мосопротивления 50, проточные камеры

62 и сопла 61 протекает к глухим камерам 6 7 пиевмоэлектр опр еобразователей 52 и соплам 54 реле 47 и 48. Как

4S видно из выражения (1), одномембранные элементы 49 поддерживают на пневмосопротивлениях 50 постоянные перепады давлений, равные величине

".оы

- о -- и, таким образом, поддерживают

ЭМбО постоянный расход газа через пневмосопротивления 50 независимо от величины давления в ресивере 3 (однако

Е.вы

55 величина -в -- не должна превышать э ьо величину максимального давления в ресивере 3) . Сопло 54 реле 47 открыто

10326 последнем. В систоле распределитель- ное устройство 6 переключается, и цикл заполнения повторяется.

В процессе заполнения минимальное значение давления в ресивере 8 (величина давления в ресивере 8 в конце . переходного процесса наполнения баллона 5), глухой камере 13 и баллоне

5 в диастоле возрастает от цикла к циклу и стремится к давлению настрой- 10 ки регулятора 9, а давление в ресивере 3 возрастает до максимального значения, превышающего давление настройки регулятора 9.

Одновременно повышается давление и на выходе 27 системы 23 сигнализа.— ции. Через выход 27 давление из ресивера 3 поступает в глухие камеры

63 элементов 49 и через пневмосопротивления 50 в их проточные камеры

62. В начальный момент давление в глухих камерах 63 выше давления в проточных камерах 62, мембраны 60 перемещаются и перекрывают сопла 61, давление в проточных камерах 62 возрастает, и при достижении величины давления в них, определяемой выражением

13

10(в его глухую камеру 56 через . -и<од

25 заведено давление с выхода регулятора 9, которое, воздействуя на мембранный узел 53, перемещает его в сторону меньшего давления — давления в камере 57, пружина 59 сжимается и сопла 54 открывается), и газ через сопло 54, проточную камеру 55 и пневмосопротивление 51 вытекает в ресивер -2. Контакт ?I пневмоэлектропреобразователя 52 реле 38 замкнут.

Сопло 54 реле 48 закрыто (в его глухую камеру 57 через выход 25 заведено давление с выхода регулятора 9, которое, воздействуя на мембранный узел 53, перемещает его в сторону меньшего давления — давления в глухой камере 56, сопло 54 закрывается), и газ натекает в глухую камеру 67 пневмоэлектропреобразователя 52 реле 39 сигнализации, давление в этой камере возрастает, и при величине давления в ней, превышающей значение

71 + 1пб9 — (где N — усилие подfl 6

У" 66 жатия пружины 69, N » — усилие, не.обходимое для переключения контакта

71, а Ъ,.б — эффективная площадь мемб раны 66), мембрана 66 вместе со штоком 72 перемещается вверх и размыкает контакт 71.

N„, +N „

Однако величина — — — — и - — не эм66 должна превьппать величину максимального давления в ресивере 3.

Проходные сечения пневмосопротивлений 50 выбираются из условий наполнения глухих камер 67 пневмоэлектропреобразователей. 52 до давления, при котором. происходит переключение их контактов 71, за время, не превьппающее длительность диастолы. Проходные сечения пневмосопротивлений 51 выбираются из расчета получения положительной обратной связи на реле 47 и

48 при переключении и перепадов давлений на них, достаточных для получения высокого быстродействия реле

47 и 48 в момент их переключения (открытия или закрытия сопл 54) и для обеспечения возможности переключения реле 47 и 48 при незначительных пульсациях давлений в их глухих камерах 56 и 57.

В процессе заполнения ресивер 8 в систоле подключается к ресиверу 3, а в диастоле — к баллону 5 и регулятору 9. Давление в нем пульсирует

1032613.

12.

Э 6 э SS (2) где Р,„, 11 между давлениями в ресивере 3 и настройки регулятора 9, причем мини. мальное значение давления в ресивере 8 в диастоле стремится к давлению настройки регулятора.9. Одновре- 5 менно пульсации давления из ресивера 8 через электропневмоклапан- 16 и выход 24 системы 23 сигнализации передаются в глу ую камеру 43 элемента 40, мембрана 45 которого из-за 10 разности давлений в камерах 43 и 44 перемещается и перекрывает сопло 46, и через пневмосопротивление 4 1 в пневмоемкость 42, проточную камеру

44 и глухие камеры 56 и 57 соответственно реле 48 и 47, происходит их заполнение газом и повышение давленйя в них. При давлении в пневмоемкости 42 и проточной камере 44, большем на величину порбга нечувствитель- 0 ности элемента 40, чем минимальное значение давления в ресивере 8 в диастоле, мембрана 45 перемещается в сторону меньшего давления и открывает сопло 46, соединяя пневмоемкость

42 и глухие камеры 56 и 57 реле 48 и 47 соответственно с ресивером 8, происходит выравнивание давлений в них. В систоле, когда давление в ресивере 8 и глухой камере 43 равно 30 делению в ресивере 3, мембрана 45 перемещается и перекрывает сопло 46 (давление в глухой камере 43 в этот момент больше давления в проточной камере 44), при этом давление в пнев з5 моемкости 42 и глухих камерах 56 и

5? реле 48 и 47 соответственно нез начительно повышается через пневмосопротивление 4 1. В диастоле давление в глухой камере 43 падает до ми40 нимального значения давления в ресивере 8, мембрана 45 перемещается и открывает сопло 46 (давление в глухой камере 43 в это время меньше давления в проточной камере 44), про исходит выравнивание давлений в пнев- - .

45 моемкости 42 и ресивере 8. Таким образом элемент 40 пропускает в пневмоемкость 42 лишь минимальное количество газа, причем давление в пневмоемкости 42 незначительно повышает50 ся в систоле через пневмосопротивле- ние 4 1, проходное сечение которого выбирается иэ расчета повышения дав ления не более чем на 2-4 мм рт.ст.

В процессе заполнения давление в пневмоемкости 42 и глухих камерах .

56 и 57 реле 48 и 47 соответственно повышается одновременно с повышением минимального значения давления в ресивере 8 в диастоле и стремится к давлению настройки регулятора 9. При величине давления в пневмоемкости 42 и глухих 56 и 57 камерах реле 48 и

47 соответственно, определяемой выражением

P > р ЛЙ.Я.=

CP Р47 i Р9

ЭМИ ЭМФАЗ вЂ” давление в глухой камере

57 реле 47, необходимое для закрытия его соп-, ла 54;

P — давление настройки регулятора 9;

И 6 усилие поджатия пружи ны 59;

P 65 Pü53 соответственно абсолют ные значения давления в камерах 55 .и 58;

f,„ соответственно эффективные площади- средней и крайней мембран мембран» ного узла 53, мембранный .узел 53 реле 47 перемещается и перекрывает его сопло 54. Во время перемещения мембранного узла

53 давление P в проточной камере

8&6

55 уменьшается, так как увеличивается сопротивление сопла 54, и в момент закрытия последнего равно давлению P в камере 58. Одновремен658 ,но с закрытием сопла 54 реле 47 прекI ,ращается вытекание газа в ресивер 2 из глухой камеры 67 пневмоэлектропреобраэователя 52 реле 38. Давление в ней повышается, и при величине давления в ней, превышающей значение

N ) + 1 1п6О мембрана 66 вместе со

ЭМ66 штоком ?2 перемещается вверх и раз- мыкает контакт 71. На блоке индикации (на чертежах не показан) появляется сигнал, свидетельствующий об окончании начальной фазы заполнения пневмосистемы аппарата .газом. Одновременно блок управления 7 выдает ко команду на переключение электропневмоклапана 19 в положение показанное на чертеже, и подключает выход 29 реле 39 и блок блокировки к -блоку сигнализации (не показаны).

13, 1032613

Конечная фаза заполнения пневмосистемы газом осуществляется через пневмосопротивление 20, проводимость которого выбирается из расчета обеспечения расхода газа через него, пре- g вышающего утечку газа из пневмосистемы в процессе контрпульсации, например, за счет газопроницаемости материала камеры баллона 5. В диастоле ресивер 8 подключается к баллону 10

5, и газ из ресивера 8 перетекает в баллон 5.. Давление в баллоне 5 повышается, а давление в ресивере 8 понжается, и в конце переходного процесса наполнения баллона 5,давления 15 в них выравниваются (длительность переходного процесса наполнения меньше длительности диастолы) . Выход,регулятора 9 в это время подсоединяется через пневмосопротивление 20

20,проточную камеру 14, сопло 12 и электропневмоклапан 16 к ресиверу

8, глухой камере 13 и баллону 5, происходит их заполнение газом до давления, не превышающего давление наст- ройки регулятора 9, причем скорость заполнения пропорциональна проводимости пневмосопротивления 20 (баллон 5 раздувается). В систоле ресивер 3 подключается к ресиверу 8 и З0 глухой камере 13, а баллон 5 подсоединяется к ресиверу 2; происходит наполнение ресивера 8 и глухой камеры

13 до давления в ресивере 3, а баллон 5 опорожняется в ресивер 2 до давления в ресивере 2. Давление в глухой камере 13 повышается, мембрана

15 перемещается и перекрывает сопло

12, отключая регулятор 9 от ресивера

8. В диастоле ресивер 8 подключается 40 к баллону 5, и цикл конечной фазы заполнения повторяется °

При заполнении ресивера 8, глухой камеры 13 и баллона 5 в диастоле через пневмосопротивление 20 до давления настройки регулятора 9 заполнение пневмосистемы аппарата газом прекращается (сопло 12 в этот момент открыто, но отсутствует расход газа через регулятор 9 и пневмосопротивление 20,>0 так как отсутствует перепад давления между ними и ресивером 8). Таким образом регулятор 9 оказывается подключенным в конце переходного процесса наполнения баллона 5 в диастоле к ре-55 сиверу 8 и через распределительное устройство 6 подсоединен к баллону 5, а в систоле — отключенным. При незна(3) Р (1 1 05) Р где Р „„ - максимальное диастолическое давление в аорте при контрпульсации.

Давление в ресивере 3 в этот момент времени равно значению, определяемому выражением (Щ + па + Ък5) РаРЯ Vnn Р Р 2 (4)

ОР3 V

РВ где Р,, P u P — соответственоРЧ aP3 но абсолютные значения давления настройки регулятора 9 и давлений в ресиверах 3 и 2. V, V„, и Р, — соРВ ответственно объемы ресивера 8, пневмолинии между распределительным уст- ° ройством 6 и баллоном 5 и баллона 5, и, при соответствующем выборе объема ресивера 8, может в несколько раз превышать давление настройки регулятора 9. В диастоле ресивер 8 подключается к баллону 5, и газ перетекает из него в баллон 5. Происходит наполнение баллона 5 газом, причем начальная фаза наполнения баллона 5 происходит при высоком давлении в ресивере 8, а в конце переходного процесса наполнения давления в баллоне 5 и ресивере 8 выравниваются до давления настройки регулятора 9 (начало раздутия баллона 5 происходит при высоком давлении, а конец — при давлении настройки регулятора 9, баллон 5 быстро раздувается, причем время раздутия баллона значительно меньше длительности диастолы). В систоле баллон 5 подключается к ресиверу 2. Газ из баллона 5 перетекает в ресивер 2, и в конце процесса опорожчительном уменьшении минимального значения давления в ресивере 8 в конце переходного процесса наполнения баллона 5 в диастоле (давление в ресивере 3 меньше необходимого), например, из-за газопроницаемости материала камеры баллона 5, появляется перепад давления между регулятором

9, ресивером 8 и баллоном 5, через пневмосопротивление 20 и -открытое сопло 12 протекает необходимый расход газа и давление в ресивере 8 и баллоне 5 повышается до давления настройки регулятора 9. Для обеспечения полного раздутия баллона — катетера 4 давление настройки регулятора 9 должно опр ед ел ят ь ся и з выр аж ения

1032613

16 При истечении газа из глухой камеры

67 до величины давления в ней, мень 1 «ч1 + М пбо шей значения --"- — — - - -, мембрана

Эибб бб вместе со штоком 72 перемещается вниз и замыкает контакт 71. Одновременно на блоке индикации (на чертежах не показан) появляется сигнал, свидетельствующий об переполнении пневмосистемы газом, и блок управления

7 посылает команду на переключение электропневмоклапана 30 в положение, соответствующее подключению проточной камеры 33 элемента 31 к выходу

36. Газ из баллона 5 под давлением, превышающим давление настройки регулятора 9 через электропневмоклапан

30 протекает к проточной камере 33.

Мембрана 34 перемещается в сторону меньшего давления — давления в глухой камере 32, равного давлению настройки регулятор 9 давления, сопло 35 открывается, и избыток газа стравливается в атмосферу до давления, не превышающего давление настройки регулятора 9. Давление в баллоне 5 и ресивере 8 понижается. Одновременно понижается давление и в глухой. камере 43 элемента 40,.мембрана 45 которого перемещается и открывает сопло 46, происходит истечение газа из пневмоемкости 42 в ресивер 8 и далее в атмосферу и давление в пневмоемкости 42 падает. Если давление в ресивере 8, баллоне 5 и пневмоемкости 42, а следовательно, и в глухих камерах 56 и 57 реле 48 и 47 упадет в диастоле до величины, определяемой выражением

15 кения баллон 5 складывается. Одновременно происходит наполнение ресивера 8 газом до давления в ресивере 3 (время наполнения меньше длительности систолы) . Величина вакуума в ресивере 2 регулируется регулятором 17 и выбирается из условия обеспечения скорости складывания баллона 5, близкой к скорости изгнания крови в аорту желудочком сердца, а объем ресиве-t0 ра 8 рассчитывается из условия получения скорости нарастания давления в диастоле (скорости раздутия баллона 5) при контрпульсации, не превышающей допустимой (не приводящей к травме сосудов и форменных элементов крови и гидроудару).

В процессе контрпульсации минимальное значение давления в ресивере 8 в конце переходного процесса наполнения баллона 5 в диастоле может превысить давление настройки регулятора 9, например, из-sa дополнительного подсоса воздуха из атмосферы.

Одновременно повышается давление и в глухих камерах 13 и 43 элементов

11 и 40 соответственно, их мембраны

15 и 45 перемещаются в сторону меньшего Давления — давление в проточных камерах 14 и 44 — и перекрывают сопла 12 и 46. Выход регулятора 9 отклюЗО чается от ресивера 8 и баллона 5. Через пневмосопротивление 41 происходит нарастание давления в пневмоемкостй 42 и глухих камерах 56 и 57 реле 48 и 47 соответственно на 2—

4 мм рт.ст. за каждый сердечный цикл.

При величине давления в них, определяемой выражением

40 "

У

Эм53 Эм53 где Pcpp4s — давление в глухой камере

56 реле 48, при котором начинается открытие его сопла 54, мембранный узел 53 реле 48 перемещается и откры вает сопло 54, Одновременно газ из глухой камеры 67 пневмоэлектропреобразователя 52 реле 39 сигнализации через сопло 54, проточную камеру 55 и пневмосопротивление 51 начинает вытекать в ресивер 2. На пневмосопротивлении 51 появляется перепад давления, который ускоряет переключение реле 48 и обеспечивает возможность, его переключения при незначительном

Роложении давления в глухой камере

Рб в момент переключения реле 48.

Р > Р + 1 1 п59 MS Р9 F — К

Эм63 М» 53

Р (Р +

N п5 ю.рлз - Р9

ЗМ53 ЭМ53 с где Р,» „з — давление в глухой камере

56 реле 48, при котором начинается закрытие его сопла 54, то мембранный узел 53 реле 48 переместится, сопло 54 перекроется, истечение газа из глухой камеры 67 пневмоэлектропреобразователя 52;реле

39 сигнализации в ресивер 2 прекратиться, давление в ней возрастет до

И„т1 +И б величины —" = —,,мембрана

ЭИ 66 бб вместе со штоком 72 переместится

1032613

17

18 вверх, контакт 71 разомкнется, на блоке индикации (не показан) появится сигнал, свидетельствующий о сбросе избытка газа в атмосферу, и блок управления 7 переключит электропнев- 5 моклапан 30 в положение, показанное на чертеже, при этом проточная камера 33 элемента 31 отключится от выхода 36. Однако если давление в ресивере 8, баллоне 5 и пневмоемкости

42, а следовательно, и глухих камерах 56 ц 57 реле 48 и 47 соответственно в диастоле будет еще превышать давление P то тогда проСР А8 цесс сброса избытка газа из пневмо- 15 систмы в атмосферу повторится в диастоле следующего сердечного цикла и т,д., так как в систоле баллон 5 подключится к ресиверу 2, давление в нем и проточной камере 33 понизит- 20 ся до давления в ресивере 2, мембрана 34 переместится и перекроет сопло 35.

В процессе контрпульсации минимальное значение давления в ресивере 5

8 и баллоне 5 в конце переходного процесса наполнения в диастоле может резко понизиться, например, из-за нарушения герметичности камеры баллона 5. Величина утечки газа через 30 стенку баллона 5 в кровь увеличится и не сможет больше компенсироваться расходом газа через пневмосопротивление 20. Одновременно понизится давление в глухой камере 43 элемента

40, мембрана 45 которого переместиться и откроет сопло 46, через которое газ из пневмоемкости 42 перетечет в ресивер 8 — давление в пневмоемкости 42 и глухих камерах 56 и 57 ре40 ле 48 и 47 соответственно понизится до давления в ресивере 8. Ксли давления в ресивере 8 и баллоне 5 в этот момент будут меньше давления, величина которого определяется выражени- 4 ем

1 1д Б9

P (7)

Г эм53 эм 53 где Р,р, — давление в глухой камере

57 реле 47, при котором начинается открытие его сопла 54, то мембранный узел 53 реле 47 переместится, сопло 54 откроется, газ из глухой камеры 67 пневмоэлектропреобразователя 52 реле 38 сигнализации через сопло 54, проточную камеру 55 и пневмосопротивление 51 начн=.т истекать в ресивер 2. 11а пневмосопротивлении 51 появляется перепад дав— ления,который ускоряет переключение реле 47 и обеспечивает возможность его переключения при незначительном повышении давления в глухой камере

57 в момент переключения реле 47.

При истечении газа из глухой камеры

67 до величины давления, меньшей зна1 1х71 + 1 1 гыд чения — — — — — """--, мембрана 66

Эм 66 вместе со штоком 72 перемещается вниз и замыкает контакт 71. Одновременно на блоке индикации (не показан) появляется сигнал, свидетельствующий об аварийной утечке газа из пневмосистемы, и блок блокировки (не показан) производит блокировки распределительного устройства 6 в положении, соответствующем подключению баллона 5 к ресиверу 2 — давление в нем понижается, и баллон — 5 складывается (ресиверы 8 и 3 соединяются между собой)

В это же время с блока управления 7 посылается сигнал на переключение электропневмоклапана 16 в положение, соответствующее отключению ресивера

8 от элемента 11.

Усилия поджатия пружин 59 реле

47 и 48 и проходные сечения пневмосопротивлений 51 выбираются из расчета получения минимального рассогласования между давлениями в глухих камерах 56 и 57 реле 47 и 48, при ко:торых происходит их переключение: открытие сопл 54 происходит при величине рассогласования, равной

20 мм рт.ст., а их закрытие — при

10 мм рт.ст. При необходимости давление в конце переходного процесса наполнения баллона 5 в диастоле можно изменять в процессе контрпульсации е

Для уменьшения давления в баллоне 5 достаточно уменьшить давление настройки регулятора 9 на величину (выражение (5). ОдновреИ

Эм<3 эм 53 менно уменьшится давление в глухой камере 57 реле 48, мембранный узел

58 переместится и откроет сопло 54.

Далее процесс уменьшения давления будет происходить аналогично сбросу избытка газа из пневмосистемы.

Для увеличения давления в баллоне 5 с блока управления 7 посылает103261,3

20 ся команда на отключение блока блокировки (на чертеже не показан) и пер еключ ение эл ектропне вмоклап а на 19 в положение, соответствукицее подключению выхода регулятора 9 к проточ- 5 ной камере 14. Давление настройки регулятора 9 необходимо увеличить на

N величину — — — + + — — (выражение (7) .

pNf3 эм5э

Одновременно увеличится давление в глухой камере 56 реле 47, мембранный узел 53 которого переместится, и сопло 54 откроется, газ иэ глухой камеры 67 нневмоэлектропреобразователя

52 реле 38 сигнализации через сопло

54, проточную камеру 55 и пневмосопротивление 51 начнет истекать в атмосферу, давление в глухой камере

67 начнет падать, и при величине дав". ления в ней, меньшего значения

N + N п -, мембрана 66 вместе со эи66 штоком 72 переместится вниз и замкнет контакт 71. Одновременно на бло-. ке индикации (на чертежах не показан) появится сигнал, свидетельвтвующнй о начале увеличения давления.

Далее процесс повышения давления аналогичен заполнению пневмосистемы аппарата газом.

Апцарат вспомогательного крово обращения работает надежно за счет предотвращения возможности разрыва гибкого баллона.

1032613

78 71 у

Фиг.Z

apr а

Qpg

0

Ъл

Ру

Р!

Р1 а

Р,ц

Рз

А гд а

Составитель E. Годин

Редактор Л. Павлова Техред В.Кадар Корректор M. apo u

Заказ 6590/1 Тираж бб0 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

f13035, Москва, Ж-35, Раушская нао., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4