Устройство для нагнетания крови

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАГНЕТАНИЯ КРОВИ, содержащее внутриаортальный насос-баллончик, последовательно соединенные источник сжатого газа , распределитель, струйный насос, исполнительный механизм, а также задатчик частоты,выход которого подключен к входам формирователей импульсов начала и конца фазы нагнетания насоса-баллончика, отличающееся тем, что, с целью увеличения продолжительности контрпульсации путем снижения расхода сжатого газа, оно дополнительно содержит датчик расхода, систему стабилизации давле- . ния газа,разделительную камеру,формирователь импульсов фаз нагнетания и всасывания струйного насоса, два входа которого соединены соответстпснно с выходами форм1фователей импульсов начала и конца фазы наг 1етания насоса-баллончика и с входами формирователя и шyльcoв фазы нагнетания насоса-баллончика , а выход последнего связан с входом исполнительного механизма , третий вход формирователя импульсов фаз нагнетания и всасывания струйного насоса соединен с первым вьЕходом датчика расхода, другой выход датчика расхода соединен со входом системы стабилизации давления газа и с вькодом внутриаортального насоса-баллончика, а вход - с выхоi дом разделительной камеры, выход формирователя импульсов фаз нагнетания СО С и всасывания струйного насоса поступает на другой вход распределителя. 2. Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что формирователь импульсов фаз нагнетания и всасывания струйного насоса выполнен в виде формирователя импульсов экстремальных значений объема пневмокамеры о пасоса-баллончика, выход которого -ч1 соединен с входами двух триггеров, 00 выходы последних - с входами усили J теля мощности. го

союз советсних социАлистичесних

РЕСПУБЛИН

ÄÄSUÄÄ 1107872 А

А 61 М 1/03

Я(, "„ q)q p a g

?3 "" --. тощ .--.,дц 13

>®ИИОХПЦ, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTGPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГосудАРстэенный номитет сссР по делАм изовретениЙ и отнРытйй (21) 3512126/28 — 13 (22) 17.11.82 (46) 15.08.84. Бюл. К- 30 (7 2) И. И. 10рченко, Г. П. Перешеин, 10.А.Перимов и 10.И.Малышев (53) 615. 475 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 344863, кл. А 61 M 1/00, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке У 3467043/13. кл. А 61 M 1/03. 1982 (прототип). (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ШИ НАГНЕТАНИЯ КРОВИ, содержащее внутриаортальный насос-баллончик. последовательно соединенные источник сжатого газа, распределитель, струйный насос. исполнительный механизм, а также задатчик частоты. выход которого подключен к входам формирователей импульсов начала и конца фазы нагнетания насоса †баллончи, о т л и ч а ющ e e с я тем, что, с целью увеличения продолжительности контрпульсации путем снижения расхода сжатого газа, оно дополнительно содержит датчик . расхода, систему стабилизации давле- . ния газа, разделительную камеру,формирователь импульсов фаз нагнетания и всасывания струйного насоса, два входа которого соединены соответственно с выходами формирователей импульсов начала и конца фазы нагнетания насоса-баллончика и с входами формирователя импульсов фазы нагнетания насоса-баллончика, а выход последнего связан с входом исполнительного механизма, третий вход формирователя импульсов фаз нагнетания и всасывания струйного насоса соединен с первым выходом датчика расхода, другой выход датчика расхода соединен со входом системы стабилизации давления газа и с выходом внутриаортального насоса-баллончика а вход — с выхоУ Ф дом разделительной камеры, выход фор- S мирователя импульсов фаз нагнетания и всасывания струйного насоса посту- 1 Г пает на другой вход распределителя. С

2. Устройство по и. 1, о т л и— ь ч а ю щ е е с я тем, что формирова- Я тель импульсов фаз нагнетания и всасывания струйного насо са выполнен в г laeeL виде формирователя импульсов экстремальных значений объема пневмокамеры пасоса-баллончика, выход которого соединен с входами двух триггеров, 4 вы:оды последних — с входами усили- ОО теля мощности. аь ) Q — расход газа через активное сопло

50 струйного насоса; и t — длительность фаз на

Sc гнетания и всасывания газа струйным насосом в пневмока- 55 меру рабочего орга-: на и из последней соответственно (2 ). где нс

1,1107

Изобретение отно ситс я к медицинской технике и может быть использовано в системах вспомогательного кровообращения для оказания экстренной помощи в условиях неспециализированного стационара или во внебольничных условиях и при транспортировании больных в специализирова ный стационар.

Известно устройство для нагнета- 10 ния крови, содержащее блок управления, основной распределитель, установленный между источником давления и пневмокамерой рабочего органа, и источник вакуума, выполненный в ви- 15 де камеры, разделенной подпружиненной мембраной на две полости, одна из которых соединена с основным распределителем, а другая через дополнительный распределитель подключена 29 к источнику давления (1).

Однако малая долговечность мембраны в этом устройстве уменьшает время безотказной работы источника вакуума, отказ которого приводит к умень- 25 шению вакуума в пневмокамере рабочего органа, в результате чего увеличивается время наполнения рабочей камеры рабочего органа кровью и уменьшается его минутный объем, что снижает гемодинамическую эффективность вспомогательного кровообращения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для нагнетания крови, содержащее внутриаортальный насос-баллончик, последовательно соединенные источник сжатого газа, распределитель, струйный насос, исполнительный механизм, а также задатчик частоты, 40 выход которого подключен к входам формирователей импульсов начала и конца фазы нагнетания насоса-баллончика. Расходуемое этим устройством количество газа Ч за сердечный цикл. 45 можно описать следующим выражением

872 2

Известно, что эффективность контрпульсации насосом-баллончиком достигается при скоростях его раздутия и спадения, не превышающих скорости систолического выброса крови в аорту левым желудочком сердца. Но так как объем пневмокамеры насоса-баллончика меньше объема левого желудочка сердца, то при скоростях раздутия и спадения насоса-баллончика, равных скорости систологического выброса, величины 1 „ и 1 С, необходимые для обеспечения эффективной контрпульсации насосом-баллончиком, должны быть меньше длительности систолы. а их сумма меньше 2/3 длительности сердечного цикла, при длительности систолы. равной 1/3 длительности сердечного цикла.

Причем в известном устроистве

c Ma (t нс+ ос ) =T, rpe Т,1 д"итель бс Ч ность сердечного цикла, которая определяется из выражения Т -1/Е, где Й частота сердечных сокрацений, поэтому при контрпульсации насосом-баллончиком газ из источника сжатого газа расходуется в течение всего сердеч— ного цикла и в объеме, большем необходимого, а следовательно, уменьшается ресурс автономности устройства, и ограничивается длительность контрпульсации.

Цель изобретения — увеличение продолжительности контрпульсации путем снижения расхода сжатого газа.

Указанная цель достигается тем, что устройство для нагнетания крови, содержащее внутриаортальный насосбаллончик, последовательно соединенные источник сжатого газа, распределитель, струйный насос, исполнительный механизм, а также задатчнк частоты, выход которого подключен к входам формирователей импульсов начала и конца фазы нагнетания насосабаллончика, дополнительно содержит датчик расхода, систему стабилизации давления газа, разделительную камеру, формирователь импульсов фаз нагнетания и всасывания струйного насоса, два входа которого соединены соответственно с выходами формирователей импульсов начала и конца фазы нагнетания насоса-баллончика и с входами формирователя импульсов фазы нагнетания насоса-баллончика, а выход последнего связан с входом исполнительного механизма, третий вход

1107872 формирователя импульсов фаз нагнетания и всасывания струйного насоса соединен с первым выходом датчика

Р расхода, другой выход датчика расхода соединен с входом системы стаби5 лизации давления газа и с выходом внутриаортального насоса-баллончика, а вход — с выходом разделительной камеры, выход формирователя импуль10 сов фаз нагнетания и нсасывания струйного насоса поступает на другой вход распределителя.

Кроме того, формирователь импульсов фаз нагнетания и всасывания

15 струйного насоса выполнен в виде последовательно соединенных формирователя импульсов экстремальных значений объема пневмокамеры насоса-баллончика, выход которого соединен с входами двух триггеров, выходы последних — с входами усилителя мощности.

В предлагаемом устройстве сумма нс+tâñ)< — ç Т . Умножив евую v npa2 вую части (1) на и подствив вместо 25 суммы(с„с+с Oc) ее значения для каждого устройства, после несложных преобразований. получают следующие выражения для определения расхода газа известным Q и предложенным Q уст0 ройствами

3 =д и

Q„< 296 (2) 35

Из выражения (2) следует, что расход газа известным устройством Я я равен расходу газа через активное сопло струйного насоса и не зависит от частоты f сердечных сокращений . Ана- 40 лиз выражений (2) и (3) показывает, что расход газа предлагаемым устройством более чем в 1,5 раза меньше чем известным; Причем расход газа предложенным устройством Я „ прямо пропорционален частоте f сердечных сокращений и зависит от длительностей раздутия t р и спадания t насоса-баллончика, которые в предлагаемом устройстве определяют длительности фаз нагнетания и всасывания струйного насоса.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство для нагнетания крови, содержит внутриаортальный насос-бал55 пончик 1, камеру 2 безопасности, струйный насос 3, распределитель 4, источник 5 сжатого газа, исполнительный механизм 6, эадатчик 7 частоты, формирователи импульсов начала 8 и конца 9 нагнетания насоса-баллончика 1, формирователь 10 импульса фазы нагнетания насоса-баллончика 1 и формирователь 11 импульсов фаэ нагне" тания и всасывания струйного насоса 3.

Формирователь 10 и исполнительный механизм 6 образуют формирователь импульсов фаз нагнетания и всасывания насоса-баллончика 1.

Камера 2 безопасности состоит из разделительной камеры 12, в корпусе которой встроен датчик 13 расхода.

Выход датчика 13 подключен к насосу. баллончику 1.

Задатчик 7 частоты представляет собой кардиосинхронизатор. На входы

14-16 эадатчика частоты поступают биологические сигналы средца, например ЭКГ. Выход задатчика 7 частоты подключен к входам формирователей

8и9.

Формирователь 11 содержит формирователь 17 экстремальных значений объема пневмокамеры насоса-баллончика 1, подключенный к входам двухвходового усилителя 20 мощности. Выход усилителя 20 мощности подключен к командному входу распределителя 4. Кроме того, устройство содержит систему 21 стабилизации давления газа в насосебаллончике 1 .

Устройство работает следующим образом.

На входы 14-16 задатчика 7 частоты поступают биологические сигналы сердца, например QRS-комплекс электро. кардиограммы ЭКГ. Задатчик 7 частоты формирует управляющие импульсы в фазе с R — зубцом ЭКГ, которые поступают на входы формирователей 8 и 9. Формирователи 8 и 9 формируют импульсы начала и конца фазы нагнетания насосабаллончика 1 с задержкой относительно управляющих импульсов, задаваемой и автоматически регулируемой в долях от продолжительности сердечного цикла. С выхода формирователя 8 импульсы начала фазы нагнетания насосабаллончика 1 поступают на вход 22 формирователя 10 и S-вход триггера

18. С выхода формирователя 9 импульсы конца фазы нагнетания насоса-баллончика 1 поступают на вход 23 формирователя 10 и S-вход триггера 19.

Перед началом контрпульсации с помощью системы 21 производится заl107872 полнение пневмокамеры насоса-баллончика 1 физиологически приемлемым газом до необходимого давления. В тече ние контрпульсации система 21 позволяет компенсировать утечку газа из разделительной камеры 12 и станки камеры насоса-баллончика 1 в аорту.

Зта же система 21 обесп чивает контроль целостности насоса-баллончи-<а в течение контрпульсации, При появлении на входе 22 формирователя 10 и S-входе триггера 18

10 импульса качала фазы нагнетания насоса-баллончика 1 на выходах формирователей 10 и 11 .появляются электрические сигналы фаз нагнетания насосабаллончика 1 и струйного насоса 3.

Исполнительный механизм 6 переключается в положение, соответствующее отключению диффузора струйного насоса 3 от атмосферы, Одновременно распределитель 4 переключается в положе»ие, соответствующее подкл1очению актив»ого сопла струйного насоса 3 к источнику 5 сжатого газа. Газ из источ»ика 5 нагнетают через активное

cons. и приемый патрубок струйного

»асоса в разделительную камеру 12.

Происходит нагнетание физиологически приемлемого газа в пневмокамеру насоса-баллончика 1 через датчик 13.

Насос-баллончик 1 раздувается. Сопро тивление датчика 13 изменяется в зависимости от величины расхода газа через него. В конце раздутия насосабалло»чика 1 расход газа через датчик 13 уменьшается до нуля и на выходе Формирователя 17 появляется короткий электрический импульс, опреного насоса 3. Одновременно на выходе формирователя 11 появляется электрический сигнал конца фазы нагнетания струйного насоса 3, причем на выходе Формирователя 10 электрический 4 сигнал фазы нагнетания насоса-баллончика 1 все еще существует. Распределитель 4 переключается в положение, соответствующее отключению источника

5 от активного сопла струйного насоса 3. Нагнетание газа в разделительную камеру 12 прекращается. Однако

50 насос-баллончик 1 продолжает оставаться раздутым, т.к. в разделительной камере находится силовой газ, давление которого превышает давление физиологически приемлемого газа, находяшегося в пневмокамере насоса-бал«з»чика 1. деляющий конец фазы нагнетания струй- 40

При появлении на входе 23 ьс;.:.;:чрователя l0 и S-входе триг,:-1.я 13 импульса конца фазы нагнетания насоса-баллончика 1 на выходах формирователей 10 и 11 появляются электрические сигналы фаз всасывания насо— са-баллончика 1 и струйного насоса 3.

Исполнительный механизм 6 переключается в положение, соответствующее подключению диффузора струйного насоса 3 к атмосфере. Одновременно распределитель 4 переключается в положение, соответс тву1ощее поцключению активного сопла струйного насоса 3 к источнику 5. Сжатый газ через активное сопло и диффузор струйного насоса 3 и исполнительный механизм 6 истекает в атмосферу. В результате в приемном патрубке струйного насоса

3 и разделительной камеры 12 создается разрежение, Происходит отсасывание, физиологически приемлемого газа из пневмокамеры насоса-баллончика 1

1 ерез датчик 13. Насос-баллончик 1 складывается. Сопротивле»ие датчика

13 изменяется в зависимости от величины расхода газа через него. Б конце спадания насоса-баллончика 1 расход газа через датчик 13 уменьшается до куля и на выходе формирователя

17 появляется короткий электрический импульс, определяющий конец фазы всасывания струйного насоса 3. Одновременно на выходе формирователя 11 появляется электрический сигнал конца фазы всасыван-т струйного насоса 3, причем на выходе формирователя 10 электрический сигнал фазы всасывания насоса-баллончика 1 все еще существует. Распределитель 4 переключается в положение, соответствующее отключению источника 5 от активного сопла струйного насоса 3. Истечение газа в атмосферу прекращается. Однако насос-баллончик 1.продолжает оставаться сложенным,так как давление газа в разделительной камере 12 и пневмокамере насоса-баллончика равно атмосферному и меньше аортального. При появлении на входе 22 формирователя 10 и S-входе -;ригера 18 импульса начала фазы нагнетания насоса-баллончика 1, цикл работы устройства повторяется.

В предлагаемом устройстве по сравнению с известными газ из источника сжатого газа расходуется лишь во время раздутия и спадания насоса-баллонВНИИПИ Заказ 5863I6 Тираж 688 Под иское

Филиал MG "Патент" ° г.Ужгород, ул.Проектная, 4 чика, что позволяет увеличить ресурс автономности устройства и длительность контрпульсацни прн оказании экстренной помощи больным инфарктом миокарда, осложненным кардиогенным щоком, в условиях неспециализированного стационара или во внебольничных условиях, а также стабилизировать и улучшить кардогемодинамику больного уже при транспортировании в спе07872 8 циалиэированный стационар. Кроме то.го, предлагаемое устройство предотвращает перегрузку гибкой оболочки насоса-баллончика в конце его раздутия и спадания, в результате чего повышаются долговечность и веооятность безотказной работы насоса-баллончика, а следовательно, уменьшается вероятность возникновения газовой эмболии и повышается безопасность пациента.