Аппарат вспомогательного кровообращения

 

1.АППАРАТ ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ, содержащий последовательно соединенные кардиосинхронизатор , блок управления с приводом и рабочий орган и измеритель артериального давления, отличающийся тем, что, с целью повышения точности кардиосинхронизации в процессе вспомогательного кровообращения путем автоматического управления длительностью временных задержек срабатывания рабочего органа по критериям эффективности вспомогательного кровообращения, в него введен блок коррекции временных задержек , содержащий последовательно соединенные определитель длительности систолы, определитель среднего систолического и ди гстолического давлений , определитель критерия эффек .тивности вспомогательного кроообраццекия , аналого-цифровой преобразователь, определитель знака приращений временных задержек и формирователь управляющих сигналов, соединенный с входом кардиосинхронизатора, выход которого подключен к входу определит теля длительности систолы и к второму. входу аналого-цифрового преобразователя , третий вход которого подключен к второму выходу определителя сред него систолического и диастолического давлений, второй вход которого соединён с измерителем артериального давления.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК () 9) (l 1) 4(51) A 61 М 1/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ.(21) 3580289/28 13 (22) 13.04.73 (46) 07.03.85. Бюл. Р 9 (72) Ю.П.Золкин и Г.Н.Трофимова (71) Всесоюзный научно-исследователь. ский институт медицинского приборостроения (53) 615.475(088.8) (56) 1.Патент США Р 4016871, кл. A 61 М 1/03,1979.

2.Авторское свидетельство СССР

М 882527, кл. A 61 М 1/03,1979. (54) (5 7) 1.АППАРАТ ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО

КРОВООБРИЦЕНИЯ, содержащий последовательно соединенные кардиосинхронизатор, блок управления с приводом и рабочий орган и измеритель артериального давления, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности кардиосинхронизации в процессе вспомогательного кровообращения путем автоматического управления длительностью временных задержек срабатывания рабочего органа по критериям эффективности вспомогательного кровообращения, в него введен блок коррекции временных задержек, содержащий по .ледовательно соединенные определитель длительности систолы, определитель среднего систолического и дичстолического давлений, определитель критерия эффективности вспомогательного кроообращения, аналого-цифровой преобразователь, определитель знака приращений временных задержек и формирователь управляющих сигналов, соединенный с входом кардиосинхронизатора, выход которого подключен к входу определи теля длительности систолыи к второму. о входу аналого-цифрового преобразователя, третий вход которого подключен к второму выходу определителя среднего систолического и диастолического давлений, второй вход которого соединен с измерителем артериального давления.

1143425

2. Аппарат по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что определитель длительности систолы содержит последовательно соединенные генератор опорной часТоты, первый. десятичный счетчик, регистр памяти, элемент совпадения и триггер, второй вход которого соединен с первым входом втоИзобретение относится к медицинской технике, а именно к аппаратам искусственного кровообращения.

Известен аппарат, содержащий дисплей, два оптических датчика, два 5 фотоэлемента, два волоконных световода, схему управления, привод, рабочий орган. Длительность фаз рабочего органа задается в виде световых меток на дисплее. Запускающие сигналы10 управления снимаются непосредственно с экрана дисплея оптическими датчиками, перемещающимися параллельно развертке на дисплее и соединенными с фотоэлементами посредством волоконных светодиодов. Фотоэлементы управляют временными задержками. В процессе работы происходит визуальное сравнение кривых ЭКГ и артериального давления до и после включения аппарата вспомогательного кровообращения (1) .

Недостатком этого устройства является ручная подстройка режима кардиосинхронизации для достижения лечебного эффекта.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является аппарат вспомогател:.ного кровообращения, содержащий кардиосинхронизатор,привод с блоком управления, выполненный в виде линейного двигателя, блока управ- ЗО ления, механопневмопреобраэователя, двух электромагнитных клапанов и фазирующего устройства, и рабочий орган (21 .

Недостатком известногс аппарата яв- 35 ляется необходимость ручного управ ления длительностью кардиосинхронизированных временных задержек срабатывания рабочего органа для достижения требуемой эффективности вспомогатель-4р ного кровообращения, определяемой визуально по кривой артериального давления на осцилоскопе.Это снижает точность кардиосинхронизации и влияет. на лечебный эффект. 45

Цель изобретения — повышение точности кардиосинхронизации в процессе вспомогательного кровообращения путем автоматического управления длительностью временных задержек сра- 5р рого десятичного счетчика, второй вход которого подключен к генератору опорной частоты, вторым входом первого десятичного счетчика, вторым входом регистра памяти и вторым выходом кардиоси нхро низ атора, а выход десятичного счетчика подключен к второму входу элемента совпадения. батывания рабочего органа по критериям эффективности вспомогательного кровообращения.

Поставленная цель достигается тем, что в аппарат вспомогательного кровообращения, содержащий последовательно соединенные кардиосинхронизатор, блок управления с приводом и рабочий орган и.измеритель артериального давления, введен блок коррекции временных задержек, содержащий последовательно соединенные определитель длительности систолы, определитель среднего систолического и диастолического давлений, определитель критерия эффективности вспомогательного кровообращения, аналого-цифровой преобразователь, определитель знака приращений временных задержек и формирователь управляющих сигналов, соединенный с входом крадиосинхронизатора, выход которого подключен к входу определителя длительности систолы и к второму входу аналого-цифрового преобразователя, третий вход которого подключен к второму выходу определителя среднего систолического и диастолического давлений, второй вход которого соединен с измерителем артериального давления.

Кроме того, определитель длительности систолы содержит последовательно соединенные генератор опорной частоты, первый десятичный счетчик,регистр памяти, элемент совпадения и триггер, второй вход которого соединен с первым входом второго десятичного счетчика, второй вход которого подключен к генератору опорной частоты, вторым входом первого десятичного счетчика, вторым входом регистра памяти и вторым выходом кардиосинхронизатора, а выход второго десятичного счетчика подключен к второму входу элемента совпадения.

Изменение временных задержек срабатывания рабочего органа приводит к изменениям величин критериев эффективности вспомогательного крово-. обращения, по знаку приращения которых автоматически, благодаря наличию

143425 обратной связи через пациента, выполняется последующий шаг ступенчатого измерения временных задержек.

При этом осуществляется оптимизация процесса вспомогательного кровообращения за счет повышения 5 точности кардиосинхрониэации.

На фиг.l изображена структурная схема аппарата вспомогательного кровообращения; на фиг.2 — структурная схема определителя длительности си- 10 столы; на фиг.3 — структурная схема определителя среднего систолического и диастолического давдений,определителя критерия эффективности вспомогательного кровообращения,определителя знака прчращений временных задержек; на фиг.4 — логическая схема, определяющая направление очередного шага формирователя управляющих сигналов; на фиг.5 — таблица

20 определяющая работу логической схемы °

Апарат вспомогательного кровообращения содержит последовательно соединенные кардиосинхронизатор 1 (фиг.1),блок 2 управления с приводом, рабочий орган 3, измеритель 4 артериального давления и блок 5 коррекции временных задержек, выполненный в виде последовательно соединенных определителя 6 длительности систо-.. лы, определителя 7 среднего систолического и диастолкческого давлений, определителя 8 критерия эффек- тивности вспомогательного кровообращения, второй вход которого подключен к измерителю 4, аналогоцифрового преобразователя 9, определителя 10 знака приращений временных задержек и формирователя 11 управляющих сигналов, соединенного 4() с входом кардиосинхрониэатора 1, который через встроенный в него усилитель электрокардиосигналов (не показан) подключен к пациенту.

Определитель 6 длительности си- 45 столы содержит генератор 12 опорной частоты, первый 13 и вгоро и 14 счет. чики, регистр 15 памяти, элемент 16 совпадения и триггер 17.

Десятичный счетчик 13 содержит делитель входной частоты на три (не показан) и определяет время систолы, а счетчик 14 — время всего кардиоцикла. Регистр 15 хранит информацию предыдущего цикла, полученную со счетчика 13.

Счетные входы счетчиков 13 и 14 подключены к выходу генератора 12, вторые входы (сброс) соединены с выходом кардиосинхронизатора 1. Выход .счетчика 13 связан с элементом 16 60 совпадения через регистр 15 памяти, второй вход которого соединен с выходом кардиосинхронизатора 1, выход счетчика 14 соединен с вторым входом элемента 16 совпадения, подключенного выходом к триггеру 17, второй вход которого также подключен к выходу кардиосинхронизатора 1.0пределитель 7 среднего систолнческого и диастолического давлений содержит два аналоговых ключа 18 (фиг.3) и два интегратора 19, подключенных входами к ключам 18, а выходами — к входу определителя 8 критерия эффективности и ко входу аналого-цифрового преобразователя 9.

Интеграторы 19 усредняют величины систолического и диастолического давлений эа десять сердечных циклов.

Аналоговые входы аналоговых ключей 18 соединены с выходом измерителя 4 артериального давления, а управляющие входы с триггером 17 (фиг.2) определителя 6 длительности систолы, причем одновременно открыт один из ключей в зависимости от положения триггера 17. Определитель 8 (фиг.3) критерия эффективности вспомогательного кровообращения выполнен в виде импульсного умножнтеля — делителя на аналоговых ключах, управляемых широтноимпульсным и амплитудно-импульсным модуляторами. Определитель 8 непрерывно вычисляет отношение среднесистолического давления к среднедиастолическому.

Аналого-цифровой преобразователь

9 один раз за десять циклов преобразует средние величины систолического, диастолического давлений и их отношение в цифровую форму и передает их в соответствующие каналы определителя 10 знака приращения временных задержек. Определитель 10 знака приращений временных задержек содержит в каждом из трех каналов двоично-десятичный счетчик 20, регистр 21 памяти и логические схемы

22 БОЛЬШЕ-МЕНЬШЕ, а на выходе - логическую схему 23, которая определяет направление очередного шага формирователя 11 управляющих сигналов (фиг.4 и 5). Выходы счетчиков .20 соединены с логической схемой 22

БОЛЬШЕ-МЕНЬШЕ непосредственно и через регистры 21 памяти.

Регистр 21 памяти запоминает информацию в двоично-десятичном коде о параметре за предыдущие 10 циклов, логическая схема 22 БОЛЬШЕ-МЕНЬШЕ осуществляет поразрядное сравнение двух двоично-десятичных чисел блоков

20 и 21, выдавая на выходе 0 или 1 в зависимости от знака раз- " ности. Формирователь 11 (фиг.l) управляющих сигналов выполнен в виде двух реверсивных (прямого и обратного хода) сдвиговых регистров (не, показаны), входы которых соединены с выходами определителя 10 знака приращений временных задержек, а

1143425 выходы регистров соединены через ключи (не показаны) с калиброванными сопротивлениями в кардиосинхронизаторе 1, задающими задержки срабатывания рабочего органа 3.

Апапарат работает следующим образом.

Пациент посредством ЭКà — электродов (не показаны) подключается к кардиосинхронизатору 1. К пациенту подключается также измеритель 4 артериального давления и рабочий орган 3.

Кардиосинхрониэатор 1 выделяет из ЭКГ пациента R-зубцы,сформированные по частоте, длительности и амплитуде, и вырабатывает импульсы наполнения и опорожнения рабочего органа 3, которые подаются на блок 2 управления с приводом.фаза и длительность импульсов зависят от длительности временных задержек срабатывания, установленных в исходном состоянии вручную, и обеспечивают повышение артериального давления пациента в диастолу и понижение давления в систолу, осуществляя тем самым разгрузку сердца и увеличение коронарного кровотока.

55 срабатывания рабочего органа по кри60 териям эффективности процесса путем .ступенчатого поиска оптимального режима работы аппарата вспомогательного кровообращения. Оптимизация процесса обеспечивает максимальную разгрузку левого желудочка сердца, 65

В течение 10 первых циклов аппа. рат работает на временных задержках срабатывания рабочего органа, установленных вручную.

С момента включения аппарата генератор 12 выдает каждые 2 мс импульсы, поступающие на десятичные счетчики 13 и 14. С кардиосинхрониэатора 1 синхроимпульс,совпадающий по фазе с QRS комплексом ЭКГ, поступает в определитель длительности систолы блока 5 коррекции временных задержек на входы счетчиков 13 и 14, регистра 15 амяти и триггера

17, производя перенос информации о длительности систолы из счетчика

13 в регистр 15 памяти, сброс счет чиков 13 и 14 и регистра 15, переключение .триггера 17 в исходное состояние. Исходное состояние триггера 17 соответствует открытию одного из аналоговых ключей 18 определителя

7, обеспечивая подключение интегратора 19 систолического давления к измерителю 4 артериального давления.

На элементе 16 совпадения происходит непрерывное сравнение информации с регистра 15 и текущей информации со счетчика 14.

В момент совпадения триггер 17 переключается, открывая второй аналоговый ключ 18 и закрывая первый.

Начинает работать второй интегратор 19 диастолического давления.

При открытии, аналогового ключа 18 на интегратор 19 поступает сигнал с измерителя 4 артериального дав5

f0

30 ления, и происходит интегрирование сигнала в течение соответственно систолы или диастолы, а в течение противоположной фазы — запоминание результата.

Определитель 8 критерия эффективности вспомогательного кровообращения осуществляет деление сред" несистолического за цикл давления на среднедиастолическое за цикл, величины которых снимаются с выходов интеграторог, 19..

Параметры с выходов интегратора 19 и определителя 8 через каждые 10 кардиоциклов вводятся в двоично-десятичном коде аналогоцифровым преобразователем 9 в определитель 10 знака приращений временных задержек, а перенос информации из двоично-десятичного счетчика 20 в регистр 21 памяти, и сброс счетчика 20 производится аналогоцифровым преобразователем 9 перед вводом новой информации.

Информация, полученная двоичнодесятичными счетчиками 20, срав-нивается поразрядно с предыдущей информацией, хранимой в регистрах

21 памяти (после первых 10 циклов с нулевой информацией), на логических схемах 22 БОЛЬШЕ-МЕНЬШЕ, которые меняют сигнал на выходе при положительной разности принятых в счетчики

20 и хранимых в регистрах 21 памяти чисел.

Сигналы с выходоь схем 22 БОЛЬШЕМЕНЬШЕ поступают на логическую схему 23, воздействующую непосредственно на входы прямого и обратного хода сдвиговых регистров форми. рователя 11, обеспечивая тем самым очередной шаг изменения задержки и включение соответствующего калиброванного сопротивления, задающего задержки в кардиосинхронизаторе 1.

При этом каждая из задержек получит положительное или отрицательное приращЕние, исходя из условий, приведенных в табл.5, где плюс соответ-. ствует положительной разности чисел, принятых в счетчики 20 и хранимых в регистрах 21 памяти (смена знака на выходе схемы 22), а минус — отрицательной разности чисел (сохранение сигнала на выходе схемы 22).

Таким образом повышается точность кардиосинхрониэации, так как осуществляется автоматическое управление длительностью временных задержек

1143425 улучшает гемодинамику, повышая сред. неартериальное давление.

Прилагаемое техническое решение позволяет автоматически корректировать режим работы аппарата, что повышает точность кардиосинхронизации на 10-15%, а,следовательно, повышает лечебный эффект.

1143425

13 43425

Гонхраимпульс

om &ока5 22 фиГ. 4

Фиг, Х

Составитель А.Дмитриева

Редактор Н.Данкулич Техред Т.Маточка Корректор Е.рококо

Заказ 796/б Тираж 722 Подписное . ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретениЯ и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4

Аппарат вспомогательного кровообращения Аппарат вспомогательного кровообращения Аппарат вспомогательного кровообращения Аппарат вспомогательного кровообращения Аппарат вспомогательного кровообращения Аппарат вспомогательного кровообращения Аппарат вспомогательного кровообращения 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к насосам перистальтического действия, применяемым для перекачивания и циркуляции крови, например, в аппаратах искусственного кровообращения (АИК)

Изобретение относится к медицине и может быть использовано в фармакологии для перекачивания, фильтрования и порционного разлива различных лекарственных средств

Изобретение относится к кардиохирургии, в частности к механической помощи сердцу

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в трансплантологии для обработки почечных трансплантатов

Изобретение относится к устройствам, применяемым в медицине, в частности к кардиологии, и кардиохирургии для лечения острой сердечной недостаточности

Изобретение относится к устройствам, применяемым в медицине, в частности в кардиологии и кардиохирургии, для лечения острой сердечно-сосудистой недостаточности

Изобретение относится к медицине, а именно к урологии, нефрологии, рентгенологии, и может быть использовано для профилактики и лечения хронической почечной недостаточности, лечения хронического пиелонефрита, а также нефрогенной гипертонии пиелонефритического и ангиогенного характера

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам механической помощи сердцу

Изобретение относится к насосам, предназначенным для перекачивания и циркуляции крови, например, в аппаратах искусственного кровообращения
Наверх