Искусственное сердце

 

Изобретение относится к -области медицинской техники, а именно к насосам крови, и предназначено для замены насосной функции сердца. Цель изобретения - повышение надежности и увеличение времени непрерывной работы искусственного сердца. Устройство содержит искусственные желудочки 1 и 2 диафрагменного типа, электрогидравлический привод 3, датчики давления 4 и 5, ультразвуковой преобра

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

yg 4 А 61 N 1/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCK0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

00 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbfTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4160209/28-14 (22) 08.12.86 (46) 15.01.89. Бюл. И 2 (71) Научно-исследовательский институт трансплантологии.и искусственных органов (72) Л.Ф.Коблов, В.И.Колин, А.Н.Макеев, В.Е.Толпекин, М.Е.Унксов и Б.Я.Шпиченецкий (53) 615. 475 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1214107, кл. А 61 М 1/1:О, 1984.

„. 0„14 0 28 А1 (54) ИСКУССТВЕННОЕ СЕРДЦЕ (57) Изобретение относится к области медицинской техники, а именно к насосам крови, и предназначено для замены насосной функции сердца. Цель изобретения — повышение надежности и увеличение времени непрерывной работы искусственного сердца. Устройство содержит искусственные желудочки

1 и 2 диафрагменного типа, электрогидравлический привод 3, датчики давления 4 и 5, ультразвуковой преобра! 450828

2 зователь 6, управляемый переключатель 7, генератор импульсов 8, радиочастотный генератор 9, усилитель 10 радиосигнала, детектор 11, одновибратор 12, триггер 13, интегратор 14, дифференцирующий усилитель 15, компаратор 16, генератор сердечного цикла 17, широтно-импульсные модуляторы

18 и 19 и коммутатор 20. Ультразвуковой преобразователь 6 поочередно по сигналам от генератора импульсов 8 подключается то к выходу радиочастот-! ного генератора 9 то ко входу усили9 ,теля 10. В первом случае преобразова1

;тель 6 излучает ультразвуковой сиг-! нал, а во втором случае преобразова,тель 6 воспринимает иэлученный сигнал, отраженный от диафрагмы желудочка. По времени эападывания отраженного сигнала определяется положение диафрагмы желудочка. Выделенные

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к насосам крови, и предназначено для замены насосной функции сердца.

Цель изобретения — повышение на- 5 дежности и увеличение времени непрерывной работы искусственного сердца.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства, на фиг. 2 и 3 — временные диаграммы напряжений.

Искусственное сердце содержит искусственные желудочки 1 и 2 диафрагменного типа, электрогидравлический привод 3, датчики давления 4 и 5, ультразвуковой преобразователь б, управляемый переключатель 7, генератор 8 импульсов, радиочастотный генератор 9, усилитель 10,радиосигнала, детектор 11, одновибратор 12, триггер

13, интегратор 14, дифференцирующий усилитель 15,, компаратор 16, генератор 17 сердечного цикла, широтно-импульсные модуляторы 18 и 19, коммутатор 20.

Искусственное сердце работает следующим образом, Радиочастотный генератор 9 вырабатывает сигнал с частотой 1 МГц, который поступает на второй вход триггером 13 импульсы, скважность которых определяется временем запаздывания отраженного сигнала, при помощи интегратора 14 преобразуются в аналоговый сигнал, амплитуда которого однозначно связана с положением диафрагмы желудочка. Этот сигнап дифференпируется дифференцирующим усилителем 15. Нулевые значения полученного сигнала, поступающего на вход компаратора 16, соответствуют крайним положениям,циафрагмы желудочка.

С компаратора 16 сигнал конечного положения диафрагмы желудочкà IIoступает на вход генератора сердечного цикла 17 и синхронизирует его работу. Генератор сердечного цикла 17 поочередно включает широтно-импульсные модуляторы 18 и 19, которые управляют электрогидравлическим приводом 3. 3 ил. управляемого переключателя 7. При положительном напряжении на выходе генератора 8 импульсов управляемый переключатель 7 соединяет выход радиочастотного генератора 9 с ультразвуковым преобразователем б, который излучает ультразвуковые импульсы. При отрицательном напряжении на выходе генератора 8 импульсов ультразвуковой преобразователь б через управляемый переключатель 7 соединяется со входом усилителя 10 радиосигнала. В момент с преобразователь б воспринимает отраженный от диафрагмы желудочка сигнал, который был излучен ультразвуковым преобразователем 6 (фиг.2а, б). Принятый ультразвуковым преобразователем б сигнал усиливается усилителем 10 и детектируется детектором

11 (фиг. 2г). Положение диафрагмы желудочка однозначно определяется по вр мейи запаздывания отраженного от диафрагмы сигнала. Для преобразования времени запаздывания отраженного сигнала в напряжение служит триггер

13 с интегратором 14. Триггер 13 устанавливается в состояние " 1" положительным фронтом сигнала с детектора

11. В состояние "0" триггер (3 перево

3 14508 дится положительным фронтом сигнала с одновибратора 12 (фиг. 2д) . Одновибратор 12 запускается задним фронтом импульса с генератора 8 и вырабатывает короткий отрицательный импульс

5 (фиг. 2в), длительность которого должна быть достаточной для того, чтобы

Предотвратить прохождение сигнала с генератора 9 на второй вход триггера

13 в момент переключения управляемого переключателя 7. Среднее значение напряжения на выходе триггера 13, выделенное интегратором 14, дает информацию о положении диафрагмы в желудочке 1, а, учитывая, что в приводе 3 и соединяющих трубопроводах содержится постоянный объем рабочей жидкости, то и о положении диафрагмы в желудочке 2. Постоянная времени

20 интегратора 14 выбрана равной 0,2 с.

Так как диафрагма желудочка меняет свое положение, то сигнал на выходе интегратора 14 будет иметь вид, изображенный на фиг. За. Крайние положения диафрагмы соответствуют минимумам и максимумам этого напряжения.

Для их регистрации схема содержит дифференцирующий усилитель 15, нулевое напряжение на выходе которого соответствует экстремумам напряжения на интеграторе 14. Компаратор 16 переключается в моменты нулевого напряжения на выходе дифференцирующего усилителя 15. С компаратора 16 сигнал поступает на генератор 17 сердеч- 35 ного цикла и синхронизирует его работу. Таким образом, переключение генератора 17 сердечного цикла происходит по сигналу от ультразвукового преобразователя 6. Если по каким-ли40 бо причинам этот сигнал отсутствует, то генератор 17 сердечного цикла переключается самопроизвольно с частотой 50 импульсов в минуту. Генератор

17 сердечного цикла поочередно вклю45 чает широтно-импульсные модуляторы

18 и 19 таким образом, чтобы широтноимпульсный модулятор 18 управлял о6оротами двигателя привода при нагнетании рабочей жидкости в желудочек

1, а широтно-импульсный модулятор

19 — в желудочек 2. При повышении давления крови выше нормы, например, в желудочке 1 по сигналу с датчика

4 давления широтно-импульсный модуля- 55 тор 18 увеличивает скважность импульсов, что соответствует уменьшению

28 среднего тока через двигатель привода. ф о р м ул а и э о б р е т е н и я

Искусственное сердце, содержащее йскусственные желудочки диафрагменного типа, электрогидравлический привод, датчики давления, датчики положения диафрагмы и блок управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и увеличения времени непрерывной работы, датчики положения диафрагмы выполнены в виде ультразвукового преобразователя, блок управления содержит генератор импульсов, управляемый переключатель, радиочастотный генератор, усилитель радиосигнала, детектор, од" новибратор, первый и второй широтноимпульсные модуляторы, коммутатор. и последовательно соединенные триггер, интегратор, дифференцирующий усилитель, компаратор и генератор сердечного цикла, при этом один из выводов управляемого переключателя является входом-выходом блока управления и соединен с ультразвуковым преобразователем, выход генератора импульса соединен с входом одновибратора и первым входом управляемого переключателя, выход одновибратора соединен с первым входом триггера, выход радиочастотного генератора соединен с вторым входом управляемого переключателя и с первыми входами широтно-импульсных модуляторов, выход управляемого переключателя соединен с входом усилителя радиосигнала, выход которого соединен с входом детектора, выход детектора соединен с вторым входом триггера, первый и второй выходы генератора сердечного цикла соединены с вторыми входами соответственно первого и второго широтно-импульсных модуляторов, выходы первого и второго широтно-импульсных модуляторов соединены соответственно с первым и вторым входами коммутатора, выход которого является выходом блока управления и соединен с электрогидравлическим приводом, а датчики давления соединены с третьими входами широтно-импульсных модуляторов, причем третьи входы первого и второго широтно-импульсных модуляторов являются соответственно первым ,и вторым входами блока управления.

1450828

4 ю а

Составитель В.Тужилкин

Техред Л.Сердюкова Корректор М.Васильева

Редактор Н.Горват

Заказ 7007/4 Тираж 527 Подписное

ВНИИПИ J о"ударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Пронзводс гвенно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4