Устройство для нагнетания крови

 

Д

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

364324

5оюз Соеетокие

Социалистические

Реопублив

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено ЗО.Х!!.1969 (№ 1391355/31-16) .Ч. Кл. А 61гп 1/03 с присоединением заявки №

Приоритет

Комитет но делом изобретений и открытий при Совете Миниотрое

СССР

Опубликовано 28.Xll.1972. Бюллетень № 5 за 1973

Дата опубликования описания 1.111.1973

УДК 615.475(088.8) Авторы изобретения

И, Б. Криштул, В. И. Брянский, Н. М. Дардиер, В. Н. Дмитриев и В. Г. Градецкий

Всесоюзный научно-исследовательский институт медицинского приборостроения и ордена Ленина институт автоматики и телемеханики

Заявители

УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАГНЕТАНИЯ КРОВИ

Изобретение относится к устройствам для искусственного кровообращения.

Известны устройства для нагнетания крови, содержащие насос по крови объемного типа, источник давления, распределительное устройство, регулирующие дроссели и магистральные трубки. Одним из недостатков известных устройств является взаимозависимость регулировок параметров потока — частоты и ударного объема перфузии и кроме того, сильная зависимость минутного расхода насоса от противодавления в организме, что делает минутный объем перфузии неопределенным, а это чревато опасностью для жизни пациента.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что оно снабжено генератором управляющих импульсов, а распределительное устройство выполнено в виде инжектора с нулевым соплом, например, переменного сечения, на выходе которого смонтирована подвижная мембрана. Эта мембрана подпружннепа со стороны выходного сопла инжектора; с другой стороны мембрана имеет камеру, соединенную пневматической магистралью с выходом генератора управляющих импульсов.

Это обеспечивает независимую регулировку частоты и минутного объема перегрузки, а также уменьшает влияние противодавлення в организме на минутный объем перегрузки.

Генератор управляющих импульсов может быть выполнен в виде мембранного реле с пневмоемкостью и регулируемым дросселем в линии обратной связи и дроссельного дели5 тел я.

На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого устройства для нагнетания крови.

10 Насос 1 по крови объемного типа связан с системой 2 ввода питания, распределительным устройством 8 н генератором 4 управляющих пмпу tbcoB.

Насос имеет прозрачный корпус 5, герме15 тично разделенный диафрагмой 6 желудочкового типа на две камеры: камеру 7 с кровью и камеру 8 силового газа. В камере 7 расположены клапаны 9, обеспечива.ощие напр1в ление кровотока.

20 Система ввода питания включает в себя: источник питания 10, обеспечивающий рабочее давление 1например, 4 ати); пневмотумблер 11; дросселн 12 и 18, осуществляющие разделение потока питающего газа на поток

25 силово-о газа, непосредственно воздействующий на мешок с кровью, н поток питания генератора 4 управляющих импульсов; стабилизатор И, обеспечивающий с достаточной точностью постоянство даглення питания генераЗО тора.

364324

Распределительное устройство выполнено в виде инжектора 15 и исполнительного механизма 16. Инжектор имеет нулевое сопло !7, камеру 18 смешения и диффузор 19. Проходное сечение нулевого сопла можно изменять вручную рукояткой 20, что ооеспечивает регулировку расхода силового газа, поступающего в камеру 8 насоса, а следовательно и расхода крови.

Сочетание режима питания нулевого сопла с аэродинамическими характеристиками камеры 8 обеспечивает надкритический режим истечения силового газа из сопла в эту камеру. Благодаря этому практически исключается влияние противодавления системы на расход силового газа в камеру 8, а следовательно и на расход крови (т. е. на минутный объем перфузии) .

3а счет изменения площади проходного сечения нулевого сопла расширяется диапазон регулирования минутного объема перфуз ии.

Коэффициент эжекции инжектора 15 позволяет получить желаемую скорость опорожнения камеры 8, а следовательно и скорость наполнения мешка кровью без избыточного присасывания. Камера 18 смешения присоединена линией 21 к камере 8 насоса. Диффузор 19 служит для увеличения напора газа, выходящего из инжектора 15, с целью уменьшения потерь газа при переключении фаз.

Исполнительный механизм 16 НМесТ корп с

22, разделенный резинотканевой мембраной

23 с жестким центром на две камеры: герметичную 24, связанную с выходом генератора

4 управляющих импульсов и атмосферную 25.

Со стороны камеры 25 мембрана 28 подпружинена пружиной 26. Ход мембраны ограничен со стороны герметичной камеры упором

27, а со стороны атмосферной камеры — торцом диффузора 19, который, взаимодействуя с торцом жесткого центра мембраны, образует пневмоконтакт типа сопло-заслонка.

Генератор управляющих импульсов представляет собой генератор частоты, содержащий трехмембранное реле 28. Реле имеет корпус 29, реагирующий орган 30 и два пневмоконтакта 31 и 32 типа сопло-заслонка. Реагирующий орган выполнен в виде трех резинотканевых мембран 88 с жесткими центрами, связанных между собой осью 84. Перемещение реагирующего органа мало и ограничено соплами пневмоконтактов 81 и 82, а жесткие центры двух его мембран служат заслонками этих пневмоконтактов. Мембраны 33 разделяют корпус 29 на четыре камеры: камеру Л питания, командные камеры Б, В и камеру Г сброса. Выходная линия 85, являющаяся одновременно выходом генератора 4, связывает камеру А с камерой Г через со пло пневмокоптакта 82 и заведена в командную камеру В через регулируемый дроссель 86 и пневмоемкость 87. Проводимость дросселя и об ьем пневмоемкости определяют постоянную воемени обратной связи, которая в свою очередь определяет частоту пульсаций. Диапазон из5

20 гз зо

4 менений проводимости дросселя опредеaster диапазон регулирования частоты пульсаций, а объем пневмоемкости определяет значения границ этого диапазона, который в предлагаемом устройстве охватывает все применяющиеся в клинической практике частоты. Рукоятка 88 дросселя служит для регулирования вручную частоты пульсаций устройства. Генератор управляющих импульсов снабжен дроссельным двигателем 89, который служит для установки в камере Б постоянного командного давления (так называемого подпора).

Устройство работает следующим образом.

Сжатый газ от источника питания 10 под давлением, например 4 ати, через замкнутый пневмотумблер 11 подается на дроссели 12 и

13, которые даже при наибольшем открытии нулевого сопла 17 обеспечивают на входе в стабилизатор 14 давление не ниже, например

2 ати. Это обуславливает нормальную работу стабилизатора и гарантирует постоянство давления питания генератора управляющих импульсов и его независимость от колебаний давления силового газа. С выхода стабилизатора 14 давление питания попадает в сопло пневмоконтакта 81 и через делитель 89 в командную камеру Б. Под действием подпора в камере Б реагирующий орган 80 реле перемещается, замыкает пневмоконтакт 82 и размыкает ппевмоконтакт 81. Давление питания через сопло пневмоконтакта 81, камеру питания 1 и входную линию 85 попадает в герметичную камеру 24 исполнительного механизма 16.

Под действием этого давления мембрана 23 перемещается и перекрывает отверстие диффузора 19. Тем самым распределительное устройство 8 приводится в положение, соответствующее фазе нагнетания силового газа в камеру 8 насоса и выброса крови в артериальное русло, т. е..фазе систолы. В это время силовой газ через дроссель 18, нулевое сопло 17, камеру 18 смешения и линию 21 нагнетается в камеру 8 насоса.

С момента появления давления на выходе генератора управляющих импульсов начинается наполнение командной камеры В реле 28.

Скорость наполнения определяется постоянной времени обратной связи. Когда давление в камере В становится больше давления подпора (давления в камере Б) на величину, называемую дифференциалом срабатывания, которая определяется весом и податливостью реагирующего органа 80, этот реагирующий орган перемещается, пневмоконтакт 31 замыкается, а пневмоконтакт 32 размыкается. Газ из камеры 24 исполнительного механизма 16 через сопло пневмоконтакта 82 и камеру. Г сброса вытравляется в атмосферу. Мембрана

28 под действием пружины 26 перемещается к упору 27 и открывает отверстие диффузора

19. Распределительное устройство приводится в состояние, соответствующее фазе диастолы.

Силовой газ через нулевое сопло 17, камеру 18 смешения, диффузор 19 и атмосферную

364324 камеру 25 исполнительного механизма 16 истекает в атмосферу, в результате чего в камере смешения создается разрежение, и силовой газ отсасывается из камеры 8 через линию 21 и диффузор 19 и выбрасывается в атмосферу. С момента начала фазы диастолы командная камеры В реле 28 начинает опорожняться через регулируемый дроссель 86, пневмоемкость 37, сопло пневмоконтакта 32 и камеру

Г в атмосферу. Скорость ее опорожнения так же, как,и наполнения, зависит от постоянной времени линии .обратной связи. Когда давление в камере В станет меньше давления подпора (в камере Б) на величину, равную дифференциалу сраоатывания, реагирующий орган 80 смещается в сторону пневмоконтакта

82 и замыкает его. Пневмоконтакт 81 размыкается и вновь начинается фаза систолы.

При регулировке дросселя 86 происходит однонаправленное изменение длительности фаз,цикла, а следовательно регулируется частота пульсаций устройства. При этом регулирование происходит независимо от изменения других выходных параметров устройства, т. к. давление питания генератора управляющих импульсов и объем пневмоемкости постоянны, и следовательно частота пульсаций зависит только от проводимости дросселя 86.

Давление в командной камере В в течение каждого цикла колеблется около величины давления подпора с амплитудой, равной удвоенному значению дифференциала срабатывания.

Наполнение и опорожнение камеры В происходит .по экспоненциальному закону. С увеличением частоты относительная длительность фазы систолы в рамках цикла меняется. Степень этого изменения зависит от величины подпора, т. к. при изменении подпора наполнение и опорожнение камеры В происходит по участкам экспоненты разной крутизны.

Благодаря наличию делителя 39 может быть установлено такое давление подпора, при котором с увеличением частоты пульсаций степень увеличения относительной длительности фазы систолы в рамках цикла оказывается достаточной для компенсации влияния инер5 ционности насоса. Вследствие этого практически исключается влияние частоты пульсаций на минутный расход крови и оказывается возможным подавать пациенту заданный минутный объем перфузпи прп любой частоте

10 пульсаций, т. е. получать наиболее физиологичные сочетания этих параметров для каждого больного.

Исключение зависимости расхода крови (минутного объема перфузии) и от противо15 давления системы и от частоты пульсаций упрощает также тарировку и калибровку устройства.

Предмет изобретения

1. Устройство для нагнетания крови, содержащее насос по крови объемного типа, источник давления, распределительное устройство, регулирующие дроссели и магистральные

25 трубки, отличаюигееся тем, что, с целью независимой регулировки частоты и минутного объема перфузии и уменьшения влияния противодавления в организме на минутный объем перфузии, оно снабжено генератором управ30 ляющих импульсов, а распределительное устройство выпо",íåíî в виде инжектора с нулевым соплом, например, переменного сечения, на выходе которого смонтирована .подвижная мембрана, подпружиненная со стороны вы35 ходного сопла инжектора и имеющая с другой стороны камеру, соединенную пневматической магистралью с выходом генератора управляющих импульсов.

2. Устройство no in. 1, отличаюгцеес.ч тем, 40 что, генератор управляющих импульсов выполнен в виде мембранного реле с пневмоемкостью .и регулируемым дросселем в линии обратной связи и дроссельного делителя.

364324

m г

Редактор Т. Каранова

Заказ 380/6 Изд. 1з 99 Тираж 467 Подписное

ИНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель Е. Ланцбург

Текрсд Т. Миронова

Корректоры: М, Коробова и А. Николаева