Система управления сердечным насосом

 

Сеюз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«»659 152 (6!) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 2207,76(21) 2387495/28-13 с присоединением заявки М (23) Приоритет

AN 1/03

Государственный комитет

СГСР по делам изобретений и открытий (53) УДК 615.478 (088. 8) Опубликовано 300479. Бвл-. тень 3(е 16

Дата опубликования описания 300479 (72) Авторы изобретения

A.C.3àæèãèí, М.A.Ëîêøèí, В,И.Шумаков и В.A.Áóðûíèí (71) Заявитель (54) СИС1Е14А УПРАВЛЕНИЯ СЕРДЕЧНЬК HACOCOM

Изобретение относятся к медицинской технике и может быть использовано при полном замещении естественного сердца искусственным, Известна система управления сердечным насосом, содержащая электропневмоклапаны, формирователи положительного и отрицательного давлений, регуляторы временных переключений электропневмоклапанов, датчики объема крови, нульорганы, формирователи длительности и блок согласования работы левого и правого желудочков с формирователями сигнала рассогласования (1) .

В известной системе блок согласова- ния работы левого и правого желудочков обеспечивает слежение частоты сокращений правого желудочка за частотой сокращений левого желудочка, минимизируя период простоя, но не устраняя простой диафрагмы желудочка полностью. Кроме того, действительное положение диафрагмы контролируется только в начале систолы, так как в известной системе используется датчик объема крови контактного типа, который выдает импульс в момент заполнения желудочка в конце днастолы. Переключение электропневмоклапана на диастолический режим в момент окончания снстолы производится без контроля истинного положения диафрагмы по сигналу, сформированному в соответствии со временем диастолы. Помимо этого, в известной системе согласование работы желудочков по производительности может быть осуществлено только в режиме автоматического изменения дли— тельности систолы при ручном задании неличин давлений.

Целью изобретения является повышение точности согласования работы левого и правого желудочков по производительности.

Указанная цель достигается тем, что блок согласования работы левого и правого желудочков снабжен элементом ИЛИ, установленным между нульорганами и формирователями длительности левого и правого желудочков, а формирователи сигнала рассогласования подключены к входам соответствующих формирователей положительного давления и к вторым входам формирователей длительности.

На чертеже представлена блок-схема системы управления сердечным насосом (дано для канала одного желудочка) .

659152

Система управления содержит два желудочка 1 (левый и правый) и два канала, правления (лены((и правый .соответственно для каждого из желудочков) .

На корпусе каждого е<елудочка нанесено такопроводящее покрытие, î,iразующее с поверхностью крови, приле= гающей к диафрагме желудочка, первичный преабраэователь ? Величины объема крови в электрическую емкос" ü. .На (-"ыходе первичного преобразователя 2 10 установлен. Вторич((ый преобразователь

3 электрической емкости В амплитуду напряжения. 11ервичный ((реобразователь

2 и вторичный преобразователь 3 образуют емкостной датчик 4 объема крови.

Выход дат-(((В<щего собой пороговое устройства для Выде-(ения в текущем цикле сиг;(ала, пропорционального объему заполненногоо желудочка, Эта налип.на В рун((ом аеж((гле задается задатчиком 8 lo30 ((о:+:<1((и я диафрагмы В и:1 < àë<å сисхОлы.

Выход формирователя 5 сигнала рассагласОВав(ия кащ(ОГО канала под!<л:очь! етc s(через перее<л(оч.(тель 9 (< форм(-ров аToл(o 1 0 пОлo)I<((I < ëьноГО давлееп(Я их(и

<( к формирователю 11 длительности подачи положительного давле(ьия Для Обеспечения стабильного конечного положен(ля диафраГмы В КОнце сис;GJ. û путем автоматичес(

Времене(< истОлы IlpH ручнОм задании

Валичинь! давления. Ручное задание этих ве((ичин обеспечивается с пома(((ью эадатчика 12 давления и задатчика 13 времени С(Естое(ы. Выход нуль-.органов

7 левого и прввога каналов псед <гоочены к Входам элемента 14 1(ли (общего для левого и правого каналов), а Выход блока.ИЛИ связан с Вторыми ВХОдами формирователей 11 длительности для согласования работы левого и правого канал,(В па началу времени систолы.

Нуль-Орган 7 и формирователь 11 д длительности каждого канала образуют регулятор 15 временных переключе((ий электропневмоклапанов.

Формирователь длительности каждого желудочка. управляет электропневмоклапанам 16, попеременно сообщаю- 60 щим пневмокамеру соответствующего желудочка с .формирователем 10 положительного и формирователем 17 отрицательного давлений. Эле(лент 14 ИЛИ и формирователь 5 сигнала рассогла- 65 сования образуют блок 18 согласования работы левого и правого желудочков. Уставка î" ðèöàòåëüíîãî давления задается на формирователь 17 отрицательного давления задатчиком 19.

Устройства работает следующим образам.

В системе предусмотрено согласование работы левого и правого желудочков па началу вреглее(и систалы и одновременна обеспечение стабильного конечного положения диафрагмы желудочков в одном иэ двух полуавтоматических режимов:

1) в режиме автоматического изменения положительного давления по рассогласованию между заданным и текущим значениями ударного выброса (конечному систолическому положению) при ручном задании времени систолы и величины отрицательнога давлени:((2) В режиме автоматического изме-нения времени с(<столы па рассогласоВанию между заданным и текущим эначе Иями ударного Выброса при ручно(л задании величины положительного и отрицательного давлений. !

l1ачало цикла Систола (подачи положительного давления) устанавлиВается передним фронтом импульса нульоргана 7 того канала, желудочек 1 которого (Ведущий желудочек) наполнится раньше, Время наполнения ведущего желудочка определяется величиной входного давления.

Нуль-орган 7 формирует запускающий импульс, поступающий на вход формирователей 11 длительности каналов. Другим входным сигналом является установка времени систолы (одинаковая для левого и правого каналов), задаваемая с ((Оглощью задатчика 13 Времени систолы (т.е. времени выд ржки электропневмоклапана 16 В режиме Систола или времени подключения соответствующего формирователя 10 положительного давления к пнев(лапалости желудочка).

Б режиме автол(атического изменения . положительного давления переключатель

9 установлен в положение a., При этом образуется замкнутый контур автоматического управления давлением по ошибке между заданным и текущим значениягли ударного выброса. Контур содержит формирователь 5 сигнала рассогласовайия текущего и заданного значений;, ударного выброса, на вход которого подключен эадатчик 6 ударного выброса, формирователь 10 положительного давления, подключенный через электропневмополости желудочка 1. В обратной связи установлен датчик 4 объема крови, электрический выход которого подключен к формирователю 5 сигнала рассогласования. При этом величина давления пневмомагистрали каждого желудочка

659152 формируется в соответствии с алгоритмом » "РИ )сл = ) Си СО" В

Т иц

)»Вл = con>t Р. „«const где Т» — текущее значение давления пневмомагистрали; 10

P — давление пневмомагистпц рали предыдущего цикла;

69 — величина давления, необходимого в данном цикле для дожима диа- )5 фрагмы желудочка в конце систолы до положения, задаваемого уставкой;

V — установка ударного выб9* роса;

20 7 — текущее значение ударного выброса;

К вЂ” коэффициент пропорциональности (кг/см );

" л,Р д — время снстолы левого и о5 правого желудочков;

Т ) — время диастолы левого

Дл Дп и правого желудочков;

Р »» „ — величина отрицательного вл> ви давления левого и .праного желудочков;

Р— величина предсердного п давления, Это значит, что при изменении периферического сопротивления сосудов на входе замкнутого контура (на вхо- % де формирователя 5 сигнала рессогласования) появляется ошибка, величина которой определяет изменение положительного давления на выходе формирователя положительного давления в пос- 40 ледующем цикле таким образом, чтобы .диафрагмы желудочков достиrали положения, задаваемого установкой ударного выброса. Этим обеспечивается стабильное конечное положение диафрагмы 45 желудочков в конце каждой систолы.

После систолы электропневмоклапан 16 сообщает пневматическую камеру желудочков с формирователями 17 отрицательногр давления. После диастолического наполнения желудочков цикл повторяется.

В режиме автоматического изменения времени систолы переключатель 9 пере- я5 водится в положение б, образуя при этом замкнутый контур автоматического

Иэменения времени систолы по ошибке между текущим значением ударного объема и заданным значением ударного выброса. В этом случае формирователь положительного давления работает в ручном режиме, величина давления задает ся эадатчиком 12 давления. Величина отрицательного давления задается задатчиком 19. 65

В прямой цепи замкнутого контура автоматического управления временем систолы имеется формирователь 5 сиг- нала рассогласования и формирователь

11 длительности. В обратной цепи— датчик 4 объема крови, подключенный на вход формирователя 5 сигнала рассогласования.

Время систолы в этом режиме формируется в соответствии с алгоритмом тт =тст дт V„„= const 7„=const

Ь (1 Чуд- 9дт (1 Рди «coll BK Р и «ConGt т "кт 1 — 1() j где 7 — текущее значение времени систолы;

Т вЂ” время предыдущего цикла (в переходном режиме— время, задаваемое эадатчиком-13 времени систолы);

АТ вЂ” величина автоматическorо изменения времени систолы для того, чтобы диафрагма желудочков дошла до положения, определяемого задатчиком С ударного выброса;

Р,Р „- величина пневматического дл ди давления левого и правого желудочков (задается. вручную);

Н1 — коэффициент пропорциональности (сек/см ); » „,Р>„- величина отрицательного давления левого и правого желудочков (задается вручную);

Ри — величина предсердного давления.

Как и в предыдущем режиме, в том случае, если эа.время, определяемое предыдущим циклом (в переходном режиме — время, задаваемое задатчиком времени систолы) диафрагма желудочка не дошла до положения, определяемого задатчиком 6 ударного выброса, на входе замкнутого контура появляется ошибка и, в соответствии с этим, формирователь длительности изменяет время систолы таким образом, чтобы обеспечить дожим диафрагм желудочков до положения, задаваемого эадатчиком

-ударного выброса.

В итоге согласование работы желудочков по началу систолы и стабильность конечных положений диафрагм желудочков приводят в установившемся режиме к постоянству расходов на вы" ходе левого и правого желудочков.

В случае разных давлений крови на входах желудочков (переходный режим) желудочек, имеющий большее входное давление, заполнится раньше, что приведет к большему ударному выбросу этого желудочка.

Следовательно, произойдет. перекачивание крови из одного круга кровообращения в другой, после чего давле659152

Составитель В.Остапчук

Редактор М.Дмитриева Техред Э.Чужих Корректор A.Âëàñåíêî

Заказ 2097/1 Тираж 671 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r.Óæãoðîä, ул. Проектная,4 ние на входах выравняются н желудочки перейдут на работу в установившемся режиме при равных производительностях

Формула изобретения

Система управления сердечным насосом, содержащая электропневмоклапаны, формирователи положительного и отрицательного давлений, регуляторы временных переключений электропневмоклапанов, датчики объема крови иупьI 10 органы, формирователи длительности и блок согласования работы левого и правого Желудочков с формирователями сигнала рассогласования, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения. !

6 точности согласования работы левого и правого желудочков по прои зводительности, блок согласования работы левого и правого желудочков снабжен элементом ИЛИ, установленным между нульорганами и формирователями длительнос ти левого и правого желудочков, а формирователи сигнала рассогласования подключены к входам соответствующих формирователей положительногс давления и к вторым входам формчрователей длительностей, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

Р 434941, кл.A 61 М 1/03р 1971.