Устройство управления аппаратом вспомогательного кровообращения

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (ii) 722535

Ф

1 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. Кл.

А 61 В 5/04

А 61 Н 31/00 (22) Заявлено 08. 12.77 (21) 2553064/28-13 с присоединением заявки,% (23) Приоритет

Опубликовано 25.03.80, Бюллетень № 11

Дата опубликования описания 28.03.80

Государстееииый комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 615. .475 (088,8) (72) Авторы изобретения

А, И. Васильев и В. А. Михайлов

Всесоюзный научно-исследовательский и испытательный институт медицинской техники (71) Заявитель

I (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ АППАРАТОМ

ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к аппаратуре вспомогательного кровообрашения, и может найти применение в аппаратах наружной контрпульсапии, артерио-артериальной

5 перфузии, баллончиковой контрпульсации и т.g.

Известно устройство управления аппаратом вспомогательного кровообращения, содержашее выделитель R-зубцов, измеритель длительности сердечных пиклов, предсказываюший фильтр, соединенные последовательно, а также перфузионный насос и схему задержек. В устройстве средняя величина задержки устанавливается вручную и изменяется лишь при изменении средней длительности сердечных пиклов 1

Измеритель длительности сердечных циклов и известных устройствах может быть выполнен в виде последовательно соединенных генератора пилообразного напряжения и импульсного элемента, а предска ываюший фильтр содержит блок обнаружения экстрасистол, блок логики, : ключ, блок вычисления, блок опенки дли тельности. Аппарат вспомогательного кровообрашения при контрпульсапии должен обеспечить повышение давления в аорте во время диастолы сердца, что увеличивает кровоснабжение миокарда, и понижение давления во время систолы, что уменьшает работу сердпа. Если в результате ошибок кардиосинхронизации при аритмии произойдет повышение давления во время систолы, то выброс крови сердцем на повышенное давление значительно увеличивает энергозатраты сердпа и мо- жет травмировать миокард. В то же время понижение давления во время диастолы лишь несколько уменьшает коронарный кровоток и незначительно ухудшает состояние миокарда. Таким образом, при аритмиях сердпа повышение давления во время систолы в результате ошибок предсказания продолжительности последутошего сердечного пикла гораздо сильнее ухудшает состояние миокарда, чем уменьше722535

4 кровообрщценияр на фиг. 3 даны условпьщ временные диаграммы сигналов на вы» ходах отдельных блоков.

Устройство управления аппаратом вс помогательного кровообращения содержит выдепитель 1 К-зубцов, измеритель 2 длительности сердечных циклов, r предсказывающий фильтр 3, перфузионный насос 4, схему 5 задержек, сумматор 6, 10 измеритель 7 отрицательных ошибок пред сказания, формирователь 8 сигнала умень шения задержек.

Устройство работает следующим образом.

15 При возникновении S -комплексов

ЭКГ на выходе выделителя 1 К-зубцов формируются прямоугольные импульсы, которые поступают на вход измерителя 2 длительности сердечных циклов, напря2о жение на выходе которого соответствует длительности последнего сердечного цикла (фиг. За, сплошная линия). Предсказывающий фильтр 3 на основании информации о длительностяХ сердечных циклов, поступающей на его вход с выхода измери« теля 2 длительности сердечных циклов производит вычисление ожидаемой длительности последующего сердечного цикла (фиг. За, пунктир).

На вход измерителя 7 ошибок предска1 зания поступают сигналы с выходов 2 измерителя длительНости сердечных циклов и предсказывающего .фильтра 3, а с его выхода сигнал (фиг. 36), равный разности входных сигналов, поступает и на вход формирователя 8 сигнала уменьшения задержек.

Формирователь 8 сигнала уменьшения задержек обеспечивает формирование сигнала, соответствующего необходимому уменьшению величины задержки схемы 5 задержек при увеличении ошибок предсказания продолжительности последующего сердечного цикла. В соответствии с зависимостями, изображенными на фиг. 1, величина задержки должна уменьшаться на 0,07-0,1 с при увеличении среднеквадратических ошибок предсказания на каждые 0,1 с. ние давления во время диастолы, в свя зи с чем при увеличении аритмии сердца необходимо уменьшить среднюю величину задержки начала снижения давления перфузионного насоса.

Устройство, являющееся наиболее близким техническим решением, не обеспечивает корректировки величины за держки начала снижения давления перфузионного насоса в зависимости от ошибок предсказания продолжительности последующего сердечного цикла, вызванных аритмиями сердца, что снижает терапевтическую эффективность вспомогательного кровообращения.

Бель изобретения - повышение терапевтической эффективности вспомогательного кровообращения при сердечных. аритмиях.

Бель достигается тем, что в известное устройство введены сумматор, измеритель отрицательных ошибок предсказания и формирователь сигнала уменьшения задержек, первый вход которого подключен к выходу измерителя отрицательных . ошибок предсказания, второй вход - к выходу выделителя Р-зубцов, а выходк первому входу сумматора, второй вход которого подключен к выходу предсказывающего фильтра и первому входу измерителя отрицательных ошибок предсказания, а выход сумматора подключен через схему задержек к перфузионному насосу, причем второй вход измерителя отрицательных ошибок предсказания подключен к выходу измерителя длительност сердечных циклов, а выход выделителя

R-зубцов подключен ко вторым входам предсказывающего фильтра и схемы задержек.

На фиг. 1 приведены зависимости снижения эффективности контрпульсации при увеличении среднеквадратических ошибок предсказания продолжительности последующего сердечного цикла при различных средних значениях величины задержки (фнг. la) и зависимость оптимальной задержки начала снижения давления перфузионного насоса от среднеЯ) квадратических ошибок предсказании продолжительности последующего сердечного цикла (фиг. 1 6) при использовании в качестве критерия оценки эффективности контрпульсацни физиологически обоснован,55 ного соотношения аортальных давлений в различные фазы сердечного цикла; на фиг. 2 — показана блок-схема устройства управления аппаратом вспомогательного

Ilie A t — величина изменения заЪ дсржки; — ошибки предсказания продолжитопьности последующего сердечного цикла.

722535

При реализации данной зависимости функциональный преобразователь выполняет функции возведения в квадрат, усреднения и извлечения квадратного корня, что достаточно сложно в реализации.

В упрощенном варианте возможно

° использование среднего значения отрицательных ошибок предсказания продолжительности последующего сердечного цикла

ЬТ =(1-: 2,4) Е 5 „ -e) 20 и в этом случае формирователь 8 сигнала уменьшения задержек состоит из нелинейного элемента, пропускающего сигнал только отрицательной полярности и усредняющего фильтра.

На входы сумматора 6 поступают сигналы с выходов предсказывающего фильтра 3 (фиг. За, пунктир} и форми рователя 8 сигнала уменьшения задержек (фиг. Зв). С выхода сумматора 6 сигнал поступает на управляющий вход схемы 5 задержек (фиг. Зг), величина 25 задержки которой определяется как длительностями сердечных циклов, так и ошибками предска зания продолжительности последующего сердечного цикла. При увеличении аритмии сердца и ошибок пред- 30 сказания продолжительности последующего сердечного цикла величина задержки импульсов на выходе схемы 5 уменьшается (фиг. 3). С выхода схемы 5 задержек управляющие импульсы поступают 35 на вход перфузионного насоса 4 и определяют временное положение импульсов давления на его выходе.

Таким образом, предлагаемое устройство управления обеспечивает регулирова40 ние величины задержки начала снижения давления перфузионного насоса в зависимости от величин ошибок предсказания продолжительности последующего сердечно го цикла и, тем самым. 1озволяет lIQBEiсить терапевтическую эффективность вспомогательного кровообращения при аритмиях сердца.

Формула изобретения

Устройство управления аппаратом вспомогательного кровообращения, содержащее вьщелитель Я-зубцов, измеритель длительности сердечных циклов, предсказывающий фильтр, соединенные последовательно, а также перфузионный насос и схему задержек, отличающееся тем, что, с целью повышения терапевтической эффективности вспомогательного кровообращения при сердечных аритмиях, в него введены сумматор, измеритель отрицательных ошибок предсказания и формирователь сигнала уменьшения задержек, первый вХод которого подключен к выходу измерителя отрицательных ошибок предсказания, второй вход - к выходу выделителя К-зубцов, а выходк первому входу сумматора, второй вход которого подключен к выходу предсказывающего фильтра и первому входу измерителя отрицательных ошибок пред сказания, а выход сумматора подключен через схему задержек к перфузионному насосу, причем второй вход измерителя отрицательных ошибок предсказания подключен к выходу измерителя длительности сердечных циклов, а выход вьщелителя

R-зубцов подключен ко вторым входам предсказывающего фильтра и схемы задержек.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 479471, кл. A 61 В 5/04, 1974.

Составитель П. Кудрявцев

Редактор А. Павлюк Техред М. Петко Корректор

Q. Ковинская

Заказ 900/1 Тираж 673 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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