Устройство для облегчения деятельности сердца

 

О П И С А Н И Е 349397

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

М, Кл, А 61m 1/03

Заявлено 02.Х.19?О (№ 1483344/31-16) с присоединением заявки №

Приоритет

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Опубликовано 04.IX.1972. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 18.IX,1972

УДК 615.475(088.8) Авторы изобретения

Г. Ф. Романов, А. П. Колесов, В. И. Скорик, А. А, Лаптев, Г. П. Перешеин, Ю. А. Перимов и P. А. Деветьяров

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЛЕГЧЕНИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ СЕРДЦА

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для облегчения деятельности сердца путем создания вспомогательного кровообращения в случаях острой сердечной недостаточности.

Известны устройства для облегчения деятельности сердца, содержащие насос для перекачивания крови или газа, источник сжатого газа, устройство для создания вакуума, электроуправляемый кран и систему для его управления, включающую устройства фильтрации, формирования и пропуска управляющего сигнала, поступающего от электрокардиографа, устройства задержки и регулировки длительности систолы и генератора пульса, подключаемого к входу схемы пропуска управляющего сигнала через переключатель в случае прекращения деятельносги сердца. Однако указанные устройства не обеспсчива1от автоматическую подстройку длительности систолы, ее задержку и форму кривой давления в соответствии с меняющеися частотой естественного ритма пациента.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что оно снабжено пульсотахометром, дешифратором, блоком запоминающих ячеек, блоком исполнительных реле, двумя регулировочными цепочками из последовательно соединенных резисторов и двумя наборами пз параллельно соединенных между собой электромагнитных клапанов, установленных на магистралях, соединяющих электроуправляемый кран с источником сжатого газа и с устройством для создания вакуума.

При этом вход пульсотахометра подключен к общей точке переключателя, а выход через дешифратор и блок запоминающих ячеек подключен к исполнительным реле, одними управляющими контактами которых зашунти10 рованы резисторы в регулировочных цепочках> а др Ги ми 11одключсны к источнику тока обмотки катушек соответствующих электромагнитных клапанов с фиксированными проходными сечениями, параллельно установлен15 ных на магистрали между электроуправляемым краном и источником сжатого газа и устройством для создания вакуума.

На чертеже показана блок-схема предлагаемого устройства.

20 Устройство содержит насос 1, соединяющий:я поочередно с источником 2 сжатого воздуха и устройством 8 для создания вакуума при помощи электромагнитного крана

4, причем насос 1 соединяется с источником 2

25 трубопроводами 5, 6 и 7, а с устройством 8— трубопроводами 7, 8 и 9. Управление краном

4 осуществлястся системой 10 управления.

Насос разделен эластичной мембраной 11 на рабочую 12 (для перекачиваемой среды)

30 и воздушную 13 полости. Полость 12 имеет

349397

3 входной 14 и выходной 15 патрубки, снабженные клапанами. В качестве перекачиваемой среды мажет быть жидкость — кровь или газ, например гелий, для подачи его во внутриаортальный газовый баллон. В качестве источника сжатого воздуха используется компрессор с ресивером или баллоном с сжатым газом. На линии трубопровода 7 имеется демпфирующая емкость 1б, а между трубопроводами 5, б и 8, 9 включены наборы параллельно соединенных между собой электромагнитных клапанов 17 и 18. Каждый из клапанов 17 и 18 содержит дроссели 19 и 20 соответственно, проходное отверстие которых отрегулировано на определенный расход воздуха. При этом проходные сечения соседних дросселей отличаются друг от друга размером, не вызывающим в устройстве нарушения адекватности гемодинамики. Клапаны 17 и

18, как и кран 4, приводятся в действие системой 10, выполненной из последовательна соединенных схем: фильтрации 21, формирования 22 и пропуска 28 управляющего сигнала, снимаемого с электрокардиографа, а также схем 24 задержки и регулировки 25 длительности систолы. Между схемами фильтрации 21 и формирования 22 управляющего сигнала установлен усилитель. Схема пропуска 28 управляющего сигнала, представляющая собой делитель частоты, кратной пульсу пациента, может подключаться при помощи переключателя 2б к генератору пульса 27 при отсутствии Я-зубца электрокардиографа (при прекращении сердечной деятельности). К общей точке переключателя 2б подключен пульсотахометр 28, соединенный через дешифратор 29 с блоком запоминающих ячеек, состоящих из триггеров Т,— Т„, оканчивающимся блоком исполнительных реле

Р,— Р„. Количество запоминающих ячеек и исполнительных реле равно числу клапанов

17 и 18. Ко входам схем задержки 24 и регулировки 25 подключены регулировочные цепочки R — Я„; R — 1х „ соответственно, выполненные из последовательно соединенных резисторов, зашунтираванных контактами

1 — 1 Рп-1 и Pi — Pn z соответственно реле

Р ... P„. Обмотки катушек клапанов 17 и 18 включаются контактами Р, з — P з. Пульсотахометр 28 соединен со схемой запоминания численного значения пульса, состоящей из дешифратора 29, запоминающего регистра и исполнительных элементов-реле Pi... Р.

Каждому показанию пульсотахометра соответствует свое значение выхода с дешифратора. Это значение запоминается одним из триггеров. Количество выходов дешифратора соответствует числу триггеров регистра и выбирается в зависимости от диапазона изменений:пульса и дискретности. Исполнительные элементы-реле подают напряжение на систему входных и выходных клапанов 17 и 18.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал, получаемый от стандартного электрокардиографа, поступает на схему 21 филь5

25 зо

65 трации, пропускающую R-зубец электрокардиограммы и подавляющую сигнал помехи частотой выше 20 гц, что повышает устойчивость и надежность синхронной с биологическим сердцем работы всего устройства. Со схемы фильтрации сигнал подается на усилитель и усиливается до величины, необходимой для запуска схемы 22 формирования управляющего сигнала. Со схемы 22 сигнал, имеющий вид прямоугольного электрического импульса малой длительности, через перекидной контакт переключателя 26 поступает на схему

28 пропуска. В случае отсутствия электрокардиограммы пациента схемы пропуска 23 переключателем 2б подключаются к схеме независимого генератора 27 пульса. Одновременно с общей точки переключателя 2б импульс поступает на схему пульсотахометра

28, который определяет частоту пульса пациента или частоту независимого генератора

27 пульса, в зависимости от положения перекидного контакта переключателя. Со схемы

28 сигнал поступает на схему 24. Она запускается передним фронтом этого сигнала и позволяет получить сигнал прямоугольной формы необходимой длительности. Своим задним фронтом схема 24 запускает схему 25, которая по своему устройству аналогична схеме 24. Схема 25 выдает электрический сигнал прямоугольной формы необходимой длительности и подает его на кран 4, который в период систолы соединяет трубопроводы б и 7. Сжатый воздух поступает от источника 2 по входному дросселю 19, через клапан (входпой) 17, по трубопроводу б, через кран 4, по трубопроводу 7 в полость 13 насоса. Одновременно заполняется сжатым воздухом емкость 16. По мере заполнения полости 13 сжатый воздух давит на мембрану 11, выталкивая кровь из полости 12 через патрубок 15, при этом входной клапан закрыт. После прекращения электрического сигнала (конец систолической фазы) кран 4 соединяет тру бопроводы 7 и 8, и воздух из полости 13 насоса по трубопроводу 7, через кран 4, по трубопроводу 8, через выходной клапан 18 и выходной дроссель 20 забирается вакуумирующим устройством 8. Полость 12 наполняется кровью. Наличие дросселя 19 и емкости 1б позволяет получить форму кривой давления крови, близкую к физиологической.

С изменением частоты пульса изменяется длительность систолической фазы, ее задержка, а также скорость нарастания давления в начале систолической фазы и спада давления после ее окончания. Эти четыре параметра в данном устройстве регулируются автоматически с изменением пульса пациента следующим образом. Численное значение пульса со схемы пульсотахометра 28 подается на схему дешифратора 29. Дешифратор построен так, что ряду значений пульса соответствует один и тот же выход (например, при изменении частоты пульса в пределах

40 — 49 выбирается первый выход дешифра349397 тора, а при изменении частот в пределах

50 — 59 выбирается второй выход дешифратора и т. д.). Количество выходов дешифратора, т. е. дискретность срабатывания, выбирается в зависимости от заданной точности измерения при первоначальной настройке устройства. Выбранный выход дешифратора запоминастся регистром, состоящим из триггеров на время, соответствующее 3 — 4 тактам сердца. Количество триггеров равно числу выходов дешифратора. Каждый триггер соединяется с исполнительным реле, количество которых равно количеству триггеров. Выбранный исполнительный элемент-реле Р,— Р„ подключает на время, равное 3 — 4 тактам сердца, соответствующие входной и выходной электромагнитные клапаны. Кроме того, в схему задержки включается соответствующее сопротивление из цепочки RI — R . Аналогично в схему длительности систолы включается соответствующее сопротивление из цепочки — При изменении частоты пульса изменяется выход дешифратора 29, соответственно с ним срабатывает другой триггер запоминающего регистра и исполнительный элемент-реле. При этом изменяется величина сопротивления резисторных цепочек RI... R„; . Включаются новые входные и выходные электромагнитные клапаны. Во время систолической фазы воздух от источника 2 проходит по трубопроводу 5, открытому клапану 17, трубопроводу б и т. д. В период диастолической фазы воздух из полости 18 насоса по трубопроводу 7, крану 4, трубопроводу 8, открытому клапану 18 и соединенному с ним дросселю 20, трубопроводу 9 забирается устройством 8 для создания вакуума.

Предмет изобретения

Устройство для облегчения деятельности сердца, содержащее насос для перскачивания крови или газа, источник сжатого газа, устройство для создания вакуума, электроуправляемый кран и систему управления электроуправлясмым краном, содержащую устройства фильтрации, формирования и пропуска

10 управляющего сигнала, поступающего от электрбкардиографа, устройства задержки и регулировки длительности систолы и генератора пульса, подключаемого к входу схемы пропуска управляющего сигнала через пере15 ключатель в случае прекращения деятельности сердца, от.гичаюш,ееся тем, что, с целью автоматизации подстройки длительности систолы, ее задержки и формы кривой давления в соответствии с меняющейся частотой

20 естественного ритма пациента, оно снабжено пульсотахометром, дешифратором, блоком запоминающих ячеек, блоком исполнительных реле, двумя регулнровсчными целочками из последовательно соединенных резисторов и

25 двумя наборами из параллельно соединенных между собой электромагнитных клапаFIoB, установ IcHIII Ix. íà магистралях, соединяющих электроуправляемый кран с источником сжатого газа и с устройством для созда30 ния вакуума, причем вход пульсотахометра подключен к общей точке переключателя, а выход через дешифратор и блок запоминающих ячеек подключен к исполнительным реле, одними управляющими контактами ко35 торых зашунтированы резисторы в регулировочных цепочках, а другими подключены к источнику тока обмотки катушек соответствующих электромагнитных клапанов с фиксированными проходными сечениями, парал40 лельно установленных на магистрали между электроуправляемым краном и источником сжатого газа и устройством для создания вакуума, 349397

I ! !

1

Составитель Е. Ланцбург

Техред 3. Тараненко

Редактор Н. Воликова

Корректор Е. Зимина

Заказ 2895/11 Изд. ¹ 1252 Тираж 406 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, )К-35, Раушская паб., д. 4/5

Типография. пр. Сапунова, 2