Аппарат вспомогательного кровообращения

 

О П И C А Н И Е

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6)) Дополнительное к авт. свил-ву— (22) Заявлено 21.05.80 (21) 2927048/28-13 (51) М тх „3 А 61 М 1/03 с присоединением заявки—

1есудерстееильй кемитет

СССР аа делам изебретеиий и аткрытий (2-3) Г1,".,иоритет— (43) Опубликовано 07.05.82. Бюллетень № 17 (53) УДК615.475 (088.8) (45) Дата опубликования описания 07.Р5.82

А. Jl. Френкель, Н. А. Ульянов, В. Г. Городков, А. Б. Довгань и Б. С. Бобров!

Всесоюзный научно-исследовательский институтмедицинского приборостроения 1 (72) Авторы и.,:..: р е-;:.:-1 и я

t; 1) Заявитель (54) АППАРАТ ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО

КРОВООБРАЩЕНИЯ

Изобретение относится к области медицинской техники, а именно к аппаратам вспомогательного кровообращения.

Известен аппарат вспомогательного кровообращения, содержащий линейный электродвигатель, датчик положения якоря, механопневмопреобразователь, внутриаортальный насос-баллончик, систему управления, кардиосинхронизатор, электрочневматический клапан подпитки, эластичную емкость, электропневматический клапан безопасности, электронный коммутатор, блок программного управления и блок безопасности (11.

Недостатком этого устройства является отсутствие в нем средств контроля за герметичностью, фазой и амплитудой движения внутриаортального насоса-баллончика, что не обеспечивает надежного предотвращения травмирования сердечно-сосудистой системы больного при неправильном выборе размера насоса-баллончика, аномальном строении аорты больного, установке насоса-баллончика в какой-либо отходящий от дуги аорты сосуд, несвоевременном опустошении насоса=баллончика.

Цель изобретения — предотвращение травмирования сердечно-сосудистой системы больного.

Для этого аппарат вспомогательного кровообращения снабжен управляемым стабилизатором тока, электропневматическим рабочим клапаном и фазирующим устройством, а блок безопасности содержит запоминаю цее устройство, набор стробируемых компараторов, формирователь опорных уровней и сигнализатор, при этом вход управляющего стабилизатора тока соединен с выходом системы управления, а его выход — с входом линейного электродвигателя, выходы,фазирующего устройства соединены с управляющим входом электропневматюческого рабочего клапана, включенного между механопневмопреобразователем и внутриаортальным насосомбаллончиком, а также с входами электронного коммутатора, запоминающего устройства и набора стробируемых компараторов, а входами соединено с выходами кардиосинхронизатора, блока программного управления, входы набора стробируемых,компараторов соединены с выходами запоминающего устройства, датчика положения якоря, формирователя опорных уровней и фазирующего устройства, а его выходы соединены с входами сигнализатора, электронного коммутатора и эяектропневматиЗО чеокого клапана безопасности.

925348

На фиг. 1 показана функциональная схема аппарата; на фиг. 2 — эпюры напряжений в характерных точках.

Аппарат вспомогательного кровообращения содержит линейный электродвигатель 1 (фиг. 1), датчик 2 положения якоря, механопневмопреобразователь 3, внутриаортальный .насос-баллончик 4, .систему 5 управления,,кардиосинхронизатор 6, электропневматичеакий клапан 7 подпитки, эластичную емкость 8, электропневматичес|кий клапан 9 безопасности, электронный коммутатор 10, блок 11 программного упразлепия и блок 12 безопасности.

Аппарат снабжен управляемым стабилизатором 13 тока, электропневматическим рабочим клапаном 14 и фазирующим устройством 15, а блок 12 безопасности Bbiполнен в виде запоминающего устройства

16, набора стробируемых,компараторов 17, формирователя 18 опорных, уровней и сигнализатора 19.

Управляемый стабилизатор 13 тока соединен с системой 5 управления и линейным электродвигателем 1, электропневматический раоочий клапан 14 соединен с механопневмопреобразователем 3, внутриаортальным насосом-баллончиком 4 и фазирующим устройством 15, соединенным с кардиосинхронизатором 6, набором стробирусмых компараторов 17, соединенным с формирователем 18 опорных уровней, электропневматическим клапаном 9 безопасности и сигпализатором 19.

Линейный электродвигатель предназна !ен для создания усилия, необходимого для работы механопневмопреобразователя 3.

Линейный электродвигатель 1 электрически соединен с управляемым стабилизатором 13 тока и механически — с датчиком 2 положения якоря и механопневмопреобразователем 3, пневматически соединенным с электропневматичеаким рабочим клапаном 14 и электропневматическим клапаном 7 подпитки, в свою очередь пневматически соединенным с эластичной емкостью 8 и электрически — с блоком 11 программного управления. Электропневматический рабочий клапан 14 пневматически соединен с внутриаортальным насосомбаллончиком 4 и электропневматическим клапаном 9 безопасности, соединенным с атмосферой. Датчик 2 положения якоря электрически связан с системой 5 управления, запоминающим устройством 16, соединенным с фазирующим устройством 15, и набором стробируемых компараторов 17, в свою очередь соединенным с формирователем 18 опорных уровней, сигнализатором

19, электропневматическим клапаном 9 безопасности, электронным коммутатором 10 и фазирующим устройством 15. Фазирующее устройство 15 электрически соединено с кардиосинхронизатором б, электропнев5

65 матичеаким рабочим клапаном 14, б IQKDM

11 программного:управления и электронным коммутатором 10, который, в свою очередь, связан с системой 5 управления и блоком 11 программного управления.

Аппарат работает следующим образом.

На больного накладывают электроды кардиосинхронизатора 6. Хирургическим путем через бедренную артерию больного насос-баллончик 4 вводят в аорту бо II Hoго. По электрокардиосиrY;.ëó U, (фиг. 2) кардиосинхронизатором б вырабатывается команда U: на HàïîëíåHèå насоса-баллончика 4. Фазирующим устройством 15 в рабочем режиме по этой команде формиру1стся сигналь! U, и У„ управления электрспневматическим рабочим клапаном 14 и линейным электродвигателем 1, причем команда HH oTKpbITHp электропневмати-iecкого рабочего клапана 14 в .фазе опустсIIIcHIIsl HBc0cc -бBJIJ10Hчика 4 HBHинается Но заднему фронту команды U,-, и продолжается 120 мс. Команда в фазе наполнения насоса-баллончика 4 начинается по переднему фронту команды .Л, а длительность ее может регулироваться оператором в пределах 40 — 120 мс, тем самым ooeciICчивается изменение степени llапслпс !ия внутриаортальнсго насоса-оаллончика 4, Сигналы (.!„управления ",èíåéíûi! электродвигателем 1 в рабочем режиме вырабатываются по задним фронт м импульсов

U„. Кроме того, фазирующим устройством

15 формируются короткие стробирующие

1!мпульсы. U„U„v.,„, и U„ïåîáõîäèìûå для работы блока 12 безопасности.

Сигнал (.1„через электронный коммутатор 10 передается на вход системы 5 управления, в которой формируется задание, определяющее величину тока в обмотках линейного электродвигателя 1, в зависимости от заданной величины объема внутриаортального насоса-баллончика 4. Величина тока, соответствующая заданию, вырабатывается управляемым стабилизатором 13 тока. Линейным электродвигателем

1 в соответствии с командой U„ïåðåìåщается поршень механопневмопреобразователя 3. При этом в его полости создается разрежение и избыточное давление рабочего газа.

Полость механопневмопреобразователя

3 через рабочий электропневматический клапан 14, открывающийся по команде V„ сообщается с внутриаортальным насосомбаллончиком 4. Тем самым обеспечивается наполнение и опустошение внутриаортального насоса-баллончика 4 рабочим газом.

Для обеспечения лечебного эффекта врач-оператор настраивает кардиосинхронизатор б таким образом, чтобы насос-баллончик 4 опустошался во время систолического выброса крови из левого желудочка и наполнялся в начальной фазе диастолы.

925348

При согласовании движения насоса баллончика 4 с деятельностью сердпа уменьшается нагрузка на левый желудочек путем снижения систолического давления и увеличивается коронарный кровоток путем увеличения диастолического давления.

Сигнал датчика 2 положения якоря U„„ пропорциональный перемещению поршня механопневмопреобразователя 3, сравнивается набором стробируемых,компараторов 17 с опорными уровнями U, U, U3 U4, U5 в моменты времени, соответствующие стробирующим импульсам U„U„U и U,.

В результате сравнения в каждом цикле работы принимается решение о продолжении процесса вспомогательного кровообращения или его прекращения в связи с возникновением аварийной ситуации. Кроме того, происходит распознавание характера аварийной:ситуации.

Так, выход сигнала U„èç зоны между уровнями U>, U> в момент действия стробирующего импульса компрессии:U, означает возникновение аварийной ситуации—

«медленная утечка оабочего газа», наиболее вероятной причиной которой является незначительное нарушение герметичности исполнительного пневмотракта.

Если разность между текущим значением сигнала U.„â момент действия стробирующего импульса компрессии У„и его значением в тот же момент в предыдущем цикле, поступающем с запоминающего устройства 16, превышает установленное значение, то это означает возникновение аварийной ситуации «быстрая разгерметизация», наиболее вероятной причиной которой является внезапный разрыв какого. либо элемента исполнительного пневмотракта. Особенно опасен для больного разрыв внутриаортального насоса-баллончика 4.

Если сигнал U„a момент действия стробирующего импульса доработки вниз U, не опускается ниже уровня Uq, то это означает возникновение аварийной ситуации

«насос-баллончик не опустошился».

При возникновении вышеперечисленных аварийных ситуаций набором стробируемых компараторов 17 вырабатывается команда, которой линейный электродвигатель 1 останавливается и открывается электропневматический клапан 9 безопасности, что способствует переходу внутриаортального насоса-баллончика 4 в безопасное для больного (опустошенное) состояние. Кроме того, сигнализатором 19 по командам, подающимся с набора стробирующих комп араторов 17, создается тревожная световая и звуковая сигнализация, несущая информацию о характере аварийной ситуации, Если сигнал U„ не превышает уровень

U .во время действия стробирующего им.пульса U .доработки вверх, то это означа5 !

О

25 зо

60 ет возникновение ситуации — «насос-баллончик не раскрьлся».

Если сигнал У„опустится ниже уровня

U5 в момент действия стробируюшего имп ульса декомпрессии У„то это означает возникновение ситуации — «насос-баллончик пережат», При возникновении последних двух ситуаций рабочий режим продолжается, но включается соответствующая предупредительная сигнализация.

Для устранения естественного уменьшения количества рабочего газа в процессе работы аппарата, предусмотрен вспомогательный режим подпитки. Через фиксированные промежутки времени после включения аппарата по команде блока 11 программного управления процесс контрпульсации прекращается, с блока 11 программного управления через электронный коммутатор 10 на систему 5 управления подается сигнал постоянного напряжения, обеспечивающий фиксацию поршня механопневмопреобразователя 3 в положении соответствующем объему применяемого внутриаортального насоса-баллончика 4.

При этом электропневматический клапан 7 подпитки открывается и исполнительный пневмотракт сообщается с эластичной емкостью 8, заполненной рабочн!4 газом под атмосферным давлением. Тем самым восстанавливается необходимое количество рабочего газа в исполнительном пневмотр акте.

После чего автоматически возобновляется рабочий режим. Во время вспомогагельного режима подпитки исполнительно о пневмотракта с блока 11 программного управления на;фазирующее устройство 15 по ается сигнал, прекращающий формирование стробирующих импульсов, тем самым п„едупреждается срабатывание блока 12 безопасности в этом режиме.

Таким образом, изобретение позволяет значительно уменьшить вероятность травмирования сердечно-сосудистой системы больного при медленной утечке рабочего газа из исполнительного пневмотракта; внезапной разгерметизации исполнительного ",; eâìoòðàêòà; отсутствии своевременного опустошения насоса-баллончика; аномальном строении аорты больного и неправильной установке насоса-баллончика в аорте.

Благодаря сигнализации о характере возникшей неисправности, появляется возможность ее оперативного устранения и продвижения процедуры вспомогательного кровообращения.

Формула изобретения

Аппарат вспомогательного кровообращения, содержащий линейный электродвигатель, датчик положения якоря, меха925348 нопневмопреобразователь, внутриаортальный насос-баллончик, систему управления, кардиосинхронизатор, электропневматический клапан подпитки, эластичную емкость, электропневматический клапан безопасности, электронный коммутатор, блок программного управления и блок безопасности, отл ич а ю щий ся тем, что, с целью предотвращения травмирования сердечно-сосудистой системы больного; он 10 снабжен управляемым стабилизатором тока, электропневматическим рабочим клапаном и фазирующим устройством, а блок безопасности содержит запоминающее устройство, набор стробируемых компарато- 15 ров, формирователь опорных уровней и сигнализатор, при этом вход управляемого стабилизатора тока соединен с выходом системы, управления, а его выход — с входом линейного электродвигателя, выходы 20 фазирующего устройства соединены с управляющим входом электропневматического рабочего клапана, включенного между механопневмопреобразователем и внутриаортальным насосом-баллончиком, а также с входами электронного коммутатора, запоминающего устройства и набор стробируемых компараторов, а входы соединены. с выходами кардиосинхронизатора и блока программного управления, входы набора стробируемых компараторав соединены с выходами запоминающего устройства, датчика положения якоря, формирователя. опорных уровней и фазирующего устройства, а его выходы соединены с входами сигнализатора, электронного коммутатора и. электропневматического клапана безопасности.

Источник информации, принятый во. внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 703107, кл. А 61 М 1/03, 1977.

925348

"г

Фага.Г

Составитель В, Воробьев

Техред А. Камышникова Корректор И. Осиповская

Редактор Е. Хейфиц

Тнп. Харьи. фнл. пред. «Патент»

Заказ 409/327 Изд. № 136 Тираж 717 Подписное . НПО Поиск> Государственного комитета СССР по делам изобретений и откритий

113035, Москва, 3К-35, Раушская наб., д, 4)5