Устройство для регулирования сосудистого кровотока в эксперименте Советский патент 1984 года по МПК A61B17/12 

СХ) О

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для регулирования и управления кровообращением в эксперименте.

Известно устройство для регулирования сосудистого кровотока в эксперименте, содержащее последовательно соединенные исполнительный орган, представляющий собой зонд, усилитель мощности и блок управления зондом, соединенные между собой блок программ и блок сравнения, подключенный к блоку управления, датчик давления, соединенный с блоком сравнения, и блок питания, подключенный к блоку управления, блоку программ, блоку сравнения и датчику давления 1.

Недостатком данного устройства является то, что с его помощью невозможно управлять кровотоком через сердце и легкие и тем самым моделировать гемодинамическую нагрузку миокарда, в связи с тем, что невозможно воздействовать на нижнюю полую вену для ограничения притока крови к правому сердцу, связать работу по ограничению венозного притока с регулированием давления в дуге аорты.

Цель изобретения - повыщение точности эксперимента.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для регулирования сосудистого кровотока в эксперименте, содержащее- последовательно соединенные исполнительный орган, представляющий собой зонд, усилитель мощности и блок управления зондом, соединенные между собой блок программ и блок сравнения, подключенный к блоку управления, датчик давления, соединенный с блоком сравнения, и блок питания, подключенный к блоку управления, блоку программ, блоку сравнения и датчику давления, введены последовательно соединенные и подключенные к блоку питания логический блок, связанный с блоком управления, блок дискретного управления, блок ограничения венозного притока и второй усилитель мощности, а также второй исполнительный орган представляющий собой зонд, соединенный со вторым усилителем.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 - схема, поясняющая работу логического блока; на фиг. 3 и 4 - схемы, поясняющие работу блока дискретного управления.

Устройство содержит источник 1 питания, исполнительный орган 2 коррекции артериального давления, подключенный к выходу усилителя 3 мощности, блок 4 управления исполнительным органом, выход которого подключен к входу усилителя 3 мощности, блок 5 сравнения, выход которого подключен к входу блока 4 управления, датчик 6 давления, выход которого подключен к одному входу блока 5 сравнения, блок 7 программы, выход которого подключен к второму входу

блока 5 сравнения, логический блок 8, вход которого подключен к выходу блока 4 управления, блок 9 дискретного управления, вход которого подключен к выходу логического блока 8, блок 10 ограничения венозного притока, вход которого подключен к выходу блока 9 дискретного управления, усилитель 11 мощности, второй исполнительный орган 12 ограничения венозпритока. На фиг. изображены также нижняя полая вена 13, верхняя полая вена 14, правое сердце 15, легкие 16, левое сердце 17, дуга аорты 18.

Исполнительный органы 2 и 12 представляют собой зонды с раздуваемыми баллонами на конце и предназначены для ограничения венозного притока и коррекции давления в аорте 18 путем перекрытия просвета.

Усилители 3 и 11 мощности представляют 0 собой промыщленные электропневмопреобразователи и предназначены для преобразования электрического сигнала в пневматический. Пневмопитание усилители получают от баллонов со сжатым азотом.

Блок 4 управления осуществляет преобразование входного напряжения в ток, который необходим для работы электропневмопреобразователя. Блок 5 сравнения выполнен на аналоговых микросхемах, сравнивает значение давления в дуге аорты с заданным и выдает сигнал рассогласования. Датчик 6

0 давления представляет собой тензистивный датчик систолического давления. Блок 7 программы имеет возможность ручной регулировки выходного напряжения, необходимого для задания значения артериального , давления, которое в дальнейшем поддерживается автоматически.

Логический блок 8 выполнен на компараторах в интегральном исполнении. Работа логического блока поясняется на фиг. 2, где позицией 19 обозначена условная щкала 0 значений входного напряжения; позицией 20 - диапазон входного напряжения. При подаче на вход логического блока 8 напряжения в этом диапазоне на выходе появляется сигнал отрицательной полярности. При подаче на вход логического блока 8 напряжения в диапазоне 21 на его выходе появляется сигнал положительной полярности. При значении входного напряжения логического блока, находящегося вне диапазонов 20 и 21, напряжение на его выходе Q равно нулю.

Блок 9 дискретного управления служит для обеспечения дискретного режима работы исполнительного органа 12 ограничения венозного притока и содержит тактовый генератор, служащий для задания времени 5 состоящий из мультивибратора с частотой генерирования 1000 Гц, делителей частоты и переключателя коэффициента деления, входную логику управления, аналого-цифровой преобразователь в интегральном исполнении, усилитель выходного напряжения.

На фиг. 3 и 4 изображены эпюры выходного напряжения блока 9 дискретного управления в зависимости от полярности входного сигнала. Время t задает тактовый генератор с делителями частоты. На фиг. 3 представлен вид выходного напряжения с блока 9 дискретного управления при подаче на его вход напряжения отрицательной полярности. На фиг. 4 представлен вид выходного напряжения с блока 9 дискретного управления при подаче на его вход напряжения положительной полярности.

Устройство работает следующим образом.

Исполнительный орган 12 устанавливают в нижнюю полую вену 13, исполнительный орган 2 устанавливают в нисходящую часть аорты 18. В дугу аорты 18 вводят зонд для измерения давления, заполненный физиологическим раствором, и подсоединяют его к датчику б давления. Блоком 7 программы задают необходимый уровень систолического давления в дуге аорты 18, затем устройство включают в сеть. Регулятором в блоке 10 ограничения венозного притока устанавливают исходное положение исполнительного органа 12, уменьщая тем самым минутный объем крови до необходимых величин (значение минутного объема определяют любым доступным методом - разведением красителя, термодилюцией, расходомером). Вследствие снижения венозного притока давление в дуге аорты падает. Затем значение давления от датчика б давления поступает на блок 5 сравнения, который сравнивает его с сигналом блока 7 программы и выдает разницу на блок 4 управления, который в свою очередь через усилитель 3 мощности подает сигнал на исполнительный орган 2, перекрывающий просвет аорты 18 и тем самым поднимающий давление в ней до тех пор, пока сигнал от датчика б давления не уравнивается с заданным в блоке 5 сравнения. С этого момента давление в дуге аорты 18 автоматически поддерживается постоянным.

При ограничении венозного притока блоком 10 до падения минутного объема крови до 350-450 мл/мин, давление в аорте 18 падает до 10-20 мм рт. ст. и сигнал от датчика 6 давления через блок 5 сравнения блок 4 управления и усилитель 3 мощности с помощью исполнительного- органа 2 полностью перекрывает просвет аорты 18 и включает логический блок 8, который запускает блок 9 дискретного управления. Сигнал с блока 9 дискретного управления через блок 10 ограничения венозного притока и усилитель 11 мощности начинает ступенчато приоткрывать нижнюю полую вену 13 при помощи исполнительного органа 12. При этом время между ступеньками (фиг. 3) устанавливают в блоке ограничения венозного притока 10 в пределах от 1 до 10 с. Ступенчатое ограничение венозного притока блоком 9 дискретного управления продолжается до 5 тех пор, пока давление в аорте 18 не достигает значения, заданного в блоке 7 программы. С этого момента логический блок 8 отключает блок 9 дискретного управления и исполнительный орган 12 останавливается в статическом состоянии.

0

Таким образом предлагаемое устройство позволяет поддерживать давление в дуге аорты на постоянном, заданном экспериментатором уровне, при различных, устанавливаемых экспериментатором, значениях

5 ми.нутного объема крови.

Пример. Эксперимент № 3-4-25 от 23.03.82 г. Вес собаки 22 кг, тиопенталовый внутривенный наркоз, ИВЛ.

В нижнюю полую вену и нисходящую аорту вводят зонды; с помощью блока про0 граммы устанавливают значение давления 110 мм рт. ст. Время щага ступеньки устанавливают блоком дискретного управления значением 2 с. Исходные данные гемодинамики: минутный объем крови равен

5 2545 мл/мин (определен методом термодилюции), частота сердечных сокращений 125 уд. в мин, давление в аорте 135/90 мм рт. ст., конечное диастолическое давление в левом желудочке 12 мм рт. ст.

Затем при помощи блока ограничения

0 венозного притока снижают минутный объем крови. Через 4 с он составляет 1370 мл/мин, частота сердечных сокращений 128 уд. в мин. давление в аорте 110/95 мм рт. ст., конечное диастолическое давление в левом желудочке 2 мм рт. ст. Давление в дуге аорты при

5 данном значении минутного объема крови поддерживается предлагаемым устройством на постоянном уровне. По окончании измерения гемодинамических параметров задатчиком артериального давления в блоке 7 программы устанавливают значение давления в дуге аорты 18 равное 90 мм рт. ст. По окончании переходного процесса параметры гемодинамики составляют: давление в дуге аорты 92 мм рт. ст., частота сердечных сокращений 131 уд. в мин. минутный объем

5 крови 572 мл в мин. На протяжении всего эксперимента гемодинамические параметры поддерживаются предлагаемым устройством на постоянном уровне.

Применение предлагаемого устройства 0 позволяет изучить в условиях эксперимента деятельность сердца, легких и мозга при различных значениях минутного объема крови и изменяемого давления в дуге аорты при стабильных значениях давления и минутного объема крови, поддерживаемых предлагаемым устройством, что повыщает точность эксперимента.

Макс

С

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ СОСУДИСТОГО КРОВОТОКА В ЭКСПЕРИМЕНТЕ, содержащее последовательно соединенные исполнительный орган представляющий собой зонд, усилитель мощности и блок управления зондом, соединенные между собой блок программ и блок сравнения, подключенный к блоку управления, датчик давления, соединенный с блоком сравнения, и блок питания, подключенный к блоку управления, блоку программ, блоку сравнения и датчику давления, отличающееся тем, что, с целью повышения точности эксперимента, в него введены последовательно соединенные и подключенные к блоку питания логический блок, связанный с блоком управления, блок дискретного управления, блок ограничения венозного притока и второй усилитель мощности, а также второй исполнительный орган, представляющий собой зонд, соединенный со сторым усилителем.

2Г

8ых..д

.

Sbix, В

фиг. 2

iceK

tee к

Фиг Л