Устройство для нагнетания крови Советский патент 1984 года по МПК A61M1/03 

1 ,1

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в ;истемах вспомогательного кровообращения для оказания экстренной помощи в условиях неспециализированного стационара или во внебольничных условиях и при транспортировании больных в специализировачный стационар.

Известно устройство для нагнетания крови, содержащее блок управления, основной распределитель, установленный между источником давления и пневмокамерой рабочего органа, и источник вакуума, выполненный в виде камеры, разделенной подпружиненной мембраной на две полости, одна из которых соединена с основным распределителем, а другая через дополнительный распределитель подключена к источнику давления 1 .

Однако малая долговечность мембра ны в этом устройстве уменьшает время безотказной работы источника вакуума, отказ которого приводит к уменьшению вакуума в пневмокамере рабочего органа, в результате чего увеличивается время наполнения рабочей каме ры рабочего органа кровью и уменьшается его минутный объем, что снижает гемодинамическую эффективность вспомогательного кровообращения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для нагнетания крови, содержащее внутриаортальный насос-баллончик, последовательно соединенные источник сжатого газа, распределитель, стр-уйный насос, исполнительный механизм, а также задатчик частоты, выход которого подключен к входам формирователей импульсов начала и конца фазы нагнетания насоса-баллончика. Расходуемое этим устройством количество газа W за сердечный цикл, можно описать следующим выралсением

() )

где Q - расход газа через активное сопло струйного насоса; t.. и tgj. .- длительность фаз на

НС

гнетания и всасывания газа струйным насосом в пневмокамеру рабочего органа и из последней соответственно L23078722

Известно, что эффективность контрпульсации насосом-баллончиком достигается при скоростях его раздутия и спадения, не превышающих скорости 5 систолического выброса крови в аорту левым желудочком сердца. Но так как объем пневмокамеры насоса-баллончика меньше объема левого желудочка сердца, то при скоростях раздутия и спа10 дения насоса-баллончика, равных скорости систологического выброса, величины обходимые для обеспечения эффективной контрпульсации насосом-баллончиком, должны быть

15 меньше длительности систолы, а их

сумма меньше 2/3 длительности сердечного цикла, при длительности систолы, равной 1/3 длительности сердечного цикла.

20 Причем в известном устройстве

сумма (.), где Т,- длительность сердечного цикла, которая определяется из выражения Т„--1/, где f частота сердечных сокрапений, поэто25 му при контрпульсации насосом-баллончиком газ из источника сжатого газа расходуется в течение всего сердечного цикла и в объеме, большем необходимого, а следовательно, уменьша0 ется ресурс автономности устройства, и ограничивается длительность контр- пульсации.

Цель изобретения - увеличение продолжительности контрпульсации путем снижения расхода сжатого газа.

Указанная цель достигается тем, что устройство для нагнетания крови, содержащее внутриаортальный насосбаллончик, последовательно соединенные источник сжатого газа, распределитель, струйный насос, исполнительный механизм, а таюке задатч к частоты, выход которого подключен к входам формирователей импульсов начала и конц-а фазы нагнетания насосабаллончика, дополнительно содержит датчик расхода, систему стабилизации давления газа, разделительную камеру, формирователь импульсов фаз нагнетания и всасывания струйного насоса, два входа которого соединены соответственно с выходами формирователей импульсов начала и конца фазы нагнетания насоса-баллончика и с 5 входами формирователя импульсов фазы нагнетания насоса-баллончика, а выход последнего связан с входом исполнительного механизма, третий вход формирователя импульсов фаз нагнетания и всасывания струйного насоса соединен с первым выходом датчика расхода, другой выход датчика расхода соединен с входом системы стабилизации давления газа и с выходом внутриаортального насоса-баллончика, а вход - с выходом разделительной камеры, выход формирователя импульсов фаз нагнетания и всасывания струйного насоса поступает на другой вход распределителя. Кроме того, ,формирователь импульсов фаз нагнетания и всасывания струйного насоса выполнен в виде последовательно соединенных формирователя импульсов экстремальных значе ний объема пневмокамеры насоса-балло чика, выход которого соединен с входами двух триггеров, выходы последних - с входами усилителя мощности. В предлагаемом устройстве сумма (,+t щ.)-|-Тц . Умножив левую и правую части (1) на f и подствив вместо суммы(t j.+t g.) ее значения для каждого устройства, после несложных пре образований . получают следующие выражения для определения расхода газа известным Qf и предложенным Q устройствамиQp 2/3Q Из выражения (2) следует, что рас ход газа известным устройством Q , ра вен расходу газа через активное сопло струйного насоса и не зависит от частоты f сердечных сокращений. АнаЛИЗ выражений (2) и (3) показывает, что расход газа предлагаемым устройством более чем в 1,5 раза мзньше че известным. Причем расход газа предло женным устройством Q прямо пропорционален частоте f сердечных сокраще ний и зависит от длительностей разду тия tp и спадания t. насоса-баллончи ка, кс1торые в предлагаемом устройстве определяют длительности фаз нагне тания и всасывания струйного насоса На чертеже представлена функциональная схема устройства. Устройство для нагнетания крови, содержит внутриаортальный насос-баллончик 1, камеру 2 безопасности, струйный насос 3, распределитель 4, источник 5 сжатого газа, исполнитель ный механизм 6, задатчик 7 частоты. формирователи импульсов начала 8 и конца 9 нагнетания насоса-баллончика 1, формирователь 10 11мпульса фазы нагнетания насоса-баллончика 1 и формирователь 11 импульсов фаз нагнетания и всасывания струйного насоса 3. Формирователь 10 и исполнительный механизм 6 образуют формирователь импульсов фаз нагнетания и всасьшания насоса-баллончика 1. Камера 2 безопасности состоит из разделительной камеры 12, в корпусе Которой встроен датчик 13 расхода. Выход датчика 13 подключен к насосубаллончику 1 . Задатчик 7 частоты представляет собой кардиосинхронизатор. На входы 14-16 задатчика частоты поступают биологические сигналы средца, например ЭКГ. Выход задатчика 7 частоты подключен к входам формирователей 8 и 9. Формирователь 11 содержит формирователь 17 экстремальных значений объема пневмокамеры насоса-баллончика 1, подключенный к входам двухвходового усилителя 20 мощности. Выход усилителя 20 мощности подключен к командному входу распределителя 4. Кроме того, устройство содержит систему 21 стабилизации давления газа в насосебаллончике 1 . Устройство работает следу ощим образом. На входы 14-16 задатчика 7 частоты поступают биологические сигналы сердца, например QRS-KOMmieKC электрокардиограммы ЭКГ. Задатчик 7 частоты формирует управляюгше импульсы в фазе с R-зубцом ЭКГ, которые поступают на входы формирователей 8 и 9. Формирователи 8 и 9 формируют импульсы начала и конца фазы нагнетания насосабаллончика 1 с задержкой относительно управляющих импульсов, задаваемой и автоматически регулируемой в долях от продолжительности сердечного цикла. С выхода формирователя 8 импульсы начала фазы нагнетания насосабаллончика 1 поступают на вход 22 формирователя 10 и S-вход триггера 18. С выхода формирователя 9 импульсы конца фазы нагнетания насоса-баллончика 1 поступа:1от на вход 23 формирователя 10 и S-вхрд триггера 19. Перед началом контрпульсации с помощью системы 21 производится заS1полнеш1е пневмокамеры насоса-баллончика 1 физиологически приемлемым.газом до необходимого давления. В тече ние контрпульсации система 21 позволяет компенсировать утечку газа из разделительной камеры 12 и станки камеры насоса-баллончика 1 в аорту. Эта же система 21 обеспечивает контроль целостности насоса-баллончика 1 в течение контрпульсации. При появлении на входе 22 формирователя 10 и S-входе триггера 18 импульса начала фазы нагнетания насо са-баллончика 1 на выходах формирова телей 10 и- 11 .появляются электрические сигналы фаз нагнетания насосабаллончика 1 и струйного насоса 3. Исполнительный механизм -6 переключается в положение, соответствующее отключению диффузора струйного насоса 3 от атмосферы. Одновременно распределитель 4 переключается в положе ние, соответствующее подключению активного сопла струйного насоса 3 к источнику 5 сжатого газа. Газ из источника 5 нагнетают через активное сопло и приемый патрубок струйного насоса 3 в разделительную камеру 12. Происходит нагнетание физиологически приемлемого газа в пневмокамеру насоса-баллончика 1 через датчик 13. Пасос-баллончик 1 раздувается. Сопро тивление датчика 13 изменяется в зависимо.сти от величины расхода газа через него. В конце раздутия насосаб51ллончика 1 расход газа через датчик 13 уменьшается до нуля и на выходе формирователя 17 появляется короткий электрический импульс, определяющий конец фазы нагнетания струй ного насоса 3. Одновременно на выходе формирователя 11 появляется элект рический сигнал конца фазы нагнетания струйного насоса 3, причем на выходе формирователя 10 электрически сигнал фазы нагнетания насоса-баллон чика 1 все еще существует. Распределитель 4 переключается в положение, соответствующее отключению источника 5 от активного сопла струйного насоса 3. Нагнетание газа в разделительную камеру 12 прекращается. Однако насос-баллончик 1 продолжает остават ся раздутььм, т.к. в разделительной камере находится силовой газ, давление которого превышает давление физиологТ1чески приемлемого газа, находящегося в пневмокамере насоса-баллопчика 1 . 2 При появлении на входе 23 |Ьор:ирователя 10-и S-входе триглчра 19 импульса конца фазы нагнетания насоса-баллончика 1 на выходах формирователей 10 и. 11 появляются электрические сигналы фаз всасывания насоса-баллончика 1 и струйного насоса 3. Исполнительный механизм 6 переключается в положение, соответствующее подключению диффузора струйного насоса 3 к атмосфере. Одновременно распределитель 4 переключается в положение, соответствующее подключению активного сопла струйного насоса 3 к источнику 5. Сжатый газ через активное сопло и диффузор струйного насоса 3 и исполнительный механизм 6 истекает в атмосферу. В результате в приемном патрубке струйного насоса 3 и разделительной камеры 12 создается разрежение. Происходит отсасывание, физиологически приемлемого газа из пневмокамеры насоса-баллончика 1 |через датчик 13. Насос-баллончик 1 складывается. Сопротивление датчика 13 изменяется в зависимости от величины расхода газа через него. В конце спадания насоса-баллончика 1 расход газачерез датчик 13 уменьшается до нуля и на выходе формирователя 17 появляется короткий электрический импульс, определяющий конец фазы всасывания струйного насоса 3. Одновременно на выходе формирователя 11 появляется электрический сигнал конца фазы всасывания струйного насоса 3, причем на выходе формирователя 10 электрический сигнал фазы всасывания насоса-баллончика 1 все еще суидествует. Распределитель 4 перекгаочается в положение, соответствующее отключению источника 5 от активного сопла струйного насоса 3. Истечение газа в атмосферу прекращается. Однако насос-баллончик 1.продолжает оставаться сложенным,так как давление газа в разделительной камере 12 и пневмокамере 1 асоса-баллончика равно атмосферному и меньще аортального. При появлении на входе 22 формирователя 10 и S-входе тригера 18 импульса начала фазы нагнетания насоса-баллончика 1, цикл работы устройства повторяется. В предлагаемом устройстве по сравнению с известными газ из источника сжатого газа расходуется лишь во время раздутия и спадания насоса-баллон

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАГНЕТАНИЯ КРОВИ, содержащее внутриаортальный насос-баллончик, последовательно соединенные источник сжатого газа, распределитель, струйный насос, исполнительный механизм, а также задатчик частоты,выход которого подключен к входам формирователей импульсов начала и конца фазы нагнетания насоса-баллончика, отличающееся тем, что, с целью увеличения продолжительности контрпульсации путем снижения расхода сжатого газа, оно дополнительно содержит датчик расхода, систему стабилизации давле- . ния газа,разделительную камеру,формирователь импульсов фаз нагнетания и всасывания струйного насоса, два входа которого соединены соответстпснно с выходами форм1фователей импульсов начала и конца фазы наг 1етания насоса-баллончика и с входами формирователя и шyльcoв фазы нагнетания насоса-баллончика, а выход последнего связан с входом исполнительного механизма, третий вход формирователя импульсов фаз нагнетания и всасывания струйного насоса соединен с первым вьЕходом датчика расхода, другой выход датчика расхода соединен со входом системы стабилизации давления газа и с вькодом внутриаортального насоса-баллончика, а вход - с выхоi дом разделительной камеры, выход формирователя импульсов фаз нагнетания СО С и всасывания струйного насоса поступает на другой вход распределителя. 2. Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что формирователь импульсов фаз нагнетания и всасывания струйного насоса выполнен в виде формирователя импульсов экстремальных значений объема пневмокамеры о пасоса-баллончика, выход которого -ч1 соединен с входами двух триггеров, 00 выходы последних - с входами усили J теля мощности. го