УСТРОЙСТВО для НАГНЕТАНИЯ КРОВИ Советский патент 1972 года по МПК A61M1/00 

Изобретение относится к области медицинской техники, а именно к устройствам для нагнетания K-pOiBH.

Известны устройства для нагнетания крови, содержащие насос шлюзового типа, систему управления циклическим процессом шлюзования, систему регулирования производительности, систему питания и трубопроводы для крови и газа.

Насосы известных устройств состоят из корпуса, разделенного двумя клапанами на три вертикально расположенные последовательные камеры - приемную, шлюзовую и рабочую, крышки насоса и запорного клаиана поплавкового типа для предотвращения попадания газа в артериальную магистраль.

Вытеснение крови из рабочей (нижней) камеры насоса в артериальную магистраль осуществляется газом стабилизированного давления. В рабочую камеру кровь поступает гравитационно из приемной (верхней) камеры через шлюзовую (среднюю) камеру благодаря циклическОМу процессу шлюзования, который заключается в поочередном подключении шлюэоБой камеры с помощью клапанов насоса к приемной или рабочей камерам с предварительным выравниванием давления в соединяемых камерах.

поток кроси, в то время как для проведения всех известных операций с искусственным кровообращением необходимы как непульсирующий поток крови, так и пульсирующий.

Кроме того, кривая давления пульсирующего потока кровц должна располагаться в зоне положительных давлений, так как отрицательное давление является основной причиной разрушения форменных элементов крови.

Недостатком известных устройств является также то, что величина производительности колеблется в широких пределах в зависимости от колебания выходной нагрузки и от

падения давления газа в рабочей камере насоса во время операции выравнивания давления газа в шлюзовой камере насоса с давлением в рабочей камере. Известные устройства также не имеют устройств для отсчета величины производительности.

В предлагаемом устройстве для нагнетания крови обеспечено получение на выходе устройства как непульсирующего потока кро,ви, так и пульсирующего потока с кривой

давления, расположенной возле положительных давлений, а также обеспечено косвенное измерение величины производительности и поддержания ее величины постоянной путем исключения влияния на нее выходной нагрузки и периодического процесса выравнивания

давления газа в шлюзовой камере ласоса с давлением рабочей камеры.

Это достигается тем, что система регули рования производительности снабжена гене ратором нереиенного давления, задатчиком непрерывного сигнала, сумматором, усилителем мощности, регулируемым дросселем, интегратором-осреднителем, показывающим прибором и логическим элементом «ИЛИ, причем выход сумматора соединен через усилитель мощности со входом регулирземого дросселя, выход которого подключен к одной плюсовой камере сумматора и к рабочей камере насоса, вторая плюсовая камера сумматора подключена к выходу логического элемеита «ИЛИ, один вход которого соединен с выходом генератора неремениого давления и со входом интегратора-осреднителя, а второГ: вход его соедииеи с выхододМ задатчика непрерывного сигнала и с одним входом второго логического элемента «ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу иитегратора-осреднителя, а выход его соединен со входом показывающего прибора, проградуированного в единицах производительности.

Для исключения влияния на величину производительности периодического процесса выравнивания давления газа в шлюзовой камере насоса с давлением рабочей камеры, рас пределитель газа системы управления циклическим ироцессом шлюзования, предиазначс ный для поочередного соединения шлюзовой камеры насоса с рабочей камерой или с внеи; ней средой, соединен со шлюзовой «а:мерой насоса через точный мощный повторитель.

На чертеже изображена принципиальная функциональная схема предлагаемого устройства для нагнетания крови.

Предлагаемое устройство для нагнетания крови содержит насос шлюзового типа, выполненный в виде корпуса /, разделенного нл три вертикально расположенные последовательные камеры - приемную 2, шлюзовую 3 и рабочую 4 двумя клапанами 5 и 6. В рабочей камере 4 насоса установлен запорный клапан 7 поплавкового типа для предотвращения попадания газа в артериальную магистраль 5- Приемная камера 2 насоса имеет штуцер 9 для входа крови в насос. Клапаны 5 и 6 закреплены на крышке W насоса.

Система управления циклическим процессом шлюзования состоит из командоаппарата 1} и трех распределителей газа 12, 13 и 14. Входы распределителей 12, 13 и 14 подключе ны к соответствующим выходам командоаппарата //. Выходы распределителей 12 и 13 соединены соответственно с клапанами 5 и 6- насоса, а выход распределителя 14 - со входом точного мошного повторителя 15, выход которого подключен к шлюзовой камере 3 насоса. Питающие каналы распределителей 12, 13 и 14 соединены с системой питания 16. а каналы сброса их - с внешней средой.

элемента «ИЛР1 19, задатчика 20 непрерывного сигнала, генератора 21 переменного даг;ления, усилителя мощности 22, регулируемого дросселя 23, показывающего прибора 24, логического элемента 25 и иитегратора-осреднителя 26. Выход сумматора 18 соединен через усилитель мощности 22 со входом регулируемого дросселя 23, выход которого иодключеи к одной плюсовой камере сумматора 18 и к рабочей камере 4 иасоса. Вторая плюсовая камера сумматора 18 подключена к выходу логического элемента «ИЛИ 19, один вход которого соединен с выходом генератора 21 иеремениого давления и со входом иитегратора-осреднителя 26, а второй вход логического элемента «ИЛИ 19 соединен с выходом задатчика 20 непрерывного сипиала и с одним входов логического элемента «ИЛИ 25. Второй вход логического элемента «ИЛИ 25 подключен к выходу интегратора-осреднителя 26, а его выход соединен со входом показывающего прибора 24, проградуироваиного s единицах производительности.

Все питающие каналы элементов системы регулирования производительности и системы управления циклическим процессом шлюзования соединены с системой питания 16.

Предлагаемое устройство для нагнетания крови работает следующим образом. Кро::.ь самотеком иоступает извне через штуцер 9 в приемную камеру 2 насоса, а из нее неретекает гравитационно в шлюзовую камеру 3 при открытом клапане 5. В это время клапан 6 насоса закрыт, а в шлюзовой камере 5 давление газа равио давлению внешней среды, так как вход точного мощного повторителя 15 в это время соединен с каналом сброса распределителя 14. Затем клапап 5 насоса закрывается, а рабочая камера 4 насоса соединяется через питаюший канал распределителя 14 со входом точного мощного повторителя 15, благодаря чему в шлюзовой камере 3 насоса устанавливается давление газа, равное давлониЕО в рабочей камере 4. После этого открывается клапан 6 насоса и кровь гравитацион но перете/кает из шлюзовой камеры 3 в рабочую камеру 4, после чего клапан 6 насоса закрывается, а вход точного мощного повторителя 15 соединяется с каналом сброса распределителя 14 и поэтому давление газа в шлюзовой камере 3 насоса равно давлению внешией среды. На этом цикл щлюзования заканчивается и начинается новый цикл.

Такая последователыность работы насоса обеспечивается системой управления циклическим прошессоМ шлюзования, командоаппарат 11 которой вырабатывает необходимую после дователыность командных сишнало-в. При наличии единичных сигналов на входах распределителей 12 и 13 клаианы 5 к 6 иасоса соединены с иитающими каналами этих распределителей и поэтому они закрыты. При наличии р улевых сигналов иа входах распределителей 12 и 13 клапанЕз 5 и 6 открыты, так как они соединены с каналами сброса этих распределителей. Распределитель 14 при наличия единичного сигнала на его входе соединяет рабочую камеру 4 насоса, со входом точного мощного иовторителя 15, поэтому в шлюзовой камере 3 насоса давление газа равно давлению в рабочей камере 4. При наличии нулевого сигнала на входе распределителя 14 вход точного мощного иовторителя 15 соединен с каналом сброса этого распределителя и давление газа в щлюзовой камере 3 насоса равно давлению внешней среды. Система регулирования ироизводительности обеспечивает на выходе устройства непульсирующий поток крови (непульсирующий режим работы устройств) и пульсирующий ноток с кривой давления, расположенной в зоне положительных давлений (пульсирующий режим работы устройства), а таклсе позволяет косвенно измерять величину производительности и поддерживать ее величину постоянной независимо от выходной нагрузки. В иепульсирующем режиме работы устройства система регулирования производительности работает следующим образом- Задатчиком 20 ненрерывного сигнала через логический элемент «ИЛИ 19 в одну плюсовую камеру сумматора 18 подают непрерывный сигнал, пропорциональный заданной величине ироизводительности. Этот же сигнал ноступает через логический элемент «ИЛИ 25 на показывающий прибор 24, по которому отсчитывается величина производительности. С выхода сумматора 18 сигнал, усиленный но мощности усилителем 22, поступает на вход регулнруемого дросселя 23, с выхода которого сигнал поступает во вторую плюсовую камеру сумматора 18 и в рабочую камеру 4 насоса. Сумматор 18 суммирует сигналы, поданные с задатчика 20 непрерывного сигнала и с выхода регулируемого дросселя 23, и поэтому на входе регулируемого дросселя поддерживается суммарное давление, равное давлсЕгию, заданному задатчиком 20, и давлению газа в рабочей камере 4 насоса. Следовательно, на регулируемом дросселе 23 поддерживается постоянный перепад давления, а поэтому расход газа через него будет постоянпый, равный практически заданному расходу крови из рабочей камеры 4 насоса. Величина расхода газа, а следовательно и величина производительности устройства, устанавливается задатчиком 20 непрерывного сигнала. При работе устройства в пульсирующем режиме система регулирования производительности работает аналогично. Только при это.м в плюсовую камеру сумматора 18 подается переменный сигнал через элемент «ИЛИ 19 с выхода генератора 21 переменного давления. В результате этого на регулируемом дросселе 23 перепад давления будет переменный, но независимый от давления в рабочей камере (нагрузки), а поэтому расход газа через него будет переменный, равный практнчески расходу крови из аппарата. Интеграторосреднитель 26 осредияет выходное давление генератора 21 переменного давления. Среднее значение этого давления поступает через логический элемент «ИЛИ 25 на вход показывающего прибора 24, который служит в данном случае для отсчета средней величины производительности. Предмет изобретения 1.Устройство для наглетаниЯ крови, содержащее насос шлюзового типа, выполненный в виде трех вертикально расположепных камер - приемной, шлюзовой и рабочей, систему унравления циклическим ироцессом шлюзования, вынолненную в виде командоаппарата и распределителей газа, один из которых предназначен для поочередного соединения шлюзовой камеры насоса с рабочей камерой и с виешней средой, систему регулирования производительности, выполненную в виде задатчика постоянного давления, систему питания и трубопроводы для крови и газа, отличающееся тем, что, с целью получения как непульсирующего потока крови, так и пульсирующего в зоне положительного давления потока, а также уменьщения влияния противодавления на производительность пасоса, система регулирования производительности снабжена генератором переменного давлення, сумматором, усилителем мощности, дросселем, новторителем и логическим элементом «ИЛИ, соединенных следующи.м образом: выходы задатчика постоянного давления и генератора переменного давления соединены через элемент с одной плюсовой камерой сумматора, вторая плюсовая камера которого соединена с выходом дросселя, соединенного с рабочей камерой насоса; выход сумматора соединен со входом усилителя мощности, выход которого соединен со входом дросселя; выход распределителя газа, предназначенного для поочередного соединения шлюзовой камеры насоса с рабочей камерой и с внешней средой, соединен с шлюзовой камерой через повторитель, а входы питания неречисленных элементов соединены с системой питания. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью измерения производительности насоса как при непульсируюшем, так и при пульсирующем релсиме работы насоса, оно снабжено пнднкатором, интегратором-осреднителем и логическим элементом «ИЛИ, соединенными следующим образом: выход генератора переменного давления соединен с входом интегратора-осреднителя, выход которого соединен с одним входом элемента «ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом задатчика постоянного давления; выход элемента «ИЛИ соединен со входом индикатора, а входы питания перечисленных элементов соединены с системой питания.