Система управления перфузионным диафрагменным насосом Советский патент 1980 года по МПК A61M1/03 

I

Изобретение может быть использовано в медицинской технике, а именно в устройствах искусственного кровообращения, в устройствах, предназначенных для внепочечного очищения крови, а также в системах консервации органов и тканей.

Известна система управления перфузионным диафрагменным насосом, содержащая средство переключения фаз насоса, выполненное в виде последовательно соединенных компараторов с задатчиками давления на входе и коммутатора, электропневматические клапаны, регулятор расхода, установленный в магистрали подачи пневмосигнала, и источники давления и вакуума 1.

Недостатком известной системы является недостаточно высокая безопасность экстракорпоральной перфузии из-за повышенных линейных скоростей кровотока при заданной производительности, что объясняется значительным запаздыванием начала диастолы или систолы по отнощению к моменту окончания систолы (или диастолы).

Цель изобретения - снижение линейных скоростей кровотока путем уменьщения величины запаздывания начала переключения относительно момента окончания систолы и диастолы и увеличение безопасности экстракорпоральной перфузии крови.

Поставленная цель достигается тем, что система снабжена форсирующим устройством, дополнител1/ным электропневматическим клапаном, шунтирующим регулятор расхода и устройством контроля давления систолы и диастолы, при этом устройство конт. роля давление систолы и диастолы установлено между компараторами и коммутатором, форсирующее устройство содержит сигнализаторы с задатчиками давлений на входе и переключатель, входы которого подключены к сигнализатору и выходу коммутатора для управления шунтирующим клапаном и, кроме того, тем, что устройство снабжено

15 последовательно соединенными сигнализатором аварийного давления и блоками аварийного отключения, при этом сигнализатор аварийного давления подключен к устройствам контроля давления систолы и диастолы, а блоки аварийного отключения подключены ко входам электропневматических клапанов.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемой системы. Устройство содержит диафрагменный перфузиорный насос 1, включающий герметичную камеру 2, разделенную диафрагмой 3 на рабочую полость 4 и управляющую полость 5 и обратные клапаны б и 7. Источник 8 давления и источник 9 вакуума подключены к управляющей полости 5 через соответствующие клапаны 10, 11. В магистрали подачи пневмрсигнала установлен регулятор 12 расхода, параллельно которому установлен шунтирующий клапан 13. Магистраль подачи пневмосигнала подк ЛЮчена к двум параллельйым каналам, каждый из которых содержит компараторы 14 и 15, и устройства 16 и 17 контроля давления. Кроме того, ко входу компаратора 14 подключен задатчик 18 давления окончания систолы, а к.о. входу компаратора 15 подключен задатчик 19 давления окончания диастолы. Каждое устройство 16 или 17 контроля давления включает задатчики 20 и 21 временных, интервалов, дискриминаторы. 22 и 23 и выключатели 24 и 25. Компараторы 14, 15с задатчиками 18, 19 давления окончания систолы (диастолы) и коммутатор 26 образуют средство 27 переключения фаз. Выходы устройств 16, 17 контроля давления подключены к кo iмyтйтopy 26, выходы которого подключены к соответствующим блокам 28, 29 аварийного отключения. К входу блокоЕ опЛючетя к аиа1юъ сиг-. нализатор 3D аварийного давленйя, по дкйю.ченный к выходам дискриминаторов 22, 23, устройств 16, 17 контроля давления. Кроме того, система управления диафрагменным насосом содержит счетчик 31 доз и форсирующее устройство 32. Форсирующее устройство 32 содержит задатчики 33, 34 давления, сигнализаторы 35, 36 рабочего давления систолы и диастолы и переключатель 37. . . Устройство работает следующим образом. Во время диастолы рабочая полость 4 герметичной камеры 2 диафрагменного насоса 1 через обратный клапан 7 заполняется кроЬью. В. момент окончания диастолы .диафрагма 3 занимает крайнее правое положение. При этом, вакуум в управляющей полости 5 начинает возрастать. При значении вакуума, равном значению,заданному задатчика 19 давления окончания диастолы срабатывает компаратор 15 и включается выключатель 25, переключающий коммутатор 26. Однйвр1менН|3вКЛЮЧаеТГя з1Яатчик 20 временных интервалов, переключатель 37 и щунтирукзщий электропневматический клапан 13. Коммутатор 26 средства 27 переключения фаз при выключенном сигнализаторе 30 аварийного давления через блоки 28, 29 аварийного отключения в ыключает клапан 11 и включает клапан ID. - - После этого, от источника 8 давления, через открытый клапан 10, шунтирующий электропневматический клапан 13, установленный параллельно регулятору 12 расхода

736980 сигнал давления поступает в управляющую полость 5 и начинается систола. Диафрагма 3 перемещ-ается под действием давления и выдавливает кровь из рабочей полости 4 через обратный клапан 6. Когда давление в управляющей полости 5 достигает значения рабочего давления систолы, задаваемого задатчиком 33 давления, срабатывает сигнализатор 35, выключающий пеереключатель 37 и шунтирующий клапан 13. Дальнейщее заполнение управляющей полости 5 воздухом под давлением происходит через клапан 10 и регулятор 12 расхода. В момент окончания систолы, когда закончится вытеснение крови из рабочей полости 4 через обратный клапан 6 и диафрагма3 займет крайнее левое положение, давление в управляющей полости 5 начинает возрастать. При давлении, равном значению, задаваемому задатчиком .18 давления окончания систолы, срабатывает компаратор 14 и включается выключатель 24, переключающий коммутатор 26. Одновременно включается задатчик 21 врёменны-х интервалов пере- ключатель 37 и шунтирующий клапан 13. Коммутатор 26 при вь1ключенном сигнализаторе 30 аварийного давления через блоки 27, 28 аварийного отключения выключает клапан 10 и включает клапан П. Источник вакуума 9 через открытые клапан 11 и щунтирующий клапан 13 и регулятор 12 расхода создает в управляющей полости 5 разрежение. При этом перемещается диафрагма 3, перфузйруемая кровь заполняет рабочую полость 4 через обратный клапан 7, начинается диастола. Когда вакуум в управляющей полости 5 достигает значения рабочего давления диастолы, задаваемого задатчиком 34 давления, срабатывает сигнализатор 36, который выключает переключатель 37 и шунтирующий клапан 13. В дальнейшем разрежение в управляющей полости 5 осуществляется от источника 9 вакуума через регулятор 12 расхода и клапана Ю. В момент окончания диастолы, когда рабочая полость 4 заполнится перфузируемой кровью и диафрагма 3 занимает крайнее правое положение, вакуум в управляющей полости 5 начинает возрастать. При достижении значения давления окончания диастолы . срабатывает компаратор 15 и дальнейщая работа схемы происходит по приведенному BKittie Описанию.. Если во время интервала контроля давления систолы, задаваемого задатчиком. 20 временного интервала, давление в управ ляющей полости 5 превысит значение аварийного давления систолы, равного значению давления окончания систолы, то срабатывают компаратор 14.и дискриминатор 22, запрещающий включение выключателя 24 и в.ключающий сигнализатор 30 аварийного давления, который включает блоки 27,

28 аварийного отключения клапанов. При этом выключаются клапаны 10 и 11, соединяющие управляющую йолость 5 камеры 2 насоса 1 с источниками 16 и 17, соответственно, давления, и вакуума.

Аналогично, если во время интервала контроля давления диастолы, задаваемого задатчиком 21 временных интервалов, вакуум в управляющей полости 5 превысит значение аварийного давления диастолы, равного значению давления окончания диастолы, то срабатывают компаратор 15 to и дискриминатор 23, запрещающий включение выключателя 28 и включающий сигнализатор 30 аварийного давления, который включает блоки 27 и 28 аварийного отключения клапанов. При этрм выключаются клапаны 10 и 11, соединяющие управляющую полость 5 камеры 2 насоса 1 с источниками 8 и 9, соответственно, давления и вакуума.

Выбор значений давления окончания систолы и диастолы производится с помощью задатчиков 18, 19 давления, выполненных 20 с регулируемыми уставками окончания систолы и диастолы, а определение соответствующих рабочих давлений - с помощью сигнализаторов 35 и 36 рабочего давления систолы и диастолы, при этом конструкция устройства обеспечивает то, что значения давления окончания систолы и диастолы всегда выше соответствующих значений рабочих давлений.

Срабатывание счетчика 31 доз происходит каждый раз при переключении коммута- JQ тора 26 с систолы на диастолу.

Формула изобретения

1. Система управления перфузионным иафрагменным насосом, содержащая сред- 35 тво переключения фаз насоса, выполненное

в виде последовательно соединенных компараторов с задатчиками давления на входе и коммутатора, электропневматические клапаны, регулятор расхода, установленный в магистрали подачи пневмосигнала, и источники давления и вакуума, отличающаяся тем, что, с целью снижения линейных скоростей кровотока путем уменьщения величины запаздывания начала переключения относительно момента окончания систолы и диастолы, система снабжена форсирующим устройством, дополнительным электропневматическим , шунтирующим регулятор расхода, и устройством контроля давления систолы и диастолы, при этом устройство контроля давления систолы и диастолы установлено между компараторами и коммутатором, форсирующее устройство содержит сигнализаторы с задатчиками давлений на входе и переключатель, входы которого подключены к сигнализатору и выходу коммутатора.

2. Система по п. I, отличающаяся тем, что с целью увеличения безопасности экстракорпоральной перфузии крови, устройство снабжено последовательно соединенным сигнализатором аварийного давления и блоками аварийного отключения, при этом сигнализатор аварийного давления подключен к устройствам контроля давления систолы и диастолы, а блоки аварийного отключения подключены ко входам электропневматических клапанов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе .1. Tsuchiya К, NagaKawa К, Matsuda J,, Miura J., Niibori S. and Yokosuka T. Artificial Heart Controlled by Fluid Amplifier. Proceedings of the I FAC, Symposium on Fluids London, 1968.

e«S«..aiaKi.:.: