Аппарат вспомогательного кровообращения Советский патент 1982 года по МПК A61M1/03 

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

Известен аппарат вспомогательного кровообращения, содержащий линейный электродвигатель, датчик положения якоря, механопневмопреобразователь, внутрнаортальный насос-баллончи,к, систему управления, кардиосинхронизатор, электропневматнческнй клапан подпитаки, эластичную емкость, электропневматический клапан безопасности, электронный коммутатор, блок программного управления и блок безопасности 1.

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 «акой-лнбо отходящий от дуги аорты соруд, 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 содерл нт запоминающее устройство, набор стробируемых компараторов, формирователь опорных уровней и сигнализатор, при этом вход управляющего стабилизатора тока

10 соединен с выходом системы управления, а его выход - с входом линейного электродвигателя, выходы .фазирующего устройства соединены с управляющим входом электропневматического рабочего клапана,

15 включенного между механопневмонреобразователем и внутрнаортальным насосомбаллончиком, а та1кже с входами электронного коммутатора, запоминающего устройства и набора стробируемых компараторов,

20 а входами соединено с выходами кардиосинхронизатора, блока программного управления, входы набора стробируемых компараторов соединены с выходами запоминающего устройства, датчика положения

25 якоря, ф ормирователя опорных уровней м фазирующего устройства, а его выходы соединены с входами сигнализатора, электронного коммутатора и электропневмати30 чеокого клапана безопасности.

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, мехапопиевмопреобразователь 3, внутриаортальный .насос-баллончик 4, .систему 5 управления, кардиосинхронизатор 6, электропневматичеакий клаиан 7 подпитки, эластичную емкость 8, электропневматический клапан 9 безопасности, электронный коммутатор 10, блок И программного упразлеиия и блок 12 безопасности.

Аппарат снабжен управляемым стабилизатором 13 тока, электроиневматическим рабочим клапаном 14 и фазирующим устройством 15, а блок 12 безопасности выполнен 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, электропневматнчеокий рабочий клапан 14 соединей с механопневмопреобразователем 3, внутриаортальным насосом-баллончиком 4 и фазирующим устройством 15, соединенным с кардиосинхронизатором 6, набором стробируемых компараторов 17, соединенным с формирователем 18 опорных уровней, электроиневматическим клапаном 9 безопасности и сигнализатором 19.

Линейный электродвигатель 1-предназна-чен для создания усилия, необходимого для работы механопневмопреобразователяЗ.

Линейный электродвигатель 1 электрически соединен с управляемым стабилизатором 13 тока и механически - с датчиком 2 положения Я1коря 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 унравления, запоминающим устройством 16, соединенным с фазирующим устройством 15, и набором стробируемых компараторов 17, в свою очередь соединенным с формирователем 18 опорных уровней, сигнализатором 19, электронневматическнм клапаном 9 безопасности, электронным коммутатором 10 и фазирующим устройством 15. Фазирующее устройство 15 электрически соединено с кардиосннхронизатором 6, электропневматичеоким рабочим клапаном 14, блоком 11 нрограммного (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 больного. По электрокардиосигнал1у 1} (фиг. 2) кардиосинхронизатором 6 вырабатывается команда U на наполнение насоса-баллончика 4. Фазирующим устройством 15 в рабочем режиме по этой команде формируются сигналы L/B и U управления электропневматическим рабочим клапаном 14 и линейным электродвигателем 1, причем аюманда на открытие электропневматического рабочего клапана 14 в фазе опустошения насоса-баллончика 4 начинается по заднему фронту команды U и продолжается 120 мс. Рчоманда в фазе наполнения насоса-баллончика 4 начинается по переднему фронту команды э длительность ее может регулироваться оператором Б пределах 40-120 мс, тем самым обеспечивается изменение степени наполнения внутриаортального насоса-баллончика 4. Сигна ты L/r управления линейным электродвигателем 1 в рабочем режиме вырабатываются но задним фронтам импульсов L/H. Кроме того, фазирующим устройством 15 45ормируются короткие стробирующие импульсы, f/д, L/e, t/.,., и i/з, нсобходимые для работы блока 12 безопасности.

Сигнал t/. 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 внутрнаортального насоса-баллончика 4. Величина тока, соответствующая заданию, вырабатывается управляемым стабилизатором 13 тока. Линейным электродвигателем 1 в соответствии с командой f/r перемещается порщень механопневмопреобразователя 3. При этом в его полости создается разрежение и избыточное давление рабочего газа.

Полость механонневмопреобразователя 3 через рабочий электропневматический клапан 14, открывающийся по команде U, сообщается с внутриаортальным насосомбаллончиком 4. Тем самым обеспечивается наполнение и опустошение внутриаортального насоса-баллончи ка 4 рабочим газом.

Для обеспечения лечебного эффекта врач-оператор настраивает кардиосинхронизатор 6 таким образом, чтобы насос-баллончик 4 опустошался во время систолического выброса крови из левого желудочка и наполнялся в начальной фазе диастолы.

При согласовании движения насоса-баллончи.ка 4 с деятельностью сердца уменьшается нагрузка на левый желудочек путем снижения систолического давления и увеличивается коронарный кровоток путем увеличения диастолического давления. Сигнал датчика 2 положения якоря 0, пропорциональный перемещению поршня механопневмопреобразователя 3, сравнивается набором стробир(уемых .компараторов 17 с опорными уровнями Ui, Uz, f/з 4, t/5 в моменты времени, соответствуюш,ие стробируюшим импульсам U, U, И и U. В результате сравнения в каждом цикле работы принимается решение о продолжении процесса вспомогательного кровообраш,ения или его прекраш,ения в связи с возникновением аварийной синуации. Кроме того, происходит распознавание характера -аварийной ситуации.

Так, выход сигнала И„ из зоны между уровнями /1, f/2 в момент действия стробирующего импульса компрессии :f/j означает возникновение аварийной ситуации- «медленная утечка рабочего газа, наиболее вероятной причиной которой является незначительное нарушение герметичности исполнительного пневмотракта.

Если разность между текущим значением сигнала U. в момент действия стробируюш.его импульса компрессии /„ и его значением в тот же момент в предыдущем ци1кле, поступающем с запоминающего устройства 16, превышает установленное значение, то это означает возникновение аварийной ситуации «быстрая разгерметизация, наиболее вероятной причиной которой является внезапный разрыв какоголибо элемента исполнительного пневмотракта. Особенно опасен для больного разрыв внутриаортального насоса-баллончика 4.

Если сигнал U в момент действия стробирующего импульса доработки вниз И не опускается ниже уровня C/s то это означает возникновение аварийной ситуации - «насос-баллончик не опустошился.

При возникновении вышеперечисленных аварийных ситуаций набором стробируемых компараторов 17 вырабатывается оманда, которой линейный электродвигатель 1 останавливается и открывается лектропневматический клапан 9 безопасности, что способствует переходу внутриаортал-ьного насоса-баллончика 4 в безпасное для больного (опустошенное) сотояние. Кроме того, сигнализатором 19 по омандам, подающимся с набора стробирующих компараторов 17, создается тревожная световая и звуковая сигнализация, есущая информацию о характере аварийой ситуации.

Если сигнал И не превышает уровень У, во время действия стробирующего имульса t/Mt .доработки вверх, то это означает возникновение ситуации - «насос-баллончик не раскрылся.

Если сигнал U опустится ниже уровня 1/5 в момент действия стробирующего импульса декомпрессии (/а, то это означает возникновение ситуации - «насос-баллончик пережат,

При возникновении последних двух сит аций 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 клапак 7 подпитки открывается и исполнительный пневмотракт сообщается с эластичной

емкостью 8, заполненной рабочи газом под атмосферным давлением. Тем восстанавливается необходимое количест зо рабочего газа в исполнительном пневмотракте.

После чего автоматически возобновляется рабочий режим. Во время вспомогательного режима подпитки исполнительного пневмотракта с блока 11 программного управления на фазирующее устройство 15

подается сигнал, прекращающий формирование стробирующих импульсов, тем самым предупрел дается 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 пневмотракта; отсутствии своевременного опустошения насоса-баллончика; аномальном строении аорты больного и неправильно1 | 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, механопневмопреобразователь, внутриаортальный насос-баллончик, систему управления, кардиосинхронизатор, электропневматический клапан подпитки, эластичную емкость, электропневматический клапан безопасности, электронный коммутатор, блок программного управления и блок безопасности, отличающийся тем, что, с целью предотвращения травмирования сердечно-сосудистой системы больного, он снабжен управляемым стабилизатором тока, электропневматическим рабочим клапаном и фазирующим устройством, а блок безопасности содержит запоминающее устройство, набор стробируемых компараторов, формирователь опорных уровней и сигнализатор, при этом вход управляемого стабилизатора тока соединен с выходом системы управления, а его выход - с входом линейного электродвигателя, выходы фазирующего устройства соединены с управляющим входом электропневматического рабочего клапана, включенного меяеду механопневмопреобразователем и внутриаортальным насосом-баллончиком, а также с входами электронного комм утатора, запоминающего устройства и набор стробируемых компараторов, а входы соединены, с выходами кардиосинхронизатора и 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.

электропневматичеокого клапана безопасности.

Источник информации, принятый вовнимание при экспертизе:

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