Насос для крови Советский патент 1982 года по МПК A61M1/03 

(54) НАСОС ДЛЯ КРОВИ

1

Изобретение оо-носится к медицинской технике, а именно к аппаратам искусственного кровообращения.

Известен насос для крови, который содержит корпус с камерами для рабочей среды и крови и эластичную мембрану. Причем 5 камера для рабочей среды сообщена каналами с распределительным устройством,связанным с датчиками граничных положений желудочка 1 .

Недостатком известного насоса является Q нестабильность ударного объема, что делает невозможным точный контроль за минутным объемом перфузии. Это обусловлено тем, что . в насосе ударный объем зависит от различных факторов, например от сопротивления в артериальной магистрали. При изменении 15 сопротивления форма эластичного желудочка изменяется в процессе нагнетания, поэтому положение всего одной точки его поверхности, соприкасающейся с конечными выключателями, не будет точно характери- Q зовать фактический ударный объем. Ввиду того, что желудочки для уменьшения травмы крови изготавливают из очень эластичных материалов, местные турбулентности потока крови в полости желудочка изменяются

вместе с изменением сосудистого сопротивления больного и вызывают тем самым локальные изменения формы поверхности эластичной мембраны, не регистрируемые конечными выключателями и нарущающие стабильность ударного объема. В результате в известном насосе при неизменном расстоянии между конечными выключателями величина ударного объема не остается постоянной, а изменяется в процессе перфузии.

Целью изобретения является повыщение стабильности ударного объема.

Поставленная цель достигается тем, что в насосе для крови, содержащем корпус с камерами для рабочей среды и крови и эластичную мембрану, в камере для рабочей среды установлен поплавок с датчиками его граничных положений.

На чертеже изображен схематично насос для крови.

Насос состоит из прозрачного корпуса 1, внутри которого имеется эластичная мембрана 2, образующая камеру 3 для крови в виде полости желудочка, сообщенную с венозной магистралью 4, в которой установлен входной клапан 5, и с артериальной магистралью 6, в которой установлен выходной клапан 7. В корпусе I имеется камера 8 для газообразной рабочей среды, которая сообщена входным 9 и выходным 10 каналами с распределительным устройством. В камере 8 над мембраной размещается слой 11 жидкости с поплавком 12. Между стенками корпуса 1 и поплавком 12 имеется минимальный зазор, величина которого выбирается таким образом, чтобы с одной стороны обеспечивать возможность свободного перемещения поплавка в вертикальном направлении, а с другой стороны максимально демпфировать колебания слоя жидкости. К поплавку прикреплен стержень 13, верхняя часть которого имеет форму диска 14, размещенного между верхним и нижним датчика.ми 15 и 16 граничных положений. Датчики соединены со входа.ми 17 и 18 пневматического триггера 19, выходы 20 и 21 которого соединены, соответственно, с управляемыми пневматическими клапанами 22 и 23. Клапан 22, расположенный на выходном канале 10, сообщается с атмосферой и в нормальном положении открыт. Клапан 23 на входном канале 9 сообщается с источником 24 газообразной рабочей среды, находящейся под давлением, и в нормальном положении также открыт. Совокупность триггера 19, клапанов 22 и 23 и источника 24 рабочей среды образует распределительное устройство. Устройство работает следующим образом. Венозная кровь под действием венозного давления поступает из магистрали 4 через входной клапан 5 в камеру 3, постепенно заполняя ее и растягивая эластичную мембрану 2 вверх. При .заполнении камеры 3 уровень слоя 11 жидкости поднимается, вызывая подъем поплавка 12 и вытеснение рабочей среды из камеры 8 через выходной канал 10 и открытый клапан 22 в атмосферу {клапан 23 в этот период времени закрыт). Поскольку заполненине камеры кровью происходит под давлением выще атмосферного, то насос не может всасывать воздух в артериальную магистраль, что предотвращает опасность газовой эмболии во время перфузии. В результате подъема поплавка 12 диск 14 приближается к первому датчику 1-5 граничного положения поплавка. При поступлении в камеру 3 заданного объема крови, определяемого положением верхнего датчика 15, диск 14 воздействует на верхний датчик, который при этом направляет пневматический импульс на вход 17 триггера 19. Под действием этого импульса триггер переходит в устойчивое состояние, при котором на выходе 20 есть пневмосигнал, а на выходе 21 его нет. Наличие сигнала на выходе 20 приводит к тому, что клапан 22 закрывается, а отсутствие сигнала на выходе 21 приводит к тому, что клапан 23 открывается, в результате чего камера 8 насоса через входной канал 9 и клапан 23 сообщается с источником 24 рабочей среды, находящейся йод давлением, и последняя начинает поступать в пелосдь насоса. Поступление рабочей среды вызывает гювышение давления газа в камере 8, которое передается через поплавок 12 и слой И жидкости на эластичную мембрану 2. Это приводит к тому, что давление в полости камеры 3 становится выще венозного давления в магистрали 4, в результате чего входной клапан 5 закрывается. Как только давление в полости камеры превысит давление в артериальной магистрали 6, выходной клапан 7 откроется, и кровь начнет поступать в артериальную магистраль. Под действием поступающей рабочей среды мембрана 2 прогибается вниз, вытесняя кровь из камеры 3 желудочка, в результате чего уровень жидкости понижается и поплавок 12 опускается вниз. При опорожнении камеры 3 диск 14 касается нижнего датчика 16, который .посылает пневматический импульс на вход 18 триггера 19. Под действие.м этого импульса триггер перебрасывается во второе устойчивое состояние, при котором на выходе 21 есть пневмосигнал, а на выходе 20 его нет. В результате этого клапан 22открывается, сообщая камеру 8 через выходной канал 10 с атмосферой, а клапан 23закрывается, отключая камеру 8 от источника 24 рабочей, среды. После этого давление в камере 8, а следовательно, и в камере 3 начинает снижаться, и при падении его ниже давления в артериальной магистрали 6 клапан 7 закрывается. При дальнейщем его падении ниже давления в венозной магистрали 4 клапан 5 открывается и венозная кровь начинает поступать в камеру 3. После этого описанный цикл повторяется, при это.м скорость его осуществления пропорциональна величине венозного притока. Таким образом, чем больще венозный приток, тем быстрее наполняется желудочек, тем ч,аще осуществляется рабочий ход. Т. е. производительность насоса пропорциональна венозному притоку и автоматически регулируется его величиной. Поэтому описываемый насос позволяет осуществлять гемодинамику в аппарате искусственного кровообращения в соответствии с физиологическими требованиями организма, что позволяет повысить эффективность перфузии. При работе насоса любые локальные искривления поверхности эластичной мембраны воспринимаются поплавком через слой демпфирующей жидкости. Поэтому они не оказывают влияния на величину ударного объема насоса. Конструкция насоса обеспечивает сохранение заданного значения ударного объема с точностью до 1-2%, что в 10-15 раз выше, чем в известном устройстве. Благодаря этому насос обеспечивает более стабильную величину ударного объема, что позволяет перфузиологу более точно

контролировать его производительность, так как в каждом рабочем ходе объем вытесняемой крови постоянный, независящий от флуктуации сопротивления в артериальной магистрали. Он определяется только величиной расстояния между датчиками граничных положений желудочка. Стабильность ударного объема, достигаемая при работе предлагаемого насоса, дает возможность точно контролироватьего производительность и поддерживать объем кровотока во время перфузии Б необходимых физиологических пределах.

гг

к артерии

Формула изобретения Насос для крови, содержащий корпус с камерами для рабочей среды и крови и эластичную мембрану, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности ударного объема, в камере для рабочей среды установлен поплавок с датчиками его граничных положений.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Галетти П., Бричер Г. Основы и техника экстракорпорального кровообращения. М., «Медицина, 1966, с. 133, рис. 40 (С).

От бемы