Устройство для нагнетания крови

>

Ь т

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских оциалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 23.1Х.1970 (¹ 1481923j31-16) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет—

Опубликовано 21.1Ч.1972. Бюллетень № 14

Дата опубликования описания 17Х11.1972

М. Кл. А 61m 1/00

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 615.475(088.8) Автор изобретения

А. М. Егоров

Всесоюзный научно-исследовательский институт хирургической аппаратуры и инструментов

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАГНЕТАНИЯ КРОВИ

Изобретен ие относится к области медицинской техники, а именно к устройствам для нагнетания крови.

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

Насосы известных устрсйств состоят из корпуса, разделенного двумя клапанами на три вертикально расположенные последовательные камеры — приемочную, шлюзовую и рабочую, крышки насоса и запорного клапана поплавкового гипа 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 (ореднюю) камеру благодаря циклическому процессу шлюзования, который заключается в поочередном подключении шлюзовой камеры с помощью клапанов насоса к приемной ил и рабочей камерам с предварительным выравниванстем давления в соединяемых камерах.

Не достагком известных устройств является то, что они создают только непульсирующий поток крови, 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 крови 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 крови, 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

336026 давления газа в шлюзовой камере пасоса с давлением рабочей камеры.

Это достигается тем, что система регули рования производительности снабжена гене ратором переменного давления, задатчиком непрерывного сигнала, сумматором, усилите лем мощности, регулируемым дросселем, интегратором-осреднителем, показывающим прибором и логическим элементом «ИЛИ», причем выход сумматора соединен через усилитель мощности со входом регулируемого дросселя, выход которого подключен к одной плюсовой камере сумматора и к рабочей камере насоса, вторая плюсовая камера сумматора подключена к выходу логического элемента «ИЛИ», один вход которого соединен с Bblxîäîì генератора переменного да влепия и со входом интегратора-осреднителя, а второй вход его соединен с выходом задатчика непрерывного сигнала и с одним входом второго логического элемента «ИЛИ», второй вход которого подключен к выходу интегратора-осреднителя, а выход его соединен со входом показывающего прибора, проградуированного и единицах производительности.

Для исключения влияния на величину производительности периодического процесса выравнивания давления газа в шлюзовой камере насоса с давлением рабочей камеры, ра:; пределитель газа системы управления циклическим процессом шлюзования, предназначс:. ный для поочередного соединения шлюзовой камеры насоса с рабочей камерой или с внен:, ней средой, соедин= í со шлюзовой камерой 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 1, разделенного на три вертикально расположенные последова тельные камеры — приемную 2, шлюзовую 8 и рабочую 4 двумя клапанами 5 и б. В рабочей камере 4 насоса установлен запорный клапан 7 поплавкового типа для предотвращения попадания газа в артериальную магистраль 8. Приемная камера 2 насоса имеет штуцер 9 для входа крови в насос. Клапаны 5 и б закреплены на крышке 10 насоса.

Система управления циклическим процессом шлюзования состоит из командоаппарата

11 и трех распределителей газа 12, 18 и 14.

Входы распределителей 12, 18 и 14 подключе ны к соответствующим выходам командоаппарата 11. Выходы распределителей 12 и 18 соединены соответственно с клапанами 5 и б— насоса, а выход распределителя 14 — со входом точного мощного повторителя 15, выход которого подключен к шлюзовой камере 8 насоса. Питающие каналы распределителей 12, 18 и 14 соединены с системой питания 16, а каналы сброса их — с внешней средой.

Система регулирования производительности 17 состоит из сумматора 18, логи-.еского

25 зо

55 элемента «ИЛИ» 19, задатчика 20 непрерывного сигнала, генератора 21 переменного давления, усилителя мощности 22, регулируемого дросселя 28, показывающего прибора 24, логического элемента 25 и интегратора-осреднителя 2б. Выход сумматора 18 соединен через усилитель мощности 22 со входом регулируемого дросселя 28, выход которого подключен к одной плюсовой камере сумматора 18 и к рабочей камере 4 насоса. Вторая плюсовая камера сумматора 18 подключена к выходу логического элемента «ИЛИ» 19, один вход которого соединен с выходом генератора 21 переменного давления и со входом интеграто ра-осреднителя 2б, а второй вход логического элемента «ИЛИ» 19 соединен с выходом задатчика 20 непрерывного сигнала и с одним входом логического элемента «ИЛИ» 25. Второй вход логического элемента «ИЛИ» 25 подключен к выходу интегратора-осреднителя

2б, а его выход соединен со входом показывающего прибора 24, проградуированного в единицах производительности.

Все питающие каналы элементов системы регулирования производительности и системы управления циклическим процессом шлюзования соединены с системой питания 1б.

Предлагаемое устройство для нагнетания крови работает следующим образом. Кровь самотеком поступает извне через штуцер 9 в приемЛую камеру 2 насоса, а из нее перетекает гравитационно в шлюзовую камеру 8 при открытом клапане 5. В это время клапан б насоса закрыт, а в шлюзовой камере 8 давление газа равно давлению внешней среды, так как вход точного мощного повторителя 15 в это время соединен с каналом сброса распредел.,теля 14. Затем клапан 5 насоса закрывается, а рабочая камера 4 насоса соединяется через питающий канал распределителя 14 со входом точного мощного повторителя 15, благодаря чему в шлюзовой камере 8 насоса устанавливается давление газа, равное давл..нию в рабочей камере 4. После этого открывается клапан б насоса и кровь гравитацион но перете кает из шлюзовой камеры 8 в рабочую камеру 4, после чего клапан б насосы закрывается, а вход точного мощного повторителя 15 соединяется с каналом сброса ра..пределителя 14 и поэтому давление газа в шлюзовой камере 8 насоса равно давлени о внешней среды. На этом цикл шлюзования заканчивается и начинается новый цикл.

Такая последователь ность работы насоса обеспечивается системой управления циклическим про|цессом шлюзования, командоаппарат

11 которой вырабатывает необходимую после довательность ко|мандных сигналов. При наличии единичных сигналов на входах распре делителей 12 и 18 клапаны 5 и б насоса соединены с питающими каналами этих распределителей и поэтому они закрыты. При наличии нулевых сигналов а входах распредели.телей 12 и 18 клапаны 5 и б открыты, так как онп соедп;-:ены с каналами сброса этих рас336026 пределителей. Распределитель 14 при наличии единичного сигнала на его входе соединяет рабочую камеру 4 насоса, со входом точного мощного повторителя 15, поэтому в шлюзовой камере 8 насоса давление газа равно давлению в рабочей камере 4. При наличии нулевого сигнала на входе распределителя 14 вход точного мощного повторителя 15 соединен с каналом сброса этого распределителя и давление газа в шлюзовой камере 8 насоса равно давлению внешней среды.

Система регулирования производительности

l0 обеспечивает на выходе устройства непульсирующий поток крови (непульсирующий режим работы устройств) и пульсирующий поток кривой давления, расположенной в зоне положительных давлений (пульсирующий режим работы устройства), а также позволяет косвенно измерять величину производительности и поддерживать ее величину постоянной неза- 20 висимо от выходной нагрузки.

B непульсирующем режиме работы устройства система регулирования производительности работает следующим образом Задатчиком 20 непрерывного сигнала через логический элемент «ИЛИ» 19 в одну плюсовую камеру сумматора 18 подают непрерывный сигнал, пропорциональный заданной величине производительности. Этот же сигнал поступает через логический элемент «ИЛИ» 25 на показывающий прибор 24, по которому отсчитывается величина производительности. С выхода сумматора 18 сигнал, усиленный по мощности усилителем 22, поступает на вход регу лируемого дросселя 28, с выхода которого сиг. нал поступает во вторую плюсовую камеру сумматора 18 и в рабочую камеру 4 насос-l.

Сумматор 18 суммирует сигналы, поданные с задатчика 20 непрерывного сигнала и с выхода регулируемого дросселя 28, и поэтому на

40 входе регулируемого дросселя поддерживается суммарное давление, равное давлению, заданному задатчиком 20, и давлению газа в рабочей камере 4 насоса. Следовательно, на регулируемом дросселе 28 поддерживается по45 стоянный перепад давления, а поэтому расход газа через него будет постоянный, равный практически заданному расходу крови из рабочей камеры 4 насоса. Величина расхода газа, а следовательно и величина производитель50 ности устройства, устанавливается задатчиком

20 непрерывного сигнала.

При работе устройства в пульсирующем режиме система регулирования производи- 55 тельности работает аналогично. Только прп . этом в плюсовую камеру сумматора 18 подаегся переменный сигнал через элемент «ИЛИ»

19 с выхода генератора 21 переменного давления. В результате этого lla регулируемом дросселе 28 перепад дав.дения будет перемен- 5О ный, Но независимый от давления B рабочей камере (нагрузки), а поэтому расход газа через него будет переменный, рави;.:й практпчески расходу крови из аппарата. Интеграторосреднитель 25 осредняет 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 нагнетания крови, содержащее насос шлюзового типа, выполненный в виде трех вертикально расположенных камер — приемной, шлюзовой и рабочей, систему управления циклическим процессом шлюзования, выполненную в виде командоаппарата и распределителей газа, один из которых предназначен для поочередного соединения шлюзовой камеры насоса с рабочей камерой и с внешней 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 Нр.— пульсирующего потока крови, так и пульсирующего в зоне положительного давления потока, а также уменьшения влияния протпводавлення на производительность насоса, с«стема регулирования производительности снабжена генератором переменного давления, сумматором, усилителем мощности, дросселем, повторителем и логическим элементом «ИЛИ», соединенных следующим образом: выходы задатчика постоянного давления и генератора переменного давления соединены через элемент «ИЛИ» с одной плюсовой камерой сул матора, вторая плюсовая камера которого сое динена 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 перечисленных элементов соединены с системой питания.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью измерения производптельност:5 насоса как при непульсирующем, так и прп пульсирующем режиме работы насоса, оно снабжено индикатором, 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 сосдинены с системой питания.

336026

Составитель Е. Ланцбург

Редактор К. Шанаурова Техред Л. Богданова

Заказ 228/1058 Изд. № 576 Тираж 448 Подписнс"

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»