Устройство для автоматического управления искусственным сердцем

р И 9193 О П Е ИЗОЬЕЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Реслублик) М, Кл. А 61 Г 1/24 присоединением заяв авета Министров СССРло делам изобретений н открытий Опубликовано 30.06,76. Бюллетень(088.8) та опубликования описания 06,08.7 72) Авторы изобретения, П. Иткии, В, И. Шумаков, Е Л. Л. Лавринович, Э, И. 3 71) Заявит аучно-исследовательский институт клиническо и экспериментальной хирургии сесоюзн ПРАВЛЕНИ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕС ИСКУССТВЕННЫМ СЕРДМ 2 зы нагнетания насоса выполнены, например, в виде датчика ударного объема, усилителя, триггера Шмидта, соединенных последовательно, а выход триггера Шмидта соединен с 5 входом триггера управления. Кроме того, регуляторы нагнетания и всасывания насоса зыполнены, например, в виде куль-органа, преобразователя время-напряжение, генератора частоты, сумматоров, модуляторов, инвертора, 10 усреднителя, причем вход нуль-органа соединен с выходом триггера управления и задатчиком, а выход через преобразователь время.:апряжение, генератор частоты - с одним сумматором, соединенным с выходом преоора зователя время-напряжение, инвертором и содним модулятором, вход которого соединен через другой модулятор с выходом триггера управления, а выход через усреднитель - с исполнительным механизмом.20 На чертеже изображена блок-схема устройства для автоматического управления искусс.- венным сердцем.Устройство содержит датчпк 1 растяже 1 пяаорты, соединенный через усилитель 2, функ циональпый преобразователь 3 с блокам 4преобразозания напряжение-частота и залитиком 5 длительности фазы нагнетания, датчики длительности фазы нагнетания насоса левого и правого предсердий, выполненные в 3 О виде датчика 6 ударного объема, усилителя 7,осУдаРственнык комитет (23) Приоритет Изобретение относится к медицине, а именно к аппаратам искусственного сердца,Известно устройство для автоматического управления искусственным сердцем, содержащее электронные источники команд для привода сердца, датчики длитсльности фаз, магнитоуправляемые контакты, установленные в датчиках длительности фаз, функциональные преобразователи и исполнительные механизмы 1.Недостатком такого устройства является отсутствие контура обратной связи артериальные барорецепторы - частота и сила сердечных сокращений, низкая чувствительность к венозному притоку, отсутствие характерной для естественного сердца связи частоты сокращений и длительности фазы нагнетания.С целью расширения диапазона адекватного функционирования искусственного сердца предлагаемое устройство имеет датчик растяжения аорты, задатчик длительности фазы нагнетания, блок преооразования напряжение-частота, регуляторы давления нагнетания и всасывания насоса. Причем датчик растяжения аорты соединен через усилитель, функциональный преобразователь с блоком преобразования напряжение-частота и задатчиком, выход блока преобразования напряжение-частота соединен с входом задатчика и триггерами управления. Датчики длительности фаШ, Штенгольд, Т. Л, Егоро ченко и А. П. Телепинб 0 триггера 8 Шмидта, соединенных последовательно, регуляторы 9, 10 нагнетания и всасы.вания насоса соответственно левого и правого предсердий, выполненные в виде нуль-органа 11, преобразователя 12 время-напряжение, генератора 13 частоты, сумматоров 14 и 15, модуляторов 16 и 17, инвертора 18, усреднителя 19.Причем выход блока 4 преобразования напряжение-частота соединен со входом задатчика 5 и триггерами 20, 21 управления, выход триггера 8 Шмидта соединен с входом триггера управления, вход нуль-органа 11 соединен с выходом триггера управления и задатчиком 5, а выход через преобразователь 12 время-напряжение, генератор 13 частоты - с одним сумматором, соединенным с выходом преобразователя 12 время-напряжение, инвертором 18 и с одним модулятором, вход которого соединен через другой модулятор с выходом триггера управления, а выход через усреднитель 19 - с исполнительным механизмом 22.Устройство работает следующим образом, Сигналы датчиков 1 растяжения аорты усиливаются и вводятся в функциональный преобразователь 3, где вычисляется частота пульса по заданному алгоритму, Выходное напряжение с выхода функционального преобразователя 2 подается на блок 4 преобразования напряжение-частота, где формируется периодическая последовательность импульсов, частота которых пропорциональна расчетному значению частоты пульса. Этими импульсами запускаются триггеры 20, 21 управления соответственно левого и правого насоса и определяется таким образом начало фазы нагнетания,Сигнал окончания фазы нагнетания (далее рассматриваем только один канал управления левым насосом) формируется при помощи датчика 6 длительности фаз нагнетания. Сигналы датчика 6 ударного объема усиливаются усилителем 7 и подаются на вход триггера 8 Шмидта, срабатывающий при напряжении, соответствующем заданному уровню конечносистолического объема насоса, определяя тем самым начало фазы всасывания насоса (окончание фазы нагнетания). Заданная длительность сЬазы нагнетания в устройстве зависит от частоты пульса и формируется задатчиком 5 длительности фазы нагнетания, на вход которого подаются запускающие импульсы блока 4 преобразования напряжение-частота и управляющее напряжение с выхода функционального преобразователя 3.Сигнал задатчика 5 длительности фаз нагнетания подается на один вход нуль-органа 11. На другой вход нуль-органа подается сигнал триггера 20 управления, соответствующий измеренной длительности фазы нагнетания. Импульсные сигналы рассогласования с нуль- органа 11 подаются на вход преобразователя 20 25 30 35 40 45 50 55 12, вырабатывающего постоянное напряжение, пропорциональное сигналу рассогласования, и далее на другие блоки регулятора 9 нагнетания и всасывания насоса. Осуществляется пропорционально-интегральное управление, уменьшающее статическую ошибку и повышающее быстродействующие системы. Длительность фазы нагнетания определяется сигналом триггера 20 управления, подаваемым на импульсный вход модулятора 16, а длительность фазы всасывания - сигналом, снимаемым с другого плеча триггера 20 управления и подаваемым на импульсный вход модулятора 17. Формула изобретения 1. Устройство для автоматического управления искусственным сердцем, содержащее датчики длительности фаз, функциональный преобразователь, триггеры управления, исполнительные механизмы, усилитель о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона адекватного функционирования искусственного сердца, оно имеет датчик растяжения аорты, задатчик длительности фазы нагнетания, блок преобразования напряжение-частота, регуляторы давления нагнетания и всасывания насоса, причем датчики растяжения аорты соединены через усилитель, функциональный преобразователь с блоком преобразования напряжение-частота и задатчиком, выход блока преобразования напряжение-частота соединен с входом задатчика и триггерами управления,2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что датчики длительности фазы нагнетания насоса выполнены, например, в виде датчика ударного объема, усилителя, триггера Шмидта, соединенных последовательно, а выход триггера Шмидта соединен с входом триггера управления.3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что регуляторы нагнетания и всасывания насоса выполнены, например, в виде нуль-органа, преобразователя время-напряжение, генератора частоты, сумматоров, модуляторов, инвертора, усреднителя, причем вход нуль- органа соединен с выходом триггера управления и задатчиком, а выход через преобразователь время-напряжение, генератор частоты - с одним сумматором, соединенным с выходом преобразователя время-напряжение, инвертором и с одним модулятором, вход которого соединен через другой модулятор с выходом триггера управления, а выход через усредни- тель - с исполнительным механизмом. Источник информации, принятый экспертизой во внимание: 1, авт. св.434941, кл А 61 Г 1/24, от 26, 04. 71 г. - прототип.-35, Рау пография, пр. Сапунова Изд Ио 1462 И Государственного по делам изо 113035, Москва, Ж