Устройство управления протезом сердца

(54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПРОТЕЗОМ СЕРД Изобретение огносится к медицинской ехнике. и может быть использовано в сердечной хирургии при полном замещении естествеяно го сердца искусственным, я также для облегчения деятельности сердца при сердечно-сосудистых заболеваниях.Известйо устройство управления протезом сердца, содержащее в каждом иэ двух каналов управлейия генератор сигналов изменения давлейия в пневмополости желудочка протеза сердца, блоки задания частоты рабочих циклов," сервомеханизм, содержащий блок сравнения, датчик давления в пневмополости желудочка сердца; включенный в контур обратнойсвязи, усилитель сигнала рассогласования, усилитель мощности,. исполнительйыц элемент, преобразующий электрический сигнал рассо-, гласоваяия в пневматический сигнал изме нения величины давления в пневмополости желудочка протеза сердца, и источники давления и вакуума 111.Однако используемые вэтом устройтяе сервомеханиэмы сложяыи недостаточно надежны. В качестве исполнительных зле ментов в яих, как правило, применяются сервоклапа вы непрерывного действия,имеющие недостаточно-большое бмстродекствие, Кроме того, устройство имеет большиегабариты и вес и не обеспечивает достаточсну)о точность слежения за изменением сиг-палов на входе сервомеханизма,5; Цель изобретения - .умейьщейие габа.ритов, веса и упрощеййе конструкции устройства управления протезом сердца.Эта цель достигается тем, что устройствоснабжено мультивибратором, усилителемомощности, электромагнитным пйевморелес двумя соплами и герметичным-.корпусом;причем мультивибратор подключен входом к выходу усилителя сигнала рассогласования, а выходом через усилитель мощности - к электромагнитному пиевмореле;5 пиевмореле размещеновнутрихермехичйо:го корпуса, постоянно сообщейяого с пневмополостью желуддцка таким образом,что одно из сопел соединено с источником. давления, а другое - с источйиком ваку.ума.На чертеже - изображен;г блок-схниодного канала управления устройства.Устройство содержит генератор 1, заДающий электрические сигналы изменениядавления в пневмополости желудочка про.теза сердца, блок 2 задания частоты рабочих циклов протеза сердца, блок 3 задания времени системы, блок 4 задания амплиту. ды и формы сигналов и сервомеханизм, в состав которого входят блок 5 сравнения на два входа, датчик 6 давления, усили. тель 7 сигнала рассогласования, мультивибратор 8, усилитель 9 мощности, исполнительный элемент, источник 10 избыточного давления, например компрессор, источник вакуума, например вакуум-насос. Исполнительный элемент представляет собой электромагнитное пневмореле 12 с двумя соплами 13 и 14, помещенное в герметичный корпус 15, сообщенный трубопроводом 16 с пневмополостью 17 желудочка 8 протеза сердца и датчиком 6 давления. Якорь 19 электрома гнитного пневмореле 12 жестко соединен с заслонкой 20, расположенной над соплами 3 и 14. Сопло 13 соединено с источником 10 избыточного давления, а сопло 14 - с источником 1 вакуума, Блок 2 задания частоты рабочих циклов протеза сердца и блок 3 задания времени подключены к соответствующим входам генератора 1, выход которого подключен к входу блока 4 задания амплитуды и формы сигналов. Один из входов блока 5 сравнения подключен к выходу блока 4 задания амплитуды и формы сигналов, в другой - к датчику 6 давления. Выход блока 5 сравнения через усилитель 7 сигнала рассогласования подключен к входу мультивибратора 8, выход которого подключен к усилителю 9. Усилитель 9 мощности имеет дифференциальный выход, соединенный с обмотками электромагнитного пневмореле 12.Устройство работает следующим образом.Генератор 1 вырабатывает двухполярный электрический сигнал, например сигнал прямоугольной формы, частота которого задается блоком 2 задания частоты рабочих циклов протеза сердца, а полярность определяется блоком 3 задания времени систолы, например, таким образом, чтобы за время систолы сигнал имел положительную полярность, а за время диастолы отрицательную. С выхода генератора 1 сигнал поступает на вход 4 задания амплитуды и формы сигналов, в котором он преобразуется в сигнал требуемой формы и амплитуды в соответствии с задаваемой функцией чзменения давления в пневмополости 7 желудочка 18 протеза сердца в течение рабочего цикла протеза сердца. Преобразованный сигнал поступает на один из входов блока 5 сравнения, где сравни. вается с сигналом, поступающим от дат. чика 6 давления. Сигнал рассогласования, полученный на выходе блока 5 сравнения, усиливается усилителем 7 сигнала рассогласования и поступает на вход мультиввбратора 8. Когда сигнал на входе равен нулю, мульти вибратор 8 вырабатывает 5 1 О 15 20 25 ЗО 35 40 35 Ю И симметричные разнополярные импульсы постоянной амплитуды, следующие с частотой настройки мультивибратора 8, кото. рая выбирается приблизительно в 1020 раз выше максимальной частоты рабочих циклов протеза сердца. При появлении на входе мультивибратора 8 сигнала рассогласования, длительность импульсов на выходе мультивибратора 8 меняется пропорционально величине этого сигнала, а период повторения импульсов остается неизменным. С выхода мультивибратора 8, после усиления .в усилителе 9 мощности, импульсы поступают на обмотки электромагнитного пневмореле 12, причем импульсы положительной полярности поступают на одну обмотку, а импульсы отрицательной полярности - на другую. При срабатывании электромагнитного пневмореле 12 заслонка 20 либо перекрывает сопло 13, открывая при этом сопло 14 и соединяя полость исполнительного элемента с источником 11 вакуума, либо перекрывает сопла 14, открывая при этом сопло 13 и соединяя полость исполнительного элемента с источником 10 избыточного давления. В зависимости от того, на какую обмотку электромагнитного пневмореле 12 поступает управляющий импульс с усилителя 9 мощности, т. е. в зависимости от полярности этого импульса, давление в полости исполнительного элемента будет либо понижаться, либо повышаться. Степень изменения этого давления за период следования импульсов определяется временем открытия сопел 3 и 14, которое зависит от длительности импульса соответствующей полярности на выходе мультивибратора 8. Давление в полости исполнительного элемента, а следовательно, и в пневмополости 17 желудочка 8 протеза сердца изменяется до тех пор, пока сигнал рассогласования на выходе блока 5 сравнения не становится ра вны м нул ю.Таким образом, устройство работает в режиме слежения за изменением электрических сигналов, задаваемых с помощью генератора 1 и блоков 2 - 4 задания параметров этих сигналов, а преобразование электрических сигналов в соответствующие величины давления происходит с помощью широтно-импульсной модуляции.Благодаря использованию в устройстве импульсных элементов мультивибратора 8, усилителя 9 мощности и электромагнит. його пневмореле 12, работающих в ключевом режиме, повышается надежность ра. боты устройства упрУвления протезом сердца и достигается стабильность его статических и динамических характеристик при изменении температуры окружающей среды.Выполнейие исполнительного элемента в виде электромагнитного пневмореле, помещенного в герметичный корпус, сообщенный с пневмополостью желудочка про995795 Составитель В. КарельскТехред И. ВересТираж 7И Государственного комитетаделам изобретениА и открытиосква, Ж - 35, Раушская наб.,Патента, г. Ужгород, ул. Прое Корректор МПодписное СС емчик глакто/ И. Касардаакал 760/5ВНИИПпо3035,Филиал ПП д., 45 ктяаи теза сердца, упрощает конструкцию устройства управления протезом сердца, исключает из его схемы ресиверы и тем самым уменьшает габариты и вес устройства. При этом, благодаря постоянному обдуву обмоток электромагнитного пневмореле, улучшается термический режим его работы, что, в свою очередь, приводит к повышению надежности и увеличению времени безотказной работы устройства управления протезом сердца.Благодаря практически безынерционной связи исполнительного элемента с электронными блоками и врзможности сокращения длины трубопровода от исполнительного элемента до пневмополости желудочка протеза сердца, малым габаритам и весу исполнительного элемента можно закрепить его непосредственно на теле пациента, Устройство обеспечивает повышение быстродействия и точность управления протезом сердца при отслеживании задаваемой функции изменения давления в пневмополости протеза сердца.Формула изобретенияУстройство управления протезом сердца, содержащее в каждом из двух каналов управления генератор сигналов изменения давления в пиевмополости желудочка, блоки задания частоты рабочих циклов, ссрвомеханизм, содержаций датчик давления, сравнивающий элемент, усилитель сигна ла рассогласования, усилитель мощности,исполнительный элемент и источники давления н вакуума; отличающееся тем, что, с целью уменьшения габаритов, веса и упрощения конструкции, устройство снабжено мультивибратором, электромагнитным пнев- В мореле с двумя соплами и герметичнымкорпусом, причем мультивибратор подключен входом к выходу усилителя сигнала рассогласования, выходом через усилитель мощности к электромагнитному пневморе 1ле пневмореле размещено внутри герметичного корпуса, постоянно сообщенного с пневмополостью желудочка таким образом, что одно из сопел соединено с источником давления, а другое - с источником вакума.29 УИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе . Фанег Г. Рпеытабх 1 ег ех 1 гаЕогрог а ег Ап 1 г еЬ Иг е пе доррейагпаеде В 1 ц 1 ршп ре ЕапдепЬес 1 сз агс 1, с 1 г, 335, 1974, р, 41 - 46.