Способ управления искусственным сердцем с электрогидравлическим приводом

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 51) 4 А 61 М 1/1 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 11. АргоасЬез го Бцгяегу, 1982 ыйФ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОРСКОМЪ( СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Р 1 егсе 1 е).Б. ег агЬе агг 12 дс 1 а 1 Ьеагг,90, У 2, р.137-148.(54)(57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ИСКУССТВЕННЫМ СЕРДЦЕМ С ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИМПРИВОДОМ путем изменения скорости вращения ротора электродвигателя по величине давления в левом предсердии и положению диафрагм желудочков искусственного сердца, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью предотвращения коллабирования вен за счет поддержания венозного давления в заданных пределах изменение скорости вращения ротора электродвигателя в фазе нагнетания крови левым желудочком осуществляется по величине давления в правом предсердии, а в фазе нагнетания крови правым желудочком - по величине давления в левом предсердии, причем величину изменения скорости вращения ротора й допределяют из выраженияЫ В о 3ое 2 еккв,дгие к - периферииеское сопротиепеиие;В - параметр привода насоса, 1255139Изобретение относится к медицинской технике и предназначено для управления имплантируемым искусственнымсердцем.Цель изобретения - предотвращение 5ксллабирования вен за счет поддержания венозного давления в заданных пределах при изменении периферическогосопротивления.На фиг.1 приведена схема кровенос- Оной системы организма с подключеннымискусственным сердцем; на фиг.2 -схема кровеносной системы, где пульсирующие насосы заменены на насосыпостоянной производительности; на 5фиг.З - замкнутая схема большого круга кровообращения.П р и м е р. Сеть сосудов, имеющих объем и сопротивление, представлена (фиг.1) последовательно включенными объемом и сопротивлением, Учитывая, что пульсирующий характер течения крови не оказывает существенного влияния на гемодинамику, а бронхиальное кровообращение составляет 253-5 Е от системного, схему кровообра 1щения можно представить (фиг. 2) . Давления наполнения желудочков примерноравны (давления в правом и левомпредсердии), что соответствует равен 30ству давлений в точках на схеме. Таккак расход крови в них одинаков, тоданная схема распадается на две, изображенные на фиг.З.Рассмотрим большой круг кровообращения. Для малого кру а все рассуждения и полученные формулы будут аналогичными,Обозначим Р, - венозное давление,Р - артериальное давление; К - периферическое сопротивление.При работе насоса привода на постоянных оборотах в кровеносной системе установятся некоторое венсзноедавление Р и артериальное Р, .45Объемы венозной и артериальной сетибудут равны соответственно Ч и Ч,.Допустим, периферическое сопротивление организма К уменьшилось. Уменьшится перепад давлений на сопротивлении и приводе. Артериальное давлениеР станет меньше, а венозное Р. боль-,ше, Произойдет перетекание крови изартериальной сети в венозную. Дляподдержания артериального давления 55на прежнем уровне система управленияувеличит обороты насоса привода, увеличивая тем самым производительность насоса крови, Приближенные количественные оценки работы искусственногосердца с электрогидравлическим приводом можно найти из следующих уравнений: Р -Р =А 1 -ВЦ (1) - характерристика насоса рабочей жидкости;Р, -Р, =Кч (2) - падение давления насопротивлении; Ч, +Ч =сопят (3) - суммарный объем крови не изменяется,где ( - расход жидкости; д - оборотыротора насоса,Предположим, что зависимость объемов артериальной и венозной сетей отдавления линейная Ч =Ч,+в(Р -Ро ) .(4),Тогда при постоянных оборотах получим:5)кк = 7 к+вT Га+вТТо есть при увеличении К веноэноедавление Р, уменьшаетсяЙР аАВОЭкк Тканы)(а+)При увеличении периферическогосопротивления артериальное давлениеувеличивается.При постоянном сопротивлении Кдавления можно изменить изменениемоборотов насоса:ЙР Ав КО(Ви)+2 К)До 3 (К+о) (а+в) кЙР Аа 1 Ы(Вкг+2 К)с 1 иЭ (К+ИВ)(а+в)Для поддержания всех давлений назаданном уровне при изменении К, изменение оборотов ротора насоса определится из формулы:(5) В )ккк 2 к" нВы(9)Полученные зависимости доказываютвозможность поддержания артериальногодавления при регулировании производительности привода по изменению венозного,Требуемое различие ударного выброса желудочков, необходимое для компенсации бронхиального кровообращения,осуществляется за счет изменения объема эластичной камеры рабочей жидкостиправого желудочка следующим образом,В конце фазы нагнетания крови вкаждом желудочке срабатывает магнитный датчик конечного положения диафрагмы, по сигналу которого изменяется направление перекачки насоса рабочей жидкости привода. Допустим, правый желудочек должен перекачивать на107 крови меньше, чем левый, в е.15539 Риг. 2 часть крови большого круга не попадает в правый желудочек. Это означает,что давление наполнения правого желудочка при заданной производительностипривода через некоторое время станетотрицательным (в камере рабочей жидкости, где находится датчик давления).Под действием давления окружающих органов камера рабочей жидкости будетуменьшать свой объем, т.е. при ударном выбросе 100 мл для левого желудоч.ка, правый желудочек заполнится лишьна 90 мл. Время . фазы нагнетания дляправого желудочка его ударный выброссоставит 90 мл, 15 При уменьшении гидродинамического сопротивления сосудов, например большого круга, во время работы электрогидравлического привода с постоянной производительностью давление в аорте падает, а в правом предсердии возрастает. Система управления приводом начинает повышать обороты электродвигателя (ротора насоса рабочей жидкости) до тех пор, пока давление в предсердии не уменьшится до прежнего уровня, Давление в аорте приблизится к прежнему значению. При изменении сопротивления сосудов малого круга регулирование производительности привода осуществляется по сигналу датчика давления в левом предсердии аналогичнымобразом.Предлагаемый способ управления искусственным сердцем исследовался на двухкруговом стенде с электрогидравлическим приводом,1255139 Арщерии г,5 с арельский ва Коррект тель мокосов атрушева Тех.Се Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектна РедакторЗаказ 47 Тираж 660 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4