Система управления сердечным насосом

Сеюз Советских СфциалнстнчеСких Республик(23) Приоритет А 61 М 1/03 Госудерствеииый комитет СГСР по делам изобретений и открытий(54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ СЕРДЕЧНЫМ НАСОСОМ Изобретение относятся к медицинской технике и может быть использовано при полном замещении естественного сердца искусственным,Известна система управления сердечным насосом, содержащая электропневмоклапаны, формирователи положительного и отрицательного давлений, регуляторы временных переключений электропневмоклапанов, датчики объема крови, нуль- органы, формирователи длительности и блок согласования работы левого и правого желудочков с формирователями сигнала рассогласования 1 .В известной системе блок согласова-ния работы левого и правого желудочков обеспечивает слежение частоты сокращений правого желудочка за частотой сокращений левого желудочка, минимизируя период простоя, но не устраняя простой диафрагмы желудочка полностью, Кроме того, действительное положение диафрагмы контролируется только в начале систолы, так как в известной системе используется датчик объе- иб ма крови контактного типа, который выдает импульс в момент заполнения желудочка в конце диастолы. Переключение электропневмоклапана на диастолический режим в момент окончания сис- ЗО толы производится без контроля истинного положения диафрагмы по сигналу, сформированному в соответствии со временем диастолы. Помимо этого, в известной системе согласование работы желудочков по производительности может быть осуществлено только в режиме автоматического изменения длительности систолы при ручном задании неличин давлений.Целью изобретения является повышение точности согласования работы левого и правого желудочков по производительности. Указанная цель достигается тем,что блок соглаСования работы левогои правого желудочков снабжен элемен"том ИЛИ, установленным между нульорганами и формирователями длительности левого и правого желудочков, аформирователи сигнала рассогласованияподключены к входам соответствующихформирователей положительного давле"ния и к вторым входам формирователейдлительности,На чертеже представлена блок-схема системы управления сердечным насосом (дано для канала одного желудочка) .Система управления содержцт дважелудосека 1 (левый и правый) ц дваканала;, правления (леный и правыйсоответственно для каждого цз желудочков),На корпусе каждого е(егеудоче(а нанесено такопроводящее ЕЕокрьгтие, образующее с поверхностьо крали, приюте-.гающей к дРЕафрагме желудочка, первичный преабраэовательВеличины объемаКРОВИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ ЕМКОСТЬ. На ЯЫходе первичного преобразователя 2 10установлен вторичеый преобразователь3 электрической емкости л амплитудунапряжения. 11 ервичный преобразователь2 и вторичный преобразователь 3 образуют емкостной датчик 4 объема крови, 18Выход датецка 4 объема крови калеогаканала подключен к входу соответствую"щего Формирователя 5 сигнала. рассогласования текущего и заданного значений ударного выброса, Сигнал ударцогавыброса у т, е, е(ОнечнаГО сргстОлическоГо положения диафрагмы, задается заДатчикам 6 ударного выброса,Вь 1 ход Датчика объема крови подключен к В:(ОДУ нуль-ООГана 7 представг мллощего собой пороговое устройствадля выделеил в текущем цикле сигнала, пропорццональцого объему заполненцаго желудочка, Эта ьелцчгереа В ручном аежме задается задатчиком 8 по 30ложеция дца(рраГмы В начале систОлы,Выход Формирователя 5 сигнала расСОТ ЛВСОБагЕИ Я КажДОГО К а ЦВЛа ОДЕ(Л:ОЧсчется через пере(лго.е;Ртезгь 9 к Форм.ров атслю 1 0 пОложи ельноГО даьлееюРЕЯ илцлск ФормироватЕлю 11 длительности пода- ".чи положительного давления для обеспечения стабильного конечного положеия диафрагмы В конце систолы путемавтоматического изменения давлениягрц ручном задании Време:Еи систолы 40цлц путем автоматического изменениявремен СРЕстОлы прее ручнОМ заданиилалеечеЕнь давления. Ручное заданиеэтих Веегичцц обеспечивается с помощьюэадатчцка 12 давления и задатчика 13ВРЕМЕНИ СРЕСТОЕЕЫ. Выход нуль-.органов7 левоГО и прввоГО каналов пад(хоОчены к входам элемента 14 11 ЛИ (общегодля левого и правого каналов), а Выход блока ИЛИ связан с вторыми ВХОдами формирователей 11 длительностидля согласаванрея работы левого и правого каналОВ па началу времени систолы.Нуль-оргаее 7 и формирователь 1155длительности каждого канала образуютрегулятор 15 временных переключенийэлектропневмоклапанов,Формирователь длительности каждого желудочка. управляет электропцевмоклапаном 16, попеременна сообщающим пневмокамеру соответствующего желудочка с формирователем 10 положи"тельного и Формирователем 17 отрицательного давлений. Элеглент 14 ИЛИи формирователь 5 сигнала рассогла сования образуют блок 18 согласования работы левого и правого желудочков, уставка отрицательного давле"цця задается ца формирователь 17 отрицательного давления задатчиком 19,Устройства работает следующим абра загл,В системе предусмотрено согласование работы левого и правого желудочков па началу времени систалы иодновременна обеспечецие стабильногоконечного положения диафрагмы желудочков в одном иэ двух полуавтоматических режимов:1) в режиме автоматического изменения положительного давления по рассогласованию между заданным и текущим значениями ударного выброса (конечному систолическому положению) приручном задании времецц сцстолы и величины отрццательнога давления;2) В режиме автоматического изме-.нения времени систолы по рассогласованиго между заданньегл ц текущим эцачециями ударного Выброса прц ручноглзадании величины положительного иотрицатель:.ого давлений.Начало цикла Систола (подачи положительного давления) устанавливается передним Фронтом импульса нульоргаца 7 того какала, желудочек 1 которого (Ведущий желудочек) наполнится раегьше, Время цаеЕОлнеция ВедуегЕего же лудочка определяется величиной входного давления.Нуль-орган 7 Формирует запускающий импульс, поступающий на вход формирователей 11 длительности каналов. Другим ВР(одньем сигналом является установка времени систолы (одинаковая для левого и правого каналов), задаваемая с (еоглощьго задатчика 13 времени систолы (т.е. времени выд ржки электропневмоклапана 16 в режиме Систола или времени подключения соответствующего Формирователя 10 положительного давления к пневелапалости желудочка) .Б реге(име автолгатического изменения . положительного давления переключатель 9 установлен в положение о., При этом образуется замкнутый контур автоматического управления давлением по оеееибке между заданным и текущим значениягли ударного выброса. Контур содержит Формирователь 5 сигнала рассогласоваееия текущего и заданного значений;, ударного выброса, на вход которого подключен эадатчик 6 ударного выброса, Формирователь 10 положительного давления, подключенный через электропневмополости желудочка 1, В обратной связи установлен датчик 4 объема крови, электрический выход которого подключен к Формирователю 5 сигнала рассогласования. При этом величина давления пневмомагистрали каждого желудочкаформируется в соответствии с алгоритмомР =Ти ьР приТ л=Т сопВ 1Т ицРВл = сопбР =сопВ 1где Р - текущее значение давления пневмомагистрали; 10Р - давление пневмомагистпцрали предыдущего цикла;ЬР- величина давления, необходимого в данном цикле для дожима диафрагмы желудочка в конце систолы до положения,задаваемого уставкой;7 - установка ударного выбЦроса;207 - текущее значение ударного выброса;К - коэФфициент пропорциональности (кг/см);)л,Т и - время снстолы левого ио 5правого желудочков;Т 7 - время диастолы левогодл дпи правого желудочков;Р р- величина отрицательноговл видавления левого и правого желудочков; З 0Р - величина предсердногопдавления,Это значит, что при изменении периферического сопротивления сосудовна входе замкнутого контура (на вхо- Э 5де формирователя 5 сигнала рессогласования) появляется ошибка, величинакоторой определяет изменение положительного давления на выходе формиро"вателя положительного давления в последующем цикле таким образом, чтобыдиафрагмы желудочков достигали положения, задаваемого установкой ударного выброса. Этим обеспечивается стабильное конечное положение диафрагмы 45желудочков в конце каждой систолы.ПОсле систолы электропневмоклапан 16сообщает пневматическую камеру желудочков с формирователями 17 отрица"тельногр давления. После диастолического наполнения желудочков цикл повторяется.В режиме автоматического изменениявремени систолы переключатель 9 пере водится в положение б, образуя при этом замкнутый контур автоматического Иэменения времени систолы по ошибке между текущим значением ударного объема и заданным значением ударного выброса. В этом случае формирователь положительного давления работает в руч" ном режиме, величина давления задается эадатчиком 12 давления. Величина отрицательного давления задается задатчиком 19. 65 В прямой цепи замкнутого контура автоматического управления временем систолы имеется формирователь 5 сиг- нала рассогласования и формирователь 11 длительности. В обратной цепи - датчик 4 объема крови, подключенный на вход формирователя 5 сигнала рассогласования.Время систолы в этом режиме формируется в соответствии с алгоритмомтт =тст ьт 1 дь=сопВ Рв,=сопв11 цд 9 дт 17 дп сопэ Р и.сопМ.д Р(дп -Р 1где Т, - текущее значение времени систолы;ТС - время предыдущего цикла(в переходном режиме -время, задаваемое эадат"чиком -13 времени систолы);АТ - величина автоматическогоизменения времени систолыдля того, чтобы диафрагмажелудочков дошла до положения, определяемого задатчиком С ударного выброса;Р ,Т- величина пневматическогодл 1 дидавления левого и правого желудочков (задается.вручную);Н 1 - коэфФициент пропорциональности (сек/смэ);Р ,Р - величина отрицательногодавления левого и правогожелудочков (задаетсявручную)рРи - величина предсердногодавления.Как и в предыдущем режиме, в том случае, если за,время, определяемое предыдущим циклом (в переходном режиме - время, задаваемое задатчиком времени систолы) диафрагма желудочка не дошла до положения, определяемого задатчиком 6 ударного выброса, на входе замкнутого контура появляется ошибка и, в соответствии с этим, формирователь длительности изменяет время систолы таким образом, чтобы обеспечить ффдожим диафрагм желудочков до положения, задаваемого эадатчиком ударного выброса,В итоге согласование работы желудочков по началу систолы и стабиль" ность конечных положений диафрагм желудочков приводят в установившемся режиме к постоянству расходов на вы" ходе левого и правого желудочков.В случае разных давлений крови на входах желудочков (переходный режим) желудочек, имеющий большее входное давление, заполнится раньше, что приведет к большему ударному выбросу этого желудочка.Следовательно, произойдет. перекачивание крови из одного круга кровообращения в другой, после чего давле659152 Составитель В.Остапчуква Техред Э,Чужик Корректор А,Власен тор М,Дми 2097/1 Тираж 671 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж, Раущская наб., д. 4/5 Зак илиал ППП Патент, г,ужгород, ул. Проектна ние на входах выравняются н желудочки перейдут на работу в установившемся режиме при равных производительнос т яхФормула изобретенияСистема управления сердечным насосом, содержащая электропневмоклапаны, формирователи положительного и отрицательного давлений, регуляторы временных переключений электропневмоклапанов, датчики объема крови, йупь органы, формирователи длительности и10 блок согласования работы левого и правого желудочков с формирователями сигнала рассогласования, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения,б точности согласования работы левого иправого желудочков по производительности, блок согласования работы левого и правого желудочков снабжен элементом ИЛИ, установленным между нульорганами и формирователями длительности левого и правого желудочков, а формирователи сигнала рассогласованияподключены к входам соответствующихформирователей положительногс давления и к вторым входам формчрователейдлительностей,Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРР 434941, кл.А 61 М 1/03 р 1971.