Устройство управления аппаратом вспомогательного кровообращения

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 1 1 722535по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения А, И, Васильев и В. А. Михайлов Всесоюзный научно-исследовательский и испытательный институт медицинской техники(54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ АППАРАТОМ ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО КРОВООБРАШЕНИЯ ФИзобретение относится к медицинской технике, в частности к аппаратуре вспомогательного кровообрашения, и может найти применение в аппаратах наружной контрпульсации, артерио-артериальной5 перфузии, баллончиковой контрпульсации и т.д.Известно устройство управления аппаратом вспомогательного кровообращения, содержащее выделитель В-зубцов, измеритель длительности сердечных пиклов, предсказывающий фильтр, соединенные последовательно, а также перфузионный насос и схему задержек. В устройстве средняя величина задержки устанавливается вручную и изменяется лишь при изменении средней длительности сердечных циклов 1)Измеритель длительности сердечных циклов и известных устройствах может быть выполнен в виде последовательно соединенных генератора пилообразного напряжения и импульсного элемента, а предскаываюший фильтр содержит блок обнаружения экстрасистол, блок логики,ключ, блок вычисления, блок опенки длительности. Аппарат вспомогательногокровообрашения при контрпульсапиидолжен обеспечить повышение давления ваорте во время диастолы сердца, что увеличивает кровоснабжение миокарда, и понижение давления во время систолы, чтоуменьшает работу сердпа. Если в результате ошибок кардиосинхронизации приаритмии произойдет повышение давленияво время систолы, то выброс крови сердцем на повышенное давление значительноувеличивает энергозатраты сердпа и мо-жет травмировать миокард. В то же время понижение давления во время диастолы лишь несколько уменьшает коронарныйкровоток и незначительно ухудшает состояние миокарда, Таким образом, приаритмиях сердца повышение давления вовремя систолы в результате ошибок предсказания продолжительности последующегосердечного пикла гораздо сильнее ухудшает состояние миокарда, чем уменьше7225354кровообрашенияр на фиг. 3 даны условпьщвреме 1 шые диаграммы сигналов на выходах отдельных блоков.Устройство управления аппаратомвс помогательного кровообрацения содержит выдепитель 1 К-зубцов, измеритель 2 длительности сердечных циклов,предсказывающий фильтр 3, перфузионныйнасос 4, схему 5 задержек, сумматор 6,10 измеритель 7 отрицательных ошибок предсказания, формирователь 8 сигнала умень.щения задержек.Устройство работает следующим образом,15 При возникновении 5 -комплексовЭКГ на выходе выделителя 1 К-зубцовформируются прямоугольные импульсы,которые поступают на вход измерителя 2длительности сердечных циклов, напря 20 жение на выходе которого соответствуетдлительности последнего сердечного цикла(фиг. За, сплошная линия). Предсказывающий фильтр 3 на основании информациио длительностяХ сердечных циклов, поступающей на его вход с выхода измерителя 2 длительности сердечных цикловпроизводит вычисление ожидаемой длительности последующего сердечного цикла (фиг, За, пунктир),На вход измерителя 7 ошибок предсказания поступают сигналы с выходов 2измерителя длительНости сердечных циклов и предсказывающего .фильтра 3, а сего выхода сигнал (фиг, 36), равныйЗ разности входных сигналов, поступаети на вход формирователя 8 сигнала уменьшения задержек,формирователь 8 сигнала уменьшениязадержек обеспечивает формированиесигнала, соответствующего необходимомууменьшению величины задержки схемы 5задержек при увеличении ошибок предсказания продолжительности последуюшегосердечного цикла. В соответствии с зависимостями, изображенными на фиг. 1,величина задержки должна уменьшатьсяна 0,07-0,1 с при увеличении среднеквадратических ошибок предсказания накаждые 0,1 с. ние давления во время диастолы, в связи с чем при увеличении аритмии сердца необходимо уменьшить среднюю величину задержки начала снижения давления перфузионного насоса.Устройство, являющееся наиболее близким техническим решением, не обеспечивает корректировки величины задержки начала снижения давления перфузионного насоса в зависимости от ошибок предсказания продолжительности последующего сердечного цикла, вызванных аритмиями сердца, что снижает терапевтическую эффективность вспомогательного кровообращения.Бель изобретения - повышение терапевтической эффективности вспомогательного кровообрашения при сердечных. аритмиях.Бель достигается тем, что в известное устройство введены сумматор, измеритель отрицательных ошибок предсказания и формирователь сигнала уменьшения задержек, первый вход которого подключен к выходу измерителя отрицательных . ошибок предсказания, второй вход - к выходу выделителя Р-зубцов, а выходк первому входу сумматора, второй вход которого подключен к выходу предсказывающего фильтра и первому входу измерителя отрицательных ошибок предсказания, а выход сумматора подключен через схему задержек к перфузионному насосу, причем второй вход измерителя отрицательных ошибок предсказания подключен к выходу измерителя длительност сердечных циклов, а выход выделителя К-зубцов подключен ко вторым входам предсказывающего фильтра и схемы задержек.На фиг, 1 приведены зависимости снижения эффективности контрпульсации при увеличении среднеквадратических ошибок предсказания продолжительности последующего сердечного цикла при различных средних значениях величины задержки фнг. 1 а) и зависимость оптимальной задержки начала снижения давления перфузионного насоса от среднеЯ квадратических ошибок предсказании продолжительности последующего сердечноГо цикла (фиг. 1 6) при использовании в качестве критерия оценки эффективности контрпульсацни физиологически обоснован,55 ного соотношения аортальных давлений в различные фазы сердечного цикла; нафиг. 2 - показана блок-схема устройства управления аппаратом вспомогательного Где Дс - величина изменения заЪдсржки;- ошибки предсказания продолжичтпьности последующего сердечного цикла.При реализации данной зависимостифункциональный преобразователь выполняет функции возведения в квадрат,усреднения и извлечения квадратногокорня, что достаточно сложно в реализации,В упрощенном варианте возможноиспользование среднего значения отрицательных ошибок предсказания продолжительности последующего сердечногоциклаЬТ щ(124)Е 5 .6) О 20 и в этом случае формирователь 8 сигналауменьшения задержек состоит из нелинейного элемента, пропускающего сигнал только отрицательной полярности иусредняюшего фильтра,На входы сумматора 6 поступаютсигналы с выходов предсказывающегофильтра 3 (фиг. За, пунктир) и формирователя 8 сигнала уменьшения задержек (фиг. Зв). С выхода сумматора 6сигнал поступает на управляюший входсхемы 5 задержек (фиг. Зг), величина 25задержки которой определяется как длительностями сердечных циклов, так иошибками предска зания продолжительностипоследующего сердечного цикла. При увеличении аритмии сердца и ошибок пред- ЗОсказания продолжительности последующего сердечного цикла величина задержки импульсов на выходе схемы 5 уменьшается (фиг. 3). С выхода схемы 5 задержек управляющие импульсы поступают 35на вход перфузионного насоса 4 и определяют временное положение импульсов давления на его выходе,Таким образом, предлагаемое устройство управления обеспечивает регулирова 40ние величины задержки начала снижениядавления перфузиопного насоса в зависимости от величин ошибок предсказания продолжительности последующего сердечно го цикла и, тем самьм, нозюляет повысить терапевтическую эффективность вспомогательного кровоабрашепия при аритчиях сердца.Формула изобретенияУстройство управления аппаратом вспомогательного кровообращения, содержащее выделитель Я-зубцов, измеритель длительности сердечных циклов, предсказывающий фильтр, соединенные последовательно, а также перфузионный насос и схему задержек, отличающееся тем, что, с целью повышения терапевтической эффективности вспомогательного кровообращения при сердечных аритмиях, в него введены сумматор, измеритель отрицательных ошибок предсказания и формирователь сигнала уменьшения задержек, первый вкод которого подключен к выходу измерителя отрицательных ошибок предсказания, второй вход - к выходу выделителя К-зубцов, а выходк первому входу сумматора, второй вход которого подключен к выходу предсказывающего фильтра и первому входу измерителя отрицательных ошибок редсказания, а выход сумматора подключен через схему задержек к перфузионному насосу, причем второй вход измерители отрицательных ошибок предсказания подключен к выходу измерителя длительности сердечных циклов, а выход выделителя К-зубцов подключен ко вторым входам предсказывающего фильтра и схемы задержек.Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР % 479471, кл. Л 61 В 5/04, 1974,722535 Тираж 673ПИ Государственного ком о делам изобретений и от Москва, Ж, Раушска Заказ 900/1ОНИ Подписное тета СССР крытий наб., д, 4/113035 пиал ППП Патент , г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Составитель П. Кудрявцев едактор А, Павлюк Техред М, Петко Корректор О, Ковинская