Аппарат искусственного кровообращения его варианты

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 23,03.79 (21) 2741030/28-13 (51 М.КЛ.З с присоединением заявки Йо 2741029/28-13(23) ПриоритетОпубликовано 300782, Бюллетень МВ 28 А 61 И 1/03 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(5 З 1 УДК 615.475(088,8) Дата опубликования описания 300782Изобретение относится к меди-. цинской технике, а именно к устройствам для регулирования содержания кислорода в артериальной крови аппарата искусственного кровообращения.Известен аппарат искусственного, кровообращения, который содержит оксигенатор, артериальную и венозную магистрали, шунт, регулируемый дроссель, установленный на шунте 1,Однако в известном аппарате регулирование содержания кислорода в крови осуществляется с низкой точностью, что приводит к.кислородной интоксикации и снижению эффективности искусственного кровообращения,Цель изобретения - предупреждение кислородной интоксикации путем повышения точности регулирования сбдержания кислорода в крови.Поставленная цель достигается тем, что аппарат искусственного кровоорращения, содержащий оксигенатор, артериальную и венозную магистрали, шунт, регулируемый дроссель, установленный на шунте снабжен двумя. ра.ходомерами, одий из которых установлен на артериальной магистрали, а лр; гой на шунте, и блоком управления, входы которого соединены с расходомераии, а выход -с регулируемым дросселем.5При этом аппарат снабжен оксиметром, установленным на артериальноймагистрали и блоком управления, входкоторого соединен с оксиметром, авыход - с регулируемым дросселем.На фиг.1 изображена структурнаясхема аппарата искусственного крово.обращения, (вариант 1); на фиг.2то же, (вариант 11); на фиг.3структурная схема блока управленияи регулируемого дросселя.15 Аппарат (по варианту 1) состоитиз венозной магистрали 1, соединенной со входом оксигенатора 2, выходкоторого соединен с артериальноймагистралью 3, на которой установлены артериальный насос 4 и расходомерв виде, например, флюометра 5. Устройство снабжено шунтом 6, соединяющим вход и выход оксигенатора 2. НаЭшунте 6 установлены регулируемыйдроссель 7 и второй расходомер в виде флюометра 8. Аппарат снабжен блоком 9 управления с двумя входами 10и 11 и выходом 12. Вход 10 соединенс флюометром 5, вход 11 - сфлюомет- ЗО ром 8, а выход 12 соединен с регули 946553руемым дросселем 7. Блок 9 управления состоит, например, из эадатчика 13 процента шунтируемой крови, блока 14 сравнения сигналов, порогового элемента 15 и блока 16 включения дросселя. Вход 10 блока 9 управления соединен с блоком 14 сравнения сигналов через эадатчик 13 процента шунтируемой крови, а вход 11 непосредственно соединен с блоком 14 сравнения. Выход блока 14 сравнения через поро говый элемент 15 соединен с блоком 16 включения дросселя, выход которого - выход 12 блока 9 управления. Регулируемый дроссель выполнен, например, в виде приспособления для окклюзии )5 эластичного шунта б и состоит из реверсивного электропривода 17 с выдвижным штоком 18, подвижного и неподвижного прижимных планок 19 и 20. Подвижная планка 19 соединена со штоком 18, а эластичный шунт б находится между прижимными планками 19 и 20. Выход 12 блока управления соединен с электроприводом 17.В качестве оксигенатора может быть 25 установлен оксигенатор любого типа, например противоточный пузырьковый оксигенатор от аппарата АИКИ. В качестве артериального насоса может использоваться, например, роликовый насос.В качестве флюометров могут использоваться обычные электромагнитные флюометры для аппаратов искусственного кровоббращения, дающие ыа выходе электрический сигнал, напряжение которого пропорционально объемной скорости кровотока. В качестве задатчика процента шунтируемой крови может использоваться обычный регулируемый делитель напряжения (например потенциометр), на пряжение на выходе которого составляет некоторый процент, устанавливаемый оператором, от напряжения на входе. В качестве блока сравнения может использоваться обычный блок вычитания 45 сигналов (напряжений).В устройстве по варианту 11, в отличие от устройства по варианту 1 отсутствует расходомер, установленный на шунте, а вместо расходомера, установленного на артериальной магистрали 3, установлен оксиметр 21. Вход блока 9 управления соединен с оксиметром 21, а выход - с регулируемым дросселем 7. Причем в качестве оксиметра может быть использован спектрометрический оксиметр .непрерывного действия, измеряющий величину насыщения гемоглобина кислородом.Устройство по варианту 1 работает следующим образомфиг,1 и 3).Кровь от больного по венозной магистрали 1 поступает под действием силы тяжести в оксигенатор 2 и шунт б, Часть зенозной крови, поступивняя в оксигенатор 2, насыщается кис лородом и освобождается от углекислоты, а затем подается на вход артериальногонасоса 4. Другая частьбвенозного потока проходит через шун ти подается на вход артериальногонасоса 4, минуя оксигенатор, В результате оба потока смешиваютсяи насосом 4 по артериальной магистрали 3 подаются в аорту больного,Кровь, прошедшая через оксигенатор 2, насыщена на 100 кислородом,и его напряжение в плазме достигает3 00-500 мм рт.ст. Венозная кровьобычно насьпцена в пределах 60-70.По физиологическим требованиям насыщение кислородом артериальной крови должно поддерживаться в пределах 96-98, чему соответствует напряжение в плазме 95-100 мм рт.ст.согласно кривой диссоциации гемоглобина.При этом физиологические нормысоблюдены, если шунтируется (пропускается мимо оксигенатора) от1/15 до 1/8 части общего количества веноэной крови 70 насыщения кислородом. Так, например, если шунтируется 1/15 часть венозной крови,то при смешивании ее с 14/15 частями оксигенированной крови насыщениесмеси 98, поскольку 30 восстановленного гемоглобина из 1/15 частираспределены в 15 раз большем количестве смеси. Находящийся в смесивосстановленный гемоглобин присоединяет к себе излишек кислорода изплазмы. Если веноэная кровь насыщена меньше чем на 70, то и шунтироваться должна соответственно меньшая ее часть, чтобы получить 98насыщения в смеси, не учитывая повышения насыщения от присоединения кгемоглобину избытка растворенного ув плазме кислорода. В каждом конкретном случае необходимый процент венозной крови, пропускаемыйчерез шунт б мимо оксигенатора 2 устанавливается оператором на задатчике 13 з зависимости от анализовкрови на газы и электролиты с цельюподдержания насыщения кислородомартериальной крови на уровне 9698, чему соответствует РаО в пределах 95-100 мм рт.ст,2.Как известно, нормальное напряжение углекислого газа в вене достигает 47 мм рт,ст., а в артерии -41 мм рт,ст, Если шунтируется 1/10часть веноэной крови, то напряжение углекислоты в смешанной артериарильной крови достигает 41,6 ммрт.ст., что вполне допустимо с физиологической точки зрения.После того, как оператор устанавливает на эадатчике 13 необходимыйпроцент шунтируемой крови (предпо"ложим, что это 10) на выходе эадатчика 23 появляется напряжение, величина которого соответствует 1/10производительности артериальногонасоса. Это напряжение подается навход блока 14 сравнения, где из него вычитается напряжение, подаваемое на вход 11 от флюометра 8, соответ ствующее величине шунтируемого потока крови. Разность полученных напряжений через пороговый элемент 15подается на блок 16 включения дросселя. В случае, если рассогласование между количеством шунтируемой 10 крови и требуемым процентом шунтирования ниже порогового значения поабсолютной величине, то разностьсигналов не проходит через пороговый элемент 15 и включение приспособления для окклюзии не производится. Это необходимо для устойчивости работы приспособления дляокклюзии, так как какая-то разностьсигналов на входах блока 14 всегда 15 20 имеет место и при отсутствии порогового элемента оно всегла во включенном состоянии. Поэтому блок 16включения дросселя при отсутствиисигнала на входе производит остановку электропривода. Если на вхор(блока 16 подается положительныйсигнал, то он включает реверсивныйэлектропривод 17 с перемещениемштока 18 и подвижной планки 19 вле- З 0во, так как в этом случае шунтируется недостаточное количество крови,Благодаря эластичности материалашунт 6 начинает расплавляться и поток крови через него начинает увели чиваться. При достижении требуемой величины шунтирования разность сигналов на входах блока 14 сравнения равна О, и блок 16 выключает электропривод.В случае поступления отрицатель 40 ного сигнала на вход блока 16 электропривод включается в противоположном направлении и передвигает шток18 и планку 19 вправо, увеличиваятем самым степень окклюзии шунта 6,так как наличие отрицательного сигнала на входе блока 16 свидетельствует о том, что количество шунтируе 45 мой крови больше требуемого. Ввидуувеличения степени окклюзии потоккрови через шунт 6 начинает умень .шаться, и по достижении требуемого 50 значения происходит выключение электНормализация транспорта кислорода позволяет предотвратить проявления кислородной интоксикации и падение ропривода блоком 16.Таким образом, предлагаемое устройство автоматически поддерживает величину потока крови через шунт в задайных пределах, и в случае изменения производительности артериального насоса автоматически подстраи вает к новому значению поток через шунт. потребления кислорода организмом больного. Это предотвращает также падение уровня калия и бикарбоиата в плазме и снижение количества буферных оснований, что стабилизирует кислотно-щелочное равновесие в организме больного и предотвращает метаболический ацидоз. В результате исчезает необходимость в гипервентиляции организма больного, благодаря чему обмен углекислоты может протекать в соответствии с физиологическими нормами. Кроме того, во время работы устройства отсутствует необходимость.вливать дополнительные количества хлористого калия и бикарбоната натрия ввиду нормализации обмена электролитов. Все это приводит к повышению эффективности искусственного кровообращения.Устройство по варианту 2 работает следующим образом (фиг.2).Кровь от больного по венозной магистрали 1 поступает под действием силы тяжести в оксигенатор 2 и шунт 6. Часть венозной крови, поступившая в оксигенатор, насыщается там кислородом и освобождается от углекислоты, а затем подается на вход артериального насоса 4. Другая часть венозного потока подается в артериальную магистраль 3 через шунты 6, минуя оксигенатор 2. Получаемое насыщение кислородом смешанной артериальной крови регистрируется оксиметром 21, сигнал которого подается на вход блока 9 управленияБлок 9 управления в соответствии с сигналом оксиметра 21 и задатчика блока 9 вырабатывает сигнал управления дросселем 7, который регулирует поток крови через шунт 6 так, чтобы установить заданную величину насыщения кислородом крови в артериальной магистрали.Таким образом, аппараты по вариантам 1 и 2 обеспечивают предупреждение кислородной интоксикации путем повышения точности регулирования содержания кислорода в крови.Формула изобретения1, Аппарат искусственного кровообращения, содержащий оксигенатор, артериальную и венозную магистрали, шунт, регулируемый дроссель, установленный на шунте, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целю предупреждения кислородной интоксикации путем повышения точности регулирования содержания кислорода в крови, он снабжен двумя расходомерами, один из которых установлен на артериальной магистрали, а другой на шунте, и бЛоком управления, входы которого соединены с расходомерами, а выход - с регулируемым дросселем.2. Аппарат искусственного кровообращения, содержащий оксигенатор, артериальную и венозную магистрали, шунт, регулируемый дроссель, установленный на шунте, .о т л и ч а ющ и й. с я тем, что, с целью предупреждения кислородной интоксикации путем повышения точности регулирования содержания кислорода в крови, он снабжен оксиметром, установленным на артериальной магистрали и блоком управления, вход которого соединен с оксиметром, а выход - с регулируемым дросселем.Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизеАвторское свидетельство СССР У 770498. кл. А 61 М 1/03; 1978.946553 5388 7 Тираж 7 4 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, РаутаЗак Подписноеомитета СССРоткрытийская наб., д, 4/5 илиал ППП "Патент , г. Ужгород, ул. Проектная,Составитель Л. СоловьевРедактор Н. Кешеля Техред М. Рейвес Корректорй. Гриценк