Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do wspomagania ukladu krazenia krwi przez odcis¬ niecie pracy miesnia sercowego i lepszego jego ukrwienia w stanie wstrzasu kardiogennego, w przygotowaniu do zabiegu kardiochirurgicznego (zespolenia aortalno-wiencowe) jak równiez do wspomagania po tym zabiegu.Znane dotychczas urzadzenia sa wyposazone w zespoly mechaniczne skladajace sie z balonu wewnatrzaortalnego polaczonego z urzadzeniem seperujacym, zwanym komora bezpieczenstwa mieszczacym membrane oddzielajaca, zwana balonem komorowym, za pomoca rurki. Membrana dzieli komore na dwie czesci wewnetrzna polaczona zbalonem wewnatrzkomorowymi zewnetrzna polaczona z zespolem wykonawczym wywolujacym ruch membrany w komorze bezpieczenstwa, a tym samym przeplyw gazu miedzy wewnetrzna czescia komory bezpieczenstwa a balonem wewnatrzaortalnym.Znane sa zespoly wykonawcze w postaci tloku poruszanego elektromagnesem, zaworu elek- tropneumatycznego laczacego zródla nadcisnienia i prózni do czesci zewnetrznej komory bezpie¬ czenstwa. We wspomnianych urzadzeniach objetosc balonu wewnatrzaortalnego cewnika i wewnetrznej czesci komory bezpieczenstwa laczy sie zatmosfera za pomoca zaworu dwudroznego.Objetosc ta wypelniona jest gazem. W tym celu wyposazona jest w zawory, doprowadzajace gaz, sterowane elektronicznie synchronicznie lub niezaleznie.Glównymi elementami w tego rodzaju urzadzeniach sa dwa balony aortalny i komorowy laczne ze soba elastycznym przewodem — cewnikiem, wewnatrz których znajduje sie pewna ilosc gazu (najczesciej C02). Balon aortalny wprowadza sie do aorty w poblizu jej luku, a balon komorowy umieszcza sie na zewnatrz w komorze bezpieczenstwa. W komorze tej przez zmiane w sposób skokowy cisnienia powietrza, powoduje sie ruch scianek balonu komorowego i tym samym przetlaczania gazu miedzy dwoma balonikami.Odciazenie pracy serca uzyskuje sie gdy w fazie skurczu izotonicznego (tuz przed otwarciem zastawek aortalnyeh) gaz znajdujacy sie w balonie aortalnym bedzie bardzo szybko przetloczony do balonu komorowego. Dzieki temu nastepuje zwiekszenie objetosci aorty i obnizenie cisnienia aortalnego. Doprowadza to do obnizenia oporu ukladu krazenia w obszarze aorty i w konsekwen-2 119 671 cji do otwarcia zastawek aortalnych przy nizszej wartosci cisnienia krwi w lewej komorze serca.Sam wyrzut krwi, wobec nizszych oporów zewnetrznych, nastepuje przy nizszej wartosci cisnienia komorowego.Po zakonczeniu fazy wyrzutu krwi z komory i zamknieciu zastawek aortalnych nastepuje szybkie napelnienie gazem balonu aortalnego. Powoduje to wzrost cisnienia aortalnego w poczat¬ kowym okresie rozkurczu serca, w którym naczynia krwionosne ukladu wiencowego stanowia najmlodszy opór dla przeplywajacej krwi. Sytuacja ta wplywa korzystnie przede wszystkim na poprawe przeplywu wiencowego, lecz równiez przeplywu mózgowego, nerkowego itd. Efektyw¬ nosc procesu wspomagania zalezy w duzym stopniu od dokladnosci synchronizacji poczatku napelniania i oprózniania balonu odpowiednio z poczatkiem zamykania i otwierania zastawek aortalnych, oraz od czasu napelniania i oprózniania balonu. Im jest dokladniejsza synchronizacja w malych odstepach czasu, tym efekt wspomagania wiekszy.Opisane urzadzenia ze wzgledu na wyposazenie ich we wspomniane zespoly wykonawcze posiadaja wspólna ceche, a mianowicie reaguja na elektroniczne sygnaly sterujace ze znacznym opóznieniem, gdyz ich zespoly wykonawcze skladaja sie z mechanicznych elementów ruchomych ograniczajacych znacznie czasy przelaczania. Uzyskane parametry sterowania tych urzadzen zmu¬ szaja do sterowania napelniania i oprózniania balonu przy wykorzystaniu poprzedniego zespolu QRS. W wyniku tego urzadzenia musza byc wyposazone w skomplikowane zespoly zabezpiecza¬ jace przed wplywem zmiany rytmu EKG na ich dzialanie, a najwazniejsze, ze akcja ich polega glównie na wspomaganiu pracy serca bez koniecznego jednoczesnego jej odciazania.Celem wynalazku bylo opracowania konstrukcji urzadzeniado wspomagania ukladu krezenia krwi umozliwiajacego uniezaleznienie sie od zmian rytmu EKG przy zachowaniu jednoczesnie wlasnosci podwójnego oddzialywania na uklad krazenia w kazdej fazie cyklu pracy serca (wspoma¬ ganie i odciazanie).Zgodnie z wynalazkiem urzadzenie do wspomagania ukladu krazenia krwi posiada balon wewnatrzaortalny polaczony cewnikiem z komora bezpieczenstwa z balonem pompujacym z zespolem wykonawczym w postaci urzadzenia ssaco-tloczacego wyposazonym w zawór przepu¬ szczajacy g^z do objetosci zespolu pompujacego, czujnik cisnienia i uklad przetwarzajaco- sterujacy, nastepnie w wybierak, a takze dopelniacz C02 o dzialaniu ciaglym lub skokowym oraz sterownik do sterowania urzadzeniem ssaco-ttoczacym.Wybierak sklada sie z segmentów przelaczajacych pneumatycznych i elektrycznych umozli¬ wiajacych jednoczesne sterowanie urzadzeniem ssaco-tloczacym sterownikiem, dopelniaczem i zaworem. Segmenty posiadaja kanaly laczace poszczególne elementy ze zródlem cisnienia lub atmosfera. Przelaczanie akcji urzadzenia odbywa sie automatycznie za pomoca elektrycznych sygnalów sterujacych, a takze reczenie przez odpowiednie ustawienie kanalów pneumatycznych i elektrycznych w wybieraku.Dopelniacz posiada komore o okreslonej pojemnosci z membrana separujaca, umozliwia przetlaczanie gazu o scisle okreslonej ilosci niezaleznie od cisnienia zasilania orazcisnienia panuja¬ cego na wyjsciu dopelniacza, w szczególnosci w zespole pompujacym.Kanaly pneumatyczne urzadzenia ssaco-tloczacego polaczono z atmosfera za pomoca tlumi¬ ków halasu.Zaleta opisanego urzadzenia jest jego szybkosc dzialania dzieki zastosowaniu elementów pneumatycznych bez ciezkich czesci mechanicznych, szczególnie elementu bezposrednio wywolu¬ jacego przetlaczanie gazu miedzy balonami w postaci urzadzenia ssaco-tloczacego. Wprowadzenie jako czynnika sterujacego — roboczego sprezonego powietrza ujednoradnia strukture i czyni ja prostsza w obsludze i tansza w produkcji.Ze wzgledu na brak ciezkich ruchomych elementów mechanicznych w zespole ssaco- tloczacym urzadzenie posiada wyjatkowo krótkie czasy opóznien wzgledem impulsów sterujacych.Dzieki temu mozna osiagac mozliwosc jednoczesne odciazenie i wspomaganie akcji serca, w jednym cyklu pracy serca — wlasnosc niezbedna dla wlasciwego oddzialywania urzadzenia na pacjenta. W zwiazku z tym, ze cala konstrukcja urzadzenia zostala podporzadkowana celowi osiagniecia korzystnych parametrów sterowania i przybiera dlatego inna forme niz dotad znane rozwiazania.119671 3 Przedmiot wynalazku zostanie blizej wyjasniony na przykladzie wykonania przedstawionym na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat blokowy urzadzenia, a fig. 2 przedstawia schemat dopelniacza. Urzadzenie do wspomagania ukladu krazenia krwi sklada sie z zespolu pompujacego, zespolu ssaco-tloczacego, zespolu wypelniajaco-dopelniajacego, oraz zespolu pomiarowego.W sklad zespolu pompujacego wchodzi: balon wewnatrzaortalny 1, komora bezpieczenstwa 2 z balonem komorowym 3; zespólwykonawczy zwany dalej ssaco-tloczacym sklada sie z urzadzenia ssaco-tloczacego 4 sterownika 5, tlumików halasu 6 i dwóch segmentów wybieraka 7. Zespól dopelniajaco-wypelniajacy sklada sie z zaworu 8, dopelniacza 9 i dwóch segmentów wybieraka 7.Zespól pomiarowy stanowi czujnik cisnienia 10 i uklad sterujacy 11.Dopelniacz 9 posiada komore, o pojemnosci mniejszej od pojemnosci balonu komorowego 3 zespolu pompujacego, przedzielona membrana separujaca 16 na czesc zewnetrzna 15 i czesc wewnetrzna 14, która jest polaczona poprzez zawór zwrotny 13 ze zródlem zasilania gazu i jednoczesnie z zaworem 8. Czesc zewnetrzna 15 tej komory jest polaczona z segmentowym wybierakiem 7. Sterownik 5 stanowi zwora elektromagnesu przymykajaca kanal sterujacy zespolu ssaco-tloczacego 4 poruszana elektromagnesem w rytmie pracy serca.Podczas pracy urzadzenie zasilane jest sprezonym gazem, który podawany jest do zespolu ssaco-tloczacego 4, gdzie strumien tego gazu przelaczany jest, raz do kanalu polaczonego z zewnetrzna czescia komory 2, a drugim razem do kanalu polaczonego z atmosfera. W chwili wyplywu gazu do atmosfery wysysany jest równiez gaz z zewnetrznej czesci komory 2. Proces ten sterowany jest z bloku sterujacego przez wejscie oznaczone „WE"oraz przez sterownik 5. Proces ten wywoluje ruch balonu komorowego 3 dzielacego komore bezpieczenstwa 2 na dwie czesci, a wiec powoduje przeplyw gazu miedzy wewnetrzna czescia komory bezpieczenstwa 2, a balonem wewnatrzaortalnym 1. Ze wzgledu na znaczny halas wydawany przez zespól ssaco-tloczacy wszyst¬ kiejego kanaly polaczone z atmosfera przez tlumiki halasu 6. Przed wypelnieniem gazem objetosci balonu poszczególne elementy zajmuja polozenia zgodnie z tabela pozycja „Postój".Wyjscia wybieraka A B C D E postój 0 1 0 0 0 Stan urzadzenia pozycja napelnienie 0 0 1 0 1 praca 0 1 0 1 WE dopelnienie COj 1 0 0 . 1 WE Zawór 8 jest zamkniety dopelniacz 9 wypelniony dwutlenkiem wegla (CO2), zespól ssaco- tloczacy 4 podajacy gaz do komory 2 jest w stanie podlaczenia do atmosfery dzieki przelaczeniu sterownika 5 na pozycje „(T przez segment E wybieraka 7. Podczas procesu wypelniania dwutlen¬ kiem wegla objetosci dolaczonego balonu wewnatrz-aortalnego 1 elementy struktury zmieniaja odpowiednio stany dzieki przelaczeniu wybieraka na pozycje „Napelnianie C02w. Stany wyjsc segmentów A, C, D wybieraka 7 nie ulegaja zmianie, zmieniaja jedynie swoje stany wyjscia segmentów B i E. Nastepuje wtedy przez dopelniacz 9 i zawór 8 przetloczenie CO2 do objetosci balonu wewnatrzaortalnego 1 pod cisnieniem scisle okreslonym zadanym przez obslugujacego.Ilosc przetloczonego pod cisnieniem CO2 odpowiada pojemnosci balonu wewnatrzaortalnego z cewnikiem. Czesc wewnetrzna komory bezpieczenstwa 2 jest wówczas oprózniona, gdyz urzadze¬ nie ssaco-tloczace jest przesterowane przez segment E wybieraka 7 na pozycje „1". Do komory 2 wplywa wtedy gaz pod zwiekszonym cisnieniem podawanym przez segment c wybieraka 7.Praca urzadzenia odbywa sie gdy wszystkie elementy urzadzenia zmienia stany na przeciwne, wedlug tabeli, pozycja „Praca" z wyjatkiem dopelniacza 9, który pozostaje w stanie „0" — czyli4 119 671 wypelniony CO2 — dzieki zachowaniu tego stanu przez segment A wybieraka 7. W tym czasie zawór 8 jest zamkniety, zespól ssaco-tloczacy jest zasilany gazem przez segment D wybieraka 7 o cisnieniu regulowanym, natomiast przez segment E podawane sa do sterownika 5 impulsy sterujace synchroniczne EKG. W przypadku zaobserwowania przez zespól pomiarowy spadku cisnienia w zespole pompujacym zostaje wyslany przez uklad sterujacy 11 sygnal dokonania dopelnienia objetosci zespolu pompujacego dwutlenkiem wegla. Wtedy podczas pracy urzadzenia w odpowied¬ nim momencie nastepuje, wedlug tabeli pozycja „Dopelnienie44 otwarcie zaworu 8 zjednoczesnym pojawieniem sie sygnalu sterujacego w dopelniaczu 9 podanego przez segment A wybieraka 7.Dopelnienie odbywa sie do chwili calkowitego przetloczenia objetosci dopelniacza 9 do zespolu pompujacego. Gdyby cisnienie w zespole pompujacym nie osiagnelo wymaganej wartosci po jednym cyklu dopelnienia nastepuja nastepne cykle. W przypadku wiekszej ilosci dopelnienia zostaje wyslany sygnal alarmowy i zatrzymana praca urzadzenia.Z powyzszego wynika, ze poszczególne pozycje pracy urzadzenia realizuje sie przezodpowied¬ nie sterowanie elementami za pomoca wybieraka 7. Wszystkie segmenty wybieraka z wyjatkiem segmentu E przekazuja sygnaly pneumatyczne. Segment E jest przelacznikiem elektrycznym przekazujacym impulsy sterujace sterownik 5.Objetosc balonu aortalnego powinna byc wypelniona gazem nieszkodliwym dla pacjenta w szczególnosci CO2. W tym celu zastosowano w urzadzeniu zespólwypelniajaco-dopelniajacy obej¬ mujacy swa nazwa strukture polaczen i wspólpracy takich elementów jak: zawór 8 dopelniacz 9 i segmenty A i B wybieraka 7.W celu zmniejszenia opóznienia miedzy zespolem QRS z elektrokardiogramu pacjenta a poczatkiem oprózniania balonu aortalnego 1 najlepiej, aby przelaczenie strumienia powietrza z kanalu zasilajacego komore bezpieczenstwa 3 do kanalu polaczonego z atmosfera nastapilo na skutek zamkniecia kanalu sterujacego przez zwore elektromagnesu poruszona bezposrednio sila elektromagnetyczna.W urzadzeniu zastosowano pneumatyczny dopelniacz CO& Element ten ulatwia automaty¬ czne uzupelnienie ubytków CO2 w objetosci zespolu pompujacego. Dopelniacz 9 moze dzialac w sposób ciagly oraz cyfrowy. Umozliwia to prowadzenie wypelnienia wstepnego objetosci zespolu pompujacego oraz uzupelnianie ubytków w trakcie akcji urzadzenia bez zaburzenia jej rytmu.Ponadto sposób w jaki to uzupelnianie sie odbywa uniezaleznia je od zmiennosci cisnienia w zespole pompujacym oraz cisnienia zasilania CO2, a zbyt duza czestosc dopelnien daje informacje o peknietym balonie aortalnym.Zastrzezenia patentowe 1. Urzadzenie do wspomagania ukladu krazenia krwi, wyposazone w balon wewnatrzaor¬ talny polaczony cewnikiem z komora bezpieczenstwa zawierajaca balon pompujacy i zespól wykonawczy, posiadajacy uklad ssaco-tloczacy ze sterownikiem, oraz wyposazony w zawór prze¬ puszczajacy gaz do zespolu pompujacego, czujnik cisnienia i uklad sterujacy, znamienny tym, zejest wyposazone w segmentowy wybierak (7) polaczony z ukladem ssaco-tloczacym (4), dopelniaczem gazu (9) i zaworem (8), przy czym dopelniacz gazu (9) jest polaczony poprzez zawór (8) z kolektorem laczacym komore bezpieczenstwa (2), balon wewnatrzaortalny (1) oraz czujnik cisnienia (10). 2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze dopelniacz (9) posiada komore o poje¬ mnosci mniejszej od balonu (1) przedzielona membrana separujaca (16) na czesc zewnetrzna (15) i czesc wewnetrzna (14),przy czym czescwewnetrzna (14)jest polaczona poprzez zawór zwrotny (13) ze zródlem zasilania gazu i jednoczesnie z zaworem (8) natomiast czesc zewnetrzna (15) jest polaczona z segmentowym wybierakiem (7). 3. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze do ukladu ssaco-tloczacego (4) jest dola¬ czony sterownik (5) polaczony jednoczesnie z segmentowym wybierakiem (7), natomiast niektóre kanaly ukladu ssaco-tloczacego (4) sa polaczone z tlumikiem halasu (6).119671 FI6.1 iC02 FIG. 2 PL