SU1388051A1

SU1388051A1 - Artificial heart with auricle

Info

Publication number: SU1388051A1
Application number: SU864012897A
Authority: SU
Inventors: Лев Николаевич Бритвин; Михаил Михайлович Климов; Виктор Юрьевич Коваль
Original assignee: Московский Автомобильно-Дорожный Институт
Priority date: 1986-01-14
Filing date: 1986-01-14
Publication date: 1988-04-15

Abstract

Изобретение предназначено дл кардиохирургии . Цель изобретени - снижение травматичности. Искусственное сердце содержит корпус 1 с расположенными в нем мембраной 2, впускным и выпускным клапанами 3 и 4 с образованием камер 5, 6, полостей 7,8 желудочка и предсерди . Управл ющее устройство выполнено в виде направл ющего пневмораспределител 9 с управл ющими входами 10, II. В линии 16 установлен открытый регулируе.мый дроссель 18 с обратным клапаном 19, а в линии 17 - регул тор уровн подводимой энергии, выполненный в виде двух открытых регулируемых дросселей 20, 21. Искусственное сердце снабжено системой управлени , включающей пороговый датчик 22 давлени , апериодическое звено 23, умножитель 24, импульсатор 25, триггер 26 и пневмоклапан 27. Наличие заранее зар жаемой парциальной емкости 28 обеспечивает крутой передний фронт импульса давлени выброса крови и более пологий его задний ф|юнт. 1 ил. с S елThe invention is intended for cardiac surgery. The purpose of the invention is to reduce the trauma. The artificial heart comprises a housing 1 with a membrane 2 located therein, inlet and exhaust valves 3 and 4 with the formation of chambers 5, 6, cavities 7.8 of the ventricle and atria. The control device is made in the form of a pneumatic distributor 9 with control inputs 10, II. In line 16, an open control throttle 18 with a check valve 19 is installed, and in line 17 - a regulator of the energy supply level, made in the form of two open adjustable throttles 20, 21. The artificial heart is equipped with a control system that includes a threshold pressure sensor 22, aperiodic the link 23, the multiplier 24, the pulsator 25, the trigger 26, and the pneumatic valve 27. The presence of the precharged partial capacity 28 provides a steep leading edge of the pressure impulse of blood ejection and a flatter back of it. 1 il. with s ate

Description

со ооwith oo

0000

о елabout ate

1one

Изобретение относитс к медицинской технике, в частности к перфузионным насосным установкам, и может быть использовано в системах вспомогательного кровообращени ,The invention relates to medical technology, in particular to perfusion pumping installations, and can be used in systems of auxiliary circulation,

Цель изобретени - снижение травма- тичности.The purpose of the invention is to reduce trauma.

На чертеже представлена принципиальна схема искусственного сердца с предсердием .The drawing shows a schematic diagram of an artificial heart with atrium.

13880511388051

мально открытые регулируемые дроссели 20, 21, вытесн ет кровь из полости 8 через впускной клапан 3 в полость 7 желудочка. Регулируемые дроссели 18, 20, 21 корректируют отвод и поступление газа из камеры 5 желудочка в камеру 6 предсерди . Одновременно с этим происходит зар дка газом парциальной емкости 28. Как только давление в камере 6 предсерди в конце диастолы начинает повышатьс из-за заполвыходе 32 по вл етс давление, равное давлению питани системы управлени . ЭтотThe slightly open adjustable throttles 20, 21 displace blood from cavity 8 through inlet valve 3 into cavity 7 of the ventricle. Adjustable throttles 18, 20, 21 correct the outlet and the flow of gas from the chamber 5 of the ventricle into the chamber 6 of the atria. At the same time, the partial capacitance 28 is charged with gas. As soon as the pressure in the atrial chamber 6 at the end of the diastole begins to rise due to wake-up 32, a pressure equal to that of the control system is supplied. This

Искусственное сердце с предсердием со- Ю нени полости 7 желудочка кровью и не- держит корпус 1 с расположенными в нем сколько превышает давление опорного сиг- мембраной 2, впускным и выпускным кла- нала порогового датчика 22 давлени , на панами 3, 4 с образованием камер 5, 6 и полостей 7, 8 желудочка и предсерди , управл ющее устройство, выполненное в виде сигнал, усиленный по мощности усилителем направл ющего пневмораспределител 9 с 42, поступает на управл ющие, входы 11 и двум управл ющими входами 10, 11, ли- 38 направл ющего пневмораспределител 9 НИИ 12 и 13 которого подключены к источнику 14 высокого и 15 низкого давлений, а линии 16 и 17 - к камерам 5, 6 желудочи пневмоклапана 27 и на вход 35 импульса- тора 25 через триггер 26. Пневмоклапан 27 и направл ющий пневмораспределительThe artificial heart with atrial blood cavity 7 of the ventricle and does not contain the housing 1 with the pressure signal membrane 2 located in it much exceeds the pressure of the reference signal membrane 2, the inlet and outlet valve of the threshold pressure sensor 22, on panels 3, 4 with the formation of chambers 5, 6 and cavities 7, 8 of the ventricle and atria, the control device, made in the form of a signal, amplified in power by the amplifier of the directional pneumatic distributor 9 с 42, goes to the control, inputs 11 and two control inputs 10, 11, 38 pneumatic distributor 9 AI 12 and 13 which are connected to a source 14 of high and low pressure 15 and the lines 16 and 17 - to the chambers 5, 6 ventricular pneumatic valve 27 and to the input 35 of the torus 25 through impulsa- trigger 26. Pneumatic valve 27 and a guide way valve

ка и предсерди . В линии 16 установлен 20 переключаютс перекрыва подвод газа кka and auricles. In line 16 installed 20 are switched shut off the gas supply to

парциальной емкости 28 и сообща ее через дополнительную линию 36 с камерой 5 желудочка . Наступает такт нагнетани , при этом впускной клапан 3 закрываетс , а выпускной клапан 4 открываетс . Полость 8partial capacity 28 and together it through an additional line 36 with the chamber 5 of the ventricle. A pump stroke occurs, with the inlet valve 3 closing and the exhaust valve 4 opening. Cavity 8

нормально открытый регулируемый дроссель 18 с обратным клапаном 19, а в линии 17 - регул тор уровн подводимой энергии , выполненный в виде двух нормально открытых регулируемых дросселей 20, 2normally open adjustable throttle 18 with a check valve 19, and in line 17 - a regulator of the level of supplied energy, made in the form of two normally open adjustable throttles 20, 2

Кроме того, искусственное сердце с пред- предсерди заполн етс под действием венозсердием снабжено системой управлени , включающей пороговый датчик 22 давлени , апериодическое звено 23, умножитель 24, импульсатор 25, триггер 26 и пневмо- клапан 27. Искусственное сердце с предсердием снабжено парциальной емкостью 28 и регул тором 29 давлени . Входы 30, 31 соответственно порогового датчика 22 давлени и апериодического звена 23 подключены к камере 6 предсерди , а их выходы 32, 33 - к вхЬдам 34, 35 импульсатора 25 соответственно через умножитель 24 и триггер 26, а парциальна емкость 28 установлена с возможностью подключени к источнику 14 высокого давлени через регул тор 29 давлени и пневмоклапан 27 и к ка30In addition, the artificial heart with the pre-atria is filled under the action of veno-heart and is provided with a control system including a threshold pressure sensor 22, an aperiodic element 23, a multiplier 24, a pulser 25, a trigger 26 and a pneumatic valve 27. The artificial heart with auricle is supplied with a partial capacity of 28 and a pressure regulator 29. The inputs 30, 31, respectively, of the threshold pressure sensor 22 and the aperiodic link 23 are connected to the atrial chamber 6, and their outputs 32, 33 to the input switches 34, 35 of the pulsator 25, respectively, through the multiplier 24 and trigger 26, and the partial capacitance 28 is set to be connected to a high pressure source 14 via a pressure regulator 29 and a pneumatic valve 27 and to a ca30

3535

кого потока крови и разрежени в ка.мере 6. Триггер 26 запо.минает поступивший сигнал с выхода 32 порогового датчика 22 давлени и BKjno4aeT импульсатор 25, соедин его с питан ием системы управлени . Так как давление в камере 6 уменьшаетс , то под действием опорного сигнала пороговый датчик 22 давлени вновь переключаетс , на его выходе 32 сигнал управлени снимаетс . Направл ющий пневмораспределитель 9 и пневмоклапан 27 после сн ти сигнала управлени с входов 11, 38 остаютс в прежнем положении, так как на выходе 39 импульсатора 25 и соответственно усилител 43 отсутствует давление, необходимое дл их переключени . ЧерезBlood flow and dilution in chamber 6. Trigger 26 records the incoming signal from the output 32 of the threshold pressure sensor 22 and the BKjno4aeT impulse 25, connected to the power supply of the control system. As the pressure in the chamber 6 decreases, the threshold sensor 22 of the pressure is again switched by the action of the reference signal, at its output 32 the control signal is removed. The guide valve 9 and the pneumatic valve 27, after removing the control signal from inputs 11, 38, remain in the same position, since the output 39 of the pulsator 25 and, accordingly, the amplifier 43 do not have the pressure necessary to switch them. Through

мере 5 желудочка через дополнительную 40 некоторое врем , определ емое проводи- линию 36 направл ющего пневмораспредели- мостью дроссел и объемом емкости им- тел 9, управл ющие входы 10 и 11 которого св заны с двум управл ющими входами 37, 38 пневмоклапана 27 и соответпульсатора 25, на его выходе 39 по вл етс сигнал управлени , который переключает триггер 26 в исходное положение. Пройд усилитель 43, сигнал с выхода 39 импульсаственно с выходом 39 импульсатора 25 иmeasure 5 ventricles after an additional 40 some time, determined by conductor 36 of pneumatic distribution of throttles and capacity of impeller 9, control inputs 10 and 11 of which are connected to two control inputs 37, 38 of pneumatic valve 27 and corresponding pulsator 25, a control signal appears at its output 39, which switches trigger 26 to its initial position. Pass the amplifier 43, the signal from the output 39 is pulsed with the output 39 of the pulsator 25 and

пульсатора 25, на его выходе 39 по вл етс сигнал управлени , который переключает триггер 26 в исходное положение. Пройд усилитель 43, сигнал с выхода 39 импульса10 , 37 направл ющего пневмораспределител 9 и пневмоклапана 27, переключа последние в исходные позиции. Вновь наступает такт всасывани желудочка иpulsator 25, at its output 39, a control signal appears that switches trigger 26 to its initial position. Pass the amplifier 43, the signal from the output 39 of the pulse 10, 37 of the directional pneumatic distributor 9 and the pneumatic valve 27, switching the latter to their original positions. There is again a stroke of absorption of the ventricle and

выходом 32 порогового датчика 22 давлени , тора 25 поступает на управл ющие входы а управл ющий вход 40 регул тора 29 давлени подключен к выходу 41 умножител 24. Выходы 32 и 39 порогового датчика 22 давлени и импульсатора 25 могут быть св заны с управл ющими входами 11, 10 опорожнени предсерди . Во врем работы 38, 37 направл ющего пневмораспредели-системы управлени газ из камеры 6 пред- тел 9 и пневмоклапана 27 через усилите-серди поступает через апериодическое звено ли 42 и 43.23 в умножитель 24. Чем выще частотаthe output 32 of the threshold pressure sensor 22, the torus 25 is supplied to the control inputs; the control input 40 of the pressure regulator 29 is connected to the output 41 of the multiplier 24. The outputs 32 and 39 of the threshold pressure sensor 22 and the pulser 25 can be connected to the control inputs 11 , 10 atrial emptying. During operation of 38, 37 directional pneumatic distribution-control systems, gas from chamber 6 of predictor 9 and pneumatic valve 27 through amplification passes through the aperiodic link 42 and 43.23 to the multiplier 24. The frequency

Искусственное сердце с предсердием ра-сокращени предсерди (а следовательно,The artificial heart with the atrium of the atrial contraction of the atrium (and therefore

ботает следующим образом.желудочка и всего искусственного сердца вbots as follows. the ventricle and the whole artificial heart in

В исходном положении направл ющий55 целом), тем выще давление на выходе 33In the initial position, the guide is 55 overall), the higher is the outlet pressure 33

пневмораспределитель 9 соедин ет источникапериодического звена 23. Это давление,the valve 9 connects the source of the periodic link 23. This pressure,

14 высокого давлени с камерой 6 предсер-умноженное на посто нный коэффициент,14 high pressures with chamber 6 pre-multiplied by a constant coefficient,

ди и газ, пройд по линии 17 через нор-выбранный посредством регулируемого дрос1388051di and gas, passed through line 17 through the well-selected by means of adjustable drog1388051

нени полости 7 желудочка кровью и не- сколько превышает давление опорного сиг- нала порогового датчика 22 давлени , на сигнал, усиленный по мощности усилителем 42, поступает на управл ющие, входы 11 и 38 направл ющего пневмораспределител 9 the cavity of the ventricle 7 with blood and several times exceeds the pressure of the reference signal of the threshold pressure sensor 22, the signal amplified in power by the amplifier 42 is fed to the control, inputs 11 and 38 of the directional pneumatic valve 9

и пневмоклапана 27 и на вход 35 импульса- тора 25 через триггер 26. Пневмоклапан 27 и направл ющий пневмораспределительand a pneumatic valve 27 and to the input 35 of the pulsator 25 via the trigger 26. The pneumatic valve 27 and the pneumatic distributor

переключаютс перекрыва подвод газа к switch off the gas supply to

предсерди заполн етс под действием венозпредсерди заполн етс под действием венозthe atria is filled by the action of the veno-atria filled by the action of the venous

некоторое врем , определ емое проводи- мостью дроссел и объемом емкости им- some time determined by the conductivity of the throttles and the volume of the tank

пульсатора 25, на его выходе 39 по вл етс сигнал управлени , который переключает триггер 26 в исходное положение. Пройд усилитель 43, сигнал с выхода 39 импульсатора 25 поступает на управл ющие входы опорожнени предсерди . Во врем работы системы управлени газ из камеры 6 пред- серди поступает через апериодическое звено 23 в умножитель 24. Чем выще частотаpulsator 25, at its output 39, a control signal appears that switches trigger 26 to its initial position. Passing the amplifier 43, the signal from the output 39 of the pulser 25 is fed to the control inputs of the atrial emptying. During the operation of the control system, gas from chamber 6 is supplied through the aperiodic link 23 to the multiplier 24. The higher the frequency

10, 37 направл ющего пневмораспределител 9 и пневмоклапана 27, переключа последние в исходные позиции. Вновь наступает такт всасывани желудочка и10, 37 of the directional pneumatic distributor 9 and pneumatic valve 27, switching the latter to their original positions. There is again a stroke of absorption of the ventricle and

тора 25 поступает на управл ющие входы опорожнени предсерди . Во врем работы системы управлени газ из камеры 6 пред- серди поступает через апериодическое звено 23 в умножитель 24. Чем выще частотаtorus 25 enters the control inputs of the atrial emptying. During the operation of the control system, gas from chamber 6 is supplied through the aperiodic link 23 to the multiplier 24. The higher the frequency

33

сел уможител 24, непрерывно поступает на выход 41 и входы 34 и 40 регул тора 29 давлени и импульсатора 25. В результате увеличиваетс давление на выходе регул тора 29 и уменьшаетс врем задержки , вырабатываемое импульсатором 25. Така корректировка позвол ет увеличить давление зар дки парциальной емкости 28 и уменьшить врем такта нагнетани желудочка . Следовательно, при увеличении подключены к источникам высокого и низкого давлений и камерам желудочка и предсерди , отличающеес тем, что, с целью снижени травматичности путем автоматического изменени частоты работы искусственного сердца с изменением интенсивности венозного подтока по величине среднего давлени в камере предсерди , оно снабжено системой управлени , включающей пороговый датчик давлени , апериодическое звено, умножитель.The hardener 24 village continuously flows to the outputs 41 and the inputs 34 and 40 of the pressure regulator 29 and the pulser 25. As a result, the pressure at the output of the regulator 29 increases and the delay time produced by the puller 25 decreases. Such an adjustment increases the charge pressure of the partial capacitance 28 and reduce the time of the ventricular injection stroke. Therefore, when increased, they are connected to high and low pressure sources and ventricular and atrial chambers, characterized in that, in order to reduce the morbidity by automatically changing the frequency of the artificial heart with varying intensity of the venous inflow according to the average pressure in the atrium chamber, it is equipped with a control system including a threshold pressure sensor, aperiodic unit, multiplier.

тока крови на входе в предсердие увели- 10 импульсатор, триггер и пневмоклапан, а чиваетс кровоток на выходе желудочка, и также парциальную емкость и регул торblood flow at the entrance to the atrium enlarges the impulse, the trigger and the pneumatic valve, and the blood flow at the outlet of the ventricle, and also the partial capacitance and regulator

давлени , причем входы порогового датчика и апериодического звена подключены к камере предсерди , выход апериодическогоpressure, the inputs of the threshold sensor and the aperiodic link are connected to the atrial chamber, the output of the aperiodic

наоборот.vice versa.

Наличие заранее зар жаемой парциальной емкости 28 обеспечивает крутой передний фронт импульса давлени выброса .с звена через умножитель подключен к пер- крови и более пологий его задний фронт с вому входу импульсатора и управл ющему плавным прилеганием мембраны 2 к корпусу 1.The presence of a preliminarily charged partial capacitance 28 ensures a steep leading edge of the ejection pressure pulse. With a link through a multiplier it is connected to blood and a flatter its back front to the input of the pulser and controlling a smooth fit of the membrane 2 to the housing 1.

входу регул тора давлени , выход порогового датчика соединен с первыми управл ющими входами пневмоклапана и направл ющего пневмораспределител , а через 20 триггер - с вторым входом импульсатора , выход импульсатора соединен с вторыми управл ющими входами пневмоклапана и направл ющего пневмораспределител , вход парциальной емкости через пневмоклапан соединен с выходом регул тора давлени , а выход парциальной емкости подк.пючен к дополнительной линии направл ющего пневмораспределител .the input of the pressure regulator, the output of the threshold sensor is connected to the first control inputs of the pneumatic valve and the guide pneumatic distributor, and after 20 trigger, to the second input of the pulser, the output of the pulsator is connected to the second control inputs of the pneumatic valve and the guide pneumatic valve, the part of the receiver, a part of the unit, a part of the receiver. with the output of the pressure regulator, and the output of the partial tank is connected to the additional line of the pneumatic distributor.

Claims

Invention Formula

Artificial heart with atrium, containing a case with inlet and outlet valves and a membrane located in it with the formation of chambers and cavities of the ventricle and atrium, a control device made in the form of a directional pneumatic valve with two control inputs, the lines of which are connected to high and low sources pressures and chambers of the ventricle and atria, characterized in that, in order to reduce the morbidity by automatically changing the frequency of the artificial heart with varying intensity and venous inflow from the mean atrial pressure in the chamber, it is provided with a control system comprising a pressure sensor threshold, aperiodic element, a multiplier.

pulsator, trigger and pneumatic valve, as well as partial capacitance and regulator

least auricles, exit aperiodic

link through a multiplier is connected to the first input of the pulsator and control

the input of the pressure regulator, the output of the threshold sensor is connected to the first control inputs of the pneumatic valve and the guide pneumatic distributor, and through the trigger - to the second input of the pulser, the output of the pulsator is connected to the second control inputs of the pneumatic valve and the guide pneumatic distributor, the input of the partial tank, the partial tank, a partial tank, and a partial tank of a partial receptacle and a partial receptacle, and a partial receptacle, and a partial receptacle, and a partial receptacle, and a partial receptacle, and a partial receptacle, and a partial receptacle, and a partial receptacle, and a partial receptacle, and a partial receptacle, and a partial receptacle, and a partial receptacle, and a partial receptacle, and a partial receptacle, and a partial receptacle, and a partial receptacle, and a partial receptacle, and a partial storage tank. the output of the pressure regulator, and the output of the partial container is connected to the additional line of the directional pneumatic distributor.