SU728863A1 - Устройство дл нагнетани крови - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к устройствам дл  искусственного кровообращени , а именно к устройствам дл  нагнетани  крови.

Известны устройства дл  нагнетани  крови с приводом от сжатого газа и на элементах пневмоавтоматики 1,

Недостатками этих устройств  вл ютс  нестабильность производительности при изменении условий эксплуатации (режима нагнетани , артериального давлени  больного ), а также большие амплитуды пульсаций давлени  и скорости кровотока, чреватые опасностью травмы форменных элементов крови и сосудов, большой расход газа, а также сложность управлени  при эксплуатации ввиду необходимости одновременного регулировани  несколькими руко тками одного параметра кровотока.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  устройство дл  нагнетани  крови с насосом желудочкового типа, имеющее систему управлени , снабженную генератором управл ющих импульсов и распределительным устройством 2. Генератор управл ющих импульсов выполнен в виде трехмембранного реле, введенного в режим автоколебаний путем включени 

апериодического звена с регулируемым дросселем в линию обратной св зи, и дроссельного делител ; распределительное устройство выполнено в виде эжектора с нулевым соплом переменного сечени . На выходе эжектора смонтирована подвижна  мембрана , подпружиненна  со стороны диффузора эжектора. С другой стороны мембрана имеет камеру, соединенную пневматической магистралью с выходом генератора управл ющих импульсов.

Недостатками этого устройства  вл ютс  наличие высокоамплитудных пульсаций давлени  и скорости кровотока, что влечет за собой разрушение форменных элементов

крови и травму сосудов.

Цель изобретени  - предупреждение разрушени  форменных элементов крови и травмы сосудов путем уменьщени  амплитуды пульсаций давлени  и скорости кровотока , уменьшение расхода газа.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройство введены второй насос, распределительное устройство и стабилизаз-ор давлени  питани ; генератор управл ющих импульсов выполнен в виде двух реле с нефиксированным положением реагирующего органа, реле с фиксированным положением реагирующего органа, а также двух апериодических звеньев с регулируемыми дроссел ми , делител  и стабилизатора, при этом вход и выход второго насоса посредством магистральных трубок соединены соответственно с входом и выходом первого насоса , стабилизатор давлени  питани  соеди-ней с источником давлени , входы основного и дополнительного распределительных устройств св зан с выходом стабилизатора давлени  питани , а их выходы - с насосами, выход одного из реле с нефиксированным положением реагирующего органа подключен к входу реле с фиксированным положением реагирующего органа, выход второго реле с нефиксированным положением реагирующего органа св зан с выходом реле с фиксированным положением реагирующего органа , вход стабилизатора подключен к выходу стабилизатора давлени  питани , а его выход соединен с питающими соплами всех реле и делител , выход которого соединен с входами обоих реле с нефиксированным положением реагирующего органа, выход первого реле с нефиксированным положением реагирующего органа св зан через одно из апериодических звеньев с входом этого реле, а сопло реле с фиксированным положением реагирующего органа через второе апериодическое звено имеет выход в атмосферу .

Такое выполнение устройства позвол ет, сохран   пульсирующий характер кровотока , уменьщить амплитуду пульсаций давлени  и скорости кровотока, предотвратить тем самым разрущение форменных элементов крови и травму сосудов, уменьщить расход газа и упростить эксплуатацию, устранив необходимость подстройки давлени  питани .

На чертеже изображена принципиальна  схема устройства.

Устройство дл  нагнетани  крови содержит насос 1 по крови, источник 2°давлени , распределительное устройство 3, генератор 4 управл ющих импульсов.

Насос по крови состоит из прозрачного корпуса 5, герметично разделенного диафрагмой 6 желудочкового типа на две камеры: камеру 7 с кровью и камеру 8 силового газа. В камере 7 расположены клапаны 9, обеспечивающие однонаправленный поток крови.

Источник 2 давлени  включает в себ  источние 10 сжатого газа, фильтр 11 и пневмотумблер 12.

Распределительное устройство 3 выполнено в виде эжектора 13 и мембранной коробки 14. Эжектор 13 содержит нулевое сопло 15, камеру 16 смещени  и диффузор 17. Нулевое сопло 15 эжектора 13 выполнено в виде дроссел  типа цилиндр-конус. Перемеща  конус внутри цилиндра вдоль их общей

оси с помощью руко тки 18, можно измен ть площадь проходного (речени  нулевого сопла 15 и тем самым регулировать расход газа через него.

Мембранна  коробка 14 состоит из корпуса 19, разделенного мембранной 20 на две камеры, одна из которых (герметична ) св зана с генератором 4 управл ющих импульсов , а друга  сообщаетс  с атмосферой и с диффузором 17 эжектора 13. Жесткий центр .мембраны 20 и торец 17 эжектора 13 образуют элемент типа «сопло-заслонка . Ход мембраны 20 с одной стороны ограничен торцом диффузора 17, а с другой - .жестким упором. Мембрана 20 фиксируетс  в исходном положении пружиной 21. Распределительное устройство 3 соединено с насосом 1 по крови пневматической линией 22, непосредственно св зывающей камеру 16 смешени  эжектора 13 с камерой 8 силового газа насоса 1 по крови.

Устройство дл  нагнетани  крови снабжено вторым насосом 23 по крови, дополнительным распределительным устройством 24 и стабилизатором 25 давлени  питани .

Насос 23 по крови построен аналогично насосу 1 и содержит прозрачный корпус 26, диафрагму 27 желудочкового типа, камеру 28 дл  крови, камеру 29 силового газа и клапаны 30.

Дополнительное распределительное устройство 24 построено аналогично распределительному устройству 3 и содержит эжектор 31, имеющий нулевое сопло 32, камеру 33 смещени  и диффузор 34, а также мембранную коробку 35, состо щую из корпуса 36, мембраны 37 с жестким центром и пружины 38. Камера 29 насоса 23 по крови соединена с камерой 33 смещени  эжектора

31пневматической линией 39. Проходное сечение нулевого сопла 32

эжектора 31 регулируетс  одновременно с проходным сечением нулевого сопла 15 эжектора 13 руко ткой 18.

Стабилизатор 25 давлени  питани , например , обеспечивает поддержание в системе давлени  4 ± 0,2 атм, его вход св зан с выходом источника 2 давлени , а выход - с манометром 40, нулевыми соплами 15.и

32эжекторов 13 и 31 и генератором 4 управл ющих импульсов.

Генератор 4 управл ющих импульсов состоит из двух реле 41 и 42 с нефиксированным положением реагирующего органа,

0 реле 43 с фиксированным положением реагирующего органа, двух апериодических звеньев 44 и 45 с регулируемыми дроссел ми 46 и 47, делител  48 и стабилизатора 49.

Реле 41 и 42 содержат корпуса 50 и 51, реагирующие органы 52 и 53, питающие

сопла 54 и 55 и атмосферные сопла 56 и 57. Каждый реагирующий орган 52 и 53 состоит из трех мембран с жесткими центрами, соединенных общей осью. Крайние мембраны

реагирующих органов 52 и 53 образуют с соплами 54, 55 и 56 и 57 элементы типа «сопло-заслонка Мембраны дел т корпуса 50 и 51 реле 41 и 42 на четыре камеры: «А, «С, «У, «В.

Реле 43 состоит из корпуса 58, регирующего органа 59, пружины 60, фиксирующей реагирующий орган 59, питающего сопла 61 и атмосферного сопла 62.

Реагирующий орган 59 реле 43 имеет конструкцию, аналогичную реагирующим органам 52 и 53 реле 41 и 42. Мембраны реагирующего органа 59 дел т корпус 58 реле 43 на четыре камеры: «А, «С, «У и «В.

Апериодические звень  44 и 45 помимо регулируемых дросселей 46 и 47 соответственно сключают в себ  и пневмоемкости 63 и 64.

Делитель 48 состоит из регулируемого дроссел  65 и посто нного дроссел  66.

Вход стабилизатора 49 св зан с выходом стабилизатора 25 давлени  питани , а его выход - с питающими соплами 54, 55 и 61 и посто нным дросселем 66 делител  48.

Посто нный дроссель 66 делител  48 св зан с камерами «С реле 41 и 42   через регулируемый дроссель 65 - с атмосферой. Благодар  этому, в камерах «С реле 41 и 42 устанавливаетс  посто нное давление подпора, величина которого настраиваетс  дросселем 65.

Камера «А реле 41 соединена с камерой «У реле 43, через сопло 56 - с камерой «В реле 41, с герметичной камерой мембранной коробки 14 и через апериодическое звено 44 - с камерой «У реле 41. Камера «В реле 41 св зана с атмосферой.

Камера «А реле 42 св зана с камерой «В этого же реле через сопло 57 и с герметичной камерой мембранной коробки 35. Камера «У реле 42 св зана с камерами «А и «В реле 43. Камера «С реле 43 св зана с атмосферой.

Проводимости дросселей 46 и 47 регулируютс  одновременно руко ткой 67.

Устройство работает следующим образом .

Газ от источника 10 сжатого газа под давлением через фильтр 11, замкнутый пневмотумблер 12 поступает в стабилизатор 25 давлени  питдни . С выхода стабилизатора 25 газ под давлением, поступает на стабилизатор 49 и в нулевые .сопла 15 и 32 эжекторов 13 и 31. Наличие стабилизатора 25 давлени  питани  обеспечивает поддержание посто нного давлени  перед нулевыми соплами 15 и 32 эжекторов 13 и 31 независимо от площади проходного сечени  сопл.

Наличие стабилизатора 49 позвол ет получить стабильное давление питани  генератора 4 управл ющих импульсов, что обеспечивает независимое регулирование частоты пульсаций. С выхода стабилизатора 49 газ попадает в питающие сопла 54, 55 и 61

реле 41, 42 и 43 и на вход делител  48. В камерах «С реле 41 и 42 устанавливаетс  давление подпора, настроенное дросселем 65.

Под действием давлени  подпора реагирующий орган 52 реле 41 опускаетс , сопло 56 перекрываетс , сопло 54 открываетс . Газ через сопло 54, камеру «А реле 41 поступает в камеру «У реле 43.

Под действием давлени  реагирующий орган 59 реле 43 опускаетс , сжима  пружину 60, перекрывает сопло 62 и открывает сопло 61. Газ через сопло 61 и камеру «А реле 43 поступает в камеру «У реле 42. Реагирующий орган 53 реле 42 поднимаетс , перекрыва  сопло 55 и открыва  сопло 57.

Таким образом, на выходе реле 41 ус танавливаетс  единичный сигнал, а на выходе реле 42 -- нулевой.

Далее давление с выхода реле 41 поступает в мембранную коробку 14. Мембрана

С 20 под действием давлени  перемещаетс  и перекрывает диффузор 17 эжектора 13. Силовой газ под давлением через нулевое сопло 15 и камеру 16 смещени  начинает нагнетатьс  в камеру 8 насоса 1 по крови. Диафрагма 6 сжимаетс , и содержимое камеры 7 насоса 1 выбрасываетс  в сосудистое русло (фаза систолы камеры 7 насоса 1).

В то же врем  пружина 38 удерживает мембрану 37 отведенной от диффузора 34

0 эжектора 31. Силовой газ под давлением через нулевое сопло 32, камеру 33 смещени  и диффузор 34 истекает в атмосферу. В результате этого в линии 39 возникает разрежение , под действием которого газ отсасываетс  из камеры 29 насоса 23.

Диафрагма 27 расправл етс  и заполн етс  кровью (фаза диастолы камеры 28 насоса 23). Одновременно газ с выхода реле 41 поступает через апериодическое звено 44 в камеру «У реле 41. Давление в камере «У возрастает. Когда давление в камере «У становитс  больще давлени  в камере «С на величину, называемую дифференциалом срабатывани , реагирующий орган 52 реле 41 перемещаетс  вверх, перекрывает сопло 54 и открывает сопло 56, св занное через камеру «В реле 41 с атмосферой . На выходе реле 41 устанавливаетс  нулевой сигнал.

Claims (1)

1. Газ из мембранной коробки 14 через сопло 56 и камеру «В реле 41 истекает в атд мосферу, и мембрана 20 под действием пружины 21 отходит от диффузора 17 эжектора 13. Силовой газ через нулевое сопло 5, камеру 16 смешени  и диффузор 17 эжектора 13 истекает в атмосферу, создава  в линии 22 разрежение, под действием которо5 го газ из камеры 8 отсасываетс . Диафрагма 6 расправл етс  и наполн етс  кровью из резервуара (диастола камеры 7 насоса 1). Одновременно падает давление в камере «У реле 43, котора  также опорожн етс  через сопло 56 и камеру «В реле 41. Под действием пружины 60 реагирующий орган 59 реле 43 поднимаетс , перекрывает сопло 61 и открывает сопло 62. Газ из камеры «У реле 42 через сопло 62 и апериодическое звено 45 истекает в атмосферу, и давление в камере «У реле 42 падает. В этот момент на выходах реле 41 имеютс  нулевые сигналы. Соответственно мембраны 20 и 37 отжаты пружинами 21 и 38 от диффузоров 17 и 34 эжекторов 13 и 31 и оба насоса 1 и 23 наход тс  в фазе диастолы. Этот промежуток времени - от конца систолы камеры 7 насоса 1 и до начала систолы камеры 28 fiacoca 23 - представл ет собой фазу диастолы устройства в целом, котора  составл ет не более 1/3 времени цикла. Когда давление в камере «У реле 42 падает до величины, соответствующей ерабатыванию , реагирующий орган 53 реле 42 под действием давлени  подпора опускаетс , перекрыва  сопло 57 и открыва  сопло 55. На выходе реле 42 по вл етс  единичный сигнал. Газ с выхода реле 42 поступает в мембранную коробку 35, мембрана 37 под давлением газа перемещаетс , перекрыва  диффузор 34 эжектора 31. Силовой газ через нулевое сопло 32 и камеру 33 смешени  нагнетаетс  в насосную камеру 28. Диафрагма 27 сжимаетс  и ее содержимое выбрасываетс  из насоса (фаза ситолы камеры 28 насоса 23). Одновременно падает давление в камере «У реле 41, котора  опорожн етс  через апериодическое звено 44 и сопло 56 в атмосферу. Когда давление в камере «У реле 41 становитс  ниже давлени  подпора на величину дифференциала срабатывани , реагирующий орган 52 реле 41 вновь опускаетс , сопло 54 открываетс , сопло 56 закрываетс , на выходе реле 41 по вл етс  единичный сигнал, реле 43 переключаетс , на его выходе также устанавливаетс  единичный сигнал, который переключает реле 42 в положение, соответствующее нулевому сигналу. Цикл повтор етс . Производительность устройства дл  нагнетани  крови регулируетс  руко ткой 18. Частота пульсаций насосов 1 и 23 определ етс  проводимостью дросселей 46 и 47 апериодических звеньев 44 и 45. Про-, водимость дроссел  47 также определ ет длительность систолы насоса 23, котора  настраиваетс  примерно равной длительности систолы насоса 1. Совместно регулиру  руко ткой 67 проводимости дросселей 46 и 47, регулируют частоту пульсаций устройства в целом. Таким образом, генератор управл ющих импульсов обеспечивает режим работы, при котором систолы насосов 1 и 23 следуют друг за другом в противофазе, образу  суммарщю систолу всего устройства в целом, котора  длитс  не менее 2/3 времени рабочего цикла. Совместна  диастола насосов 1 и 23, представл юща  собой диастолу всего устройства , длитс  не более 1/3 времени цикла. Таким образом, врем  изгнанеи  крови удлин етс  вдвое по сравнению с прототипом , что ведет к уменьщению амплитудных значений скоростей кровотока вдвое и амплитудных значений давлени  кровотока вчетверо. Это в свою очередь, влечет за собой уменьщение энергетических затрат (расхода газа) вдвое по сравнению с прототипом. При этом сохран етс  физиологичный пульсирующий поток крови. Введение стабилизатора давлени  низкого перепада обеспечивает поддержание стабильного давлени  питани , независимо от расхода газа в системе, т. е. от производительности насоса. Это позвол ет упразднить руко тку регулировани  давлени  питани , заменив ее тумблером включени , благодар  чему регулирование производительности и частоты пульсаций устройства осуществл етс  независимо двум  руко тками. Благодар  предотвращению разрушени  форменных элементов крови и травмы сосудов , предлагаемое устройство позвол ет проводить длительные перфузии. При этом уменьшение расхода газа обеспечивает более длительную работу от одного источника питани  (баллона со сжатым газом). Формула изобретени  Устройство дл  нагнетани  крови, содержащее насос, источник давлени , распределитель , генератор управл ющих импульсов, включающий в себ  реле и апериодическое звено с регулируемым дросселем, отличающеес  тем, что, с целью предупреждени  разрушени  форменных элементов крови и травмы сосудов путем уменьшени  амплитуды пульсаций давлени , скорости кровотока и расхода газа, в него введены дополнительно второй насос, второй распределитель и стабилизатор давлени  питани , генератор управл ющих импульсов выполнен на двух реле с нефиксированным положением реагирующего органа и одном реле с фиксированным положением, при этом в генератор введены делитель, стабилизатор и второе апериодическое звено, вход и выход дополнительно введенного насоса соединены соответственно с входом и выходом основного насоса, стабилизатор давлени  питани  подключен к источнику давлени  и св зан своим выходом со входами распределителей , выходы которых подключены к насосам , выход же одного из реле с нефиксированным положением реагирующего органа