SU810214A1

SU810214A1 - Sensor for measuring blood circulation rate

Info

Publication number: SU810214A1
Application number: SU762391934A
Authority: SU
Inventors: Лев Дмитриевич Дудкин; Николай Васильевич Коломоец; Владимир Николаевич Кузнецов; Михаил Николаевич Молоденков; Ольга Петровна Моисеева; Валентин Владимирович Промыслов; Игорь Борисович Рубашов; Владимир Алексеевич Симонов; Олег Борисович Соколов; Олег Георгиевич Федоров
Original assignee: 2-Ой Московский Государственныймедицинский Институт Им.H.И.Пирогова; Предприятие П/Я B-2763
Priority date: 1976-08-09
Filing date: 1976-08-09
Publication date: 1981-03-07

Description

Изобретение относится к медицине, а именно к измерению кровотока в сосудах прямым методом.The invention relates to medicine, namely to measuring blood flow in vessels by a direct method.

Известны термисторные, ультразвуковые и магнитоэлектрические датчики для измерения скорости кровотока [1]· При использовании магнитоэлектрического датчика последний вводится в сосуд, который помещается между полюсами электромагнита, при этом используется эффект возникновения поперечной термо-эдс при помещении потока крови в магнитное поле.Thermistor, ultrasound, and magnetoelectric sensors are known for measuring blood flow velocity [1] · When using a magnetoelectric sensor, the latter is introduced into a vessel that is placed between the poles of an electromagnet, and the effect of the appearance of a transverse thermo-emf when the blood stream is placed in a magnetic field is used.

Недостаток магнитоэлектрических датчиков — низкий уровень выходного сигнала, слабая помехозащищенность и практические трудности, возникающие при создании магнитных полей требуемой напряженности.The disadvantage of magnetoelectric sensors is the low level of the output signal, poor noise immunity, and practical difficulties encountered in creating magnetic fields of the required intensity.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является термисторный датчик, использующий подогрев крови с последующим измерением ее температуры с помог щью термисторов [2]. Датчик состоит из катетера, термистора и нагревателя. В таком датчике в зависимости от интенсивности движения подогретой крови возле термистора его температура, а следовательно, и сопротивление, меняются. Недостатки термисторного датчика катетерного типа заключаются в его инерционности, а следовательно, недостаточной точности, сложности технологического выполнения и опасности перегрева крови, т. е. ее травмы.The closest to the invention in terms of technical nature and the achieved result is a thermistor sensor that uses blood heating with subsequent measurement of its temperature with the help of thermistors [2]. The sensor consists of a catheter, thermistor and heater. In such a sensor, depending on the intensity of movement of the heated blood near the thermistor, its temperature, and therefore resistance, changes. The disadvantages of the catheter-type thermistor sensor are its inertia, and consequently, the lack of accuracy, the complexity of the technological implementation and the danger of blood overheating, i.e. its injury.

Цель изобретения — повышение точности измерения и уменьшение травмы крови.The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy and reduce blood trauma.

Цель достигается тем, что в датчике для измерения скорости потока крови, содер10 жащем два термоэлемента, источник тока, блок регистрации и корпус с каналом для потока крови, термоэлементы установлены на противоположных сторонах канала, один напротив другого, причем один термо15 элемент подключен к источнику тока, а другой — к блоку регистрации.The goal is achieved by the fact that in the sensor for measuring the speed of blood flow, containing two thermocouples, a current source, a recording unit and a housing with a channel for blood flow, thermocouples are installed on opposite sides of the channel, one opposite the other, and one therm15 element is connected to the current source and the other to the registration unit.

На чертеже схематично изображен предлагаемый датчик.The drawing schematically shows the proposed sensor.

Датчик состоит из теплопровода 1, ох20 лаждающего термоэлемента 2, системы 3 теплоотвода охлаждающего термоэлемента, пластины 4 корпуса регистрирующего термоэлемента 5, теплопровода 6, пластины 7 корпуса, гайки 8, герметизирующей 25 заливки 9, изоляции 10, И.The sensor consists of heat conduit 1, coolant thermoelement 2, heat sink system 3 of the cooling thermoelement, plate 4 of the housing of the recording thermocouple 5, heat conduit 6, plate 7 of the body, nut 8, sealing 25 of fill 9, insulation 10, I.

Корпус датчика образован двумя пластинами 4 и 7, сопряженными через прокладку, имеющими штуцеры для подвода и отвода крови. В отверстие в корпусе 30 вставлен теплопровод 1 охлаждающего термоэлемента с. ребристой системой .3 теплоотвода. Охлаждающий термоэлемент 2 закреплен в теплопроводе 1 так, что его свободные спаи и боковые поверхности находятся в тепловом контакте с теплопроводом 1. В теплопроводе 6 закреплен регистрирующий термоэлемент 5. Для уплотнения зазоров между корпусом последний имеет цилиндрическую форму, а зазоры залиты герметиком.The sensor housing is formed by two plates 4 and 7, interfaced through a gasket, having fittings for supplying and removing blood. The heat conduit 1 of the cooling thermocouple c is inserted into the hole in the housing 30. ribbed .3 heat sink system. The cooling thermocouple 2 is fixed in the heat conduit 1 so that its free junctions and side surfaces are in thermal contact with the heat conduit 1. In the heat conduit 6, the recording thermocouple 5 is fixed. To seal the gaps between the casing, the latter has a cylindrical shape, and the gaps are filled with sealant.

Датчик работает следующим образомThe sensor operates as follows

Датчик подключается к системе кровообращения, например к аппарату искусственного кровообращения. Через штуцеры на корпусе датчика в последний подается кровь, скорость циркуляции которой требуется измерить. Охлаждающий термоэлемент 2 подключается к источнику постоянного тока так, что он начинает охлаждать часть кровотока, протекающего возле его спая и контактирующего с кровью. Регистрирующий термоэлемент 5 подключается к блоку регистрации, который в простейшем случае состоит из регистрирующего прибора, оборудованного входным мостом. При выполнении указанных соединений в датчике происходит локальное охлаждение кровотока и в силу этого регистрирующий термоэлемент генерирует термо-эдс. Эта гермо-эдс пропорциональна разности температур спаев, находящихся в контакте с кровью и расположенных в теплопроводе. В зависимости от скорости кровотока указанная разность температур будет меняться, тем самым будет меняться термо-эдс термоэлемента 5. Таким образом, измеряя термо-эдс рс4 гистрирующего термоэлемента 5, при постоянной холодопроизводительности охлаждающего термоэлемента можно измерить скорость кровотока через датчик. Регист5 рация сигнала может осуществляться с помощью любого стандартного милливольметра с пределами измерений 0—10 мВ. Проведенные испытания показали, что при расстоянии между стенками корпуса, рав10 ном удвоенной толщине пограничного слоя, т. е. около 2 мм, датчик эффективно измеряет расход кровотока, движущегося со скоростью 5—50 см/с.The sensor is connected to the circulatory system, for example to a cardiopulmonary bypass. Through the fittings on the sensor housing, blood is supplied to the latter, the circulation speed of which is required to be measured. The cooling thermocouple 2 is connected to a constant current source so that it begins to cool part of the blood flow flowing near its junction and in contact with blood. The recording thermocouple 5 is connected to the registration unit, which in the simplest case consists of a recording device equipped with an input bridge. When these compounds are made, the blood flow is locally cooled in the sensor and, as a result, the recording thermoelement generates a thermo-emf. This hermo-emf is proportional to the temperature difference of the junctions in contact with the blood and located in the heat conduit. Depending on the blood flow velocity, the indicated temperature difference will change, thereby changing the thermo-emf of thermocouple 5. Thus, by measuring the thermo-emf pc4 of the thermocouple 5, at a constant cooling capacity of the cooling thermocouple, it is possible to measure the blood flow velocity through the sensor. The signal can be recorded using any standard millivolmeter with measurement limits of 0–10 mV. The tests showed that at a distance between the walls of the body equal to twice the thickness of the boundary layer, i.e., about 2 mm, the sensor effectively measures the flow rate of blood flow moving at a speed of 5-50 cm / s.

Claims

I Formula s and b i

A sensor for measuring blood flow velocity, containing two thermocouples, a current source, a recording unit, a housing with a 20 channel for blood flow, characterized in that, in order to improve accuracy and reduce blood injury, thermocouples are installed on opposite sides of the channel, one opposite to the other25, moreover, one thermocouple is connected to a current source, and the other to the registration unit.