Правый канал управления работает следующим образом. Импульсы с контактов геркона (3) проходят через нормализатор (5) и инвертер (12), вырабатывающий импульсы, длительность которых определяет амплитуду пилообразных сигналов на выходе генератора линейно нарастающего напряжения (19). Это напряжение подается на один вход компаратора (16), на второй вход подается напряжение, пропорциональное периоду «нулевой скорости», который определяется временем «простоя» рабочей диафрагмы правого желудочка (1) в заполненном состоянии. Напряжение «нулевой скорости» формируется с помощью генератора линейно нарастающего напряжения (14), запускаемого через нормализатор (13) импульсами с геркона (2), установленного в корпусе правого желудочка. Последний срабатывает при заполнении правого желудочка от магнита, вмонтированного в рабочую диафрагму правого желудочка. Пилообразное напряжение усредняется с помощью фильтра (15) и подается на компаратор (16). Потенциометр (20) определяет уровень сигнала, подаваемого на компаратор (16), при отсутствии сигнала с геркона (2), т. е. при неполном заполнении правого желудочка. В момент равенства напряжений на компараторе последний вырабатывает пакет импульсов, выпрямляемых детектором (17). При этом передний фронт импульса детектора сбрасывает триггер (18), который был предварительно запущен передним фронтом управляющих импульсов левого канала. Выход триггера (18) через усилитель (23) подается на электроклапан (22).
Таким образом, фаза нагнетания левого и правого желудочков начинается одновременно с длительностью фазы нагнетания левого желудочка пропорционально периоду «нулевой скорости» его рабочей диафрагмы. Увеличение притока в правый желудочек приводит к более быстрому его заполнению и, следовательно, к увеличению периода «нулевой скорости». При этом увеличивается длительность фазы нагнетания правого желудочка, возрастает ударный выброс и минимизируется в свою очередь период «нулевой скорости».
Реализация механизма Франка-Старлинга в данной системе управления происходит за счет увеличения длительности фазы нагнетания по обоим каналам. Частота сокращений ИС определяется временем наполнения и опорожнения левого желудочка, работающего так же, как и правый желудочек, в режиме «неполного» выброса. Этот режим определяется выбранным оператором значением давления нагнетания по обоим каналам. Увеличение противодавления в аорте приводит к уменьшению ударного выброса и фазы наполнения, что в свою очередь уменьшает напряжение на выходе генератора линейно подающего напряжения (10), усреднителя (8) и, следовательно, ведет к увеличению длительности фазы нагнетания и ударного выброса левого желудочка.
Таким образом, при нормализации ударного выброса с повышением противодавления в аорте в системе реализуется другая известная закономерность работы естественного сердца – феномен Анрепа, который отражает инвариантность сердечного выброса к постнагрузке. Подобным же образом работает канал управления правым желудочком.
В Кливлендском исследовательском центре использовали принцип полного ударного выброса с переменной частотой сокращения для построения системы автоматического управления ИС поршневого типа (рис. 7.8), для имплантированного автономного ИС.
1 – усилитель датчика Холла; 2, 3 – детектор конечного диастолического и конечного систолического положения мембраны желудочка; 4, 16 – переключатели режима работы; 5 – схема длительности систолы; б – задатчик частоты сокращений; 7 – блок задержки; 8 – вычислитель частоты сокращений; 9 – вычислитель ударного объема; 10 – схема «тревога»; 11 – цифровой индикатор; 12 – электромагнитный клапан; 13, 21 – регуляторы давления и разрежения; 14 – электромагнитный клапан; 15 – усилитель; 17 –пневмопреобразователь; 18 – датчик Холла; 19 – магнит; 20 – искусственный желудочек.
Рис. 7.8. – Блок-схема системы автоматического управления искусственным сердцем поршневого типа
По сравнению с режимом неполного ударного выброса с постоянной частотой выбранный алгоритм управления позволяет поддерживать на оптимальном уровне чувствительность насоса к давлению наполнения от удара к удару.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.