автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.17, диссертация на тему:Системное построение автоматизированной аппаратуры искусственного очищения крови



. - • РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ МЕДИЦИНСКИХ НАУК ВШИ ЩЩЩШКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ

На правах рукописи

ХАЙ 1ЛИН АДОЛЬФ ШЕРОВИЧ

СЖ ТЕМНОЕ ПОСТРОЕНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ АППАРАТУРЫ КС КУСС ТБЕННОГО ОЧИ1ЩП1Я КРОН!

Специальность 05.II.17 - "Медицинские приборы' и измерительные системы"

Диссертация в виде научного доклада на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва - 1993

Работа выполнена во ВНИИ медицинского приборостроения

Научный консультант:

чл.-корр. Российской академии медицинских наук, доктор технических наук, профессор В.А. Викторов

Официальные оппоненты:

'академик Российской инженерной академии, доктор технических наук, профессор В.М. Ахутин,

доктор технических наук Э.Г. Чикирдин,

доктор медицинских наук, профессор В.М. Ермоленко

Ведущая организация:

Научно-исследовательский институт физико-химической медицин? Министерства здравоохранения Российской Федерации

Защита диссертации состоится "23 " и юн Я 1993 года в часов на заседании специализированного совета Д 088.04.01 во ВНИИ медицинского приборостроения по адресу: 125422, Москва, Тимирязевская ул., I тел. 211 46 47

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВНИИ медицинского приборостроения

Диссертация в виде научного доклада разослана п /3 " М-ЛЯ

1993 года

Ученый секретарь специализированного совета к.т.н., с.н.с«

Н.И. Попов

3 |

I

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРНО ША РАБОТЫ 1

В 1943 году Вильям Кольф впервые успешно применил в клинике ; искусственную почку, которая стала первым искусственным органом, получившим массовое распространение. Принципы конструирования искусственной почки были развиты и дополнены, и за полвека сформировалось 1 самостоятельное направление медицинской техники, занятое исследова- ! нием и разработкой аппаратуры искусственного очищения крови (МО). i

Стабилизация ионного состава и детоксикация, удаление избытка I воды (ультрафильтрация), возможности терморегулирования, малопоточ- i ной оксигенации и деинфицирования - все эти достоинства определили клиническую значимость искусственного очищения, АИО стала технической основой эфферентной медицины (H.A. Лопаткин, 'Ю.М. Лопухин) и эффективно используется:

- для неотложной помощи при острой интоксикации, возникающей при отравлениях, ожогах, травмах, переливании несовместимой крови, при радиационных воздействиях';

- для длительного (в течение многих лет) искусственного жизнеобеспечения пациентов, страдающих хронической почечной недостаточностью.

Неослабевающий интерес к клиническому применению АИО объясняется не только потенциальными возможностями искусственного очищения, но и уже достигнутыми результатами: в развитых странах более 400 тыс. людей обеспечены регулярными (два-три раза в неделю) процедурами очищения крови, в большинстве своем сохраняют работоспособность и ведут активный образ жизни.

Несмотря на значительные материальные расходы (только в США на 100 тыс. пациентов расходуется ежегодно более I млрд. долларов), многолетнее искусственное жизнеобеспечение большого контингента людей, обреченных на гибель без этого вида медицинской помощи, привлекает к себе общественное внимание, является важным показателем социальной защищенности и убедительно свидетельствует о высоком уровне развития эфферентной медицины и ее технического оснащения. Ежегодно в мире изготавливаются десятки тысяч специализированных для искусственного эчищения аппаратов и вспомогательных устройств, миллионы комплектов эдноразовых кровопроводящих элементов. Производство АИО стало высокорентабельной отраслью медицинской промышленности, прообразом будущей j шдустрии искусственных органов.C8vl0, 25, 52, 53, 583.

Актуальность работа. Начальный этап настоящей работы совпал с ис пользованием в отечественной и зарубежной практике относительно прос тих моноблочных диализных аппаратов, каждый из которых имел многоразовый диализатор, резервуар для приготовления вручную диализирующего раствора (диализата), насоси для перемещения крови и диализата через диализатор и единственное автоматическое устройство - терморегулятор диализата [27].

Основное внимание уделялось конструктивному выполнению диализата ров для улучшения воспроизводимости клинического эффекта и уменьшени объема заполнения кровопроводящей полости. Советские аппараты АИП-60 АИП-60М и АИП-140 (Ю.Г. Козлов, Е.Б. Горбовицкий, Л.А. Левицкая, A.C. Ткаченко) пользовались заметным успехом, выгодно отличаясь от зарубежных аналогов в 3-5 раз меньшим объемом первоначального заполнения кровью или кровезаменителем.

Начавшаяся в середине 60-х годов автоматизация АИО была направлена на повышение детерминированности и физиологической безопасности нормализующего воздействия искусственного очищения крови и на уменьшение трудоемкости обслуживания [5, 40]. Нужно было впервые сформули^ ровать медико-технические требования к автоматизированной АИО, предложить и реализовать принципы построения и алгоритмы функционировать аппаратуры, методики испытаний и клинического применения. В нашей стране сложность решения всех этих задач существенно усуглублялась практически полным отсутствием необходимых для автоматизации дозаторов, насосов, управляемых клапанов, измерительных и контролирующих устройств. Надо было позаботиться и о комплексности развития АИО: постоянно возраставшие затраты на автоматизацию становились неоправданными без сопутствовавшего создания и дальнейшего совершенотвоваши одноразовых кровопроводящих элементов.

Особую важность приобретает всестороннее обоснование разработок автоматизированной АИО в нашей стране при существующем остром дефиците этой аппаратуры и начавшейся конверсии военной промышленности: только ясное понимание требований' к структуре, к конструктивному выполнению и функциональным параметрам АИО может способствовать быстрейшему созданию высококачественных технических средств в необходимы} для нашего здравоохранения количествах с использованием отечественные комплектующих элементов и доступной технологии при минимизации затра: на разработки, освоение серийного производства и клиническое применение [3, 4] .

Между тзм о схим закономерностям АИО долгого вникания не уделяот-ся: дрсгздешя.'е исследоваяля :.:зтодов очищения (ГЛ. Кулаков, А.Г. т-1у~ чаия. Е.А. .Лузшиков, И .И. Шзмшисо, С.11. Рябов, В.В. Кухарчук, И .С. ЯрголвяскиЯ, В.М. Ермоленко, З.Р. Левицкий» Л.Б. Баева, BJJ„ П>-лотовкч, A.A. Стесток, С .Г. ?!усселиус, В,Г. Николаев, A.A. Дштрпеь, КсЯ» ГурэЕгл, Н.Г. Ьзсеев, О.П. 'Лосаров, В.А. Максш/.енко, Ю.А. Коз-лз'-гксз, ВЛ1» Гранккн. Е.И. Трофимова, A.B. Оверченко, 3. Scußnez, I. Н^пбшоег, I. Влтыс-Вгегйало, I. Bezgstoorn., S. SnaWaii, H. KCim:-пгэпп, A.L. Ec6-6. I» Ledeßo) и разработки технического оснаи.еш1я (В,Г. Ее-ленков, в.Л. Эзоп-юз, З.Я. Ипполитов, В.Н. Архипов, B.C. Эль-«е!вг>з, 3,А. Перминова, А.2. Рябов, Э.Р. Каричев, -И.А. Лэкегот) деаг бошгий ^актичеоянй ютврзал, гребущий последующего анализа для вы-otfo&isffiasc характеристик и направлений развития лпяарахурч.

. Пр .•..r.roauiü путь ^оспроксвздчгая "лупах", как ех принято казн-гд1г>, гарусегапгх обраецов "ало персьекгпвея кз-за очевидцах сдеякос-•¿•oti, «ое^-асзкшх в сейся о еущчствувдиш ограничениями в комплектующие огг-.шссх л "зхкологтш„ Но главная причина нерационального использования гагер -алышх к вря'^кнух ресурсов гскжчается в отсутслвлт пред-сс.:?..топ1.;; cd авжатяздзо-апном АИО как сдотеме тактических усгройсгл, спозсблых в опоой ксясгглгкхзшоЯ к функциснкльчоЛ взаимосвязи я взад-|.:;зСус;:олГ5няост2 при рсз?:по сгрхчпченпсХ нодзшслатуре коисгру:?гяв-яо.* кпбгпязозто уде;;-етгордтъ :..яого-д:слены:е и во гяогск прожаворзчи-подахо-гзхшчесжо t тта:олопгтеокке и зсококическне трзбоваши:. Распространенная в ;дяядяве "горизонтальная" концессия сср.'дтрода-япя техасского сскасзячя пз ксно^жаугоаашяк аппаратов з завпсл-1,'осдд от лршгеняешН г^тгддат искусственного аигиеосеслзчеяйя кгск'т:-чоекя в:егд.ъ ооъзкктпо оправдчвае^'Ся сло.'шсстио рсвас-шх задач, ко пе:.глнуег:э порождает npo^ceaciKUfMiya разобщенность и пя'Рср;.'к1цпояну;о ¡г^лсвг.'сст''Г:ость сдецна;л:с vob, становятся ярачьпой хаоетадого луйжро-взддя разработок I-. пвотоъгогг1., М':рацисн;1Л}дкх кгпдтзль'шх к зкеплу-адгдяонних расходов, снссоссгру;-? всё более израстансей аьтояо:о13.ацг.л к сслтсаголяшго различил: orpawsä технического оонааения, создаваемого в сострстствки с у.'.косяй'З'яалдзцрованквгга тресавшшяь'л г-гого'шел-дц-¡¡аказ'кшов, пр'.следувдж сидтао весы® ограниченные m^-Bi. Н^гатданне пссл?дсдд:я д^иг.жлг.лого са;;оразвития i.:o::no постараться у.....¡;i,:.:.;ib, еоля тхполг.гогс/л. ¿'.¡гульта'л: .чослсдо^inzk какусс'гвешпяс

opr»Kos (ЗЛ5. Eiyituwrs» Awv. Гз;сар :eckji;:) , Сиотсхнлческдх систем 'л ии-пзязд'ол »JitcuojroiZK Axyr:.::v В,Л. Новоеольцев, ä':-; -дсп,

В.А. Лищук), функциональных систем организма (П.К. Анохин), целеустремленных систем (Е.Ь, Аско/£, Р.Е. Етегу), системологни ЙД. КЕЫ) и взглянуть на проблему по "вертикали": сопоставить известные методы и конструкции, выявить и проанализировать общие принципиальные особенности, взаимосвязи и тенденции развития составных частей технического оснащения искусственного очищения крови, сформировать целостное представление об автоматизированной АИО и тем самым создать благоприятные условия для концентрированного использования интеллектуальных ресурсов и для профессионального единства действий при разработке, производстве и применении этой аппаратуры.

Цель работы; обоснование принципов построения полифункционалъной автоматизированной АИО, обладающей клинической результативностью, безопасностью и доступностью при осуществлении множества методик искусственного очищения крови.

Задачами диссертационной работы являются:

1. Обобщить представления о функциональных средах и о структуре искусственных органов.

2. Провести моделирование структуры биотехнической систему искусственного жизнеобеспечения и выявить общие закономерности функционирования искусственных органов в этой система. 5

3. Обосновать структуру и функциональные характеристики автоматизированной АИО.

4. Предложить техническое и программное обеспечение АИО.

5. Использовать результаты проведенных исследований для разработки, производства и применения АИО.

Основные научные результаты,, выносимые на зону ту:

1. Концепция моделирования функциональных сред и структуры искусственных органов,

2. Модель структуры биотехнической системы искусственного жчзиь-обеспечения, общие закономерности функционирования и классификация искусственных органов.

3. Системная методология построения полифункционально!:, автоматизированной АИО.

4. принципы технического и программного обеспечения АИО.

5. Медико-технические требования к автоматизированной АИО, методы испытаний и'применения.

Научная новизна работы:

I. Сформулированы обобщенные представления о функциональных сре-

дах и о структура искусственных органов.

2. Разработаны модели структур биотехнических систем с экстра- и интракорпоральными искусственным! органа!,и, выявлены общие закономерности функционирования и предложена классификация искусственных органов, проведено математическое моделирование биотехнической систеш при диализе с рециркуляцией и со сливом диализата, выведена зависимость времени диализа от параметров диализируемой среды и АИО.

3. Определены показатели эффективности АИО, обоснованы предложения по выбору структуры и функциональных характеристик этой аппаратуры-

4. Предложены принципы построения составных частей АИО, полоненные в основу запатентованных за рубежом технических решений, обеспечи-вакздях мембранное дозирование жидкостей, многоканальный автоматический контроль утечки крови, уменьшение сопротивления кровотоку в пластинчатых мембранных массообменниках.

Для измерения объема ультрафильтрата в диализных аппаратах со сливом диализата предлогена изоволюметрическая система, для достижения большей автономности АИО разработана электрохимическая регенерация диализата, для улучшения эргономических характеристик создан дружественный интерфейс с буквенно-цифровым индикатором и универсальной кла-Еиатурой, специализированной для искусственного очищения крови, разработаны алгоритмы функционирования ЛИО, использованные для создания программного обеспечения аппаратуры с микропроцессорным управлением.

5. Разработаны медияо-технические требования к автоматизированной АЛО, методы испытаний и применения аппаратуры:

- при многоместном диаяизё с централизованным приготовлением

и распределением диализата и с многоразовым применением диализаторов;

- при индивидуальном диализе со сливом диализата в мопо- и полиблочных диализных аппаратах с одноразовыми кровопроводящлми элементам;!;

- при индивидуальном диализе с одноразовыми кровопроводяшики элементами в полиблочных диализных аппаратах с универсальным перфу-зионным блоком и со специализированными блоками диализата со сливом диализата или с его регенерацией;

- при искусственном счтаении с использованием одно- иди двухла-сосного. пербузиснного блока или сднонасосного блока, п?сямоспязанного с дополнительными автономными насосами.

Практическая ценность и реализация результатов работа.

В результате выполненных ;абот получены научно обоснованные технические решения, внедрение которых вносит значительный вклад в ускорение научно-технического прогресса: использование результатов диссертации позволяет обоснованно разрабатыгиъ различные виды автоматизированной AIÍ0, оценивать характеристик этой аппаратуры и применяв технические средства искусственного очищения в эфферентной .медицине и з других областях искусственного жизнеобеспечения, например, для малопоточной оксигенацип, ультрафиолетового облучения и магнитной обработки крови, для искусственного питания и кнфузил, при консервации изолированных органов и тканей.

Для автоматизации АИО создано техническое и программное обеспечение, разработала нормативно-техническая и эксплуатационная документация.

С использованием научных и практических рекомендаций диссертации разработаны:

- полиблочный диализный ашарат "ДЯАХР0Н-80'';

- комплекс "ДИАЦЕНТР-1" с централизованным автоматическим приготовлением к распределением диализата для одновременного гемодиализа у 8 пациентов;

- индивидуальные автоматизированные диализные аппараты Л1П—Л—ОТ, АИП-А-02, АДС-01 и АДС-02 со сливом диализата и АДР-.01 с регенерацией диализата;

- перфузнойные блоки БП-01, ЕП-02, ЕП-03, БП-04 и 121-05:

- росскйско-изедский диализный аппарат, в которой нходяг перфу-зпошшй блок БП-03 и блок диализата ДШ 10-1 :¿«píai 'Тамбро'', ISasigís;

- аппараты для приготовления концентрата АГЕ-01 и АП.К-02;

- одноразовые кровопроводяяще элементы для искусственного очищения крови: пластинчатые диализаторы Д1Ш-01 и JCÍI1-02, входные (артериальные) магистрали Mí-Ol, Í.K-03 (пять кодификаций) н J.K-05 ¡ выходные (венозные) магистрали ИС-СЙ к Í.ÍK-04 (четыре модификации), кгль KI.Í—01 и ИМ-02, соединители С 1,1-01 и С15-02.

Результаты диссертационной работы использованы:

- при серийном производстве разработанных технических средств на предприятиях медицинской и конверсируемой военной промышленности: на НПО "Красногвардеец" (г. Санкт-Петербург), КП0 "Медапиаратура"

и ПО "Алмаз" (г. Киев), ПО "Автоматика" (г. Омск), на Электромеханическом заводе "Авангард" (г. Арзамас-16), на опытном производстве

ВНИИ медицинского приборостроения, на 2 Московском приборостроительном заводе (г. Москва), на Казанском медико-инструментальном заьоде (г. Казань), на Белгород-Днестровском заводе медицинских изделий из полимерных материалов (г. Белгород Днестровский, Украина);

- при обосновании организащш производства, разработке документации и испытаниях капиллярных диализаторов с полисульфоновими полыми волокнами и кровопроводящих магистралей на СП "ФРЕБОР" (г. Борисов, Белоруссия);

- в нормативно-технической документации (в ГОСТ 27422-87 "Аппараты для Енепочечного очищения крови. Общие технические условия"

и в ГОСТ 27847-88 (СТСЭВ 6145-87) "Диализаторы для внепочечного очищения крови. Общие технические требования и методы испытаний");

- при обучении медицинского персонала и для создания типового технического оснащения почечного центра (в отделении гемодиализа Гор декой клинической больницы Л 50 Москвы).

Изготовлено более 2,5 млн. комплектов одноразовых кровопроводящих элементов (диализаторов и магистралей) на общую сушу 120 млн. руб., 300 диализных аппаратов, на сушу 3 млн. руб., 250 перфузионных блоков Б1Т-02 и ЕП-03 на сумму 1,5- млн. руб. (в ценах 1991 года).

Системное построение АИО полонено в основу деятельности ассоциации "РЕНАРТ", образованной Электромеханическим заводом "Авангард" (г. Арзамас-16) и ВНИИ медицинского 11риборостроения для координации разработок, производства,, маркетинга и клинического применения комплексного технического оснащения искусственного очищения крови.

Апробация работы.. Результаты диссертационной работы докладывались на Всесоюзном семинаре-совещании "Физические методы и вопросы метрологии биомедицинских измерений"(Москва, 1970), на Всесоюзном семинаре "Развитие физиологического приборостроения для научных исследований в биологии и медицине" (Москва, 1970), на Межвузовской научной конференции "Применение искусственной почки и других видов диализа для лечения острой почечной недостаточности" (Саратов, 1971), на I Всесоюзном симпозиуме "Автоматическое регулирование физиологических функций в условиях патологии" (Ленинград, 1972), на I Всесоюзной конференции по мембранным методам разделения смесей (Москва, 1973), на I Всесоюзном съезде нефрологов (Минск, 1974), на 2 конференции урологов БССР (Г/диск, 1971), на научно-технической конференции "Медицинская техника в повышении эффективности здравоохранения" (Москва, 1977), на Международном симпозиуме "Аппаратура для замени сердца и почет" (Г-но,

:ÎC$P, 1378), на I и 3 Советско-аксрдкаиских симпозиумах по кедгашке и медицинской технике (Москва. 1979; Москва, IS87), на Международном симпозиуме 'Проблем управления искусогасшатка органами" (Барсова, ГВЦ', 1980), ма 2, .'3 и 4 Советсксмрранцу.зских свшозвуках "Применение •¿«азческкх к штекатическпх методов и ".редел© вычислительной техника лри создания мвдацинских приборов и систем" (Парил, Франция, ISSlj Ташкент, 1983? Парпд, Франция, IPS5); на Республиканской конферошши ''Современные проблему гемодиализа и гсмосоролип в трансплантология" (Ташкент, IS82), на 5 пленуме Всесоюзного научного общества нефрологов "Роль поликлинического звена в системе нефрологической помощч" (Рига, 1982), на I белорусской конференции "Сорбцконные методы деток-сикации в клинике" (Минск, 1983), на Советско-шведской симяозиумч "Мембрана, сорбент, иммуносорбент" (Москва, 1986), на Всесоюзной кон-, ференцпи "Современные тенденции развития медицинского приборостроения' (Москва, 1986), на 3 съезде Всесоюзного научного ыздико-тсхнического общества (Москва, 1987), на Всесоюзной научно-технической конференции "Применение микропроцессоров и микроЭБМ в медицинском приборостроение (Москва, 1987), на школе "Биофизические и биотехнические аспекты го-меостаза на различных уровню: организации биосистем" (Красноярск, 1988), на Всесоюзном научно-техническом семинаре по электромеханотро-нике (Ленинград, 1989), на семинаре "Аппаратура искусственного жизнеобеспечения медицинского назначения" (Москва, 1990),. на семинаре "Совершенствование электрических машин и преобразователей на базе применения микропроцессорной и электронной техники" (Ленинград, 1990), на научно-техническом симпозиуме Международной выставки "Здравоохранение -90" (Москва, 1990), на Республиканской научно-технической конференции "Новые возможности современного медицинского приборостроения" (нос. Ворзель Киевской обл., Украина, 1991), па Международной конференции но проблемам моделирования в бионике "В''0Щ.'-Э2" (Санкт-Петер-cjypr, 1992), на Международной выставке-симпозиуме "Экстренная медицинская помощь" (Москва, 1992).

Дублшсации. Со.дар;кание диссертагаш отражено в 118 печатных работа?:, в том числе и двух монографиях, в двух КС Tax, з 30 авторских свидетельствах на изобретения, в двух свидетельствах на промыпшешше образцы, в 15 патентах США, Великобритании, Франции, ФРГ, Швеции и Японии.

i. шдежровлнив сгокшн и еунщ;онкров/лг,и

ЕЮТЕЖКЧКЗКОЯ CISTEra ÎSK7CCl'BüBHOIO ЖЖОНСПЕЧШЯ

Для о(%чсстя, достоверности и пректзчесх«Л полезности результатов исслггоьашш искусственное общение кровк предлагав тая рассматривать гак чгскшй случай искусственного Еизнеобессечения, которое происходи с лолользокшием качественных органов P¿ ( 1= I, 2, п.) в биотехнической системе

= К» «он.» «>

где Ц^-тгазиеобгспочяваемий организм, И ц - оператор, Ид - аппаратура, Кц - диагностические устройства, MJ{ - компьютер.

Провелеюша анализ методов применения искусственна орг&'юв nosso-

устгкон'!ть [I, 2} , что искусственное жизнеобеспечение достигается управлясинш воздействиями на прянпдлекаляе органику IL управляете среди (нлнршзр, па кровь при ее искусственном очищении) специально лрягоюв^епнюс (с участднм оператора и с использованием технических орздсгв) управяяиаах ерод. например, сорбентов при coprtmn, дг-ализага еря диалоге, ?.'ехаш*ческоЗ зяергсш при цвр'увии, тепловой гкерхггш -пря терморегулирование, при отогл упраз.тцгздпе воздейстрзя nory-i бить экстр?.- йли рятракорпоратькимк, нелосрздсгошшда или через сстеотвен-Efiî (Люлоглчэскпе) или »скуе-ствзнннг ие«брачн.

* чаетаут.гдпа в фукютонпроваяви искусственных органов управляете-г .сгирвлшдав срсду.'весь-ка. раотобрасшг, 'но предстакгайЕвя. юзусапым р.-составе s-nix.и,'.'!11сцпональго.'х орзд-граатапзатт. [14, К']-;

- основные DxsîîOKiii ((Пункцис-керн), посредством которых проявляются отл-ттачгыюе особенности процесса, в котором участвует функциональная среда?

- вспсиэгателышо' элементы (носителя), без которих фупипиоьэрн ко яогут участвовать в процессе (я.ссигодч обеспечивагл' пер^гйщ'шко

хр-?:'5.':ле функционеров):

•• ih>8'f|wœmie smsmsbtsj (баллист),

вункцеокалъяая с ре?а - однородная (сечественкая,. '.'норгетяческэя аад информационная), нею фу/ипшонорзга в этой средп жалеются соотиз^-ствзячо ведаетт-а. янергая »ля информация. Наличие носителя (вещественного или зноргстагтеcoro) - обязательное свойство информационной сгзду s веаествсню.'е я гкергетнческиз фуихпионалыше среди когут сить с 1<ссикелем или г.зз пего.

Использование предложенного представления о функциональной среде, не зависящего от конкретной ¿.атермальной реализации составляющих эту среду элементов, создает возможности для обобщенного моделирования структуры и функционирования искусственных органов Г^ и всей биотех-технической системы в целом.

Кавдый искусственный орган Р(_ (рис. I) предлагается представлять состоящим из управляющего элемен-а Р^» в котором с использованием технических средств формируется управляющая среда Фу-Ь, и исполнительного элемента Д-, в котором среда Фу^ воздействует на управляемую среду Фк (кровь) в общем случае с образованием дренируемой среды ФДр£ (например, при уль^рафильтрации управляющей средой является механическая энергия, а дренируемой средой - ультрафильтрат).

Искусственные органы = {р^, Рч-^ будем подразделять на экстракорпоральные Рэ^= {Рэ1, Кд-^ 1=1, 2, Ш, в которых управляющие воздействия совершаются вне организма Ы0, п интракорпоральные Ри1_ = , 1= т+1, т+2, ..., п, в которых управляющие воздействия происходят в самом организме Ы0: либо в естественных (биологических) исполнительных элементах Ри^ 1= ш+1, т+2, ..., к; к £ каждый из которых представляет собой составную часть организма М0, например, брюшную полость при перитонеальном диализе, либо в имплантированных технических исполнительных элементах Рц-^ г - к+1, к+2,.*. ,1и В естественном жизнеобеспечении организма 1Л0 участвуют естественные органы (легкие, печень, почки и др.), к[->воток через которые обеспечивается естественной сердечно-сосудистой системой, включающей естественное сердце и сосуды (естественный распределитель кровотока). ' При искусственном жизнеобеспечении с экстракорпоральными органами (рис. 2) перфузию крови через исполнительные элементы 1= I, 2, ..., гп-I осуществляет перфузирунций орган Рэш с использованием магистралей - искусственного распределителя кровотока взаимосвязанного с естественным распределителем кровотока 50 организма М0 и шесте с органом Гэгп образующим вне организма М0 экстракорпоральную искусственную "сердечно-сосудистую" систему, при этом ■^эш ~ ^ рэш » Еэш) • где Рэш. "" перфузионный блок в полиблочном аппарате или модуль в моноблочном аппарате, а Еэт - перфузионная камора.

При искусственном жизнеобеспечении с интракорпоральными искусственными органами (рис. 3) кровоток через исполнительные элементы Кд^ обеспечивается естественной сердечно-сосудистой системой организма М0.

У-

J4-

Ri

Рис. I

э1

■Э1

J<j-----

*э1

F3m-[

зя-f

_кЗ-----L

эгэт-!

ьэт

' эт

И

ЭГ!)

Рис. 2

» »

&

Рис. 3

В разработанных модзлях структур биотехнических систем с экстракорпоральными (рис. 2) и интракорпоралышми (рис. 3) искусственными органами аппаратура искусственного Гйизнеобеспечекия

1рэ(.' .....И

МА ^{Р^} 1= пи-1, гп+2, к (2)

_{Ри1, 1чИ,} 1= к+1, к+2, .... п.

Целостность технического оснащения искусственного жизнеобеспечения как подсистемы биотехнической системы подтверждается возможностью классифицирозать искусственные органы [3]:

- по функциональному назначению: с однородным (вещественным, энергетическим или информационным) или с комбинированным управляющим воздействием;

- по виду управляющей среды: с однородной (вещественной, знерге-тической или информационной) или с комбинированной управляющей средой;

- по местонахождению исполнительных . элементов: на экстра- и интракордоралыше;

- по происхождению исполнительных элементов интракорпоралышх искусственных органов: с естественными (биологическими) или с искус- к ственныма (техническими) исполнительными элемента!®;

- по местонахождению управляющих элементов интракорпоралышг искусственных органов: с неимплаптированными или с тллланшроЕан'шмл управляющими элемента'®;

- по характеру управляющего воздействия; с управляющим воздействием непосредственным или через естественные (биологические) еп: искусственные мембрана.

Функциональная эффективность искусственных органов в биотехнической системе определяется харак-теристшами орган&впа 1? ..И-.ап- -парйтуры'искусственного"жизнеобеспечения и .зависиг; в .шстяосгл9.ог расходов крови и управляющих сред через исполнительные элементы В.;. и от конструктивных параметров этих элементов»

При гемодиализе показателем-эффективности диализатора (исполнительного элемента является клиренс, который зависит от расходов крови и диализата через диализатор и от параметров самого диализатора; от площади мембраны, ее проницаемости, равномерности распределения крови и диализата вдоль поверхности мембраны.

Для искусственного очищения методом гемодиализа предложено математическое описание массобмена в биотехнической системе [5, 24, 32]: - при рециркуляции диализата

1о

ИГ 1т> 1 г»

-^'Т? + Сд = °0 (4)

Кд оИ: ■ Д 0

с0 = Сд (3)

при сливе диализата Кд А*

с0 = о , (5)

С0 г Сд - концентрация вещества соответственно в объеме У0 и а диализате, ммоль/л;

Кд - клиренс диализатора, л/мин;

Ъ'д1- объем диализата в т-нй период рециркуляции (ш= л,

Из (3) - (5) время диализа (показатель быстродействия искусствен-; ного очищения):

- при рециркуляции диализата

(6)

кд ^ЧК-1

д

•- при сливе диализата

Т=1з-.и (7)

где - кратность изменения концентрации вещества в эквивалентном

объеме ¥0 диализируемой среды за время Тд;

у м

\ _ _<й _ кпатность объема диализата У„ = .

а у ■ • д .( д

+

2. ОБОСНОВАНИЕ СНУКШК И ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК АВТОМАИЗИРОВАННОЙ АИО

При исторически сложившейся и объективно необходимой дифференциации науки и техники развитие автоматизированной МО требует постоянного разрешения противоречия между узкоспециализированным, информационно разобщенным характером зна,лй и пршстической необходимостью их комплексного использования. При взаимосвязанном решении слоеных медико-технических, технологических и экономических проблем важнейшим условием успеха становится системный подход к построению АИО, предполагающий определенность представлений о поставленной цели, о закономерностях, методах и средствах достижения цели с учетом существующих ограничений, о показателях результативности, о методах и средствах их оценки, о принципах и методах организации совместной деятельности специалистов с различной профессиональной ориентацией.

Цель создания полифункциональной автоматизированной АИО: обеспе-штъ клиническую результативность, безопасность и доступность этой •a.nnapaiypH при осуществлении множества методик искусственного очищения крови £5, 9, 12].

Клиническую результативность АИО характеризуют стабилизация пара-® .цоурод крови (ионного состава, температуры) на заданном уровнеs де-токсикация (заданное снижение концентрации токсичных .веществ з' организме), ультрафильтрация (удаление из органиьма заданного объема . воды).

Безопасность АИО определяется отсутствием осложнений, связанных с не благоприятные воздействиями технических средств на физиологическое и/или психическое состояние пациентов и оператора, в частности, ,из-за ошибочных действий оператора или из-за недопустимого отклонения .режима функционирования АИО от заданного.

При существующем разнообразии клинических задач и условий применения доступность АИО для пользователей определяют номенклатура, интенсивность использования, конструктивная и функциональная качественность к •еицихся технических средств, технологические возможности .обеспечения потребности в этих средствах, квалификация, информзцкок-,ное обеспечение, материальная и интеллектуальная заинтересованность • персонала, трудоемкость управления, обслуживания и ремонта, необходи-•мые капитальные и эксплуатационные затраты.

Для достижения поставленной цели предлагается системное построение АИО, основанное на общих закономерностях структуры и функционирования аппаратуры искусственного жизнеобеспечения и использующее такие методы обеспечения эффективности, как универсализация функциональных возможностей, автоматизация, минимизация номенклатуры и упрощение конструктивного выполнения технических средств, одноразовое применение крсвопроводящих элементов, ресурсосбережение, компьютеризация [1т5, Э, II, 58, 59, 61].

Функциональный эффект искусственного очищения крови в искусственных органах F^ ¿=1,2, ..., к обеспечивается вещественными, энергетическими или комбинированными (вещественно-энергетическими) управляющими средами, воздействие которых на кровь происходит:

- непосредственно в исполнительных элементах с вещественным управляющим воздействием, конструктивно выполненных з виде герметичных резервуаров (колонок), заполненных, например, сорбентами, или в исполнительных элементах с энергетическим управляющим воздействием, представляющих собой проточные камеры, где з кровь передается энергия, например,, электрохимическая энергия при электрохимическом окислении;

- через мембраны в исполнительных элементах с энергетическим уп- f равлявдим воздействием, где под воздействием трансмембранного давления происходит ультрафильтрация, или в исполнительных элементах с комбинированным воздействием, в которых диализ (вещественное воздействие) сочетается с ультрафильтрацией и терморегулированием (энергетическими воздействиями).

Для формирования управляющих сред в АИО используются управляющие элементы, обеспечивающие перфузию крови с одним или двумя насосами, инфузию замещающих растворов и лекарственных веществ, диализ, ультрафильтрацию, терморегулирование.

В современной М10 управляющие элементы ?a¡_ искусственных органов -si. t= 2, Irt выполняются в виде конструктивно и функционально самостоятельных блоков полиблочных аппаратов (АК-10 фирмы "Гамбро", Швеция) и .си модулей моноблочных аппаратов (А 2008 фирмы "Фрезениус", ФИ1): душ качшой методики очищения аппараты поставляются со специализированным для зтой методики набором блоков или модулей, а управление в полиблочных аппаратах децечтрализовано: каждый блок имеет свой собственный интерфейс со средствами управления я визуализации информации.

В связи с тем, что для любой методики экстракорпорального очищения крови необходима перфузия, предлагается использовать в АИО универсальный перфузионный блок Р^ совместно с управляющими элементами Рэ|_ 1= I, 2, ..., ш-1 (блоками диализата, терморегулирования и замещения ультрафильтрата), которые не имеют собственных интерфейсов, а все управление МО сосредоточить в блоке Р8Ш , обеспечив универсальность интерфейса этого блока для множества методик искусственного очищения.

Универсальный перфузионный блок может применяться и в управляющих элементах Рц|_ интракорпоральных искусственных органов Ги;_ 1= ш+1, Ш+2, ..., к, в частности, при перитонеальном диализе, а также для реинфузии и переливания крови, концентрирования асцитной жидкости, ' инфузии физрастворов [16, 62].

Таким образом, один и тот же перфузионный блок может использоваться в АИО с различными управляющими элементами искусственных органов и с комбинациями этих элементов. Предлагаемая структура.АИО позволяет минимизировать номенклатуру и упростить конструктивное выполнение технических средств, а специализация функционирования АИО б зависимости от применяемой методики достигается только за счет соответству-» ющего программного обеспечения.

Автоматизация функционирования управляющих элементов повышает воспроизводимость управляющего воздействия в исполнительных элементах искусственных органов благодаря регулирование параметров в необходимых диапазонах с гарантируемыми отклонениями от задаваемых оператором значений: для стабилизации ионного состава и температуры крови осуществляется регулирование состава и температуры диализата при его автоматическом приготовлении, регулирование расходов крови и дкалвзата определяет клиренс диализатора, регулирование трансмембранного давления - расход ультрафильтрата. Оперативное-поступление к оператору информации о режиме искусственного очищения крови обеспечивает автоматизация измерений функциональных параметров АИО: проводимости и температуры диализата, объемов пролерфузированной крови и ультрафкльт-рата, трансмембранного давления к давлений в контуре перфузии крови, а автоматизацией контроля этих параметров вместе с контролем воздушных включений.в крови и утечки крови в диализат достигается безопасность АИО для пациента [4, 5, 7, 9, II, 38т40, 42, 43, 118].

Проведенное исследование быстродействия гемодиализа [5, 24] показало, что для лучшего использования диализата в режиме рециркуляции при кратности изменения концентрации диализируемого вещества 2, 5 и . 10 кратность объема диализата должна выбираться соответственно в пределах от 2 до 4, от 5 до 10 и от 7 до 15: при увеличении кратности объема диализата выше рекомендуемых значений повышение быстродействия практически не достигается, при уменьшении кратности время диализа существенно возрастает. Для гемодиализа со сливом диализата при кратности изменения концентрации диализируемого вещества от 2 до 10 кратность расхода диализата (отношение расхода диализата к расходу крови) рекомендуется выбирать в пределах от 2,5 до 5,0.

Вместе с тем, использование для достижения клинического эффекта гемодиализа значительного количества диализата (100-120 л на одну процедуру) предопределяет существующую зависимость управляющих элементов диализной аппаратуры (блоков диализата) от водоподготовки ■ в сложных и дорогостоящих установках и от приготовления или централизованных поставок концентрата диализата, что, несмотря на оптимизацию режима использования диализата и на успехи в автоматизации аппаратуры, не позволяет достичь дальнейшего существенного улучшения технико-экономических показателей всего технического оснащения в целом [Ю]. Предложенное применение электрохимической регенерации [115] обеспечивает клиническую результативность гемодиализа при рециркуляции всего 3*5 л диализата.

Ультрафильтрация позволяет вообще обходиться без диализата. Однако при замещении ультрафильтрата возникает потребность в стерильном замещающем растворе (до 20+30 л на процедуру), что усложняет и удорожает очищение крови. Как и при диализе, регенерация замещаемого ультрафильтрата становится кардинальным методом повышения технического уровня AHO.

- Достоинствами энергетических управляющих сред по сравнению с вещественными являются лучшая управляемость и транспортируемость, простая и экологически более безопасная утилизация, что определяет перспективность использования в АИО энергетических управляющих воздействий.

Для обеспечения безопасности искусственного очищения кровопрово-дящие элемента (исполнительные элементы B3-t и магистрали) должны применяться однократно, что обеспечивает стерильность, аппрогенность и нетоксичность. Вместе с тем, в одноразовых И' -елиях достигается более

высокая, чем в аналогичных многоразовых устройствах, воспроизводимость конструктивных параметров, что соответственно повышает воспроизводимость управляющих воздействий на кровь.

Уменьшение массы и размеров, быстрая готовность к использованию,__

снижение трудоемкости обслуживания и эксплуатационных затрат, повыше--" ние технологичности в условиях крупносерийного производства - все эти показатели сопутствуют автоматизации АИО и одноразовому применению кровопроводящих элементов и тем самым способствуют доступности АИО для пользователей.

Вместе с тем, автоматизация АИО и одноразовое применение кровопроводящих элементов неминуемо вызывают увеличение затрат на приобретение технических средств. Для окупаемости этих затрат необходимо постоянно улучшать качество и повышать безопасность искусственного очищения, увеличивать производительность (пропускную способность) детоксикационных центров, квалифицированно и интенсивно использовать ■ аппаратуру и Создавать необходимые условия для полифункционального применения технических средств и интеллектуальной активности операторов, что достигается системной компьютеризацией АИО [19], которая должна существенно влиять на выбор структуры и на конструктивные ре-шенкя как отдельных аппаратов, так и комплексов аппаратуры, на алгоритмизацию их функционирования и технологии изготовления и обеспечивать многоцелевое применение микропроцессорных средств на всех стадиях разработки, производства, технического обслуживания и при различных методах искусственного очищения.

В общем случае одновременного очищения крови аппаратами А^ у па-' циентов М , ]= I, 2, ... ,1 предлагается использовать центральный компьютер /.?к, информационно взаимосвязанный с микропроцессорными устройствами аппаратов А].

Информационное взаимодействие в такой системе определяется инфор-мациями и 1.0 мевду оператором М01и а аппаратами , !• к и 1К\ между аппаратами А] к компьютером М^ 1ок и 1,,0 между оператором Ыол> и компьютером

Разработка и совершенствование алгоритмов, используемых оператором Ыоп для автоматизированного управления аппаратами Aj , требует постоянного систематизированного накопления и осмысливания информации о результативности функционирования МО в зависимости от индивидуальных особенностей организмов пациентов, методик и режимов искусственного очищения [9, 12, 33, 34, 47], для чего точность, быстродействие

и надежность сбора и обработки рабочей информации о пациентах, техническом оснащении, имеющихся материальных ресурсах и последующее хранение этой информации должны сочетаться с минимальной трудоемкостью запоминания и считывания.

Оценка эффективности алгоритмов управления АИО по показателям клинической результативности и физиологически безопасного быстродействия [5, 9] должна проводиться с использованием математического моделирования массообкена в биотехнической системе искусственного очищения крови и позволять количественно обосновывать конструктивные и фушсциояальные параметры АИО и программировать управляющие воздействия: например, при гемодчалцзе определять выбор диализатора, задание расходов и объемов крсви, диализата и ультрафильтрата, состав диализата и его температуру.

' Микропроцессорные устройства управления аппаратов Aj должны обеспечивать :

- управление АИО в соответствии с командами оператора и компьютера

- сбор и визуализацию информации о параметрах управляющего воздействия на пациента и о режимах функционирования АИО, возможность передачи этой информации в компьютер Мк;

- полифункцлональность и интенсивность использования АИО (применение микропроцессорных средств является необходимым условием реализации структуры АИО с универсальным перфузионным блоком);

- самонастройку контроля, тестирование исправности.

В центральном компьютере должны осуществляться документирование параметров, характеризующих управляющие воздействия искусственного очищения и условия его проведения, моделирование и прогнозирование эффективности альтернативных вариантов управляющих воздействий и рекомендация оптимального варианта в зависимости от физиологического состояния пациента и клинических задач искусственного, очищения, про-; грачмирование управляющих.воздействий, планирование процедур искусственного очищения, материального, обеспечения и технического обслуживания МО.

Оператор должен задавать режим искусственного очищения, используя рекомендации компьютера и оперативно поступающую информацию о параметрах управляющего воздействия на пациента и о его физиологической состоянии.

На начальном этапе компьютеризации АИО предлагаемое разделение функций обеспечивает относительно простую реализацию микропроцессорных устройств управления аппаратов и целенаправленное применение центрального компьютера для выполнения.наиболее сложных и трудоёмких информационных преобразований и для храпения информационного массива. В перспективе по мере своего совершенствования микропроцессорные устройства управления аппаратов буд„ г всё в большей степени выполнять функции центрального компьютера.

Физическое моделирование организма пациента эквивалентным объемом физиологической жидкости заданного состава [32, 45] дает возможность подтвердить достоверность результатов математического моделирования, например, быстродействия гемодиализа [5, 24] (расховдЕНие экспериментальных и расчетных давних составило 6-15 %). и позволяет использовать предложенную структуру компьютеризированной АИО:

- при экспериментальных исследованиях биотехнических систем искусственного очищения;

- при проектировании аппаратуры для отработки технического и программного обеспечения и при технических испытаниях;

- при автоматизированной проверке соответствия АИО техническим требованиям и для документирования технических и технологических показателей в процессе производства;

- при техническом обслуживании АИО, обеспечивая проверку параметров и поиск неисправностей по специальным тестовым программам.

До появления компьютеров ограниченные технические возможности обработки и хранения информации обусловливали принудительное единомыслие операторов, их строго регламентированное поведение при управлении АИО. Системная компьютеризация практически снимает технические ограничения, пробуждает и всесторонне развивает творческие способности и интеллектуальную заинтересованность операторов, и их единомыслие все больше и больше будет находить свое выражение только в едином понимании целей, общих закономерностей и доступных материальных ресурсов искусственного очищения. Техническое совершенство АИО, искусственный ' .чтеллект компьютеров и естественный интеллект операторов при системной компьютеризации объединяется воедино, что в конечном счете по многом определяет современные и перспективные козмо'-шости искусственного очищения крови.

3. ТЕХНИЧЕСКОЕ И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ АИО

В первых диализных аппаратах диализат приготавливался вручную в резервуарах вместимостью 100г120 л и перемещался через диализатор вакуумным насосом в режиме рециркуляции с невысокими требованиями к стабильности расхода, а возможная утечка крови в диализат контролировалась оператором визуально по изменению прозрачности диализата в резервуаре. Объем ультрафильтрата мог определяться оператором по увеличению объема жидкости в резервуаре аппарата.

Необходимость визуального контроля предопределяла размещение аппаратов в операционной рядом с пациентами, что чрезвычайно затрудняло соблюдегше санитарно-гигиенических норм. Значительные неудобства возникали и при передвижении аппаратов, заполненных диализатом, и при гигиенической очистке резервуаров после диализа.

На начальном этапе автоматизации МО первоочередной была проблема автоматического приготовления и распределения диализата: вместе с непрерывным дозированием и перемешиванием компонентов диализата (воды и концентратов) необходимо было обеспечить терморегулирование и деаэрацию приготовленного диализата, перемещение диализата через диализатор со стабилизированным значением расхода в режиме .слива (вместо ре-4 циркуляции), автоматический контроль утечки крови и измерение объема ультрафильтрата.

В первых автоматических генераторах диализата для дозирования и последующего перемешивания компонентов были использованы разгерметизированные резервуары с контролируемым уровнем заполнения [88]. Однако необходимая производительность (0,5 л/мин Для диализа одного пациента) с большей точностью состава приготавливаемого диализата и при меньших размерах и массе достигнута мембранными дозаторами £77т80, " 903, каждый из которых выполнен в виде герметичного резервуара с 'подвижной эластичной мембраной, разделяющей этот резервуар на две полости, которые перепускными клапанами поочередно подсоединяются то к насосу, перемещающему компонент диализата, то к резервуару, где производится перемешивание (к смесителю диализата). Объем дозы компонента определяется вместимостью дозировочного резервуара. Для обеспечения точности дозирования каждая полость снабжена перфорированным ограничителем, фиксирующим крайнее положение мембраны. Управление переключением клапанов осуществляется сигналом датчика расхода после каждого заполнения полости резервуара и прилегания мембраны к ограничителю.

По сравнению с поршневыми дозаторами предложенная система выигрывает в надежности и более проста в производстве, т.к. не предъявляет повышенных требований к используемым материалам и к технологии изготовления.

Важным достоинством разработанного генератора является возможность дозирования воды без насоса за счет давления водопроводной сети, В дозаторах концентратов также можно обойтись без насосов, если одну из полостей этих дозаторов через перепускные клапаны поочередно подсоединять то к водопроводной сети, то к вакуумному насосу, перемещающему диализат через диализатор, и тем самым обеспечивать приготовление доз концентратов при регулировании состава диализата с проводимостью 12*16 мСм/см при допускаемом отклонении -0,5 кСм/см с использованием нескольких компонентов [105] или дополнительных доз воды, разбавляющих концентрат [1С8].

Принцип мембранного замещения предложен для измерения объела ультрафильтрата в изоволкметрической системе [100, 102], где приготовленный диализат подается в одну из полостей мембранного дозатора замещения и вытесняет из другой полости отработанный диализат, который сливается в канализацию, а затем отработанный диализат из контура пере- к мещения диализата через диализатор поступает с расходом (Зд от в дозатор замещения, вытесняя в койтур перемещения диализата приготовленный диализат и обеспечивая расход на входе диализатора Q^. = 0Tpt'

На выходе диализатора расход жидкости QBUX> = 0 + где расход'ультрафильтрата Qy = (0,01*0,05)*QBUX,» и поэтому непосредственное измерение расхода ультра^пльтрата как составной части расхода на выходе диализатора хотя бы с погрепностью ¿10 % представляет собой сложную задачу.

При изоволюметрическом замещении объем жидкости Ук п контуре перемещения' диализата через диализатор увеличивается только за счет ультрафпльтрата, поступающего в этот контур с расходом Qy, а удаление избыточного количества жидкости из контура по отношешпо к некоторому начальному объему Уко производится мембранным дозатором ультрафильтрата [109]:

7к - FKO + Jvdt - Vyyi • (8)

где Ну и yyj - соответственно количество доз и объем одной дозы ультрафильтрата.

Обеспечивая погрешность -0,2 л в диапазоне измерения О -V 5 л, разработанная изозолюметрическая система функционально соответствует аналогичной системе фирмы "Фрезениус", ФРГ и позволяет решить проблему непосредственного измерения объема ультрафильтрата без традиционно применяемых для этой цели весовых устройств, при этом диапазон регулирования расхода ультрафкльтрата составляет 0,2^-2,0 л/ч с допускаемым отклонением ±0,1 л/ч.

Использование мембранного дозатора предложено л для перфузии кро- . ви в перфузионном насосе с пневмоприводом [101], где в одной из полостей дозатора компрессором последовательно создаются разрежение и избыточное давление, а в другой полости через обратные клапаны соответственно осуществляются диастола и систола крови. Для безопасности пациента и для удобства клинического применения предложена и реализована конструкция перфузионной мембранной камеры однократного применения [112].

К преимуществу мембранного насоса следует отнести относительную простоту осуществления однеиголыюй перфузии [ИЗ]. Вместе с тем, использование обратных клапанов и необходимость специальной и весьма слоеной технологической оснастки для изготовления корпусных деталей пердузиокпой камеры существенно усложняют конструкцию и стоимость по сравнению с роликовым сегментом насоса роликового типа. На начальном этапе развития отечественной АН0 исключительное использование мембранных насосов с электрогидропрпводом во многом было связано с отсутствием регулируемых электроприводов необходимой надежности. Применение же электрогидроприводов вызывало увеличение размеров и массы, утечки масла из гидросистемы, чрезмерные акустические воздействия на пациентов и персонал.

Пероход к роликовым перфузионным насосал, был совершен в результате создания безредукторного электропривода с бесконтактным моментным двигателем ДЕМ-120 со сроком службы не менее 4000 ч (.об, 57]. Обеспечивая расходы 104-500 мл/мин при избыточном давлении на выходе насоса до 50 кПа, разработанный перфузиошшй насос позволил использовать стандартные роликовые сегменты $3x12 мм, и тем .¡ашм была решена задача замены перфузионннх мембранных камер на общепринятые за рубежом, более простые и дешевые кровопроводяшие элементы. Одновременно дости- •' галась конструктивная совместимость разработанного насоса с зарубежны;.',!! кровопроводяцими магистралями.

Для контроля перфузии предложены детекторы артериального давления I и воздушных включений и измерители давления (венозного и на выходе перфузионного насоса) с диапазоном измерения 0450 кПа к с погрещно- ; стью ¿2,5 кПа в поддиапазоне 0*40 кПа и ±5 кПа в остальной части диапазона измерения [43].

В оригинальной конструкции датчика проводимости "пектроды выполнены из нержавеющей стали. Специальная обработка поверхности электродов и соответствующий выбор напряжения питания позволили отказаться от обычно применяемых драгоценных металлов. Диапазон измерения проводимости диализата ~2т16 лСм/см, погрешность ¿0,5 нСы/см. В системе измерения обеспечивается коррекция в зависимости от температуры диализата, которая измеряется в диапазоне-35т40 °С с погрешностью ¿1

Для контроля утечки крови с чувствительностью 0,5 мл/л предложен оптический датчик [38], в кювете которого с помощью подвижного поплавка предусмотрена самоочистка внутренней поверхности от отложений органических веществ, чем повышается помехоустойчивость контроля [98]. Разработана многоканальная системл автоматического контроля утечки крови для аппаратуры с централизованным приготовлением и распределением диализата [81ч-85, 91]. В этой системе детектор утечки'крови перио-. ( дически подсоединяется к контролируемому диализатору с использованием коммутатора, составленного из перепускных клапанов. Для индивидуальных диализных аппаратов предложен ультразвуковой детектор утечки крови, срабатывающий при пенообразов аии в накопительном резервуаре аппарата [26, 103].

В разработанной системе стабилизации расхода диализата при дискретном регулировании траксмембранного давления использованы одинаковые дрс .сели на входе и на выходе диализатора, кадцый из которых гложет быть шунтирован перепускным клапаном [95]: при срабатывании клапанов: трансмембранное давление либо уменьшается (при шунтировании дросселя на входе диализатора), либо увеличивается (при шунтировании дросселя на выходе диализатора) при сохранении постоянства расхода диализата, определяемого сопротивлением дросселя и разрежением, создаваемым ва- . куумным насосом.

Электрохимическую регенерацию диализата обеспечивает специально разработанный электролизер [115], в котором происходит разложение азотосодержа::з!х веществ (мочевины, креатинина и др.). Последовательно с электролизером предусмотрено включение сорбциок.;ого устройства.

в котором осуществляется доочистка диализата и, при необходимости, удаление из диализата избыточного калия. Эффективность системы регенерации характеризуют скорость удаления мочевины не менее 8 г/ч и скорость удаления калия не менее I г/ч.

Для обеспечения эффективности исполнительных элементов диализной аппаратуры проведено исследование влияния равномерности распределения крови и диализата в диализаторе на клиренс [35, 36], предложены конструкции диализаторов с двумя секциями [96], с улучшенными характеристиками распределения жидкостей и с меньшим сопротивлением кровотоку [68-г76, 86, 92]. Повышение качества и снижение трудоемкости гигиенической очистки и стерилизации достигнуто применением сменной втулки, исключающей контакт крови с пластинами многоразового диализатора [89], Все эти работа позволили обеспечить .большую, детерминированность •. ■ и безопасность клинического применения первых образцов автоматизированной АИО и послужили теоретической и практической основой обоснования производства и разработки одноразовых кровопроводящих элементов.

Использование микропроцессорных средств в АИО было направлено на расширение функциональных возможностей аппаратуры, на повышение надежности и на уменьшение размеров, массы и энергопотребления [17-719, 21, 54, 55, 60].

Тривиальная замена применявшихся аппаратных средств па микропроцессорные устройства при неизменных алгоритмах пол., шшя, обработки, использования и визуализации информации дает только частичное достижение поставленных целей. Так использование микропроцессоров в диализном аппарате АК-10 фирмы ."Гамбро", Швеция для решения локальных задач обработки информации при сохранении в неприкосновенности интерфейса (средств управления, измерительных приборов и индикаторов) не привело к заметному улучшению эксплуатационных качеств аппаратуры.

Предложенные новые алгоритм; функционировали АИО и разработка соответствующего этим алгоритмам программного обеспечения позволили создать системы регулирования, измерения и контроля параметров, в том числе системы регулирования проводимости"диализата и трансмембранпого давлешш с обратной связью.

При рассмотрении параметров АИО установлена различная частота их использования при оперативной оценке режима функционирования и чри управлении аппаратурой. Отмечено, что измснетю заданных значений некоторых параметров (температуры и проводимости диализата, расхода

инфузата) проводится относительно редко, минимально и максимально допустимые значения контролируемых параметров задаются такке нечасто. Кроме того, ручное задание допустимых значений дополнено их автоматическим заданием (самонастройкой) при изменении режима функционирования. Автоматически осуществляются и сигнализации (световая и звуковая) об аварийных ситуациях. Эти обстоятельства позволили отказаться от непрерывной визуализации всех параметров АКО и предложить последовательно-параллельную визуализацию, задаваемую оператором и дополняемую автоматической визуализацией в случаях недопустимого отклонения параметров от заданных значений. Были выявлены взаимосвязанные параметры, одновременная визуализация которых представляет особую цен-, кость: расход крови и венозное давление, расход и объем ультрафилът-рата, измеренное и заданное значения параметров (проводимости, температуры).

Определение приоритетов в визуализации информации дало возмож-" ность обосновать применение буквенно-цифрового индикатора (одно- или трехстрочного) с 16 знакоместами в каздой строке и предложить для АИО универсальную клавиатуру, которая содержит клгвиши параметров (расходов, объемов, давлений, проводимости, температуры), а такае клавиш контроля воздушных включений и утечкд крови, байпаса, экстренного останова, запрета звуковой сигнализации, выбора ренима и программирования, уменьшения и увеличения значений параметров, световые сигнализаторы воздушных включений, байпаса и прекращения функционирования. Концентрированное (мияишзируицее информационную избыточность) и наглядное представление информации на буквенно-цифровом индикаторе, разработанная методика работы на клавиатуре позволили создать простой и удобный в использовании интерфейс, дружественный оператору."

4. РАЗРАБОТКА,. ПРОИЗВОДСТВО И.ПРИМЕНЕНИЕ АИО

Результаты исследования структуры и функциональных характеристик, технического и программного обеспечения АИО послунили основой созда- .. ния комплексного технического оснащения искусственного очищения крови,.

Разработанные системы мембранного дозирования физиологических жидкостей применены в диализной аппаратуре для автоматического приготовления диализата: централизованного - в комплексе "ДКАЦЕНТР-1" с производительностью 4 л/мин для одновременного диализа у 8 пациентов и индивидуального - в аппаратах АИП-А-01 [28, 116] и АИП-А-02 с производительностью 0,5 л/мяк. Для аппаратов АДС-01 [64] и АДС-02 разработаны система индивидуального автоматического приготовления диализата с обратной связью по проводимости, электрохимическая регенерация диализата осуществлена в аппарате АДР-01.

В комплексе "ДЙАЦЕНТР-1" для централизованного распределения диализата в рекиме слива использованы два распределителя, параллельно подсоединенных к центральному генератору (кадаыи распределитель - для , 4 пациентов), в которых стабилизация расхода диализата при дискретном ; регулировании трансмембранного давления сочетается с многоканальным контролем утечки кровп в оптическом детекторе с самоочисткой от отло- ; женил органических веществ. Ультразвуковой детектор утечки кроет реализован в аппарате АИП-Л-01.

Измерение объема ультрафильтрата обеспечивается в аппаратах АИП-А-01, АИП-А-02 м АДС-01 изоволюметрической системой, в аппарате АДР-01 - мембранным насосом-дозатором, который сливает ультрафильтрат из рециркуляционного контура перемещения диализата через диализатор.

Измерение и контроль проводимости и температуры дйатазата осущесз>. влоян во всех диализных аппаратах, трансмембранное давление измеряет- ; ся и контролируется в аппаратах АДС-02 и АДР-01.

Для перфузии крови разработаны насосы: мембранный с электролневмо* приводом и с одноразовой перфузионной- камерой (в аппарате АИП-А-01 н . в перфузионном блоке БП-01) и роликовый с безредукторным электроприводом (в перфузионных блоках БП-02 [20, 22], БП-03 [23 , 66] и ЕП-05). Для ипфузии лекарственных веществ, в частности, гепарина, предусмотрены инфузионные насосн: роликовый (в блоках БП-03 и БП-05) и шрице-вой (в блоке ЕП-04).

Одноигольная перфузия с одним насосом обеспечивается во всех перфузионных блоках. Елок БП-04 содержит два перфузионных насоса и поз-

воляет проводить одноигольную перфузию с двумя насосами. Блок БП-05 дополнительно комплектуется автономными роликовыми насосами, один из которых монет использоваться для одноигольной перфузии с двумя насосами, второй - для создания разрешения в мембранном массообметшке при ультрафильтрации, третий - для инфузии замещающего раствора. Предусмотренный в перфузионных блоках клапан безопасности пережимает магистраль венозного возврата при аварийных ситуациях и при одно-игольной перфузии.

Во всех перфузионных блоках измеряется и контролируется венозное давление, провод тся контроль артериального давления и наличия воздушных вг^хчений в крови. Время перфузии и объем проперфузированной крови измеряются и контролируются в блоках БП-03, БП-04 и БП-05, давление на выходе блока (на входе нагрузки) и перепад давления на нагрузке - в Олоках БП-04 и БП-05.

Перфузиошше блоки предназначены для самостоятельного использования, например, при гемосорбции, или в составе диализных аппаратов: БП-01 и БП-02 - в аппарате АИП-А-02, БП-02 - в аппарате АДС-01, БП-03 - в российско-шведском диализном аппарате совместно с блоком диализата ДНИ 10-1 фирмы "Гамбро", Швеция [65]. На базе блока БП-03 разработай универсальный перфузионный блок,- управляющий'блоками диализата, специализированными в аппарате АДС-02 для слива диализата, а в аппарате АДР-01 - для регенерации диализата.

Микропроцессорное управление реализовано в перфузионных блоках ЕП-02, БП-03,, БП-04 и БП-05, в диализных аппаратах АДС-01, АДС-02 и АДР-01. Для управления аппаратурой предусмотрена универсальная клавиатура, для визуализации информации используются буквенно-цифровые индикаторы. '

Простанственное разделение гидравлических элементов и интерфейса на лицевых панелях перфузиошшх блоков облегчает установку и съем кровопроводящих магистралей, улучшает визуализацию информации и упрощает управление 1Д7].

Для приготовления концентрата разработаны аппараты АПК-01 с резер: вуаром 150 л из нержавеющей стали и АПК-02 с пластмассовым резервуаром 300 или 500 л [63]. В аппаратах обеспечиваются механизированное растворение реактивов, перемешивание и фильтрование концентрата.

Требования к техническим средствам искусственного очищения крови обобщены в разработанной нор/лтквио-технической •'.окументации [30, 31] и использовали при создании И испытаниях отсчествешшх образцов АИ0.

Соответствие разработанной аппаратуры современным требованиям подтверждено результатами проведенных технических и медицинских испытаний, а также Государственными приемочными испытаниями 'встроенных средств измерений. По сравнению с отечественными аналогами отличительными особенностями разработанной аппаратуры являются микропроцессорное управление и более широкие функциональные возможности, например, контроль артериального давления (по сравнению с системами гемодиализа СИ) и большая безопасность перфузии (по сравнению с насосом "УШРОЛ"^ При модернизации аппаратуры комплексной сорбционной терапии АКСТ применены технические решения, реализованные в перфузионном блоке БП-02.

Для технологического обеспечения серийного производства на предприятиях медицинской и конверсируемой военной промышленности разработаны инструкции по настройке составных частей АИО, программы и методики испытаний. Проведено обоснование организации производств одноразовых кровопроводяцих элементов с использованием отечественных материалов и комплектного зарубежного технологического оборудования на Белгород-Днестровском заводе медицинских изделий из полимерных материалов п на СП "ФРЕБОР", разработаны и внедрены в' производство кроьэ-проводящие магистрали МК-03, МК-04 и МЕС-05, изготовленные исключи-~ ' тельно из отечественных материалов и конструктивно совместимые с отечественной и зарубежной перфузионной аппаратурой.

Одновременно с автоматизацией АИО и обеспечением этой аппаратуры одноразовым кровоироводящимп элементами [29, 46] решались задачи рационального размещешш технического оснащения в медицинских учреждениях [48г5Ц. Особое внимание было обращено на поиск методов уменьшения травмирующего воздействия аппаратуры и больнинного окружения на психическое состояние пациентов, для чего предложена и осуществлена з Городской йлиниче.ской больнице й. 50 г. Москвы специальная планировка помещений отделения гемодиализа, предусматривающая создание комфортных условий как для пациентов, так и для персонала.

Разработанные технические средства искусственного очищения крови наши применение в реаниматологии, нефрологии, кардиологии, пульмонологии.

Системное построение АИО потребовало решения и ряда организационных проблем, связанных с координацией исследований, разработок и производства, маркетинга, клинического применения и технического обслуживания [67].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Автоматизированная АИО определена как составная часть аппаратуры искусственного жизнеобеспечения в биотехнической системе, в-ко-торую вместе с АИО входят яизнеобеслечиваемый организм, оператор, диагностические устройства и компьютер.

2. Применительно к биотехническим системам искусственного жизнеобеспечения предложены обобщенные представления о функциональных средах и структуре искусственных органов: в общем случае функциональная среда состоит из основных элементов (функционеров)-, вспомогательных (носителей) и нейтральных (балласта), а искусственный орган -

- из управляющего элемента, в котором формируется управляющая среда, и исполнительного элемента, в котором управляющая среда воздействует на организм экстра- или интракорпорально, непосредственно или через естественные (биологические) или искусственные мембраны.

3. Разработаны модели структур биотехнических систем, в которых через исполнительные элементы экстракорпоральных искусственных органов перфузия крови осуществляется специализированным для этой цели перфузирующим органом с использованием искусственного распределителя кровотока, взаимосвязанного с организмом, а через исполнительные элементы интракорпоральных искусственных органов кровоток обеспечивается сердечно-сосудистой системой пациента.

4. Предложена классификация искусственных органов по функциональному назначению, по виду управляющей среды, по местонахождению исполнительных элементов, по происхождению исполнительных и местонахождению управляющее элементов интракорпоральных органов, по характеру управляющего воздействия.

5. Проведено математическое моделирование биотехнической системы, при гемодиализе с рециркуляцией и со сливом диализата, выведена заш- • симость времени диализа от параметров диализируемой среды и АИО, даны рекомендации по выбору объема диализата при рециркуляции и расхода диализата при сливе.

6. Предложена структура АИО с универсальным перфузионным блоком, который наряду с перфузией крови через исполнительные элементы экстракорпоральных искусственных органов, лсдользуя соответствующее программное обеспечение, осуществляет централизованное управление управляющими элементами этих' органов при различных методиках искусственного очищения-

7. Показано, что автоматизация АИО в сочетании с одноразовым применением кровопроводящих элементов повышает воспроизводимость и безопасность управляющих воздействий на организм, позволяет уменьшить размеры к массу технических средств, обеспечивает быструю готовность к использованию, снижает трудоемкость обслуживания и эксплуатационные расходы, создает предпосылки для обеспечения потребности в этом техническом оснащении за счет большей технологичности в условия/: крупносерийного производства по сравнению с аналогичными аппаратами с ручным управлением и многоразовыми кровопроЕодящими элементами.

8. Для количественно обоснованного и индивидуализированного для каждого пациента управления искусственным очищением крови, для актиг» впзации творческих способностей операторов и для повышения рентабельности затрат на автоматизацию АИО и на одноразовые кроволроводяцяе элементы определены требования к системной компьютеризации АИО на всех стадиях разработки, производства и- применения,

9. Для автоматизации АИО предложены и реализованы принципы построения составных частей этой аппаратуры, предусматривающие:

- дискретное дозирование физиологических жидкостей при перфузии крови, приготовлении диализата и изоволюметрическом измерении объема . ультрафильтрата посредством мембранных дозаторов и детекторов расхода • или давления;

- контроль утечки крови при многоместном диализе-с использованием одного детектора утечки и коммутатора потоков отработанного диализата, последовательно перемещаемых через этот детектор;

- универсализацию методики задания режимов функционирования АИО, выбора индицируемых параметров и изменения их регулируемых и контролируемых значений с помощью клавиатуры, специализированной для искусственного очищения крови;

- избирательную (по команде оператора- или автоматическую) последовательно-параллельную визуализацию функциональных параметров АИО на одно- или трехстрочном буквенно-цифровом индикаторе.

10. В процессе выполнения диссертационной работы впервые в нашей [ стране: ;

- разработаны медико-технические требования к автоматизированной } АИО и к одноразовым кровопроводящим элементам для искусственного очи-! пения крови, нормативно-техническая документация на эти изделия» ( алгоритмы функционирования, методы испытаний и применения; |

- созданы оригинальные образцы автоматизированной АИО, в том 1 числе с микропроцессорным управлением (комплекс "ДИАЦЕНТР-Г1 для одно-! временного диализа у 8 пациентов, перфузионные блоки Ш-02, ЕП-03, Ы1-04 и.Ш-05, индивидуальные диализные аппараты АКП-Л-01, АШЬА-02

и АДС-01, .ЩЗ-02 и АДР-01 с универсальным перфузионным блоком);

- проведены работы по организации производств одкоразоьнх кррво-проаодящих изделий (диализаторов и магистралей) с использованием отечественных полимерных материалов и комплектного зарубежного технологического оборудования.

Результаты диссертационной работы использованы при внедрении в серийное производство и при клиническом применении разработанной аппаратуры и одноразовых кровопроводящих элементов.

ОПУБЛИКОВАННЫЕ РАБОТЫ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Хайтлин А.И. Искусственное жизнеобеспечение : обобщенная модель и классификация аппаратуры //Гомеостаз на различных уровнях оргакиза- ; ции систем /Под ред. В.Н. Новосельцева. - Новосибирск, "Наука", Сиб. отд., 1991. - С. 188-196

2. Нефедов В.П., Хайтлин А.И. Гомеостаз и биоартоника //Институт биофизики Сиб. отд. АН СССР. - Красноярск, I9SQ. - 55 с.

3. Хайтлин А.И. Закономерности технического оснащения искусствен- ' ного жизнеобеспечения //Мед. техника. - 1990. - й 4. - С. 5-8

4. Хайтлин А.И. 0. закономерностях: детоксикацконной аппаратуры //Научные труды ШИШМТ. - й., .1939.-- Вып. II. - С. 22-27

5. Хайтлин А.И. Исследование эффективности систем управления аппаратурой для гемодиализа: Дис. ... канд. техн. наук. - M., 1971. -

- IS5 с.

6. Хайтлин А.И. Об оптимальном быстродействии системы гемодиализа . //Мед. техника. - 1972. -3 4. - С. 15-18

7. Хайтлин А.й. Автоматические устройства сбора информации о нормализующем воздействии искусственной почки //Применение физических я " математических методов и средств вычислительной техники при создазга s медигаяских приборов и систем. Ыагериаш 3.Советско-фразцузсхого сж<~ лозлуга, - Тачке ht, IK33. - С, 17-13

8. Хайтлин А.И. Современная аппаратура для внепочечного очищения крови. - Дзл. во БШЯ мед. и мед.-техн. информации Ю СССР, Л 4III. - ,

- Mo, 1931. - 10 с.

9. Хайтлин А.И., Шипулин А.П., Орете А.А. Современное состояние технического оснащения внепочечного очищения крови. Обзорная информа-;' ция //ЦШШмсдпром. - J.Ï., 1983. - Выл. 10. - 64 с.

10. Халтлин А.И. Аппаратура искусственного очищсия физиологических жидкостей: современное состояние и тенденции развития //Мед. техника. - 19Э2. - И 2. - С. 24-30 ' ~

11. Хайтлин А.И. Техническое оснащение методов внепочечного очищения крови //Новости мед-, техники."Научные .труда. ЕНИИШ'УНод: рвд». Ю.Г. Козлова и А.И. Хайтлина. - M., 1980. - Вып. 4. - С. 7-10

12. Хайтлин А.И. Информационное обеспечение оператора и клиническая эффективность гемодиализа //Там же. -.С. 10-12

13. Хайтлин А.И. Об информационном взаимодействии в системе гемо- • ниализа //Применение искусственной почки' и других видов диализа для

лечения острой почечной недостаточности.^Труды межвузовской научной конф..с:'/ПоХ:р.ед.. К>й;.Млйшна...- С аратов ¿„1971, С*. 188^192-'V;

14. Хайтлин А.И. Интерпретация понятия "информация" //Биофизичес-' кие и биотехнические аспекты гомеостаза. Межведомственный сборник ; научных трудов. - Институт биофизики Сиб.-отд. АН СССР. - Красноярск^ 1989. - С. 81-88 ;

15. Хайтлин А.И. Что такое информация //Тза. докладов мевдународ^ ной..коаф....ш) проблемам .моделирования, в био1Щк&/.ЪИ0ВД-92";^-..Сщшт- ; г-Пелербург, 1992-. :-С. 139-140

16. Степкин А В., Хайтлин А.И., Чернышев А.К. Об аппаратурном обеспечении экстракорпорального транспортирования физиологических жидкостей //Мед. техника. - 1992. - В I. - С. 8-13

1?. Войцеховская Е.Х., Есикова Е.М., Жариков Ю.С., Киселев Б.Л., Прохоренко А.Н., Хайтлин А.И. Микропроцессорное управление перфузией при экстракорпоральном очищении физиологических жидкостей //Мед. тех-[ ника. - 1989. - В 2. - С. 15-18 ;

18. Войцеховская Е.Х.8 Гринвальд В.М., Прохоренко А.Н., Хайт- 1 лин А.И. Микропроцессорное управление аппаратурой экстракорпорального1 вненочечного очищения крови //Мед. техника. - 1989. - й'3. г- С. 18-24:

19. Гринвальд В.М., Таронишвили Э.Ю., Хайтлин А.И. О системной компьютеризации диализной аппаратуры //Мед. техника. - 1992. - К 4. -

- С. 9-13

20. Хайтлин А.И., Прохоренко А.Н., Киселев Б.Л. Разработка нового перфузионного блока БП-02 /(з правление качеством продукции медицинского приборостроения. Научные труды ЕНИШП. - М., 1989. - С. 76-82

21. Войцеховская Е.Х., Есикова Е.М., Киселев Б.Л.» Прохоренко А.Н, Хайтлин А.И. Перфузионная аппаратура для экстракорпорального очищения крови //Мед. техника. - 1990. - К 4. - С. 13-15

" 22. Войцеховская Е.Х., Киселев Б.Л., Прохоренко А.Н., Хайтлин А.И. ^упров П.В. Блок перфузионный БП-02 //Там же. - С. 45-46

23. Войцеховская Е.Х., Киселев Б.Л., Хайтлин А.И., Носков С.Г., Третельницкий В.Н. Блок перфузионный ЕЛ-03 //Мед. техника. - 1992. - .

- й 4. - С. 34-35

24. Козлов Ю.Г., Хайтлин А.И. Исследование быстродействия системы гемодиализа //Мед. техника. - 1972. - 3, - С. 9-14

25. Козлов Ю.Г., Лисицила Г.К., Хайтлин А.И. Современные зарубежные средства внопочечного очищения крови //Мед. техника. - 1981. -

- 2. - С. 32-35

26. Козлов Ю.Г., Киселев Б.Л., Лисицина Г.К., Старовойтова Л.Н.,-Хайтлик А.И. Ультразвуковой контроль утечки, крови в аппарате "искусственная почка" //Новости мед. техники. Научные труды ВНИИШ. - 1.1., 1981. - Вып. 5. - С. 18-19

27. Козлов Ю.Г., Хайтлин А.И. Аппарат "искусственная почка" //Диагностическая и терапевтическая техника /Под ред. B.C. Маята. -

- М."Медицина", 1969. - С. 419-421

28. Хайтлин А.И. Автоматизированный аппарат "искусственная почка" /ДШНТИмедпром. - М., 1981. - .7 о..

29. Хайтлик А.И. Диализаторы и магистрали "искусственной почки" //ЩШИмедпром. - М., 1983. - 20 с.

30. ГОСТ 27422-87 "Аппараты для внепочечного очищения крови. Общие технические условия" //Госстандарт СССР /Гринвальд В.М., Киселев БЛ., Максимов Е.П., Хайтлин А.И. - М., 1987, - 46 с.

31. ГОСТ 27847-88 (СТ СЭВ 6145-87) "Диализаторы для внепочечного очищения крови. Общие технические требования и методы испытаний" //Госстандарт СССР /Лисицина Г.К., Максимова О.Н., Хайтлин А.И-. -

- М., 1988. - 13 с.

32. Козлов Ю.Г», Хайтлин А.И. Применение гемодиализа для определения эквивалентных объемов организма по низкомолвкулярным веществам //Физические методы и вопросы метрологии биомедицинских измерений. Материалы Всесоюзного семинара-совещания. - М., 1970. - С. I8I-I82

33. Козлов Ю.Г., Лисицина Г.К., Хайтлин А.И. Статистическая оценка эффективности гемодиализа при организации неврологической злужбы //Материалы I Всесоюзного съезда нефрологов. - Минск, 1974. -

- С. 11-12

34. Козлов Ю.Г., Хайтлин А.И. Определение максимальной физиологи-гески допустимой скорости нормализующего воздействия при гемодиализе '/Там же. - С. 72

35. Козлов Ю.Г., Лисицина Г.К., Хайтлин А.И. Исследование зависи-госта эффективности мембранного аппарата от равномерности распределё-[ия среды вдоль поверхности мембраны //Тез. докл. I Всесоюзной конф. > ю мембранным методам разделения смесей. - М., 1973. - С. 37-39

36. Козлов Ю.Г., Хайтлин А.И. Исследование эффективности массо-(бмена в диализаторе //Там же. - С. 207-209

37. Козлов Ю.Г., Хайтлин А.И. Датчик регулирования скорости пер->узии //Развитие физиологического приборостроения для научных иссле-

довяний в биологии и медицине. Труди Всесоюзного сештра. - Ш70 - Том 2.-С, 77-80

33. ХаХтлкк А.И. Датчик изменения прозрачности физиологической среди //Там лх. - С. 20-93

33. Козлов Ю.Г., Лисшцша Г.К., Уяитлш А.И. 0 пршязиешш датчиков проводимости физиологических сред в аппаратуре ^емодиайкза //Там к р.. - С. 101-1 из !

л0. Козлов Ю.Г., Лпсицина Г.К., ХаЙтлнп А.И. Принципы построения сполем гемодиализа с автоматическим управлением //Автомашчоское регулирование чййкс -огяческих Зункций в условиях патологии. 1$атерцадо Т. йоесскз: это симиосдауиа. - Л», 1972. - С. 34-35

41. Дасщива Г.К., Старовойтова Л.К., Хайтлпв А .И. Регулирование расхода диализата в аппарате "искусственная почка'-' //Мед. техника в повышении »фиктивности адравоохраненгя. Тез. доля, иаучно-техн. коЛ1]'. — М,, 1977. - 'С. 177г178

42, Козлов ЮЛ'., Дксацкна Г.К., ХаЯтлпк А.К. Перпектквйне направ-ленйя. совершенствования средств вяепочгчког-о очкыення кроьк //'Созре-мончке проблем.' гемодиализа и гемосорбцга в трансплантологии. Тез. докл. Республиканской конф. - Ташкент, 1932. - С. 75-7743. Киселев Б.Л., Хайтлин А.И. Контроль перфузии кровл в искусственной ночке //Там не. - С. 86-87

44. Хайтлин А.К. Применение метода кзоклкр для количественной оценки аффективное«: очищенп организма от токсинах продукч-ов при гемодиализе //Там ке. - С. 88-89

45. Бегичев II.il., Дед-гидов А. П., Хайтлин А.И., Фоц-гаеиа И.Н. Экспериментальное моделирование сорбционной детокепкации при хронической почечной недостаточности //Сорбционлие метода детоксякацз: в клинике» Тез. дом. I Белорусской конф. - Минск, 1333. - С, 9-10

4~>. Козлов Ю.Г., Лкскцииа Г.К., Бегичев Н.Н., Хайтлак А.И. Кровс-проводлдае алементи однократного применения для сорбциошюдкалтоной детоксикаднп //Тш1 .т.е. - С. 40-41

47 о ХаЗт-ши Л Л. Информационное обеспечение оператора пря управления сорйчноннодщушзной детоксикацией //Там ке. - С. 83

48. Козлов Ю.Г., Лисщсна Г.К., Хайтлин АЛ'., Искоторче вопроси оценки ОДектявкости организации почечного центра //Приыег.еике вскус-стгвнпо!! ночи! и других видов диализа для. лечения острой по-1 той г:е~ лоотаточ-чоста. Труди мгявузовской научной конф. /1!од ред. К.й. гй"--¡'.:п!а. - С арата л, 1071. - С. 1Ь5--1Б8

<1Э. Коллег-10.Г., Янсицпиа Г.К., Хайтлин А.И. Особепносая размзхе-шш и технического обслуживания комплекса аппаратуры для гемодиализа "ZO'IAIiEHTP-I" в центрах трансплантации почия // Тез. докл. 2 кокоЧр:. урологов.Б7С?. Л 1.дшсй.уМ974..'-':С..-IS9-200--

50. Козлов ЮЛ1., Овярченко A.B., Хайтлин А.И. Организация почеч-пого центра для амбулаторного гемодиализа //Роль поликлинического звена в сястзмз нефрологичеекпй помопл. Тез. докл. на 5 пленуме Всесоюзного научного общества нефрологов. - Рига, 1932. - С. 122-12-4

51. Козлов Ю.Г., Лискциг-та Г.К., Хайтлин А.И. Особенности техдл-теского оснащения амбулаторного гемодиализа //Там не» - С. 124-125

5?.. Хайтлин А.И., Бегичев H.H., Гринвальд B.LL, Киселев Б.Л., -'аксимоз Е.П,, Оверченко A.B. Современные тенденции развития технических средств для очищения крови //Современные тенденции развития ладшшнекого приборостроения. Тез. дога. Всесоюзной копф. - М,, IS8G. - С. 12-14

53. Балдин В,П., Бегичев H.H., Беляев В.И., Бепцпанов А.Л., Га-ящкий А.Б., Ермаков И.А., Здвижков Ю.В., Лившиц A.B., Морозов Ю.И., ¡рилуцкиК В.И., Примак A.A., Хайтлин А.И. Разработка и перспектива зазвития технических средств частичного замещения функций внутренних >рганов //Тез.- докл. 3 съезда Всесоюзного научного ыэдико-техпичес-юго общества. - М., IS87. - С. 88-93

54. Вокцеховская Е.Х., Гринвальд В.М., Прохоренко А.Н., Хайт-

uiH А.И. Принцип» построения микропроцессорной системы комплекса тех-гических средств для внепочечного очищения крови //Применение микро-[роцессоров и микроЭВМ в медицинском приборостроении. Тез. докл. 1сесоюзной научно-технической конф. - Инфоркприбор. - ГЛ., 1987. -■ Вып. 8,. - С. 7

55. Войцеховская Е.Х., Есикова Е.М., Киселев Б.Л., Прохоренко А.Б айтлин А.И. О микропроцессорном управлении перфузией при экстракор-оральном очищении физиологических сред //Там же. - 0. 7-8

56. Киселев Б.Л., Хайтлин АД'1., Семенов Л.М., Рыжиков Е.Д., Ко-ов В;0..Безредукторный привод перфузионного насоса //Тез. докл. сесоюзного научно-технического семинара по электромеханотрелике. -

Л., 1989. - С. 174-175

57. Киселев Б.Л., Хайтлин А.И., Саликов Л.М., Рдаиков Е.Д.. Ко-ов В.О. Электромеханотронные преобразователи для экстракорпоральной ерфузии //Совершенствование электрических машин и преобразователей

а базе применения микропроцессорной и электронной техники. Материал.

краткосрочного семинара. - Л., 1990. - С. 9-12

58. Дмитриев A.A., Хайтлин А.И. Аппаратура искусственного жизнеобеспечения в современной медицине //Аппаратура искусственного жизнеобеспечения медицинского назначения. Материалы семинара ЩНТГ1 /Под ред. А.И. Хайтлина и Ю.П. Золкина. - М., 1990. - С. 3-6

59. Хайтлин А.И. Общие закономерности технического оснащения искусственного жизнеобеспечения //Там же. - С. 6-13

60. Войцеховская Е.Х., Киселев Б.Л., Прохоренко А.Н., Хайтлин А.И Перфузиснная аппаратура для экстракорпорального искусственного очищения крови //Там гч. - С. 16-18

61. Хайтлин АЛ. Биоартоника - наука о техническом оснащении искусственного жизнеобеспечения //Новые возможности современного медицинского приборостроения. Тез. докл. Республиканской научно-техничес-конф. - пос. Ворзель Киевской обл., 1991. - С. 31

62. Степкин A.B., Хайтлин А.И. Техническое оснащение экстракорпорального транспортирования физиологических жидкостей //Там.же. -

- С. 33

63. Гринвальд В.М., Кичибеков A.A., Забудский И.П., Максимов Е.П. Хайтлин А.И. Унификация оборудования для приготовления растворов и централизованного накопления и распределения жидкостей //Там же. -

- С. 34

64. Войцеховская Е.Х., Гринвальд В.М., Кичибеков A.A., Максимов E.II., Таронишвили Э.Ю., Хайтлин А.И. Первый советский диализный аппарат с микропроцессорным управлением //Там же. - С. 37

65. Бегичев H.H., Таронишвили Э.Ю., Хайтлин А.И. Советско-шведский диализный аппарат //Там же. - С. 38

66. Войцеховская Е.Х., Киселев Б.Л., Носков С.Г., Третельниц-кий В.Н., Хайтлин А.И. Новый перфузионный блок БП-03 //Там же. -

С. 39

67. Бегичев H.H., Хайтлин А.И. Организационные проблемы технического оснащения медицины средствами внепочечного очищения крови //Там же. - С. 90

68. Патент 3,578,172 ЬКИ В 01 d 31/00, США. Аппарат для удаления из крови токсичных продуктов и избытка воды /Сироткина М.Г., Козлов Ю.Г., Алексеева A.B., Афанасьева Л.А., Беньяш Г.Н., Горбовиц-кий Е.Б., Левицкая Л.А., Лисицина Г.К., Ткаченко A.C., Хайтлин А.И. (СССР). - 3 е.: пл.

69. Патент I 23G 648 Ш1 В 01 d 13/00, Великобритания. Аппарат для удаления из крови токсичных продуктов и избытка воды /Те же. --4с.: ил.

70. Патент I 766 565 1ЖП ЗОк, 1/02, ФРГ. Аппарат для удаления из крови токсичных продуктов и избытка воды /Те же. - 4 е.: пл.

71. Патент II657I, Индия. Аппарат для удаления из крови токсичных продуктов и избытка ьеды /Те же. - 2с.

' 72. Патент I20I99, Пакистан. Аппарат для удаления из крови токсичных продуктов л избытка вода /Тз же. - 2 с.

73. Патент 557, Сирия, Аппарат для удаления из крови токсичных продуктов и избытка воды /Тз же. - 2 с.

74. Патент I. 579 655 ИЕ® 3 01 d 13/00, Франция. Аппарат для удаления из крови токсичных продуктов и избытка воды /Те же.' -

/5» Патент 792347 Ш1 A GI И/24, Япония. Аппарат для удаления из крозл токсичных яродуктоз и избытка-воды /Те же. - 4 е.: кл.

75. Патент 369033 КМ А 61 m 1/03, Швеция. Гемодиализатор /Те же. - 5 е.: :тд.

77, Патент 3,804,107 К® Ибк 19/00, СМ. Устройство для приготовления диакизарувцего раствора /Козлов 10.Г., Лксишша Г.К.» Хакт-ли1 аль (ссср). - 4 е.: ил.

78, Патент 2 218 524 ШН В 01 I? 13-00, ФРГ, Устройство для приготовления диалкзирующего раствора /Те же. - 3 с.: ил.

79, Патент I 363 5CS !ЖИ B0IF 15/04 G0I.P II/08//B0ID 13/00, Великобритания, Устройство для приготовления диализирующего раствора /Те же. - 4 е.: ил.

30. Патент 2 185 417 МКИ А 61 И 1/00, Франция. Устройство для приготовления диализпрующего раствора /Те же. - 10 е.: ил,

81. Патент 3,602,562 Ш BOId 13/00, Clffi. Распределитель диаяи-зирукдаго раствора /Козлов Ю.Г., Лисицина Г.К., Хай алий А.И. (СССР). - 3 с.: ил.

82. Патент 361601 f.Kil А 61 m 1/03, Швеция. Распределитель диа-"изирую:дего паевтора /То же. - 4 е.: ил.

83. Патент 2 185 418 ШИ А 61 m I/00//G 01 П. 21/00, Франция. Распределитель диализирукмего раствора /Те же. - 5 е.: ил.

84. Патент 22 18 151 МКИ В 01 В 13-00, ФРГ. Распределитель зщализирукиего раствора /Те же. - 5 е.: ил.

85. Патент I 364 164 МКИ BOI U 13/00 COI 21/26, Великобритания] Распределитель диализирующего раствора /Тс не. - 2 е.: ил.

86. A.c. 215436 МКИ ЗОк, 1/01, СССР. Ыассообменное устройство пластинчатого типа для изменения газового и электролитного' состава крови и удаления токсичных продуктов /Козлов Ю.Г., Беньяш Г.Н., Лисицина Г.К., Ткаченко A.C., Хайтлин А.И. (СССР). - 2 е.: ил.

87. A.c. 227538 ,.КИ ЗОк, 1/01, СССР. Устройство для автоматического ограничения скорости кровотока в системе экстракорпорального кровообращения /Козлов Ю.Г., Хайтлин А.И. (СССР). - 2 е.: ил.

88. A.c. 256170 МКИ ЗОк, 1/02, СССР. Устройство для приготовления диализ"рующего раствора /Козлов Ю.Г., Лисицина Г.К., Хайтлин А.И., Афанасьева I.A., Пузанков В.М., Гуревич И.Я., Ульянов H.A., Алексеев Г.Ф. (СССР). - 2 е.: ил.

89. A.c. 270192 ЮТ ЗОк, 1/01, СССР. Аппарат для удаления из крови токсичных продуктов и избытка воды ("искусственная почка") /Козлов Ю.Г., Беньяи Г.Н., Лисицина Г.К., Ткаченко A.C., Хайтлин А.И. (СССР). - 2 е.: ил.

90. A.c. 328641 ЫКЙ А 61 m 1/00, СССР. Устройство для приготовления диализирующего раствора /Козлов Ю.Г., Лисицина Г.К-., Хайтлин А.И (СССР). - 5 е.: ил.

91. A.c. 381356^ МЕСИ А 61 Ш 1/09, СССР. Распределитель диализирующего раствора /Козлов Ю.Г., Лисицина Г.К., Хайтлин А.И. (СССР). --2с.: ил.

92. A.c. 396II4 МКИ А 61 tn 1/00, СССР. Аппарат для удаления из крови токсичных веществ и избытка воды при хронической почечной недос-| таточностк /Сироткина М.Г., Козлов Ю.Г., Алексеева A.B., Афанась- ¡ ева Л.А., Ееньяа Г.Н., Горбовицкий Е.Б., Левицкая Л.А., Лисицина Г.К.,! Ткаченко A.C., Хайтлин А.И. (СССР), - 2 е.: ил.

. 93. A.c. 398070 МКИ А 61 щ 1/03, СССР. Устройство для удаления ¡ из крови токсичных веществ и избытка воды ("искусственная почка") /Козлов Ю.Г., Лисицина Г.К., Хайтлин А.И., Бегичев H.H. (СССР). - ! - 3 с.: ил.

94. A.c. 413697 МКИ А 61 № 1/03, СССР. Устройство для приготовления диализирующего раствора /Козлов Ю.Г.-, Лисицина Г.К., Хдйтлин А.И (СССР). - 5 с. г ил.

' 25. A.c. 424568 МКИ А 61 tn 1/00, СССР. Распределитель диализиру-tiU'j^o раствора /Козлоз Ю.Г., Лисицина Г.К., Старочойтова Л.Н., Хайт--лл Д.::. (СССР). - 2 е.: ил.

96. A.c. 434947 Ш1 А 61 in 1/03, СССР. Устройство для удаления из 'крови токсичных веществ и избытка воды /Козлов Ю.Г., Беиьяп Г.Н., Лисицина Г.К., Максимов Е.П., Хайтлин А.И. (СССР). -2с.: ил.

97. A.c. 535006 ИКИ2- А 61 M 1/02, СССР. Устройство для дозированного переливания крови /Козлов Ю.Г., Бегичев H.H., Киселев Б.Л., Лисвцина F.K., Хайтлин А.И. (СССР). - 3 е.: ил.

93. А.с 535037 МКИг А 61 M 1/03, СССР. Устройство контроля утечки крови для аппарата "искусственная почка" /Козлов Ю.Г., Лисе-цпна Г.К., Старовойтова Л.Н., Хаитлин А.И. (СССР). - 2 е.: ил.

99. A.c. 540642 1Ша А 61 M 1/03, СССР. Накопитель диализируи-щего раствора /Козлов Ю.Г., Грпнвальд В.Н., Лисицина Г.К., Хайтлия А.И. (СССР). - 2 е.: ил.

100. A.c. 646833 :.t«cf А.61 í.í 1/03, СССР. Аппарат "искусственная почка" /Козлов Ю.Г., Лисицина Г.К., Максимов Е.И., Старовойтова Л.Н., Хайтлин А.И. (СССР). -II е.: ил.

101. A.c. 736980 РЖИ2 А 6.1 " 1/03, СССР. Система управления иер-фузчонным дизфрагмешшм насосом /Козлов Ю.Г.., Гринвальд A.A., Киселев Б.Л., Лисицина Г.К., Хайтлин А.И. (СССР). - 3 е.: ил.

102. A.c. 808039 Ш1* А 61 M 1/03, СССР. Устройство для гемодиализа /Козлов Ю.Г., Лисицина Г.К., Максимов Е.П., Хайтлин А.И. (СССР). - 2 с.: ил,

103. A.c. 810244 F.ïCÎI2 А 61 M 1/03, СССР. Устройство контроля утечки крови в диализлрукщпй раствор для аппарата "искусственная почка" /Козлов Ю.Г. „ Киселев Б.Л., Лисицына Г.К., Старовойтова Л.Н., Хайтлин А.И. (СССР). -2с.: нл„

IC4. A.c. 1001945 МКИ2, А 61 M 1/03, СССР. Устройство для гемо-фильтрацнп /Козлов Ю.Г., Гринвальд В.М., Киселев Б.Л., Лисицина Г.К., Хайтлин А.И. (СССР). - 4 е.: ил.

105. A.c. 1003848 Шг А 61 M 1/03, СССР. Устройство для приготовления диалпзирукщего раствора /Козлов Ю.Г., Лисицина Г.К., Максп-мов Е.П., Старовойтова Л.Н., Хайтлин А.И. (СССР). - 3 с. : ил.

106. AcC. I0I29I6 МКИ А 61 M 1/03, СССР. Аппарат "искусственная почка" /Козлов Ю.Г.» Киселев Б.Л., Лисицина Г.К., Максимов Е.П., Хайтлин А.И. (СССР). - 3 е.: ил.

107. A.c. 1017341 МКИ А 61 1/03, СССР. Аппарат "искусственная почка" /Козлов Ю.Г., Гринвальд i..-'.,, Лисицина Г.К., Хайтлин A.ÎÎ-(СССР). - 3 с. : ил.

108. Л. с. 1028337 Л 61 M 1/03, СССР. Устройство душ приготовления дкаллзирующего раствора /Козлов Ю.Г., Гршшальд БД!., Лисицына Г.К., Максимов Е.П., Старовойтова Л.Н., Хайтлин А.К. (СССР). -

- 3 с. : ил. ,

109. А.с, I055517 МХИ А 61 M 1/03, СССР. Аппарат "искусственная почка" /Козлов Ю.Г., Лнсицина Г.К., Максимов Е.П., Старовойтова Л.Н., ¿.айтлил А,И. (СССР). - 3 е.; ел.

ПО. А.с. II83II9 МКИ А 61 M I/I4, СССР. Устройство для приготовления дашизнруюцего раствора /Козлов Ю.Г., Максимов Е.П., Хайт-

А.К. (СССР). 3 е.: ил.

111. i .с. II99249 ШИ А 61 M I/I0, СССР. Устройство душ дозировочного переживания крови /Козлов Ю.Г., Бегичев 13.Н,, Киселев Б.Л., Ллсипцна Г.К,, Хай тлен А .И. (СССР). - 3 е.: ил.

112. Л.с. 1209230 М31 А 61 M I/I0, СССР. Устройство для дозирования кров:'. /Козлов Ю.Г., Лисицкна Г.К., Бегичев Н.Н., Петрсеян Т.Л., Цгеи'-ов Г. А., Хг.й тли il А.И. (СССР). - 2-е.: ил.

113. А.с, I26I67I МКИ А 61 M I/CO, ССОР. Одлоигольная порфузион-ная система /Киселев Б,Л., Хайтлин А.И. (СССР), - 2 е.: ил.

114. А.с. 1284555 Ш А 61 H 1/00, СССР. Устройство для дозиро-вааня крови /Козлов Ю.Г., Бегичев H.H.-, Киселев Б.Л.. Ласкцина Г.К., У.ойт.'.та А.И. (СССР). - 3 о.: ил.

115. Раиошго о выдаче а,с. по заявке » 4366630/28-14 (OI3S9I)

з* 2';,01.СО, СССР. Способ о,тчстки дуализирующего раствора в аппаратах 'Члкуссгвошшя почка" /Коровин Н.В., Нефедкик С.П., Янчук Б.Н., Езс-коровйй'Шй С. 4., XaitTjaíu А.К., Гриивальд В Л.'., Звоятос З.Л., î.'cacy-

ГЛ. (СССР). - 4 с.

ÏJG. С:;, па промобразец 9568, СССР. Аппарат "искусственная кочка" /Козлоз В.Г., Лпспинна Г.К., Максимов ЕЛ., Хайтлин А,П., Золотухин ¿.И., герчакзи B.C. (СССР). -2с.: ил.

117. Св. на промобразец 34565, СССР. Ело;; исрСузйошшй /Какая II.А., ;:.уа О.Д., Гавгшсля Д.Г., Войцеховская БД., Гл'се-лев Б.Л., Халтлкн А.И., Сл;шов А.Б., ТретельипцкпК В.¡i. (СССР). --- 2 с,; ;:л.

1 l'Í.KhaitlirjC fi. íiii-.pcüi ti Гг. automatiques d'acqyi С. i t i on de f,J ítf i f>n concL-rnant l'offct normalisant d'un rein r.rt i Ti с 1!j1

//1 rinovíitl on ni Lccíinolocic on biologie et ntiicoino - "5¡V3.~ "- X. А.-// С -p. b'Jl, - ó','?.