植入式血泵的控制器和电源制造技术

本发明专利技术公开了用于控制植入式心室辅助装置的运行并向其提供电力的方法和装置，所述植入式心室辅助装置包括一个无刷直流电机驱动血泵。在一个实施例中，设置有用于驱动植入式泵（12）的控制系统（10）。数字处理器（92）响应于在数据传送端口（48）接收到的与泵运行相关联的数据，以及存储在存储器（94）中的程序数据，（i）从中确定泵的识别信息，（ⅱ）确定所识别泵的特定电器特性和功能特点，和（iii）自适应地产生用于驱动所识别泵的控制信号并将其应用到数据端口。该控制系统还可以设置闩锁机构、具有张力释放段（55）的细长柔性电缆（51）以及比上壳体部分（A）更重的下壳体部分（B）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】植入式血泵的控制器和电源相关申请的交叉引用本申请要求于2013年1月4日提交的申请号为61/749038的美国临时专利申请的申请日之利益，同时还要求于2013年12月19日提交的申请号为14/133905的美国专利申请的申请日之利益，其公开内容均以引用的方式并入本文。专利
本专利技术涉及植入式医疗装置领域。具体来说，本专利技术涉及电机驱动的植入式医疗装置应用的控制器和电源。参考引用的申请公开号为2012/0226350、标题为“植入式血泵的控制器和电源”的美国专利公开说明书在此通过引用并入本文。公开号为2012/0086402、标题为“容错电源”的美国专利公开说明书在此通过引用并入本文。专利技术背景例如心室辅助装置这样的植入式医疗装置，正被开发用于慢性心力衰竭的长期治疗。这种装置需要一个用于促进血液流动的泵送机构。由于其应用的性质，该泵送机构必须具备高度的可靠性。患者的舒适度也是一个重要的考虑因素。电动泵送机构通常依赖于电机(例如无刷直流电机)来实现。由于不带有易磨损的电刷，在植入式应用中的无刷直流电机在使用维修方面具有优势。由于不带有这些电换流元件和机械换流元件，换流通常由驱动电路以电气的方式实现。现有技术中，由马萨诸塞州弗雷明汉的哈特威尔公司（HeartWareInc）制造的哈特威尔（HeartWare）心室辅助系统，是植入式心室辅助装置的一个例子。哈特威尔心室辅助系统的核心是一个采用了无刷直流电机的称之为HVAD®泵的小型植入式离心血泵。在正常情况下植入患者体内时，该泵从左心室吸取血液，并通过连接到患者升主动脉的流出道推动血液。该装置能够产生高达10升/每分钟的血流量。由于只有50cc的排出体积（displacedvolume），所述HVAD泵适合于植入在心包腔中，直接与心脏相邻。在横隔膜上方进行的植入，其手术时间相对较短，并且恢复迅速。该HVAD泵只有一个运动部件，即泵轮，其转速为每分钟1800转至4000转之间。泵轮是通过被动式磁铁和流体动力止推轴承的组合而实现在泵壳体内的暂停。此流体动力暂停通过泵轮叶片上表面上的平缓斜面来实现。当泵轮旋转时，血液从这些倾斜面上流过，产生泵轮与泵壳之间的“缓冲”。在泵轮与泵壳之间不存在机械轴承或任何接触点。装置的可靠性是通过采用具有独立驱动电路的双电机定子而增强,其可以根据需要而在双定子模式和单定子模式之间进行无缝转换。该泵的流入套管集成在装置中，并通过手术植入到心脏的心室。这种接近状态预计将便于植入，并有助于确保最佳的血液流动特性。通过采用宽叶片泵轮和经过该系统的清畅的流路，使得泵诱导的溶血（破坏血细胞）或血栓（血液凝固）的风险最小化。通常，当泵被植入到患者体内时，泵的控制器和驱动器电子器件以及该泵的其他控制子系统（包括电源）位于患者体外，例如，以控制/电源模块的形式，通过经皮电缆连接至整个哈特威尔心室辅助系统的植入式泵。对于哈特威尔心室辅助系统，外部（对患者而言）控制器包括用于泵的驱动电子器件（直接联接到电机绕组），并提供驱动和控制信号给泵。控制器还能够向患者提供有关装置运行的反馈和报警。无刷直流电机的换流控制由控制器和驱动电子器件以反馈的方式实现。该控制器按照在电机的选定相位采样的反电动势电压（通过联机线感测）为该相位提供换流控制信号。反电动势仅在相应的选定相位驱动电压基本为零的时候进行采样。无刷直流驱动电压的频率根据换流控制信号而变化。在一种形式中，该反电动势相对于指令转子角速度而规格化（normalized）。速度控制器产生对应于指令角速度与从驱动电压频率推断出的角速度之间的差异的速度控制信号。冗余电源由两个电池提供，或者由一个电池和AC适配器或DC适配器提供。冗余电源提供控制器（尤其是驱动电子器件）的电源。当电池耗尽（例如，在大约6小时之后），该控制器将自动切换到备用电源、电池或适配器，并且替换耗尽的电池。“患者包”组件包括携带控制器和电源的携带用箱。该携带用箱适于通过患者的肩膀携带或者穿戴于患者的腰部。尽管现有技术的哈特威尔心室辅助系统能够执行慢性心力衰竭的长期治疗所需的心室辅助功能，总体来看，仍然有必要改进子系统和组件，以增强血液流动效果和改进患者使用的便利性，减轻患者的维护负担，从而改善生活质量。专利技术概述在本专利技术的一个实施例中，用于驱动植入式血泵的控制系统包括：第一壳体和第二壳体，其中第一壳体包括配置为驱动所述泵的电子元件，第二壳体包括电池。所述第一壳体包括在第一壳体的第一侧从第一壳体延伸的第一锁闩部件和在所述第一壳体的第二侧的第一凹部和第二凹部。所述第二壳体包括在第二壳体的第一侧的第三凹部和在第二壳体的第二侧从第二壳体延伸的第二锁闩部件和第三锁闩部件。当所述第一壳体的第一侧与所述第二壳体的第一侧对齐时，第一锁闩部件与第三凹部对齐，所述第二锁闩部件与第一凹部对齐，且第三锁闩部件与第二凹部对齐。所述第二锁闩部件和第三锁闩部件当中每个可以包括连接到所述第二壳体的底部和偏离第二壳体的第一侧而弯曲的顶部。在本专利技术的再一实施例中，用于驱动植入式血泵的控制系统包括内部电池、外部电池以及配置为对所述内部电池和外部电池的剩余运行时间进行评估的处理器。所述评估包括：确定内部电池的剩余容量，确定外部电池的剩余容量，确定内部电池的消耗速率，并确定外部电池的消耗速率。其中确定所述外部电池的剩余容量包括：确定所述内部电池的剩余容量值，以及修改所述内部电池的剩余容量值，以考虑所述外部电池对内部电池进行充电时的效率损耗。在本专利技术的另一实施例中，用于驱动植入式血泵的控制系统包括：第一壳体，其包括配置为驱动所述泵的电子元件、扬声器和振动机构。其中所述振动机构在检测到报警条件后的第一间隔期间内振动，所述扬声器在检测到报警条件后的第二间隔期间内发出声音警报，所述第一间隔期间先于所述第二间隔期间，所述扬声器在所述第一间隔期间内为静音。附图说明下面参照附图的描述有助于更加完整地理解本专利技术以及更好地理解相应的优点。图1是本专利技术的控制系统和连接电缆的前上侧立体图。图2是图1的控制系统和连接电缆的部分后侧立体图。图3A-B是图1的控制系统和连接电缆的侧视图，分别示出了电池容纳部与处理器容纳部分离的状态以及电池容纳部与处理器容纳部接合的状态。图4A-D为图1的控制系统的顶面板的俯视图，该顶面板上具有显示装置。图5是图1的控制系统和连接电缆与示例性的泵一起使用的示意图。图6A-E是控制系统的顶部壳体和底部壳体的另一种实施例的多个视图。具体实施方式图1-4示出了一种用于控制植入式心室辅助装置的运行并向其提供电力的控制系统10，该植入式心室辅助装置包括了采用无刷直流电机驱动的血泵的泵。在图5中，控制系统10与示例性的泵12一起以图标形式示出。如图1-5，该控制系统10包括围绕内部区域20的壳体16。壳体16沿壳体轴线22在顶端16A和底端16B之间延伸。在顶端16A，具有基本平坦外表面的顶板24垂直于壳体轴线22延伸。在底端16B，具有基本平坦外表面的底板26垂直于壳体轴线22延伸。壳体16的侧表面LS在顶板24的外周界和底板26的外周界之间延伸。总体来看，壳体16的侧表面形成沿轴线22延伸的管状结构，其中，端板24和26形成该管结构或管状结构的闭合件，以封闭内部区域20。该管状结构包括第本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于驱动植入式血泵的控制系统，包括：第一壳体，其包括配置为驱动所述泵的电子元件; 和第二壳体，其包含电池;其中，所述第一壳体包括在该第一壳体的第一侧从该第一壳体延伸的第一锁闩部件和在所述第一壳体的第二侧的第一凹部和第二凹部;其中所述第二壳体包括在该第二壳体的第一侧的第三凹部和在所述第二壳体的第二侧从该第二壳体延伸的第二锁闩部件和第三锁闩部件;其中，当所述第一壳体的第一侧与所述第二壳体的第一侧对齐时，所述第一锁闩部件与所述第三凹部对齐，所述第二锁闩部件与所述第一凹部对齐，并且所述第三锁闩部件与所述第二凹部对齐。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.01.04 US 61/749,038;2013.12.19 US 14/133,9051.用于驱动植入式血泵的控制系统，包括：壳体，其包括：第一壳体，其内具有配置为驱动所述植入式血泵的多个电子元件;和可联接至所述第一壳体并且包含电池的第二壳体，所述第一壳体和所述第二壳体限定了延伸穿过其中的纵向壳体轴线;所述第一壳体包括在该第一壳体的第一侧从该第一壳体延伸的第一锁闩部件和设置在所述第一壳体的第二侧的所述第一壳体的第一表面内的第一凹部和第二凹部，所述第一表面垂直于所述纵向壳体轴线延伸;所述第二壳体包括设置在该第二壳体的第一侧的所述第二壳体的第二表面内的第三凹部，所述第二表面垂直于所述纵向壳体轴线延伸，所述第二壳体还包括在所述第二壳体的第二侧从该第二壳体的所述第二表面沿平行于所述纵向壳体轴线的轴线延伸的第二锁闩部件和第三锁闩部件;当所述第一壳体的第一侧与所述第二壳体的第一侧对齐时，所述第一锁闩部件设置在所述第三凹部内并与所述第三凹部对齐，所述第二锁闩部件设置在所述第一凹部内并与所述第一凹部对齐，并且所述第三锁闩部件设置在所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：小查尔斯·J·瓦达拉，J·A·拉鲁斯，J·鲁泽，M·阿舍努嘎，
申请(专利权)人：哈特威尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US