用于血液泵的生理的控制的方法和系统技术方案

用于控制诸如ＶＡＤ系统的血液泵系统的生理的控制系统和方法。该泵系统包括，例如，血液泵和用于控制泵的控制器。系统还可以包括流量测量装置。确定希望的峰到峰流量幅度，并且随后响应不同的系统参数手动地或通过系统自动地调节。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】对相关申请的交叉参考本申请要求作为参考加入的2004年9月7日提出的美国临时申请序号60/522,260的优先权。背景本申请一般地涉及泵系统，并且更特定地涉及用于血液泵的生理的控制的方法和系统。通常，血液泵系统用于两种场合中的任一种。首先，血液泵可以完全地代替不正确地起作用的人类心脏，或者其次，血液泵可以在心脏仍然起作用但是以不充足的速率泵送的病人体内促进血液循环。血液泵可以在外部、部分植入或完全植入。例如，共同转让并且全文在这里作为参考加入的美国专利No.6,183,412披露了商业上称作“DeBakey VAD”的心室辅助装置(VAD)。VAD为设计成为患心脏病的病人提供附加的血液流量的小型化的连续的轴向流动泵。装置接附在左心室的顶点和主动脉之间。已知的血液泵系统通常以开环方式控制，其中设定预先确定的速度并且流速根据跨过泵的压力差异改变。泵自身可以以闭环方式控制，其中，实际泵速度被反馈到马达控制器，马达控制器比较实际速度和与一些测量的生理的参数成比例的希望的预先确定的速度并且因此调节泵。然而，使用响应监测的生理的或泵参数改变泵速度的闭环控制系统的现有技术的装置已经很大程度上不能令人满意。本专利技术解决与现有技术相关的缺点。
技术实现思路
本专利技术的方面涉及用于控制诸如VAD系统的血液泵系统的生理的控制系统和方法。泵系统包括，例如，血液泵和用于控制泵的控制器。系统还可以包括流量测量装置。披露了不同的控制方案，包括控制泵以实现希望的速度、流率、或流量脉动的一个或多个。另外，披露了用于确定最大流量(在维持某些参数或在某些界限内的同时，对于病人能够获得的最大流量)的不同的方法。在根据本披露物的教示的某些示例性的实施例中，通过使用者或临床医生手动地或通过系统自动地修改控制系统的希望的峰到峰(“P2P”)流量幅度(“dP2PFA”)。如果通过系统自动地进行dP2PFA的适应，其可以基于流动的暂时的速度改变的效果，并且这样的速度改变可以通过暂时的速度增加或暂时的速度降低进行。此适应也可以响应暂时的速度改变时的功率增加进行。在更进一步的示例性的实施例中，如果在给定的暂时的速度增加，流量不增加大于给定的量，或如果增加需要超过与流量增加有关的给定水平的百分比的功率增加，或如果在这样的速度增加，dP2PFA降低大于某一量；并且在降低dP2PFA时，如果在给定的速度增加，流量增加大于给定的量并且同时百分比功率不增加超过给定的水平并且同时dP2PFA增加大于给定的量；或在暂时的速度降低，系统在同样的意义上相反地反应。给定的改变的量可以由使用者修改，其允许在提高泵送和减小功率和抽吸风险之间平衡。这样的调节可以经由用户界面实现，用户界面允许使用者在不同程度的增强的支持与能量优化性能之间选择。替代地，可以用功率增加的绝对数值代替百分比描述，和/或用流量改变的百分比数值代替绝对数值描述区别的线。另外，代替区别的直线，可以使用非线性的函数(诸如例如平方根函数)。代替对dP2PFA的增加或降低的二进制决定或在增加、降低和不改变之间的决定，使用根据区别的偏离距离给出增加的值的决定函数，并且其中，该函数解析地或经由模糊逻辑设定限定。附图说明本专利技术的其它目的和优点将通过阅读接下来的详细描述并且参考附图变得明显，其中图1示意性地示出了根据本专利技术的实施例的血液泵系统的不同的部件。图2为根据本专利技术的实施例的示例性的血液泵的截面图。图3为示出了根据本专利技术的实施例的控制器模块的方面的方块图。图4A为示出了根据本专利技术的方面的三种控制模式的曲线图。图4B为示出了泵的希望的流量与病人心率的线性插值成比例的控制模式的曲线图。图5A-5E示出了用于根据本专利技术的实施例的示例性的泵控制模式的不同的参数。图6A-6C示出了峰到峰幅度、功率和速度回归曲线。图7-12为示出了根据本专利技术的方面的流量控制程序的流程图。图13和14为用于确定希望的峰到峰流量幅度的特性曲线。虽然本专利技术容许不同的修改和替代的形式，但作为示例在附图中示出并且在这里详细描述了本专利技术的特定的实施例。然而，应该理解，这里对特定实施例的描述不企图将本专利技术限制到披露的特别的形式，而是相反地，本专利技术包括属于通过后附的权利要求书限定的本专利技术的精神和范围内的全部修改、等价物、和替代物。具体实施例方式下面描述本专利技术的说明性的实施例。为了清晰，本说明书中没有描述实际实施的全部特征。当然，应该理解，在任何这样的实际的实施例的开发中，必须作出许多实施特定的决定以实现开发者的特定的目标，诸如和从一个实施到另一个可能不同的与系统相关和与事务相关的约束相符。另外，应该理解，这样的开发工作可能是复杂并且耗时的，但是尽管如此是利用本披露物的好处的本领域中的普通技术人员采取的常规。现在参考附图，图1示出了心室辅助装置(VAD)系统10，诸如在共同转让并且全文在这里作为参考加入的美国专利No.6,183,412中所披露的。VAD系统10包括设计为用于植入人体内的部件和在身体外部的部件。可植入的部件包括旋转式泵12和流量传感器14。外部部件包括便携式的控制器模块16、临床数据采集系统(CDAS)18、和病人家庭支持系统(PHSS)20。植入的部件经由经皮的电缆22连接到控制器模块16。VAD系统10可以包括连续流动血液泵，诸如美国专利No.5,527,159或美国专利No.5,947,892中披露的轴向流动泵的不同的实施例，以上全部专利全文在这里作为参考加入。适用于本专利技术的实施例的血液泵的示例在图2中示出。示例性的泵12包括泵壳体32、扩散器34、流体整流器36、和包括定子40和转子42的无刷直流马达38。壳体32包括具有通过其中的血液流动路径46的流动管44、血液入口48、和血液出口50。定子40接附到泵壳体32，优选地定位在流动管44外部，并且具有用于产生定子磁场的定子场绕组52。在一个实施例中，定子40包括三个定子绕组并且可以为三相“Y”或“Δ”缠绕。转子42定位在流动管44内，用于响应定子磁场旋转，并且包括诱导器58和推动器60。激励电流施加到定子绕组52以产生旋转磁场。多个磁体62联接到转子42。磁体62并且从而转子42跟随旋转磁场以产生旋转运动。图3概念地示出了泵系统10的方面。更特定地，示出了控制器模块16和泵12的部分。控制器模块16包括处理器，诸如微控制器80，微控制器80在本专利技术的一个实施例中为Microchip Technology制造的型号PIC16C77微控制器。微控制器80包括从马达控制器84接收马达参数的指示的多通道模拟到数字(A/D)转换器。从而，控制器模块16可以监测诸如瞬时马达电流、马达电流的平均值或RMS值、和马达速度的参数。图3所示的实施例还包括集成的流量计124。至少一个流量传感器14被植入泵12的下游。替代地，流量传感器14可以与泵12整合。流量计124联接在植入的流量传感器14和微控制器80之间。流量计124从流量传感器14接收数据并且将流速数据输出到微控制器80，允许系统监测瞬时流速。因为植入的流量传感器14联接到控制器模块16的流量计124，除了诸如马达速度和电流(功率)的泵参数之外，对系统性能(流速)的真实测量可以用于分析。此外，因为流量计124为控制器模块16的集成的部件，可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制血液泵的方法，其包括：　　　　响应预先确定的系统参数计算并且维持希望的峰到峰流量幅度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：H施马，M福尔克伦，G莫尔洛，R本科夫斯基，
申请(专利权)人：心血管微创医疗公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]