用于确定出口压力的方法和心脏辅助系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于确定心脏辅助系统(1；20)的出口上的出口压力(pao)的方法。所述方法包括以下步骤：确定与所述心脏辅助系统的入口邻近的入口压力(pv)；估计所述心脏辅助系统的所述入口和所述出口之间的压差(Δpc、Δp)；用所述入口压力和所述压差来确定所述出口压力。本发明专利技术还涉及一种用于执行所述类型的方法的心脏辅助系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本申请的主题是根据权利要求1所述的用于确定心脏辅助系统的出口处盛行的出口压力的方法、根据权利要求6所述的具有泵和能连接到泵的插管的心脏辅助系统、根据权利要求15所述的操作人体内的心脏辅助系统的方法。本申请中详述的心脏辅助系统是所谓的心室辅助装置(VAD)。这些装置可被设计用于左心室(LVAD)、右心室(RVAD)或两个心室(BVAD)。下文中，主要在LVAD的背景下描述本申请的主题，虽然各个泵也可用作RVAD或BVAD。当操作作为LVAD的心脏辅助系统时，心脏辅助系统大部分连接到左心室和主动脉，同时绕过主动脉瓣。因此，应用可通过心脏辅助系统将血液从左心室抽吸到主动脉的旁路。在众多情况下，心脏辅助系统包括泵单元以及入口和出口插管。其他变型设想到将泵单元直接联接到心脏上并且将通过泵单元传递的血液从泵出口通过插管抽吸到主动脉。这里，合适的泵是旋转血液泵，旋转血液泵可被设计为轴向泵或径向泵。轴向泵是将血液轴向传递的泵，即，通过主要轴向的推动力来传递血液。用于轴向传递血液的泵可连接到径向出口。相比于轴向泵，径向泵包括转子，转子除了使血液经受轴向组件外，还使血液经受径向组件。在许多情况下，转子径向扩展，使得泵入口处的转子直径通常小于毗邻泵出口的转子直径。径向泵有时被称为涡轮泵。为了测量传递的血液量和盛行压力，连续获取或检测数据，以确保用于患者的心脏辅助系统可靠操作。测量与心脏辅助系统相关的压力的一种可能性在于在心脏辅助系统中提供绝对压力传感器。这里，LVAD系统中的相关压力是心室压力pv和主动脉压力pao，还有其他。可设想到，为了测量心室压力，测量直接在心室中的心室压力。对于用泵单元直接连接到心室的心脏辅助系统，在泵入口处测得的压力可基本上等同于心室压力。更难以实现主动脉压力的测量。在变型中，压力传感器可例如布置在主动脉中。然而，由于主动脉的压力、流速和难以接近性，导致传感器的锚固是十分困难的，并且传感器的锚固带来了明显的健康风险。据此，存在以不同方式确定主动脉压力或心脏辅助系统出口处的压力的需要。除了根据权利要求1以及权利要求15所述的方法和根据权利要求6所述的心脏辅助系统外，还可通过在插管的出口处布置绝对压力传感器来实现该目的。根据一种确定心脏辅助系统的出口处盛行的出口压力的方法，首先确定心脏辅助系统的入口处盛行的入口压力。可例如通过布置在心脏辅助系统的入口处的压力传感器来实现入口压力的确定。另选地，可使用与应用于例如心脏起搏器系统或可植入除颤器系统的心脏辅助系统分开的压力传感器。然后，可例如以无线方式将所获取的压力数据传达到心脏辅助系统的控制单元。为了确定出口压力，估计心脏辅助系统的入口和出口之间盛行的压差。特别地，这意味着可测量或估计心脏辅助系统的局部部分。心脏辅助系统的入口和出口之间的压差的估计可因此被理解是估计至少心脏辅助系统的局部部分两端的压降。这里，术语“估计”是以使得通过在该部分中没有直接测量的变量来确定压降或压差的方式来理解的。在实施方式中，心脏辅助系统例如包括具有泵入口并且具有泵出口的泵，并且还包括具有插管入口并且具有插管出口的插管，其中，泵出口连接到插管入口。心脏辅助系统的入口和出口之间的压差由泵入口和泵出口之间的泵压差和插管入口和插管出口之间的插管压差构成。插管将泵连接到主动脉并且例如可含有诸如硅树脂或移植材料的生物兼容性材料，或者由这种材料形成。由于插管常常需要个体地适于进行移植的患者(即，在移植期间，插管有可能被缩短)的事实，导致插管的最终长度常常是未知的，直到移植之后。在通过泵测得的参数或变量的帮助下，在本申请中描述的方法和心脏辅助系统的帮助下，估计插管压差。随后，一旦已经估计了心脏辅助系统入口和出口之间的压差，就可用入口压力和估计的压差来确定出口压力。另选地，可设想到将用于确定主动脉压力的压力传感器附接到与主动脉连接的心脏辅助系统的出口。此时，如果压力传感器布置在插管的出口处，则由于插管必然缩短，导致压力传感器将容易被去除。然而，压力传感器可另选地布置在插管内，插管中测得的压力可不同于主动脉压力，使得另外在这种情况下应该估计压力传感器和插管出口之间的插管部分的压降。根据本申请的一种心脏辅助系统包括泵和能连接到泵的插管。心脏辅助系统还包括压力检测系统，压力检测系统被构造成，使得能检测泵入口处盛行的压力并且能检测泵入口和泵出口之间的泵压差，并且存在控制单元，控制单元被构造成，使得能估计插管入口和插管出口之间的插管压差。如已经提到的，可基于能由泵、其压力检测系统和泵的其他传感器装置检测到的变量来执行插管压差的估计。这里，可被设计用作微处理器、微控制器或可编程现场阵列的控制单元装备有命令集或带指令的软件，通过由泵检测到的读数并且通过用于估计插管压差的模型来输出插管压差的估计值。命令或软件或固件可在这里保持在存储器单元中和/或可通过诸如CD、DVD、可运输闪存存储器的数据载体被设置并且传输到控制单元上。控制单元被构造成，使得用通过泵确定的变量、基于与插管压差有关的模型和属于该模型的经校准模型参数来来计算插管压差。在一些实施方式的实施例中，控制单元还包括用于执行用于校准模型参数的方法的命令。在实施方式中，用于估计插管压差的模型可包括能通过泵检测的以下变量中的一个或更多个作为独立变量：体积流、泵的旋转速度和泵入口和泵出口之间的泵压差。可估计作为因变量的插管压差或插管出口压力。可设想到通过测量数据来校准模型的参数，以使用于估计插管压差的模型适于患者。在本文中，例如，通过诸如例如回归分析的统计方法对模型参数建模。在本文中，可在泵连续操作期间执行参数的建模，可以规则维护间隔来校准参数，或者可例如在植入之后立即就将模型参数校准一次。可通过控制单元或者通过其他外部控制单元来执行本文中的模型参数校准。可按时间独立或时间依赖方式对模型参数建模。在校准是一次性校准或者以规则间隔重复进行校准的情况下，通过统计方法而确定的模型参数被存储在与控制单元连接的存储器中，例如，存储在RAM或ROM中，并且所述模型参数用于确定插管压差。如最开始已经提到的，可通过能由泵检测到的不同变量来估计插管压差。因此，例如，在第一变型中，可设想到估计主动脉瓣打开的时间点(特别地，就在主动脉瓣打开之后和主动脉瓣关闭之前的时间点)的插管压差。大致地，在这些时间点，插管压差等于泵压差。除了主动脉瓣打开的时间点外，不需要针对该第一变型来确定其他参数。然而，这种方法带来的缺点在于：估计只在少数时间点(就在主动脉瓣打开之后)是令人满意地准确。在第二变型中，可设想到在通过泵传递的体积流的帮助下估计插管压差。因此，例如，可通过非线性函数(诸如，例如多项式或指数函数)或线性函数的模型，估计生理有意义区域内的插管压差。这里，体积流、泵的旋转速度、泵压差或这些变量的组合、或与这些变量成比例的变量可用作独立变量。因此，例如，可使用泵压差或转子速度的多项式或指数函数来估计插管压差。此外，用例如最新技术水平的一些泵，可以通过施加到控制线圈的电流来确定泵压差，其中，控制线圈确定泵转子的位置。由于位置是通过传递的流体基于盛行的压力和盛行的体积流而改变得，因此流过控制线圈的电流与泵压差成比例。在第三变型中，插管压差的模型可包括微分方程或微分方程组。这里本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于确定心脏辅助系统(1；20)的出口处盛行的出口压力(pao)的方法，其中，所述方法包括以下步骤：‑确定所述心脏辅助系统的入口处盛行的入口压力(pv)；‑估计所述心脏辅助系统的所述入口和所述出口之间的压差(Δpc、Δp)；‑用所述入口压力和所述压差来确定所述出口压力。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.03 EP 14175698.11.一种用于确定心脏辅助系统(1；20)的出口处盛行的出口压力(pao)的方法，其中，所述方法包括以下步骤：-确定所述心脏辅助系统的入口处盛行的入口压力(pv)；-估计所述心脏辅助系统的所述入口和所述出口之间的压差(Δpc、Δp)；-用所述入口压力和所述压差来确定所述出口压力。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述心脏辅助系统(1；20)包括泵(2；21)和与泵出口(24)连接的插管(3；50)的插管入口(52)，泵入口(22)是所述心脏辅助系统的所述入口并且插管出口是所述心脏辅助系统的所述出口(54)，所述压差由所述泵入口和所述泵出口之间的泵压差(Δp)以及所述插管入口和所述插管出口之间的插管压差(ΔPc)形成，并且测量所述泵压差或与所述泵压差成比例的变量，并且估计所述插管压差。3.根据权利要求2所述的方法，其中，通过由所述泵检测到的变量来估计所述插管压差。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，确定所述压差的模型并且通过统计方法来确定所述模型的至少一个参数。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，通过高阶多项式来估计所述压差，并且其中，所述高阶多项式优选地是能由所述心脏辅助系统测量的变量的函数。6.一种具有泵(2；21)的心脏辅助系统(1；20)，所述心脏辅助系统(1；20)用于辅助心脏并且具有能连接到所述泵的插管(3；50)，其中，所述泵包括泵入口(22)和泵出口(24)，并且所述插管包括插管入口(52)和插管出口(54)，并且所述心脏辅助系统包括压力检测系统，所述压力检测系统被构造成，使得能检测所述泵入口处盛行的压力...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·卡奇，
申请(专利权)人：柏林心脏有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE