用于控制血泵的方法和系统技术方案

本发明专利技术总体上涉及心室辅助装置的电力监测和节约。在一些实施例中，泵控制器可以使泵在电源和/或电源状况指示需要节电时转换为省电运行模式。在一些实施例中，当电源是应急电池时且当应急电池已经对泵供电了一段延长的时间段时，控制器可用信号通知泵以在省电运行模式下运行。在一些实施例中，当来自一个或多个外部电源的信号触发低电力危险状况时，如果这种状况持续了一段延长的时间，则控制器可用信号通知泵则转换为省电运行模式。在一些实施例中，控制器可在紧急备用电池低于电压阈值时触发省电模式。

Methods and systems for controlling blood pumps

【技术实现步骤摘要】
用于控制血泵的方法和系统本申请是国际申请日为2015年4月15日、中国国家阶段申请号为201580008732.8、题为“用于控制血泵的方法和系统”的专利技术专利申请的分案申请。相关申请的交叉引用本专利技术根据35USC§119(e)要求于2014年4月15日提交的美国临时专利申请号61/979,840的权益。其全部公开内容出于所有目的通过引用将其全部内容结合在此。专利
本说明书涉及产生人工脉搏，更具体地涉及用于省电和关闭搏动的方法和系统。专利技术背景本专利技术总体上涉及机械循环支持系统，并且更具体地涉及用于可植入血泵的电源管理系统和方法。被称作VAD的心室辅助装置是在患者的心脏不能提供足够的循环(通常是指心力衰竭或充血性心力衰竭)时用于短期(即数天、数月)和长期应用(即数年或终身)两者的可植入血泵。根据美国心脏协会的报告，五百多万美国人患有心力衰竭，每年诊断出大约670,000例新发病例。患有心力衰竭的人经常有呼吸短促和疲劳。常年患有动脉阻塞或高血压可使心脏过于衰弱而不能向身体泵出足够的血液。随着症状的恶化，发展为晚期心力衰竭。患有心力衰竭(也被称为充血性心力衰竭)的患者可在等待心脏移植时使用VAD或用作长期目的疗法。在另一个示例中，患者可在从心脏手术中恢复时使用VAD。因此，VAD可以补充衰弱的心脏(即部分支持)或有效代替天然心脏的功能。可将VAD植入患者的身体并由患者身体外的电源来供电。虽然补充和/或代替心脏功能已经取得了许多进步，可能还是需要进一步的改进以在通过便携式电源供电时提高VAD运行的持续时间。专利技术概述本专利技术提供了可有利地在低电力状况下维持VAD运行的改进的系统、方法和装置。提高低电力过程中的VAD运行的持续时间具有很多优点，如患者安全性，如在此讨论的。例如，标识用于节电的模式并从第一运行模式(例如脉动性模式)转换为第二运行模式(例如稳定状态)以节约电力储备，使得所述VAD可继续不间断地运行更长的持续时间，而同时所述患者安全地确保替代电源或对现有电源进行再充电。再进一步地，本专利技术发现了应用两个外部电源并可完全植入的经皮能量传递系统。在一个总体方面中，可以运行连续流动血泵以提供脉动性(pulsatile)血流。所述泵的电机转速可被调整为包括一系列的两个或更多个速度级别的重复循环。泵的运行可以产生模仿自然生理性搏动的压力变化率的压力变化。在另一个总体方面中，以脉动方式泵送血液包括：使血泵以第一速度运行第一时间段，将所述血泵的速度从第一速度降至第二速度，使所述血泵以第二速度运行第二时间段，将所述血泵的速度从第二速度降至第三速度，使所述血泵以第三速度运行第三时间段，并且将所述血泵的速度从第三速度升至第一速度。实现方式可以包括以下特征中的一个或多个。例如，将所述血泵的速度从第三速度升至第一速度包括：将所述血泵的速度从第三速度升至第四速度，使所述血泵以第四速度运行第四时间段，并且将所述血泵的速度从第四速度升至第一速度。第二时间段比所述第一时间段和所述第三时间段的总和更长。使所述血泵以第一速度运行，将所述血泵的速度从第一速度降至第二速度，使所述血泵以第二速度运行，将所述血泵的速度从第二速度降至第三速度，使所述血泵以第三速度运行，并且将所述血泵的速度从第三速度升至第一速度，组成一个循环，并且以脉动方式泵送血液还包括重复所述循环。第二时间段的持续时间大于所述周期的持续时间的一半。使所述血泵以第二速度运行第二时间段包括：使所述血泵运行以产生一种血流速度，所述血流速度相对于所述循环的平均血流速度具有预定关系。使所述血泵以第二速度运行第二时间段包括：使所述血泵运行以产生与所述循环的平均血流速度基本上相同的血流。使所述血泵的速度从第一速度降至第二速度、使所述血泵的速度从第二速度降至第三速度以及将所述血泵的速度从第三速度升至第一速度中的一者或多者包括：逐步降低速度和曲线型降低速度中的一者或多者。使所述血泵以第二速度运行包括：在人体心脏的与所述血泵处于血流连通的心室收缩的至少一部分过程中，使所述血泵以第二速度运行。以脉动方式泵送血液还包括：基于所述血泵的速度与所述血泵的耗电量之间的关系，判定使叶轮以第二速度运行与人体心脏的与所述血泵处于血流连通的心室的收缩之间的同步。所产生的脉动性血流包括接近生理性搏动的时间血压变化率的时间血压变化率。使所述血泵的速度从第一速度降至第二速度、使所述血泵的速度从第二速度降至第三速度以及将所述血泵的速度从第三速度升至第一速度中的一者或多者包括：在第一时间产生驱动信号，以在所希望的时间产生运行速度的相应变化。第二时间段大于所述第一时间段。在另一个总体方面中，血泵控制器包括用以产生使血泵运行的波形的波形发生器、以及用以向所述血泵提供所产生的驱动波形的驱动波形传送器。所述产生的波形被构造成：使血泵以第一速度运行第一时间段，将所述血泵的速度从第一速度降至第二速度，使所述血泵以第二速度运行第二时间段，将所述血泵的速度从第二速度降至第三速度，使所述血泵以第三速度运行第三时间段，并且将所述血泵的速度从第三速度升至第一速度。实现方式可以包括以下特征中的一项或多项。例如，将所述血泵的速度从第三速度升至第一速度包括：将所述血泵的速度从第三速度升至第四速度，使所述血泵以第四速度运行第四时间段，并且将所述血泵的速度从第四速度升至第一速度。第二时间段比所述第一时间段和所述第三时间段的总和更长。使所述血泵以第一速度运行，将所述血泵的速度从第一速度降至第二速度，使所述血泵以第二速度运行，将所述血泵的速度从第二速度降至第三速度，使所述血泵以第三速度运行，并且将所述血泵的速度从第三速度升至第一速度，组成一个循环，并且其中，所产生的波形被构造成重复所述循环。第二时间段的持续时间大于所述周期的持续时间的一半。使所述血泵以第二速度运行第二时间段包括：使所述血泵运行以产生一种血流速度，所述血流速度相对于所述循环的平均血流速度具有预定关系。使所述血泵以第二速度运行第二时间段包括：使所述血泵运行以产生与所述循环的平均血流速度基本上相同的血流。所产生的波形被构造成经由逐步改变速度和曲线改变速度中的一种或多种方式来改变所述血泵的速度。所产生的波形使所述血泵在人体心脏的与所述血泵处于血流连通的心室的收缩过程中以第二速度运行。所述血泵控制器还包括处理器，所述处理器被构造成，基于所述血泵的速度与所述血泵的耗电量之间的关系，判定使所述血泵以第二速度运行与人体心脏的与所述血泵处于血流连通的心室的收缩之间的同步。所产生的波形驱动所述血泵产生接近生理性搏动的时间血压变化率的时间血压变化率。所产生的波形还被构造成在所希望的时间产生泵运行速度的相应变化。第二时间段大于所述第一时间段。在另一个总体部分中，产生脉动性血流，所述脉动性血流具有相对低压部分和相对高压部分、且具有模仿自然生理性搏动的压力变化率的压力变化率，包括：使连续流动血泵运行以产生通过连续流动血泵的第一血流速度，所述第一血流速度与所述脉动性血流的相对低压部分相关联，使所述连续流动血泵运行以产生通过所述连续流动血泵的第二血流速度，所述第二血流速度与所述脉动性血流的相对高压部分相关联，并且控制所述连续流动血泵以将通过所述连续流动血泵的血流速度从第一流速升至第二流速而用以产生模仿自然生理性搏动的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使用外部控制器控制可植入血泵的方法，所述方法包括：标识所述可植入血泵的一个或多个电源的指示用于节电的模式的状态；以及从所述外部控制器向所述可植入血泵发送将所述可植入血泵从脉动性泵送运行转换为恒速运行的命令信号，所述恒速运行消耗的电力少于所述脉动性泵送运行；以及利用所述可植入血泵的电子器件接收并处理所述命令信号以将所述可植入血泵从脉动性泵送运行转换为恒速运行；其中标识指示用于节电的模式的电源状态包括：标识低电力危险状况状态；标识所述可植入血泵在所述低电力危险状况下运行的持续时间；以及将所述持续时间与阈值时间段进行比较；以及当所述持续时间超过所述阈值时间段时，向所述可植入血泵发送所述命令信号。

【技术特征摘要】
2014.04.15 US 61/979,8401.一种使用外部控制器控制可植入血泵的方法，所述方法包括：标识所述可植入血泵的一个或多个电源的指示用于节电的模式的状态；以及从所述外部控制器向所述可植入血泵发送将所述可植入血泵从脉动性泵送运行转换为恒速运行的命令信号，所述恒速运行消耗的电力少于所述脉动性泵送运行；以及利用所述可植入血泵的电子器件接收并处理所述命令信号以将所述可植入血泵从脉动性泵送运行转换为恒速运行；其中标识指示用于节电的模式的电源状态包括：标识低电力危险状况状态；标识所述可植入血泵在所述低电力危险状况下运行的持续时间；以及将所述持续时间与阈值时间段进行比较；以及当所述持续时间超过所述阈值时间段时，向所述可植入血泵发送所述命令信号。2.一种使用控制器控制可植入血泵的方法，所述方法包括：标识所述可植入血泵的一个或多个电源的指示用于节电的模式的状态；以及从所述控制器向所述可植入血泵发送从脉动性泵送运行转换为恒速运行的信号，所述恒速运行消耗的电力少于所述脉动性泵送运行；其中，标识指示所述用于节电的模式的所述电源状态包括标识所述控制器与一个或多个外部电源之间的断开或低电力危险状况状态；其中，标识指示所述用于节电的模式的所述电源状态包括：标识所述控制器与所述一个或多个外部电源断开的持续时间或所述可植入血泵在所述低电力危险状况下运行的持续时间；以及将所述持续时间与阈值时间段进行比较；以及当所述持续时间超过所述阈值时间段时，向所述可植入血泵发送所述信号。3.如权利要求2所述的方法，其中，所述阈值时间段是至少15分钟。4.如权利要求1所述的方法，其中，通过对联接至所述可植入血泵的所述外部控制器的第一线缆和第二线缆的状态进行监测来标识所述低电力危险状况。5.如权利要求4所述的方法，其中，所述第一线缆和所述第二线缆：在以下情况时被指定第一故障状态：1)与相应的线缆相关联的相对充电状态信息指示低于第一阈值电荷的可再充电电池电源，或2)与相应的线缆相关联的相对充电状态信息指示电源模块且电压信息低于第一电源模块阈值电压；在以下情况时被指定第二故障状态：1)与相应的线缆相关联的相对充电状态信息指示低于第二阈值电荷的可再充电电池电源，所述第二阈值电荷低于所述第一阈值电荷，或2)与相应的线缆相关联的相对充电状态信息指示可再充电电池电源且电压信息低于电池阈值电压，或3)与相应的线缆相关联的相对充电状态信息指示电源模块且电压信息低于第二电源模块阈值电压，所述第二电源模块阈值电压低于所述第一电源模块阈值电压；当相应的线缆的相对充电状态指示未知电源时，被指定未知故障状态；当与相应的线缆相关联的电压信息指示断开的线缆时，被指定断开故障状态；并且当所述第一线缆或第二线缆没有被指定第一故障状态、第二故障状态、未知故障状态或断开故障状态时，被指定第三状态。6.如权利要求5所述的方法，其中，当所述第一线缆被指定所述第一故障状态、所述第二故障状态或所述未知故障状态而同时所述第二线缆被指定所述断开故障状态、所述未知故障状态或所述第二故障状态时，触发所述低电力危险状况。7.如权利要求5所述的方法，进一步包括：当所述第一线缆或第二线缆被指定所述第三状态时或当所述第一线缆和所述第二线缆被指定所述第二故障状态时，向所述可植入血泵发送转换回所述脉动性泵送运行的第二信号。8.如权利要求1所述的方法，其中，标识指示所述用于节电的模式的所述电源状态包括标识所述电源作为已经为所述泵供电超过阈值时间段的应急电池。9.如权利要求8所述的方法，其中，所述阈值时间段是至少15分钟。10.如权利要求1所述的方法，其中，标识指示所述用于节电的模式的所述电源状态包括标识所述电源作为低于阈值电压的应急电池。11.如权利要求10所述的方法，其中，所述阈值电压等于或小于10.4伏。12.一种使用外部控制器控制可植入血泵的方法，所述可植入血泵由一个或多个电源供电，所述方法包括：判定正在对所述可植入血泵供电的一个或多个电源的类型；标识与一个或多个电源的类型相关联的、指示用于节电的模式的运行状况；根据对指示所述用于节电的模式的、与一个或多个电源的类型相关联的运行状况的标识，从所述外部控制器向所述可植入血泵发送将所述可植入血泵从第一运行模式转换为第二运行模式的命令信号，所述第二运行模式消耗的电力少于所述第一运行模式；利用所述可植入血泵的电子器件接收并处理所述命令信号以将所述可植入血泵从所述第一运行模式转换为所述第二运行模式；其中标识指示用于节电的模式的运行状况包括：标识低电力危险状况状态；标识所述可植入血泵在所述低电力危险状况下运行的持续时间；以及将所述持续时间与阈值时间段进行比较；以及当所述持续时间超过所述阈值时间段时，向所述可植入血泵发送所述命令信号。13.如权利要求12所述的方法，其中，当所述外部控制器与外部电源断开时，所述外部控制器判定所述一个或多个电源作为容纳在所述外部控制器内的应急电池。14.如权利要求13所述的方法，其中，指示所述用于节电的模式的、与所述应急电池相关联的运行状况包括：所述应急电池的电压低于阈值电压，或所述应急电池为所述可植入血泵供电的持续时间超过阈值时间段。15.如权利要求12所述的方法，其中，判定一个或多个电源的类型包括判定第一线缆和第二线缆是否将一个或多个外部电源联接至所述外部控制器。16.如权利要求15所述的方法，其中，判定所述第一线缆和所述第二线缆是否连接至一个或多个外部电源包括：监测与所述第一线缆和所述第二线缆相关联的电压信息；将所述电压信息与连接阈值进行比较；当相关联的电压信息大于或等于所述连接阈值时判定所述第一线缆或第二线缆是连接的；当相关联的电压信息小于所述连接阈值时判定所述第一线缆或第二线缆是断开的；以及当判定所述第一线缆或第二线缆与所述外部控制器断开时，向所述第一线缆或第二线缆报告断开故障状态。17.如权利要求16所述的方法，其中，当判定所述第一线缆和第二线缆与所述外部控制器断开的时间段大于或等于10分钟时，向所述可植入血泵发送信号。18.如权利要求16所述的方法，其中，当判定所述第一线缆或第二线缆是连接的时，可基于与所述第一线缆或第二线缆相关联的相对充电状态信息而将所述一个或多个电源分类为外部电池或电源模块。19.如权利要求18所述的方法，其中，当与所述第一线缆或第二线缆相关联的相对充电状态信息大于最小电池阈值且小于或等于最大电池阈值时，判定所述一个或多个电源是可再充电电池。20.如权利要求18所述的方法，其中，当与所述第一线缆或第二线缆相关联的相对充电状态信息大于电源模块阈值时，判定所述一个或多个电源是电源模块。21.如权利要求18所述的方法，其中，当与所述第一线缆或第二线缆相关联的相对充电状态信息落在与所述外部电池和所述电源模块相关联的相对充电状态范围之外时，判定所述一个或多个电源是未知电源；并且其中，所述方法进一步包括：当所述外部电源被分类为未知电源时，向所述第一线缆或第二线缆报告未知故障状态。22.如权利要求21所述的方法，进一步包括：对与所述第一线缆和第二线缆相关联的相对充电状态信息以及电压信息进行监测，以标识指示用于节电的模式的所述运行状况；以及基于所述相对充电状态信息和所述电压信息，向所述第一线缆或第二线缆报告故障状态。23.如权利要求22所述的方法，其中，报告故障状态包括：当相对充电状态小于1130mV且大于或等于330mV时，向所述第一线缆和/或第二线缆报告第一故障状态；当所述外部电源被表征为可再充电电池且电压大于1000mV并小于或等于13200mV时或当所述外部电源被表征为电源模块且电压大于1000mV并小于10400mV时，向所述第一线缆和/或第二线缆报告所述第一故障状态；当所述相对充电状态小于1930mV并大于或等于1130mV时，向所述第一线缆和/或第二线缆报告第二故障状态；当所述外部电源被表征为电源模块且电压大于10400mV并小于或等于11200mV时，向所述第一线缆和/或第二线缆报告所述第二故障状态；以及当所述第一线缆和/或第二线缆没有被发布所述第一故障状态、所述第二故障状态、所述未知故障状态或所述断开故障状态时，向所述第一线缆和/或第二线缆报告第三状态。24.如权利要求23所述的方法，其中，指示所述用于节电的模式的运行状况包括：当所述第一线缆被指定所述第一故障状态、所述第二故障状态或所述未知故障状态而同时所述第二线缆被指定所述第一故障状态、所述未知故障状态或所述断开故障状态时，使所述可植入血泵运行大于10分钟的时间段。25.如权利要求24所述的方法，进一步包括：当所述第一线缆或第二线缆被指定所述第三状态时或当所述第一线缆和所述第二线缆被指定所述第二故障状态时，向所述可植入血泵发送转换回所述第一运行模式的第二信号。26.如权利要求12所述的方法，其中，所述第一运行模式是脉动性运行模式，并且其中，所述第二运行模式是恒速运行模式。27.如权利要求12所述的方法，其中，所述第一运行模式和所述第二运行模式是脉动性运行模式，并且通过在更低的流速下运行，所述第二运行模式消耗的电力少于所述第一运行模式。28.如权利要求12所述的方法，其中，所述第一运行模式和所述第二运行模式是恒速模式，通过在更低的流速下运行，所述第二运行模式消耗的电力少于所述第一运行模式。29.一种可植入血泵系统，包括：可植入血泵，所述可植入血泵被构造成补充或代替心脏的泵血功能以及；外部控制器，所述外部控制器与所述可植入血泵通信联接，并且被构造成标识用于所述可植入血泵的一个或多个电源的指示用于节电的模式的状态；并且向所述可植入血泵发送从脉动性泵送模式转换为恒速模式的命令信号，所述恒速模式消耗的电力少于所述脉动性泵送运行；以及其中所述可植入血泵包括用于接收并处理所述命令信号以将所述可植入血泵从脉动性泵送模式转换为恒速模式的相关联电子器件；其中所述外部控制器被构造成将低电力危险状况状态标识为指示用于节电的模式；其中所述外部控制器被构造成标识所述可植入泵在所述低电力危险状况下运行的持续时间；以及其中所述外部控制器被构造成将所述持续时间与阈值时间段进行比较；以及其中所述控制器被构造成在所述持续时间超过所述阈值时间段时，向所述可植入血泵发送所述命令信号以从脉动性泵送模式转换为恒速模式。30.如权利要求29所述的系统，其中，所述外部控制器被构造成联接至一个或多个用于为所述可植入血泵供电的外部电源，并且其中，所述外部控制器包括应急电池，所述应急电池用于在所述外部控制器与所述外部电源断开时为所述可植入血泵供电；其中，所述外部控制器被构造成在所述外部控制器判定所述应急电池正在为所述可植入血泵供电超过阈值时间段时发送所述信号。31.如权利要求30所述的系统，其中，所述阈值时间段大于10分钟。32.如权利要求29所述的系统，其中，所述外部控制器被构造成联接至一个或多个用于为所述可植入血泵供电的外部电源，并且其中，所述外部控制器包括应急电池，所述应急电池用于在所述外部控制器与所述外部电源断开时为所述可植入血泵供电；其中，所述外部控制器被构造成在所述外部控制器判定所述应急电池低于阈值电压时发送所述信号。33.如权利要求32所述的系统，其中，所述阈值电压等于或小于10.4伏。34.如权利要求29所述的系统，其中，所述外部控制器被构造成通过第一线缆和第二线缆联接至一个或多个外部电源，并且其中，所述外部控制器被构造成监测所述第一线缆和所述第二线缆并且基于与所述第一线缆相关联的且与所述第二线缆相关联的相对充电状态信息以及电压信息来向所述第一线缆和所述第二线缆报告故障状态；并且其中，所述低电力危险状况通过由所述外部控制器发布至所述第一线缆和/或第二线缆的一个或多个故障状态而触发。35.如权利要求34所述的系统，其中，所述阈值时间段是10分钟或以上。36.如权利要求1所述的方法，其中，所述可植入血泵的所述电子器件在所述泵上。37.如权利要求1所述的方法，其中，所述可植入血泵的所述电子器件包括处理器。38.如权利要求1所述的方法，其中，所述可植入血泵的所述电子器件执行用于响应于所述命令信号将所述可植入血泵从脉动性泵送运行转换为恒速运行的软件。39.一种输出可植入血泵的组合电源警报的方法，所述方法包括：确定所述可植入血泵的第一电源的状态；确定所述可植入血泵的第二电源的状态，所述第二电源与所述第一电源不同；以及输出考虑并合并所述第一电源和所述第二电源的状态的组合电源警报，其中所述第一电源的状态和所述第二电源的状态中的每一者从以下中选择：(a)指示相对充电状态在相应电源的第一阈值和完全充电状态之间的第一状态；(b)指示相对充电状态在第一阈值和低于第一阈值的第二阈值之间的第二状态；(c)指示相对充电状态低于第二阈值的第三状态；(d)指示电源未知的第四状态；以及(e)指示电缆断开的第五状态，并且其中输出所述组合电源警报包括在以下情况下时显示低电力建议警报：所述第一电源和所述第二电源中的至少一个的状态是第二状态且所述第一电源和所述第二电源中的每一个的状态是第一状态或第二状态；或者所述第一电源和所述第二电源中的一个的状态是第一状态且所述第一电源和所述第二电源中的另一个的状态是第三状态。40.如权利要求39所述的方法，其中显示所述低电力建议警报包括重复闪烁指示器灯至少一秒接着关闭至少一秒。41.如权利要求40所述的方法，其中所述指示器灯是黄色的和菱形的。42.如权利要求39所述的方法，进一...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·布尔奎，B·金鲍尔，C·P·达格，
申请(专利权)人：TC一有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US