一种双通道流体温度控制装置，通过使用来自具有功率极限的方便电源插座的功率，在手术过程中控制心脏流体的温度。第一泵接收第一热交换流体以便在第一循环通道内可选择地抽吸第一热交换流体。第二泵接收第二热交换流体以便在第二循环通道内可选择地抽吸第二热交换流体。第一加热器单元包括第一多个独立可启动加热元件，上述每个加热元件具有各自的功率消耗。第二加热器单元包括第二多个独立可启动加热元件，上述每个加热元件具有各自的功率消耗。控制器可选择地启动第一和第二泵以及第一和第二多个加热元件，以便可选择地加热或冷却第一和第二热交换流体，使得所有启动的泵和加热元件的功率引出维持在功率极限之内。
【技术实现步骤摘要】
相关申请的参考本申请要求2004年8月6日申请的美国临时申请60/599,628为优先权。
技术介绍
本专利技术总体上涉及心脏手术，更具体地说涉及在心脏分流手术过程中传送给病人的血液或其它流体的加热和冷却。加热和冷却装置是在心脏手术过程中使用的血液灌注系统的重要部分。在手术中，血液在分流线路中冷却，以引起低温用于保护器官。典型地，单独的心肌停搏液(cardioplegia)线路至少周期性地提供冷却溶液的专门流动直接到达心脏。当手术完成时，在病人从麻醉醒过来之前加热在两个线路中流动的血液和/或其它流体。在血液灌注系统的运转过程会产生的不同环境中，期望不仅仅同时加热两个线路或者冷却两个线路，而且冷却一个线路而对另一个进行加热，或者停用一个线路而对另一个进行加热或冷却。在每个线路中载有血液和/或心肌停搏液的导管通过相应的热交换器。如果必要，在两个相应的加热器/冷却器线路内的水(或其它热交换流体)通过在热交换器内的通道进行抽吸，用于为血液/心肌停搏液增加热量或者从血液/心肌停搏液去除热量。具有一体的控制器和一体的电源的一体加热器/冷却器单元通常独立地包括用于可选择地冷却在两个水线路内的水的单个冰浴室和用于可选择地加热在两个线路内的水的一对加热装置。从电安全标准和期望通过在操作室内单个的传统电源插座来供电双加热器/冷却器单元的角度看，必须确保从电源插座引出的电流保持安全处在最大极限内。该单元的明显功率消耗元件是控制器电子仪器(例如，微控制器、显示器和其它相关线路)、两个水循环泵以及两个加热器。与运转控制器和泵不同，由于冰用作冷却源，从而冷却功能不消耗功率。当两个加热器都同步运转(即，动脉和心脏麻痹病人线路两者均进行加热并且两个泵均运转)时，发生最大电流引出。King et al.的美国专利6423268公开了一种双加热器，其中提供线路以防止第一和第二加热器同时启动。而且，加热器不启动直到从另一加热器停用的时间起延迟之后。从而，当需要在两个流体线路中都进行加热时，King et al.可选择地启动两个加热器中每一个，同时具有在两次启动之间的适当延迟时间，从而避免瞬间的切换。通过以补充方式驱动两个加热器(由闭合时间分隔)，对两个线路都进行加热而不超出可用电流。然而，需要包括有多个延迟的相对复杂和昂贵的加热器控制系统以获得必要的延迟。期望在没有这种复杂性或花费的情况下限定最大电流引出。如King et al.所实现的延迟切换系统具有额外的缺点。当加热器启动时，会流动明显的突入电流。该突入电流会导致线路断路器的跳闸和/或在切换装置中过度地产生热量。由于由不同延迟装置所提供的时间的固有偏差(即使相同制造者和件号)，当启动加热器时会发生明显的时间差错。这些差错能够变大到足以无意中引起加热器的同时启动，导致过度的电流引出。期望消除突入电流并且提供加热器电流的更精确和稳固的控制，以便赢取性能效益并且避免同时的启动差错。
技术实现思路
本专利技术具有在不需要延迟或中继线路的情况下限定电流消耗的优点。这里公开了创新的加热器结构和功率分享方法，其中获得精确和稳固的加热器控制并且消除突入电流。本专利技术一方面，一种双通道流体温度控制装置，通过使用来自具有功率极限的方便电源插座的动力在手术过程中控制心脏流体(cardiac fluids)的温度。第一循环通道传送第一热交换流体。第二循环通道传送第二热交换流体。第一泵接收第一热交换流体以便在第一循环通道内可选择地抽吸第一热交换流体。第二泵接收第二热交换流体以便在第二循环通道内可选择地抽吸第二热交换流体。第一加热器单元热结合于第一热交换流体并且包括第一多个独立可启动加热元件，上述每个加热元件具有各自的功率消耗。第二加热器单元热结合于第二热交换流体并且包括第二多个独立可启动加热元件，上述每个加热元件具有各自的功率消耗。冷却槽可选择地热结合于第一和第二热交换流体。控制器可选择地启动第一和第二泵以及第一和第二多个加热元件，以便可选择地加热或冷却第一和第二热交换流体，使得所有启动的泵和加热元件的功率引出维持在功率极限之内。附图说明图1是与灌注系统相结合的本专利技术的双加热/冷却系统的示意/框图。图2是加热/冷却系统组件的框图。图3是需要加热的潜在运转模式的图表。图4是在每个运转模式中不同系统组件的相关功率消耗的图表。图5是示出用于限定功率消耗到功率极限的输入电压和施加给在单个加热器内的加热元件的电压的波形图。图6是具有多个加热元件的加热器的优选实施例的局部横截面。图7是从图6的线7-7看加热器的侧向横截面。图8是从图6的线8-8看加热器的侧向横截面。具体实施例方式本专利技术是用户可选择的水温调节系统，其由具有相同的加热和冷却性能的两个独立通道构成。该系统的每个通道能够以称为等待(Standby)模式和维持(Maintain)模式的两个模式运转。也可以提供初始(Prime)模式(其中加热器关闭)，其中热交换流体以高流速循环通过系统的所有流动通道，以便用热交换流体填充通道以及去除任何夹带空气。在等待模式中，用户能够调节设定值温度，但是不存在温度的有效调节。对于该特定的通道来说泵和加热器关闭。包括显示器和处理器的系统电子仪器提供低的功率引出。在维持模式中，用户能够调节设定值温度并且产生温度的有效调节。根据在任何特定时间是否需要加热或冷却，决定是否可以启动一个或两个泵以及一个或两个加热器。当两个通道都在提供最大加热时，产生最大功率引出。该功率引出等于系统电子仪器、两个泵和两个加热器的组合消耗。虽然将能够对两个加热器设定规格，使得在两个通道都处在最大加热时不超出供应的功率极限，但是期望在每个通道内具有增加的加热能力，使得在仅仅一个通道需要加热时能够提供更高程度的加热。参照图1，双加热器/冷却器系统10可以用于对病人11的心脏手术的支持。在手术过程中，通过血液线路13和心肌停搏液线路14从病人11进行循环血液，灌注系统12执行心脏和肺功能。在线路13和14中的流体可以分别使用热交换器15和16可选择地被冷却或加热。当必要时，在双加热器/冷却器系统10与热交换器15和16之间的诸如水流之类的热交换流体流动，以获得设定值的温度。系统10包括能够单独分别地冷却在这些分开的循环通道的每一个中的热交换流体的诸如冰浴20之类的冷却源。连接到热交换器16的第一通道包括第一加热器21和第一泵22，而第二循环通道包括第二加热器23和第二泵24。从电源插座26获得功率的电子仪器模块25连接到加热器21和23上以及连接到泵22和24上。为了适当地引导热交换流体在第一循环通道内流动用于冷却或加热，阀27引导流体流过冰浴20或加热器21。类似地，阀28将在第二循环通道内的热交换流体引导向冰浴20或加热器23。一对温度传感器30和31连接到电子仪器模块25以提供温度反馈，使得电子仪器模块25能够控制流出的热交换流体的温度到达所需的设定值温度。可选择地，能够采用远程温度传感器。如图2所示，电源插座26典型地提供有大约20安培的电流极限。在系统10内提供线路断路器32用于限定由系统10引出的电流为16安培，或者大约1750瓦。系统10消耗功率的三个主要组件是系统电子仪器(例如，显示器、控制器、接口和状态线路)、泵和加热器。由于冷却源是操作者添加的冰，冷却本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种双通道流体温度控制装置，通过使用来自具有功率极限的方便电源插座的动力，在手术过程中控制心脏流体的温度，所述装置包括：用于传送第一热交换流体的第一循环通道；用于传送第二热交换流体的第二循环通道；第一泵，其接收所述第 一热交换流体以便在所述第一循环通道内可选择地抽吸所述第一热交换流体；第二泵，其接收所述第二热交换流体以便在所述第二循环通道内可选择地抽吸所述第二热交换流体；第一加热器单元，其热结合于所述第一热交换流体并且包括第一多个独立可启 动的加热元件，上述每个加热元件具有各自的功率消耗；第二加热器单元，其热结合于所述第二热交换流体并且包括第二多个独立可启动的加热元件，上述每个加热元件具有各自的功率消耗；冷却槽，其可选择地热结合于所述第一和第二热交换流体；以及 控制器，其可选择地启动所述第一和第二泵以及所述第一和第二多个加热元件，以便可选择地加热或冷却所述第一和第二热交换流体，使得所有启动的泵和加热元件的功率引出维持在所述功率极限之内。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：RA埃克尔斯通，RM马托维纳，
申请(专利权)人：泰尔茂心血管系统公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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