用于确定流过植入式血管辅助系统的流体的流速的方法以及可植入式血管辅助系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于至少确定流过植入式血管辅助系统(1)的流体的流速或流体容积流量(5)的方法，其包括以下步骤：a)借助于所述辅助系统(1)的超声波传感器(2)执行脉冲式多普勒测量，b)评估步骤a)中具有可能的模糊性的测量结果，c)提供所述辅助系统(1)的致流机(3)的至少一个操作参数，d)使用在步骤b)中评估的所述测量结果来至少确定所述流速或所述流体容积流量(5)，其中使用所述操作参数来校正所述测量结果的所述可能的模糊性。量结果的所述可能的模糊性。量结果的所述可能的模糊性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于确定流过植入式血管辅助系统的流体的流速的方法以及可植入式血管辅助系统


[0001]本专利技术涉及一种用于确定流过植入式血管辅助系统的流体的流速的方法、可植入式血管辅助系统以及植入式血管辅助系统的致流机的操作参数的用途。本专利技术尤其用于(完全)植入式左心辅助系统(LVAD)。

技术介绍

[0002]已知将超声波容积流量传感器集成到心脏辅助系统中以便由此检测所谓的泵容积流量，所述泵容积流量对通过辅助系统本身的流体容积流量进行量化。超声波容积流量传感器可执行脉冲式多普勒测量或使用脉冲式多普勒(脉冲波多普勒；简称：PWD)方法。这种方法只需要一个超声波换能器元件，并且允许精确选择观察窗口与超声波元件之间的距离。
[0003]心脏辅助系统的任务是输送血液。在这种情况下，所谓的心脏时间容积(HTV，通常以升/分钟表示)具有高度的临床相关性。换句话说，在这种情况下，心脏时间容积与从心室，具体地说是从左心室到主动脉的血液总容积流量有关。相应明确的是，要尝试在心脏辅助系统的操作过程中将此参数作为测量值来收集。
[0004]取决于辅助水平，某一容积流量经由主动脉瓣的生理路径到达主动脉，所述辅助水平描述了由例如辅助系统的泵等输送装置输送的容积流量与从心室到主动脉的血液总容积流量的比例。因此，从心室到主动脉的心脏时间容积或总容积流量(Q
HTV
)通常是泵容积流量(Q
p
)和主动脉瓣容积流量(Q
a
)的总和。
[0005]在临床环境中，确定心脏时间容积(Qr/>HTV
)的一种既定方法是使用稀释法，然而，所有这些都依赖于经皮插入的导管，因此只能在心脏手术期间和随后的重症监护期间提供心脏时间容积测量数据。对于高水平的辅助，Q
a
接近零，因此大约Q
p
≈Q
HZV
适用。因此，至少在这些情况下，可经由泵容积流量至少近似地确定心脏时间容积。测量泵容积流量(Q
p
)的既定方法是辅助系统的操作参数的相关性，主要是电功耗，还可能辅以其它生理参数，例如血压。由于这些方法基于统计假设和所使用的辅助系统的基本泵特性图，因此相关的Q
p
容易出错。因此，为了提高参数Q
p
的测量质量，期望包含流量传感器。
[0006]超声波是一种特别适用于确定流速以及因此容积流量的传感器方法，具体地说是脉冲波多普勒方法(PWD)，因为它只需要一个双向超声波换能器元件，并且允许精确选择收集测量值的观察窗口的距离。因此，可以在适当的流动条件普遍存在的范围内执行流速测量。
[0007]在PWD系统中，以限定的脉冲重复率(PRF)发出超声波脉冲。如果流速和流向未知，为了不违反尼奎斯特定理(Nyquist theorem)，则PRF必须至少超过出现的最大多普勒频移的两倍。如果不满足此条件，则会发生混叠，即在确定的频谱中出现的模糊性。当检测频谱中的频率时，所述频率不能再明确地分配到一个流速，而是多个流速。
[0008]由于心脏辅助系统(VAD)测量装置的几何设计，测量范围或观察窗口可能过于远
离超声波换能器而使得超声波脉冲从换能器到测量范围并返回换能器的信号传输时间不容忽视。由于只有在前一个超声波脉冲不再产生显著回波时才能发出新的超声波脉冲，因此信号传输时间限制了最大可能的PRF。在心脏辅助系统中普遍存在的高流速以及观察窗口与超声波元件之间距离的几何边界条件的情况下，不可避免地会违反尼奎斯特采样定理，从而导致频谱产生模糊性。
[0009]具有不使用PWD方法的超声波传感器的心脏辅助系统通常配备有两个超声波换能器，使得可能出现所描述的传输时间问题，但可通过适当的实施而以其它方式解决。然而，特别是在中高流速的情况下，具有使用PWD方法的超声波传感器的心脏辅助系统容易受到所述效应的影响。本领域的现有技术措施是，选择限定的脉冲重复率以使得不出现混叠，或者在可能的情况下适当地调整几何条件和超声波频率。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的是指定一种用于确定流过植入式血管辅助系统的流体的流速的改进方法，并创建一种改进的可植入式血管辅助系统，其中可以确定流过所述系统的流体的流速。
[0011]具体地说，本专利技术的目的是创建一种用于确定流体的流速的方法和一种改进的可植入式血管辅助系统，其中提供了对流过所述系统的流体的流速的确定，其中，仅使用一个超声波换能器就可在心脏辅助系统中普遍存在的流速下确定流速，即使在超声波脉冲从超声波换能器到测量范围并返回的较长信号传输时间的情况下也是如此。
[0012]此目的通过权利要求1中指定的方法和根据权利要求8所述的可植入式血管辅助系统来实现。
[0013]在附属权利要求中表明了本专利技术的有利的实施例。
[0014]根据权利要求1，此处提出了一种用于至少确定流过植入式血管辅助系统的流体的流速或流体容积流量的方法，其包括以下步骤：
[0015]a)借助于所述辅助系统的超声波传感器进行脉冲式多普勒测量，
[0016]b)评估步骤a)中的测量结果，所述测量结果具有可能的模糊性，
[0017]c)提供所述辅助系统的致流机的至少一个操作参数，
[0018]d)使用在步骤b)中评估的所述测量结果来至少确定所述流速或所述流体容积流量，
[0019]其中使用所述操作参数来校正所述测量结果的所述可能的模糊性。
[0020]所述血管辅助系统优选地是心脏辅助系统，具体地说，优选是心室辅助系统。如果合适的话，则所述辅助系统通常用于辅助血液在患者等人员的血液循环中的输送。所述辅助系统可至少部分地布置在血管中。例如，所述血管，具体地说在左心辅助系统的情况下，是主动脉，或者，具体地说在右心辅助系统的情况下，是进入两个肺动脉的总干(肺动脉干)。辅助系统优选地布置在心脏的左心室或左心腔的出口处。具体地说，辅助系统优选地布置在主动脉瓣位置。
[0021]具体地说，本文提出的解决方案有助于为心脏辅助系统中的超声波容积流量传感器提供混叠补偿方法。所述方法可有助于确定从心脏的心室，具体地说是从心脏的(左)心室到(完全)植入的(左)心室(心脏)辅助系统区域中的主动脉的流体流速和/或流体容积流
量。所述流体通常是血液。在流过辅助系统——具体地说是流过辅助系统的(入口)管或(入口)套管——的流体流或流体容积流中确定流速。有利的是，所述方法允许甚至是在非外科手术场景下，具体地说，也能通过植入式辅助系统本身来高质量地确定血流的流速和/或流体容积流量。
[0022]特别有利的是，本文提出的解决方案可利用以下事实：基于电机特性图，可(仅)根据驱动器的旋转速率或基于跨致流机的压差和旋转速率来粗略估计泵流量。具体地说，根据致流机的操作参数尤其粗略估计的流动速率用来解决频谱中的模糊性，并且使得超声波传感器能够进行高度精确的流量测量。
[0023]在步骤a)中，借助于辅助系统的超声波传感器执行脉冲式多普勒测量。为了执行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于至少确定流过植入式血管辅助系统(1)的流体的流速或流体容积流量(5)的方法，其包括以下步骤：a)借助于所述辅助系统(1)的超声波传感器(2)执行脉冲式多普勒测量，b)评估步骤a)中的测量结果，所述测量结果具有可能的模糊性，c)提供所述辅助系统(1)的致流机(3)的至少一个操作参数，d)使用在步骤b)中评估的所述测量结果来至少确定所述流速或所述流体容积流量(5)，其中使用所述操作参数来校正所述测量结果的所述可能的模糊性。2.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤a)中，只有在发出的前一超声波脉冲的回波已经消失时，才发出新的超声波脉冲。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述脉冲式多普勒测量的最大脉冲重复率小于出现的最大多普勒频移的两倍。4.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其中所述操作参数是至少一个旋转速度、一个电流、一个功率或一个压力。5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯，
申请(专利权)人：开迪恩有限公司，
类型：发明
国别省市：