用于体外循环支持的控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于体外循环支持的控制和调节单元以及包括所述控制和调节单元的系统以及相应的方法。相应地提出一种用于体外循环支持的控制和调节单元(10)，所述控制和调节单元设置用于在预定的时间段内接收被支持的病人的EKG信号(12)的测量，其中，所述EKG信号(12)对于心脏周期内的每个时间点包括多个数据点。控制和调节单元(10)包括评估单元(100)，所述评估单元设置用于对于空间上和/或时间上评估至少一个时间点的数据点并且由被评估的数据点在心脏周期内确定至少一个幅度改变(14)。控制和调节单元(10)此外设置用于在预定的时间点根据至少一个幅度改变(14)来输出用于体外循环支持的控制和/或调节信号(16)。循环支持的控制和/或调节信号(16)。循环支持的控制和/或调节信号(16)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于体外循环支持的控制装置


[0001]本专利技术涉及用于体外循环支持的控制和调节单元以及包括所述控制和调节单元的系统以及相应的方法。

技术介绍

[0002]当心脏的泵送功率或泵送功能失效时，可能产生心源性休克，这由于心脏输出量或心脏射出量减小而会通常导致终末器官、例如大脑、肾脏和血管系统的减少充血或供血。由于所述急性心力衰竭而出现组织中和器官中的急性供血不足和由此供氧不足、也称为机体缺氧，这会导致终末器官损伤。在大多数的情况中，由于在急性心肌梗死(AMI)或心肌梗塞中的并发症而出现所述心源性休克。然而这种生命受到威胁的情况也可能由于外科手术治疗、例如搭桥或者由于不足的或被消极影响的肺功能作为并发症产生并且最后也由于心脏传导系统的干扰、结构性心脏病或心肌的发炎过程产生。即使例如早的血运重建、正性肌力药物的给予和机械支持的因素可以改善病人的生理状态，心源性休克的情况中的死亡率也超过百分之五十。
[0003]为了稳定病人的状态而开发循环支持系统，所述循环支持系统可以提供机械支持并且快速地与循环系统连接。所述循环支持系统可以改善包含心脏自身的冠状动脉血管的器官的血流和充血并且避免缺氧状态。由此血泵可以例如借助于静脉通道与静脉入口连接并且借助于动脉通道与动脉入口连接用于抽出或供应血液，以便例如通过氧合器将血流从具有低的压力的一侧提供到具有更高压力的一侧并且由此支持病人的循环系统。
[0004]然而病人自身的心脏动作的复杂性和动态特性要求准确的时间控制或体外支持的协调。因此例如进行心脏自身的冠状动脉的供血，所述冠状动脉在正常情况中通常在心脏周期的舒张中
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由此在左心室相应清空时为心肌供给足够的氧气。如果填充压力在收缩结束时或者在舒张开始时在左心室中是尽可能如此小的，则冠状动脉可以使其内径尽可能大地舒展，以便由此增大血流速和供氧。相应地应该这样控制用于冠状动脉的充血的体外循环支持，以使得优选地在舒张开始时进行充血，其中，可以避免在收缩期间充血。
[0005]为了控制体外支持，测量信号可以由心电图(EKG)被检测并且被使用，由此对于不同的心脏周期阶段可以确定相应的特征性的幅度。因此，例如表征心脏周期的收缩阶段的R尖头波或R波通常会略微不同于例如在QRS复合波中的、心脏周期的另外的阶段。R尖头波可以由此以预定的移动用于控制依次的舒张阶段中的血泵。
[0006]为了提供EKG信号可以设置不同的EKG导联，所述EKG导联在不同的解剖区域处定位或者被引入所述解剖区域中。这引起测量信号的一定的可变性。此外，刺激决定的或病理生理学决定的干扰可能明显地使有效信号与干扰信号的比例变差并且由此使确定心脏周期中的幅度变得困难，从而可能不能检测或不能确定期望的幅度。由此不仅导致关于监测心脏动作和心输出量的不一致性。确切地说，由此可能在错误的时间点控制对体外循环支持的控制，从而支持恰恰未在通知的心脏循环阶段中进行，所述体外循环支持使用幅度作为触发信号。
[0007]由DE 10 2010 024 965 A1公知了一种用于确定EKG信号中的R尖头波的方法，以便由此借助MRT图像产生方法改善EKG信号的同步。在此替代阈值检验，R尖头波借助于EKG信号的时间导联对于预定的时间来确定。EKG信号的导联在此基于每个时间点的各个数据点并且经受可信度测试，所述可信度测试基于磁场考虑特定产生的干扰信号和波动。然而未考虑病理生理学决定的干扰或者也单个的突发的反常性并且特别是未考虑由于植入的心脏起搏器而由刺激决定的干扰。该方法此外持续提供与R尖头波的直接的同步，即不具有预定的移动，所述移动对于控制体外循环支持是重要的。
[0008]相应存在的需求是，来自EKG的有效信号与干扰信号的比例这样被优化，以使得在不同的生理学条件下改善用于控制/调节体外循环支持的触发信号的稳定性。

技术实现思路

[0009]从已知的现有技术出发，本专利技术的任务在于，实现用于体外循环支持的触发信号的改善的稳定性。
[0010]该任务通过独立权利要求来解决。有利的进一步方案由从属权利要求、说明书和附图得出。
[0011]相应地提出一种用于体外循环支持的控制和调节单元，所述控制和调节单元设置用于在预定的时间段内接收被支持的病人的EKG信号的测量，其中，EKG信号对于心脏周期内的每个时间点包括多个数据点。所述控制和调节单元包括评估单元，所述评估单元设置用于空间上和/或时间上评估至少一个时间点的数据点并且由被评估的数据点在心脏周期内确定至少一个幅度改变。所述控制和调节单元此外设置用于在预定的时间点根据至少一个幅度改变来输出用于体外循环支持的控制和/或调节信号。
[0012]在预定的时间段内可以记录不同的心脏周期或心脏动作，其中，每个心脏周期可以由特定的时间点定义，例如从心脏周期的开始至心脏周期的结束。这简化不同的心脏周期之间的比较，例如对于在使用绝对时间点的情况下的评估。由此可以将依次的心脏周期的不同心脏周期阶段彼此比较并且特别是将依次的心脏周期的心脏周期阶段的曲线彼此比较。也就是说，(对于在彼此相继的心脏周期内相应地相同的时间点)收集数据点，从而对于在彼此相继的心脏周期内相同的时间点可以将数据点收集、彼此比较或计算。由此可以对于心脏循环阶段的每个时间点显示有效信号。
[0013]此外，对于单个心脏周期的相同的时间点可以设置用于提供EKG信号的不同的EKG导联，从而对于每个时间点可以提供相应数量的数据点。不同的测量信号由此实现，由确定的EKG导联可以使用选择的数据点用于处理。
[0014]相应地对于在预定的时间段内的每个时间点存在至少两个数据点。然而根据检测到的心脏周期的数量和/或存在的EKG导联的数量也可以对于每个时间点设置多个数据点。预定的时间段可以例如通过治疗持续时间或者也通过检测到的心脏周期的预定的数量定义。
[0015]空间上的和/或时间上的评估由此实现改善单个干扰信号，从而使在心脏周期内确定至少一个幅度改变变得简单并且改善精度。换句话说，基于存在的至少两个数据点对于每个时间点实现有效信号的所述改善并且更确切地说为此不需要EKG信号的参考组。这总归在体外循环支持和/或病人的由心脏起搏器提供的心脏刺激的情况中不被给出或者也
是不可能的。
[0016]此外，通过对于每个时间点使用数据点实时地实现确定幅度改变，从而通过植入的心脏起搏器、病理生理学决定的干扰或者单个的突发的反常性也可以考虑例如刺激决定的干扰，并且所述干扰不使确定幅度改变变得困难。也就是说，由此优选地不考虑不与心脏刺激相关的外来干扰信号。特别是外来的干扰信号、通过成像方法、例如在MRT成像期间或另外的磁场引起的干扰信号优选地被排除。实时检测到的EKG信号的直接的使用实现，控制和/或调节信号基于当前测量到的测量信号，并且在病人的循环系统支持时不间接地或直接地、即特别是无时间移动地考虑目前或当前接收的EKG信号。这与提供EKG信号的预测的方法不同，该方法仅仅基于更早地检测到的数据(即所述数据首先被收集、被存储并且最后被评估，然而不直接地使本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于体外循环支持的控制和调节单元(10)，所述控制和调节单元设置用于：在预定的时间段内接收被支持的病人的EKG信号(12)的测量，其中，所述EKG信号(12)对于心脏周期内的每个时间点包括多个数据点，其中，所述控制和调节单元(10)包括评估单元(100)，所述评估单元设置用于空间上和/或时间上评估至少一个时间点的数据点并且由被评估的数据点在所述心脏周期内确定至少一个幅度改变(14)，以及其中，所述控制和调节单元(10)此外设置用于在预定的时间点根据所述至少一个幅度改变(14)来输出用于体外循环支持的控制和/或调节信号(16)。2.根据权利要求1所述的控制和调节单元(10)，其中，所述评估单元(100)设置用于对于预定的时间间隔(18)基于所述EKG信号(12)的至少一个心脏循环阶段来评估数据点并且在所述时间间隔(18)内确定至少一个幅度改变(14)。3.根据权利要求1或2所述的控制和调节单元(10)，其中，所述评估单元(100)设置用于基于至少两个时间点的数据点确定所述至少一个幅度改变(14)。4.根据前述权利要求中任一项所述的控制和调节单元(10)，其中，所述评估单元(100)设置用于确定对于心脏循环阶段表征的至少一个确定的幅度改变(14)。5.根据权利要求4所述的控制和调节单元(10)，其中，所述评估单元(100)设置用于确定具有P波或R尖头波特征的至少一个确定的幅度改变(14)。6.根据前述权利要求中任一项所述的控制和调节单元(10)，其中，所述EKG信号(12)包括来自第一EKG导联(O，T)的至少一个第一测量信号(12A)和来自第二EKG导联(O，T)的第二测量信号(12B)，其中，所述第一EKG导联和第二EKG导联(O，T)空间上彼此分开，其中，所述评估单元(100)设置用于空间上评估所述数据点并且基于所述测量信号(12A，12B)的相加或取平均值来确定所述至少一个幅度改变(14)。7.根据前述权利要求中任一项所述的控制和调节单元(10)，其中，所述EKG信号(12)包括经胸的EKG导联(T)的和/或经食管的EKG导联(O)的测量信号(12A，12B)，和/或所述EKG信号(12)是刺激心脏的病人的EKG信号(12)。8.根据前述权利要求中任一项所述的控制和调节单元(10)，其中，所述评估单元(100)设置用于，对于至少两个心脏周期确定幅度改变(14)以及所述幅度改变(14)的时间间隔和/或频率，其中，所述控制和调节单元(10)设置用于输出表征所述时间间隔和/或所述频率的信号。9.根据前述权利要求中任一项所述的控制和调节单元(10)，其中，所述评估单元(100)设置用于连续地、优选地实时地在每个依次的由所述EKG信号(12)检测到的心脏周期中确定至少一个幅度改变(14)。10.根据前述权利要求中任一项所述的控制和调节单元(10)，其中，所述评估单元(100)设置用于时间上评估所述数据点并且基于在至少两个心脏周期内时间上相应的至少一个时间点的数据点的相加或取平均值来确定至少一个幅度改变(14)。11.根据权利要求10所述的控制和调节单元(10)，其中，所述评估单元(100)设置用于基于来自10至40个心脏周期或10至100个心脏周期、优选地40和80个之间的心脏周期的数据点取平均值或相加来确定至少一个幅度改变(14)。12.根据权利要求10或11所述的控制和调节单元(10)，其中，在所述至少两个心脏周期
内时间上相应的时间点通过与在所述至少两个心脏周期内相应产生的相同的参考点隔开相同时间间隔来设置，其中，所述参考点优选地形态学地和/或生理学地通过EKG中的信号、特别是通过EKG信号中的最大值来预定。13.根据权利要求10至12中任一项所述的控制和调节单元(10)，所述控制和调节单元在与显示器的耦合状态中设置用于将下述信号输出到所述显示器，该信号用于显示
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分别对于时间上相应的时间点由EKG信号(12)检测到的依次的心脏周期；
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确定的至少一个幅度改变(14)；和
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能操作的时间范围参数，所述时间范围参数表征被评估的数据点的范围，其中，所述评估单元(100)此外设置用于接收耦合的显示器的调整信号并且在调整时间范围时对于依次的心脏周期在被调整的相对时间范围内确定至少一个幅度改变(14)。14.根据权利要求10至13中任一项所述的控制和调节单元(10)，其中，所述EKG信号(12)包括来自第一EKG导联(O，T)的至少一个第一测量信号(12A)和来自第二EKG导联(O，T)的第二测量信号(12B)，其中，所述第一EKG导联和第二EKG导联(O，T)空间上彼此分开，其中，所述评估单元(100)设置用于基于所述至少两个测量信号(12A，12B)的数据点取平均值或相加来确定所述至少一个幅度改变(14)。15.根据前述权利要求中任一项所述的控制和调节单...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：奥芬堡大学，
类型：发明
国别省市：