血泵制造技术

本发明专利技术涉及一种控制装置(100)，用于控制用于经皮插入患者的血管中的血管内血泵(50)的血液流量Q

【技术实现步骤摘要】
血泵
[0001]分案申请
[0002]本申请是申请号为201880053604.9，申请日为2018年8月17日，专利技术名称为血泵的专利技术专利申请的分案申请。


[0003]本专利技术涉及一种血泵，特别涉及一种用于经皮插入患者的血管中的血管内血泵。特别地，本专利技术涉及一种可经皮插入的血泵的具体控制方法，和一种相应的控制装置以及一种包括控制装置和血泵的系统。虽然本专利技术配置成用于血管内血泵并且特别用于血管内血泵，但是其对于较大的血泵不太相关，诸如未置于血管内部或心脏内部但位于患者的心脏外部例如植入在胸腔中的VAD。

技术介绍

[0004]心室辅助装置(VADs，Ventricular Assist Devices)用于支持患者的心脏的功能，如左心室辅助装置(LVAD，Left Ventricular Assist Device)或右心室辅助装置(RVAD，Right Ventricular Assist Device)。虽然典型的VAD借助于合适的导流管连接至患者的心脏并且植入至患者的心脏外部的胸腔中，用于经皮插入的血管内血泵通常包括导管和泵单元并且经过通道插入血管中且进一步插入患者的心脏中，例如经过主动脉插入左心室中。泵单元可以位于导管的远端端部并且包括血液流入口和血液流出口以及套管，血液流动例如通过泵单元的转子或叶轮经过套管产生。例如，套管可以延伸穿过主动脉瓣，血液流入口设置在左心室中的套管的远端端部并且血液流出口设置在主动脉中的套管的近端端部。通过产生血液流动，克服出口和入口之间的压力差。
[0005]除其他外，血管内血泵(下文也简称为“血泵”)的一个重要方面是从患者上植入血管内血泵并因此确认天然的心脏功能已经恢复。例如，这可以通过适当地减少由血泵提供的辅助的量来完成，使得一旦心脏被发现充分地恢复则血泵可以最终被植入。此方面，即及时确定用于植入的准确点在较大的VAD中不是那么重要，较大的VAD通常植入患者的胸腔中并且设计用于长期应用。
[0006]迄今为止，只要血管内血泵被植入，没有已知的物理信号充分地表示心脏恢复的状态。在血泵辅助心脏的时候，不可能知道无辅助的心脏功能。并且当关闭血泵时，会发生经过套管的流体反流使得不可能知道无辅助的心脏功能。反流特别是血管内血泵的一个问题，因为血泵，更具体地说是泵的套管延伸穿过心瓣膜，例如主动脉瓣，从而产生经过心瓣膜的开放路径，其当血泵未驱动时回流至心脏中。此问题通常不发生在血管外装置中，因为它们不延伸穿过心瓣膜而是绕过心瓣膜，诸如布置在心脏外部的VAD，例如在胸腔中。
[0007]在现有技术中，当前的泵速设定是由医师基于专业经验逐渐地手动降低，例如一级。在泵速降低之后，平均主动脉压力被监视。一些机构基于回波描记术进行左心室容量评估和连续心输出量测量。如果平均主动脉压力保持稳定，则认为心脏能够接管血泵的工作。然而，如果平均主动脉压力下降，则认为心脏仍需要更多辅助，从而需要再次增大泵速。进
一步地，在血泵植入之前，应用所谓的开/关方法。在这样做时，泵速显著地降低，例如持续几个小时，期间观察患者的生理状况并且特别是心室扩张，例如基于超声心动图(ECHO)测量和/或心脏心室造影术。ECHO可以提供关于心脏的诸如尺寸和形状的信息，例如内部腔室尺寸量化、泵送能力，并且允许计算心输出量、射血分数和舒张功能。心脏心室造影术包括将造影剂注入至心脏的心室中以测量泵送的血液的量。通过心脏心室造影术获得的测量值是射血分数、搏出量和心输出量。
[0008]当关闭血泵并且如果心脏仍不能正常工作时，不再被辅助的心室会明显地扩张，从而在收缩期期间没有足够的血液量从心室中射出，而导致左心室舒张末期体积和压力增大。也就是说，由于泵速的降低，心脏负担可能相应于仍未恢复的心脏的急性过负荷。这可能导致数天的治疗的挫折。
[0009]因此，在血泵的植入之前的实际监视过程或多或少是一个试错过程，其中，如果患者的状况保持稳定，则泵速会进一步降低，如果状况变得更糟，则泵速需要再次被增大。

技术实现思路

[0010]本专利技术的一个目的是提供一种用于血管内血泵的改进的控制方法以及相应的改进的控制装置，以及包括控制装置和血管内血泵的系统，其中血泵可以操作为使得心脏恢复的状态的更好的评估可以被确定。
[0011]该目的通过各独立权利要求的特征来实现。优选的实施方式和进一步展开在各从属权利要求中限定。
[0012]为清楚起见，本文中将应用以下定义：
[0013]术语“心脏的特征参数”应理解为从生理信号中得到的能够表征关于例如负荷(诸如过负荷的或去负荷的)和/或生理状况(诸如弱、强或恢复)的心脏的状况的特定值。
[0014]“人体循环系统”是允许血液循环的器官系统。人体循环系统的基本组成部分是心脏、血液和血管。循环系统包括肺循环，即经过血液被充氧的肺的“环路”；以及体循环，即经过身体的其余部分以提供充氧的血液的“环路”。
[0015]本文中公开的改进涉及包括可设定的血液流量水平的血泵。例如，在旋转血泵的情况下，“可设定的血液流量水平”可能是在由最小血液流量和最大血液流量限定的范围内的离散的血液流量水平或连续可设定的血液流量水平。
[0016]本文中提出的用于控制血管内血泵的控制装置和相应的控制方法的基本思想是提供一种在其中通过血泵的当前血液流量可以被保持为与该血泵的血液流出口容量相比极低优选地为零的模式。优选地，通过血泵的血液流量被保持在0和1L/min之间，更优选地在0和0.5L/min之间、在0和0.2L/min之间，或者甚至在0和0.1L/min之间。最优选地，通过血泵的血液流量被保持在约零流量。在这种情况下，血泵被控制为使得既不产生正血液流量也不产生负血液流量。该运行模式在本文中称作“零流量控制模式”。例如，零流量可以通过控制血泵的驱动单元例如电机来建立和/或维持，特别是驱动单元例如电机的当前驱动速度，以及从而血液流动，使得仅血泵的血液流入口和血液流出口之间的当前压力差被补偿。
[0017]上下文中的“零流量”必须理解为零流量或极低的血液流量。由于零流量控制模式的目的是获得关于心脏的恢复状态的信息，因此，执行极低的血液流量也可能是足够的。低血液流量，诸如高至0.1L/min、高至0.2L/min或甚至高至0.5L/min，应当视为该上下文中的
“
零流量”。在任何情况下“零流量”都不应当为负。换句话说，零流量不应当允许任何经过血泵的回流。
[0018]上下文中的用于经皮插入的血管内血泵包括导管和泵单元，并经由血管插入患者的心脏，例如经过主动脉插入左心室中。泵单元包括血液流入口和血液流出口以及套管，血液流动由用于驱动泵单元的驱动单元经过该套管产生。例如，泵单元可以包括转子或叶轮，其由驱动单元例如电机驱动，以从血液流入口朝向血液流出口输送血液。例如，套管可以延伸穿过主动脉瓣，使血液流入口设置在左心室中在套管的远端端部处并且血液流出口设置在主动脉中在套管的近端端部处。血管内血泵可以具有在约12French(F)(约4mm)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种控制装置(100)，用于控制血泵(50)的血液流量Q
泵
(t)，所述血泵(50)配置成从血液流入口(54)朝向血液流出口(56)输送血液，其中所述控制装置(100)配置成以可选择的零流量控制模式运行所述血泵(50)，其中血液流量命令信号Q
泵设定
(t)被选择，并且所述控制装置包括第一控制器(401)和第二控制器(402)，其中所述第一控制器(401)配置成通过调整用于所述驱动单元(51)的速度命令信号n
泵设定
(t)，在预确定的零流量控制时段内来控制所述血液流量Q
泵
(t)，并且所述第二控制器(402)配置成根据所述速度命令信号n
泵设定
(t)控制所述驱动单元(51)的驱动速度n
泵
(t)，其中所述控制装置(100)配置成将所述零流量控制时段的开始和/或结束与至少一个特征心动周期事件的发生同步。2.一种控制装置(100)，用于控制血泵(50)的血液流量Q
泵
(t)，所述血泵(50)配置成从血液流入口(54)朝向血液流出口(56)输送血液，其中所述控制装置(100)配置成以可选择的零流量控制模式运行所述血泵(50)，其中血液流量命令信号Q
泵设定
(t)被选择，并且所述控制装置包括第一控制器(401)和第二控制器(402)，其中所述第一控制器(401)配置成通过调整用于所述驱动单元(51)的速度命令信号n
泵设定
(t)来控制所述血液流量Q
泵
(t)，并且所述第二控制器(402)配置成根据所述速度命令信号n
泵设定
(t)控制所述驱动单元(51)的驱动速度n
泵
(t)，其中所述零流量控制模式首先在1至300个连贯心动周期中的心动周期的片段内被应用，随后在数分钟或数小时或数天的完整的心动周期内被应用。3.根据权利要求1或2所述的控制装置(100)，其中所述第一控制器(401)还配置成基于所述血液流量命令信号Q
泵设定
(t)与所述血液流量Q
泵
(t)之间的差ΔQ来确定所述速度命令信号n
泵设定
(t)。4.根据权利要求1或2所述的控制装置(100)，其中所述第二控制器(402)配置成通过调整供应至所述驱动单元(51)的驱动电流I
泵
(t)来控制所述驱动速度n
泵
(t)。5.根据权利要求1或2所述的控制装置(100)，其中所述第一控制器(401)和所述第二控制器(402)是级联控制系统的一部分，在所述级联控制系统中所述第一控制器(401)是外控制器并且所述第二控制器(402)是内控制器。6.根据权利要求1所述的控制装置(100)，其中所述预确定的零流量控制时段设定为持续被辅助的心脏的一个心动周期的片段；或者所述预确定的零流量控制时段设定为持续至少一个完整的心动周期或预确定数目的完整的连贯心动周期。7.根据权利要求1所述的控制装置(100)，其中所述至少一个特征心动周期事件是主动脉瓣的打开或主动脉瓣的关闭。8.根据权利要求1或2所述的控制装置(100)，其中所述控制装置(100)配置成监视一个或更多个特征心脏参数的值。9.根据权利要求1或2所述的控制装置(100)，其中所述控制装置(100)配置成周期性地或随机地以所述零流量控制模式运行所述血泵(50)。10.根据权利要求8所述的控制装置(100)，其中所述控制装置(100)配置成识别被监视
的一个或更多个特征心脏参数的被监视的一个或更多个值的趋势。11.根据权利要求10所述的控制装置(100)，其中所述一个或更多个特征心脏参数是以下中的至少一个：动脉压搏动性AOP|
最大
‑
AOP|
最小
、平均动脉压、心脏的收缩性dLVP(t)/dt|
最大
、心脏的舒张性dLVP(t)/dt|
最小
、心率HR。12.根据权利要求1或2所述的控制装置(100)，其中所述控制装置(100)配置成借助于传感器测量所述血液流量Q
泵
(t)或者计算或估计所述血液流量Q
泵
(t)。1...

【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：阿比奥梅德欧洲股份有限公司，
类型：发明
国别省市：