CN110214035A - 血泵 - Google Patents

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Abstract

一种用于经皮插入心脏心室的血泵，其包括用于驱动血泵的电机，该电机至少包括树型电机绕组单元，其中每个电机绕组单元经由连接到各自的电机绕组单元端子的两个分离的相电源线单独地连接到电源。一种用于驱动和控制血泵的电机的电机控制器，其中电机控制器包括用于血泵的电机的每个电机绕组单元的相应的相电源线驱动单元，其中相电源线驱动单元经由相应的两个相电源线与相应的电机绕组单元连接。一种包括血泵和电机控制器的血泵系统。一种用于控制血泵的电机绕组单元的电源的控制方法，其中该方法包括：检测电机绕组单元中的一个的故障，并且在检测到故障电机绕组单元的情况下，切断故障电机绕组单元的相应的相电源线驱动单元，并通过其余的电机绕组单元进一步操作电机，或者，可替换地，调整故障电机绕组单元的驱动参数，并通过所有电机绕组单元进一步操作电机。一种用于驱动经皮插入的血泵的电机中至少三个独立的电机绕组单元的应用，该电机绕组单元经由连接到至少三个电机绕组单元中的一个的各自的电机绕组单元端子的相应的两个分离的相电源线单独地连接到相应的电源。

Description

血泵
技术领域
本发明涉及用于经皮插入的心室辅助装置(VAD)领域。特别地，本发明涉及诸如经皮插入式血泵的VAD的电机中的电机绕组单元的电路配置，例如血管内旋转式血泵及其控制，以及这种VAD的控制装置。
背景技术
通过具有电机绕组的电机驱动的VAD通常是已知的。诸如经皮插入式血泵的VAD的一个特定示例是基于导管的旋转式血泵，其布置为直接通过血管放置或植入心脏数小时或数天，以辅助心脏功能直至恢复。
US 5911685A公开了一种示例性的血管内旋转式血泵。然而，还有包括电机的其他类型的VAD。
用于驱动VAD的电机在VAD的功能方面是VAD的一个重要部件，其用于为患者的心脏提供所需的辅助。电机故障可能导致严重问题，即使可以更换VAD，这种更换也会带来不必要的风险。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种用于VAD的改进的电驱动器，通过该电驱动器可以降低电机故障的风险，特别是可以避免电机的完全脱落。
进一步地，本发明的第二个目的是为实现第一个目的的改进的电机提供一种改进的控制方法和装置，用于在电机绕组故障的情况下进一步操作电机。
该目的中的至少一个通过各自的独立权利要求的特征实现。进一步的实施方式在各自的从属权利要求中限定。
本发明的核心思想是使用电机来驱动VAD，特别是经皮插入式血泵，诸如血管内旋转式血泵，其中电机绕组以避免在任何一个电机绕组和各自的其他电机绕组之间产生任何电路互连的电路配置布置。优选地，所有的电机绕组都通过分离的电源线单独地操作。有利地，如果电机绕组中的任何一个存在故障，通过停止运行受影响的电机绕组或者操作受影响的电机绕组的调整参数仍可以操作电机。例如，如果任何一个电机绕组的相电源线中的一个存在中断，则仍可以通过其余的电机绕组来操作电机。例如，如果两个特定绕组之间存在短路，则受影响的绕组中的一个可以停止运行，以便仍然可以通过其余的电机绕组来操作电机。例如，如果在一个特定绕组内存在短路(例如匝间短路(a turn-to-turn shortcircuit))，则可以停止运行受影响的绕组或者使其以调整的参数进行操作，以使得通过其余的电机绕组仍可以操作电机。例如，如果从特定绕组到诸如泵的壳体存在故障电流，则可以停止运行受影响的绕组，以使得通过其余的电机绕组仍然可以操作电机。
本发明的第一方面提供了一种用于经皮插入例如像血管内应用的血泵。血泵包括用于驱动血泵的电机。电机包括至少树型电机绕组单元。每个电机绕组单元被布置和配置为通过两个相应的独立的相电源线分别连接到电源，两个相电源线中的一个连接到两个电机绕组单元端子中的一个，另一个连接到电机绕组端子中的另一个。
特定电机绕组单元包括至少一个相应的电机绕组，但不仅限于一个特定的绕组。也就是说，电机绕组单元可以包括一个以上的绕组。特别地，电机绕组单元可以包括彼此并联连接的一个以上的电机绕组。例如，电机绕组单元可以包括一个以上的绕组在不同的层中实现并且并联连接形成电机绕组单元的多层绕组。例如，一个绕组可以由设置在不同的层中并且并联连接形成各自的电机绕组单元的两个并联连接的接线组成。
优选地，电机是同步电机。最优选地，电机是永磁式励磁同步电机，即包含包括永磁体的转子。
优选地，电机包括至少三个电机绕组单元，并且每个电机绕组单元两个相应的相电源线。在一个特定实施方式中，电机包括三个电机绕组单元，其中相应的电机绕组单元端子中的每一个连接到一个相应的相电源线。
本发明的第二方面提供了一种用于驱动和控制根据本发明的第一方面的血泵的电机的电机控制器。电机控制器包括用于每个电机绕组单元的相应的可切换的相电源线驱动单元。每个可切换的相电源线驱动单元经由相应的两个相电源线与电机绕组单元中的一个连接。
优选地，相电源线驱动单元由两个半桥单元实现，这两个半桥单元可切换以协同控制供应至每个电机绕组单元的电源。
优选地，电机控制器包括以下中的至少一个：各自的相电流测量单元，用于测量通过相应的电机绕组单元的电流的实际值；总电流测量单元，用于测量通过所有电机绕组单元的总电流的实际值；以及各自的测量单元，配置为测量当各自的电机绕组单元未被驱动，即各自的电机绕组单元与电源断开时，此时每个电机绕组单元的各自的感应反电磁力、反EMF、电压，也称为反电磁力、CEMF、电压。
优选地，电机控制器包括控制单元，该控制单元可操作地连接并控制相电源线驱动单元，并且配置为驱动和控制电机的旋转速度，电机的旋转方向和电机产生的扭矩中的至少一个。
优选地，控制单元配置为检测电机绕组单元中的一个的故障。进一步地，控制单元配置为，在检测到故障电机绕组单元的情况下，切断故障电机绕组单元的相应的相电源线驱动单元，并通过其余的电机绕组进一步操作电机。可替换地，控制单元可以配置为以被调整的参数进一步驱动故障电机绕组单元，并通过所有电机绕组进一步操作电机。也就是说，血泵可以仅通过其余的电机绕组单元保持运行，或所有电机绕组单元保持运行，在这种情况下故障电机绕组单元以被调整的驱动参数被操作。
优选地，在以下中的至少一个的情况下确定电机绕组单元有故障：
(a)电机绕组单元的导线或电机绕组单元的相应的相电源线中的至少一个的中断；
(b)电机绕组单元到电机的壳体的电流泄漏；
(c)电机绕组单元的线匝之间的短路。
优选地，控制单元配置为基于以下中的至少一个检测故障电机绕组单元，即上述故障(a)至(c)中的一个：通过该电机绕组单元或者多个电机绕组单元的各自的实际电流，以及该电机绕组单元或多个电机绕组单元的实际电压的对比。
可替换地，电机绕组单元中的故障可能包括两个电机绕组单元的导线之间的短路，即导致两个电机绕组单元发生故障。优选地，控制单元配置为基于通过两个故障电机绕组单元的实际电流的对比来检测两个故障电机绕组单元。优选地，在这种两个故障绕组单元的情况下，控制单元配置为将两个故障电机绕组单元中的一个确定为故障电机绕组单元，相应的相电源线驱动单元将被切断或以调整的参数被操作。
本发明的第三方面提供了一种血泵系统，该血泵系统包括根据本发明的第一方面的血泵和根据本发明的第二方面的电机控制器。
本发明的第四方面提供了一种控制方法，用于控制血泵的电机绕组单元的电源，该血泵优选地为根据本发明的第一方面的血泵。该方法包括：(i)检测电机绕组单元中的一个的故障；(ii)在检测到故障电机绕组单元的情况下：在第一替代方案中，切断驱动故障电机绕组单元的相应的相电源线驱动单元，并通过控制其余的电机绕组的相电源线驱动单元进一步操作电机；在第二替代方案中，调整故障电机绕组单元的驱动参数，并通过控制所有电机绕组的相电源线驱动单元进一步操作电机。
优选地，检测电机绕组单元中的一个的故障的步骤包括但不限于检测以下中的至少一个：
(a)故障电机绕组单元的导线或故障电机绕组单元的相应的相电源线的中断；
(b)故障电机绕组单元到电机的壳体的电流泄漏；
(c)故障电机绕组单元的线匝之间的短路；以及
(d)两个电机绕组单元的导线之间的短路。
优选地，检测电机绕组单元中的一个的故障的步骤基于通过电机绕组单元的各自的实际电流，电机绕组单元处的实际电压降的对比，以及通过故障电机绕组单元的实际电流的对比中的至少一个。
本发明的第五方面涉及在用于驱动经皮插入的血泵的电机中至少三个独立的电机绕组单元的应用。每个电机绕组单元被布置和配置为经由相应的两个分离的相电源线分别连接到电源，这两个分离的相电源线连接到相应的电机绕组单元的两个电机绕组单元端子中的各自的一个。
最后，关于本发明的第一方面的血泵，本发明的第二方面的电机控制器，本发明的第三方面的血泵系统，本发明的第四方面的控制方法，或者本发明的第五方面的应用，在任何情况下，电机优选地是血泵的整体部件。由于血泵配置为完全经皮插入患者体内，当血泵被插入患者体内时，电机作为血泵的组成部分也被插入。相反地，用于提供电能并控制电机的电机控制器优选地位于患者体外。仅用于提供电能和控制电机的操作的连接部将通过患者体外导管形式经由皮肤进入患者体内到达血泵并且相应地到达电机。
附图说明
在下文中，将参考附图以示例的方式解释本发明；其中，
图1示出了由电机驱动的用于经皮插入的VAD的一个示例。
图2示出了用于三个电机绕组单元的电路配置，即(a)三角形的配置，(b)星形或Y形的配置，以及(c)具有开放接线端的配置。
图3图示了通过电源和电机绕组单元的三个电源线之间的相应的开关的模控脉冲驱动以星形配置的具有三个电机绕组单元的电机的原理。
图4示出了本文提出的用于经皮插入的血泵的电机中的电机绕组单元的新配置的一个特定实施方式，并且还借助于简化的示意性电路图进一步说明了电机的驱动级的基本配置。
具体实施方式
图1示出了用于经皮插入的VAD的示例，该VAD由包括相应的电机绕组单元的电机驱动。VAD是微型轴流旋转式血泵50，特别是一种通过患者血管经皮插入患者的心脏的基于导管的微型轴流旋转式血泵(以下简称为“血泵50”)。这种血泵从例如US 5911685A中已获知。
血泵50基于导管10，血泵50可以借助于导管10经由血管暂时引入患者心脏的心室。除了导管10，血泵50还包括固定到导管管道20的端部的泵送装置。旋转式的泵送装置包括电机51和位于其轴向距离处的泵部分52。流动插管53在其一端处与泵部分52连接，从泵部分52延伸并且具有位于其另一端处的流入笼54。流入笼54附接有柔软且可弯曲的尖端55。泵部分52包括具有出口孔56的泵壳体。进一步地，泵送装置包括从电机51伸入泵部分52的泵壳体中的驱动轴57。驱动轴57驱动作为推力元件的叶轮58。在血泵50的操作期间，血液能够通过流入笼54被吸入，并且通过由电机50经由驱动轴57驱动的旋转叶轮58通过出口孔56排出。
经由导管10的导管管道20通过三条线，即两条信号线28A、28B和用于为泵送装置的电机51提供电能的电源线29。信号线28A、28B和电源线29在它们的近端处接附到用于控制泵送装置的控制装置(未示出)。信号线28A、28B是血压传感器的一部分，血压传感器分别具有相应的传感器头30和60。电源线29包括用于为电机部分的电机51的每个电机绕组单元提供电能的分离的相电源线。电机51优选为同步电机。在示例性配置中，电机包括用于驱动与驱动轴57联接的转子(未示出)的三个电机绕组单元。转子可以包括至少一个磁场绕组。可替换地，转子包括永磁体，从而为永磁式励磁同步电机。在特定实施方式中，特定电机绕组单元包括两个并联的绕组，这些绕组设置在不同的层中并且并联连接。
血泵50是微型轴流旋转式血泵，其中“微型”表明尺寸足够小以使得血泵可以通过通向心室的血管经皮插入心脏的心室。这也将血泵50限定为用于经皮插入的“血管内”血泵。“轴流”表示用于驱动泵部分52的电机51的布置以轴向配置布置。“旋转式”意味着泵功能是基于由旋转式的电机51驱动的例如叶轮的推力元件的旋转操作。
优选地，如图1所示，电机51是构造成完全经皮插入患者体内的血泵50的一个部件。通常，血泵50通过例如通向患者心脏的心室的血管插入患者体内。如上所述，血泵50是基于导管10，通过导管10可以执行血泵50通过血管的插入，并且电源线29可以穿过导管10以为电机51提供电能并控制电机51。也就是说，为电机51提供电能并控制电机51的电机控制器(例如图4中的100)位于患者体外。因此，只有用于为电机提供电能和控制电机51操作的连接部(例如29)穿过导管10。这与经由穿过导管的旋转驱动线驱动以使得只需将泵部分插入患者体内而驱动电机可以位于患者体外的血泵完全不同。在这种情况下，可以更容易地更换发生故障的电机。
图2示出了图1中的血泵50的电机51各自的电路配置。举例来说，电机包括三个电机绕组单元Lu、Lv、Lw。在图2(a)中，电机绕组单元Lu、Lv、Lw以三角形的电路配置连接。在图2(b)中，电机绕组单元Lu、Lv、Lw以星形或Y形的电路配置连接。
图2(c)示出了电机绕组单元Lu、Lv、Lw处于具有开放接线端的配置，通常被称为“开放端绕组”配置。所示的配置的特征在于，事实上，树型电机绕组单元Lu、Lv、Lw中的任何一个与其它两个电机绕组单元之间没有预期的电路互连。在该配置中，树型电机绕组单元Lu、Lv、Lw中的任何一个均可以独立于其他电机绕组单元供以电能。
值得注意的是，特定电机绕组单元包括至少一个特定电机绕组，但不限于一个绕组。电机绕组单元可以包括一个以上的电机绕组。特别地，电机绕组单元可以包括并联连接以形成电机绕组单元的一个以上的电机绕组。例如，一个电机绕组单元可以由两个并联连接的接线组成。不同的绕组可以布置在不同的层中，并且可以在它们各自的接线端处并联连接形成电机绕组单元的端子。
图3示出了电机51-1的传统驱动，该电机51-1具有处于图2(b)的配置的三个电机绕组单元Lu、Lv、Lw，该传统驱动借助于相应的开关Su1和Su2，Sv1和Sv2，Sw1和Sw2的调控脉冲进行，开关Su1和Su2，Sv1和Sv2，Sw1和Sw2分别连接到两个电源节点Us、Ug中的一个且分别连接到供应一个相应的电机绕组单元Lu、Lv、Lw的三个电源线L1、L2、L3中的仅一个。
电机51-1包括如在US 5911685A中已知的微型轴流旋转式血泵中使用的电机绕组配置。三个电机绕组单元Lu、Lv、Lw在星形节点SN处与它们的端子中的一个连接在一起，同时每个电机绕组单元的各自的另一个端子通过相应的电源线L1、L2、L3中的一个与各自的三个半桥H1、H2、H3相应的中间节点MN1、MN2、MN3连接，三个半桥H1、H2、H3分别包括两个半导体开关，例如电力场效应晶体管(power MOSFET)，图示为开关Su1和Su2、Sv1和Sv2、Sw1和Sw2。三个半桥H1、H2、H3中的每一个限定由控制单元1控制的各自的相电源线驱动单元。三个半桥H1、H2、H3，即相电源线驱动单元，可以由一个驱动单元DU集成或实现。
半桥H1、H2、H3中的每一个由控制单元1控制，控制单元1配置为通过脉冲宽度调制控制各自的开关Su1和Su2、Sv1和Sv2、Sw1和Sw2，使得驱动特定电机绕组单元Lu、Lv、Lw的电压的波形相对于驱动另外两个电机绕组的各自的电压的波形中的任一个具有120°的相位差。
半桥H1、H2、H3分别连接到控制单元1，控制单元1还提供电源电压Us和例如接地的参考电压Ug。一个半桥H1、H2、H3中的开关的各自控制在图3中通过从控制单元1到各自的开关Su1和Su2、Sv1和Sv2、Sw1和Sw2的相应的箭头被示出。通过切换各自的半桥H1、H2、H3，使提供给相应的电机绕组单元Lu、Lv、Lw的各自的电流被切换，导致由特定电机绕组单元产生的磁场的相应变化。因此，电机绕组单元产生用于使电机51-1的转子(未示出)移动的旋转磁场。包含有励磁磁场绕组的转子相应地被迫旋转。
半桥H1、H2、H3(相电源线驱动单元)中的开关Su1和Su2、Sv1和Sv2、Sw1和Sw2的相应的控制允许控制电机51-1的旋转方向和旋转速度，以及电机51-1产生的扭矩。例如，在图1所示的已知血泵50中，具有三个电机绕组单元Lu、Lv、Lw的同步电机51以星形配置操作。于是，图1中所示的穿过导管管道20的电源线29包括用于为各自的电机绕组单元提供电能的三个相电源线L1、L2和L3。
图4示出了本文提出的如图1所示那个用于经皮插入的血泵的电机51-2中的电机绕组单元的新配置的一个特定实施方式。进一步地，图4通过简化的、示意性的电路图示出了电机51-2的驱动级的基本配置。
如前所述并如图1所示，电机51-2是血泵50的一个组成部分。因此，与血泵50一起，电机51-2也完全经皮插入患者体内。同样如上所述，血泵50是基于导管10，通过该导管10执行血泵50通过血管的插入，并且电源线29可以穿过导管10被引导，以为电机51-2提供电能并控制电机51-2。电源线29包括六个单独的分离的相电源线Lw1、Lv1和Lu1，Lw2、Lv2和Lu2(将在下面更详细地讨论)。其中向电机51-2提供电能并控制电机51-2等的电机控制器100将位于患者体外。换句话说，为电机提供电能并控制电机51-2的操作的连接部穿过导管10。
电机51-2包括三个电机绕组单元Lu、Lv、Lw。需注意也可以使用三个以上的电机绕组单元。每个电机绕组单元Lu、Lv、Lw分别在两个各自的电机绕组单元端子LwE1和LwE2，LvE1和LvE2以及LuE1和LuE2处连接一个单独且分离的相电源线Lw1，Lv1和Lu1，Lw2，Lv2和LU2。一个特定电机绕组单元Lu、Lv、Lw的两个相电源线中的每一个连接到一个相应的半桥电路DH1、DH2、DH3、DL1、DL2、DL3。如图3的连接中所述，每个半桥电路DH1、DH2、DH3、DL1、DL2、DL3包括两个相应的半导体开关SwH1和SwH2、SvH1和SvH2、SuH1和SuH2、SwL1和SwL2、SvL1和SvL2、SuL1和SuL2。
例如，对于电机绕组单元Lw，第一绕组单元端子LwE1经由第一相电源线Lw1连接到半桥电路DH1的中间节点MNH1，同时第二绕组端LwE2经由第二相电源线Lw2连接到相应的第二半桥电路DL1的中间节点MNL1。两个半桥电路DH1、DL1中的每一个包括两个各自的半导体开关SwH1和SwH2、SwL1和SwL2。两个半桥电路DH1、DL1一起限定用于电机绕组单元Lw的相电源线驱动单元。这同样相应地适用于其他半桥和电机绕组单元。
与图3中所示的配置相比，图4中的电机51-2由原则上包括两个驱动单元DU1、DU2的电机控制器100驱动和控制。两个驱动单元DU1、DU2中的每一个分别连接到电机绕组单元Lu、Lv、Lw的各自的第一绕组单元端子。在特定执行中，例如，驱动单元DU1、DU2可以由诸如来自德州仪器(Texas Instruments)的DRV8312三相脉冲宽度调制驱动单元的集成电路(IC)执行。
为了测量通过一个特定电机绕组单元Lw、Lv、Lu的实际电流Iv、Iu、Iw，驱动单元DU1、DU2与原则上与相应的电机绕组单元Lw、Lv、Lu串联连接的各自的电流测量单元IM1、IM2、IM3连接。例如，通过一个特定电机绕组单元Lw、Lv、Lu的实际电流可以被确定为对应于诸如分流电阻器的电流感测元件上的电压降。在图4所示的实施方式中，电流测量单元IM1、IM2、IM3由相应的分流电阻器Rw、Rv、Ru实现。
在相应的方式中，电机控制器100包括用于通过所有电机绕组单元Lw、Lv、Lu的总电流的测量单元ITM。总电流的测量单元ITM包括电流感测元件并且与所有相电源线的公共节点串联连接，所有相电源线原则上彼此并联连接–本身作为电机绕组单元。用于总电流的电流感测单元ITM由分流电阻器Rtotal实现，其电压降可以被测量并且与总电流Itotal成比例。
进一步地，控制单元120包括用于接收每个各单独的电机绕组单元Lw、Lv、Lu的实际电流Iv、Iu、Iw以及通过所有电机绕组单元Lw、Lv、Lu的总电流Itotal的测量值的感测输入。进一步地，控制单元120可操作地连接到电源单元110，以接收经由驱动单元DU1、DU2提供的实际电压。
进一步地，当各自的电机绕组单元当前未被驱动时，即相应的半桥中的任何一个开关打开时，在驱动单元DU1中的各自的中间节点MNH1、MNH2和MNH3处和/或驱动单元DU2中的MNL1、MNK2、MNL3处也执行相应的电压测量，以在每个电机绕组单元处测量感应的反电磁力、CEMF、电压。
进一步地，输出控制线从控制单元120延伸到各自的半桥DH1、DH2、DH3、DL1、DL2、DL3的半导体开关，以对其进行控制。
值得注意的是，电流感测线和控制线仅在图4中示意性地示出，以使图保持简单；举例来说，从具有分流电阻器Rw的电流测量单元IM1到控制单元120的箭头表示电机绕组Lw中的实际电流Iw的测量值输入到控制单元120。类似地，从控制单元120到驱动单元DU2中的半桥DL1的半导体开关SwL2的箭头示出了开关SwL2的操作受控制单元120的控制，其他开关也是如此。
原则上，电机51-2的旋转方向、旋转速度和产生的电机扭矩的控制类似于图3中所示的配置。然而，这里提出的配置提供了一些特定的优点。
首先，控制单元120配置为检测电机绕组单元Lu、Lv、Lw中的任何一个中的故障。基于检测到的故障电机绕组单元，控制单元120配置为一旦检测到特定电机绕组单元有故障，则切断连接到故障电机绕组单元的相应的半桥DH1、DH2、DH3，DL1、DL2、DL3。由于每个电机绕组单元Lu、Lv、Lw的单独控制，电机51-2可以被进一步控制和操作，其中可仅通过其余的电机绕组单元被进一步控制和操作，尤其是通过控制相应的其余的半桥，或者通过所有电机绕组单元被进一步控制和操作，在这种情况下故障电机绕组单元的驱动参数被调整。
有利地，可以至少通过检测以下电路故障中的一个来限定故障电机绕组单元。
例如，电机绕组单元的导线中或电机绕组单元的相应的相电源线中可能存在中断，这对应于特定电机绕组单元中的故障。
例如，由于电机绕组单元中的一个中的绝缘故障，在电机绕组和电机51-2的壳体之间可能存在电流泄漏。
例如，在特定电机绕组单元的线匝之间可能存在短路，导致相应的电机绕组单元的电感减小，也限定了故障电机绕组单元。
在所有这些前述故障情况中，控制单元120配置为基于分别测量的通过电机绕组单元的实际电流和/或电机绕组单元处的实际电压降的对比来检测各自的故障电机绕组单元。
并且，例如，电机绕组单元中的故障可以通过两个电机绕组单元的导线之间的短路来限定。控制单元120还配置为例如基于通过电机绕组单元的实际电流的对比来检测这种的两个故障电机绕组单元。在这种故障情况下，控制单元120配置为将两个故障电机绕组单元中的一个确定为故障电机绕组单元，因为此，相应的半桥DH1和DL1，DH2和DL2，或DH3和DL3将被切断，和/或因为此相应的半桥将用调整后的参数而被操作。因此，如上所述，电机51-2可以通过其余的电机单元进一步被操作。
在血泵用于皮下插入心脏的心室的情况下，本文描述的驱动血泵的电机的电机绕组单元的容错配置和操作降低了血泵的完全脱落对患者的风险。进一步地，还减少了通过从患者移除血泵以重新放置新血泵所带来的风险。
最后，本公开提出一种新型的用于经皮插入和/或血管内应用的血泵，该血泵包括用于驱动血泵的电机，该电机包括至少三个电机绕组单元，其中每个电机绕组单元经由连接到各自的电机绕组单元端子的两个分离的相电源线单独地连接到电源。
进一步地，本公开提出了一种用于驱动和控制血泵的电机的电机控制器，其中电机控制器包括用于血泵的电机的每个电机绕组单元的相应的相电源线驱动单元，其中相电源线驱动单元经由相应的两个相电源线与相应的电机绕组单元连接。
并且，本公开提出了一种包括血泵和电机控制器的相应的血泵系统。
并且，本公开提出了一种用于控制血泵的电机绕组单元的电源的相应的控制方法，其中该方法包括：检测电机绕组单元中的一个的故障，并且在检测到故障电机绕组单元的情况下，切断故障电机绕组单元的相应的相电源线驱动单元，并通过控制其余的电机绕组的相电源线驱动单元进一步操作电机，或者可替换地进一步操作其中故障电机绕组单元的驱动参数为被调整的驱动参数的所有电机绕组单元。
最后，本公开提出了一种用于驱动经皮插入和/或血管内应用的血泵的在电机中至少三个独立的电机绕组的应用，该电机绕组经由相应的两个分离的相电源线单独地连接到相应的电源，这两个分离的相电源线与至少三个电机绕组中的一个的各自的电机绕组端子连接。

Claims (16)

1.一种用于经皮插入的血泵(50)，其包括用于驱动所述血泵(50)的电机(51)，所述电机(51；51-2)包括至少三个电机绕组单元(Lu，Lv，Lw)，其中每个电机绕组单元(Lu，Lv，Lw)被布置和配置为经由连接到各自的电机绕组单元端子(LuE1，LuE2；LvE1，LvE2；LwE1，LwE2)的分离的相电源线(Lu1，Lu2；Lv1，Lv2；Lw1，Lw2)单独地连接到电源(110)。
2.根据权利要求1所述的血泵(50)，
其中，所述电机(51；51-2)是永磁式励磁同步电机。
3.根据权利要求1或2所述的血泵(50)，
其中，所述电机(51；51-2)包括三个电机绕组单元(Lu，Lv，Lw)，每个电机绕组单元(Lu，Lv，Lw)连接到相应的相电源线(Lu1，Lu2；Lv1，Lv2；Lw1，Lw2)。
4.一种用于驱动和控制根据权利要求1至3中任一项所述的血泵(50)的所述电机(51；51-2)的电机控制器(100)，包括用于每个电机绕组单元(Lu，Lv，Lw)的相应的相电源线驱动单元(DH1，DH2，DH3；DL1，DL2，DL3)，所述相电源线驱动单元(DH1，DH2，DH3；DL1，DL2，DL3)通过相应的相电源线(Lu1，Lu2；Lv1，Lv2；Lw1，Lw2)与所述电机绕组单元(Lu，Lv，Lw)中的一个分别连接。
5.根据权利要求4所述的电机控制器(100)，
其中，所述相电源线驱动单元(DH1，DH2，DH3；DL1，DL2，DL3)中的每一个由两个相应的半桥单元实现，所述两个半桥单元配置为可切换，以协同控制供应至对应的电机绕组单元(Lu，Lv，Lw)的电力。
6.根据权利要求4或5所述的电机控制器(100)，还包括以下中的至少一个
各自的相电流测量单元(Ru，Rv，Rw)，所述各自的相电流测量单元(Ru，Rv，Rw)用于测量通过所述相应的电机绕组单元(Lu，Lv，Lw)的电流(Iu，Iv，Iw)的实际值；
总电流测量单元(Rtotal)，所述总电流测量单元(Rtotal)用于测量通过所有电机绕组单元(Lu，Lv，Lw)的总电流(Itotal)的实际值；以及
各自的测量单元，所述各自的测量单元配置为用于测量未被驱动的电机绕组单元(Lu，Lv，Lw)的各自的感应反电磁力，反电动势。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的电机控制器(100)，包括控制单元(120)，所述控制单元(120)配置为控制所述相电源线驱动单元(DH1，DH2，DH3；DL1，DL2，DL3)以操作所述电机(51；51-2)，优选地以驱动和控制所述电机(51；51-2)的旋转速度，所述电机(51)的旋转方向和所述电机(51；51-2)产生的扭矩中的至少一个。
8.根据权利要求7所述的电机控制器(100)，其中所述控制单元(120)配置为：
检测所述电机绕组单元(Lu，Lv，Lw)中的一个的故障，并且，在检测到故障电机绕组单元的情况下，
切断所述故障电机绕组单元的相应的相电源线驱动单元(DH1，DH2，DH3；DL1，DL2，DL3)，并通过其余的电机绕组单元进一步操作所述电机(51；51-2)，或者
调整所述故障电机绕组单元的驱动参数，并通过所有电机绕组单元进一步操作所述电机(51；51-2)。
9.根据权利要求7所述的电机控制器(100)，
其中，所述故障电机绕组单元由所述电机绕组单元的导线或所述电机绕组单元的所述相应的相电源线(Lu1，Lu2；Lv1，Lv2；Lw1，Lw2)的中断；所述电机绕组单元到所述电机(51)的壳体的电流泄漏；和所述电机绕组单元的线匝之间的短路中的至少一个限定；以及
其中，所述控制单元(120)还配置为基于通过所述电机绕组单元(Lu，Lv，Lw)的各自的实际电流(Iu，Iv，Iw)或者所述电机绕组单元(Lu，Lv，Lw)的实际电压的对比中的至少一个来检测所述故障电机绕组单元。
10.根据权利要求7所述的电机控制器(100)，
其中，所述电机绕组单元中的故障由所述电机绕组单元(Lu，Lv，Lw)中的两个的导线之间的短路限定；
其中，所述控制单元(120)配置为基于通过两个故障电机绕组单元的实际电流(Iu，Iv，Iw)的对比来检测所述两个故障电机绕组单元；以及
其中，所述控制单元(120)配置为将所述两个故障电机绕组单元中的一个确定为所述故障电机绕组单元，所述相应的相电源线驱动单元
(DH1，DH2，DH3；DL1，DL2，DL3)将被切断。
11.一种血泵系统，包括权利要求1至3中任一项所述的血泵(50)和权利要求4至10中任一项所述的电机控制器(100)。
12.一种用于控制权利要求1至3中任一项所述的血泵(50)的电机绕组单元(Lu，Lv，Lw)的电源的控制方法，其特征在于，所述方法包括：
(i)检测所述电机绕组单元(Lu，Lv，Lw)中的一个的故障；
(ii)在检测到故障电机绕组单元的情况下，
切断所述故障电机绕组单元的所述相应的相电源线驱动单元(DH1，DH2，DH3；DL1，DL2，DL3)，并通过控制其余的电机绕组的所述相电源线驱动单元(DH1，DH2，DH3；DL1，DL2，DL3)进一步操作电机(51；51-2)，或者，可替换地，
调整所述故障电机绕组单元的驱动参数，并通过所有电机绕组单元(Lu，Lv，Lw)进一步操作所述电机(51；51-2)。
13.根据权利要求12所述的控制方法，其中，检测所述电机绕组单元(Lu，Lv，Lw)中的一个中的故障，包括检测以下中的至少一个：
(a)所述故障电机绕组单元的导线或所述故障电机绕组单元的相应的所述相电源线(Lu1，Lu2；Lv1，Lv2；Lw1，Lw2)的中断，
(b)所述故障电机绕组单元到所述电机(51；51-2)的壳体的电流泄漏，或者
(c)所述故障电机绕组单元的线匝之间的短路，以及
(d)所述电机绕组单元(Lu，Lv，Lw)中的两个的导线之间的短路。
14.根据权利要求12或13所述的控制方法，其中，检测所述电机绕组单元(Lu，Lv，Lw)中的一个的故障是基于以下中的至少一个：
(a)通过所述电机绕组单元(Lu，Lv，Lw)的各自的实际电流(Iu，Iv，Iw)；
(b)所述电机绕组单元(Lu，Lv，Lw)处的实际电压降的对比；以及
(c)通过所述故障电机绕组单元的实际电流(Iu，Iv，Iw)的对比。
15.一种用于驱动经皮插入的血泵(50)的电机(51；51-2)中至少三个独立的电机绕组单元(Lu，Lv，Lw)的应用，所述电机绕组单元(Lu，Lv)经由连接到至少树型电机绕组单元(Lu，Lv，Lw)中的一个的各自的电机绕组单元端子(LuE1，LuE2；LvE1，LvE2；LwE1，LwE2)的相应的两个分离的相电源线(Lu1，Lu2；Lv1，Lv2；Lw1，Lw2)单独地连接到相应的电源(110)。
16.根据权利要求1至3中任一项所述的血泵(50)，权利要求4至10中任一项所述的电机控制器(100)，权利要求11所述的血泵系统，权利要求12至14中任一项所述的控制方法或权利要求15所述的应用，其中，所述电机(51，51-2)是所述血泵(50)的整体部件，所述血泵(50)配置为完全经皮插入患者体内，以便当所述血泵(50)被插入时，用于提供电能并控制所述电机(51；51-2)的所述电机控制器(100)位于患者体外，并且用于提供电能和控制电机(51；51-2)的操作的连接部将通过导管(10)到所述血泵(50)。
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