CN113474038A - 使用转速变化检测lvad患者的高血压 - Google Patents

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Abstract

一种在具有可植入血泵的患者中检测高血压的方法，所述方法包括在第一时间段期间在第一泵设定转速下操作所述可植入血泵。在所述第一时间段期间测量所述患者的心动周期期间的第一流速最小值。在所述第一时间段之后的第二时间段期间，所述第一泵设定转速减小至少200rpm，到第二泵设定转速，所述第二时间段小于所述第一时间段。在所述第二时间段期间的心动周期期间测量第二流速最小值。如果在所述第二时间段期间在所述第二泵设定转速下，所述第二流速最小值减小超过预定量，则生成指示存在高血压的警报。

Description

使用转速变化检测LVAD患者的高血压
技术领域
本技术通常涉及心室辅助装置和患者高血压的检测。
背景技术
具有心室辅助装置(VAD)的患者必须定期监测血压，以最大限度地从此类装置中获得益处，并且减小与高血压相关联的不良事件的风险。与一些不良事件(如可植入血泵中的抽吸)不同，高血压不能通过减小泵的转速来解决。然而，在正常的泵工况下，很难区分可以通过减小泵速来解决的抽吸状况和不能解决的高血压。
发明内容
本公开的技术总体上涉及一种在具有心室辅助装置(特别是可植入血泵)的患者中检测高血压的方法。所述方法包括在第一时间段期间在第一泵设定转速下操作可植入血泵。在第一时间段期间测量由第一流速脉动性和第一电流脉动性组成的组中的至少一个。在第一时间段之后的第二时间段期间，第一泵设定转速减小到第二泵设定转速。在第二时间段期间测量由第二流速脉动性和第二电流脉动性组成的组中的至少一个。如果在第二时间段期间在第二泵设定转速下，由第二流速脉动性和第二电流脉动性组成的组中的至少一个与在第一时间段期间在第一泵设定转速下由第一流速脉动性和第一电流脉动性组成的组中的至少一个相比增加，则生成指示存在高血压的警报。
在另一个方面，如果生成指示存在高血压的警报，则所述方法还包括将在第一时间段期间在第一泵设定转速下由第一流速脉动性和第一电流脉动性组成的组中的至少一个识别为非抽吸波形。
在另一个方面，第二泵设定转速比第一泵设定转速低至少200rpm。
在另一个方面，第二时间段小于第一时间段。
在另一个方面，在可植入血泵的连续操作期间，第一时间段和第二时间段是连续的。
在另一个方面，第一时间段和第二时间段是以预定的时间间隔周期性的。
在另一个方面，可植入血泵是离心流动血泵。
在另一个方面，可植入血泵是轴流血泵。
在另一个方面，测量第一流速脉动性和第二流速脉动性。
在另一个方面，测量第一电流脉动性和第二电流脉动性。
在另一个方面，第一流速脉动性和第二流速脉动性是从由第一时间段和第二时间段中的相应一个期间的多个心动周期的平均值和中值组成的组中的至少一个确定的。
在另一个方面，第一电流脉动性和第二电流脉动性是从由第一时间段和第二时间段中的相应一个期间的多个心动周期的平均值和中值组成的组中的至少一个中确定的。
在一个方面，一种用于在具有心室辅助装置的患者中检测高血压的系统，所述心室辅助装置包括可植入血泵，所述系统包括与可植入血泵通信的控制器，所述控制器具有处理器，所述处理器具有处理电路，所述处理电路被配置成在第一时间段期间在第一泵设定转速下操作可植入血泵。在第一时间段期间测量由第一流速最小值和第一电流最小值组成的组中的至少一个。在第一时间段之后的第二时间段期间，第一泵设定转速减小到第二泵设定转速。在第二时间段期间测量由第二流速最小值和第二电流最小值组成的组中的至少一个。如果在第二时间段期间在第二泵设定转速下，由第二流速最小值和第二电流最小值组成的组中的至少一个减小超过预定量，则控制器被配置成由将第二泵设定转速增加到第一泵设定转速，并且生成指示存在高血压的警报组成的组中的至少一个。
在另一个方面，如果生成指示存在高血压的警报，则处理电路还被配置成将在第一时间段期间在第一泵设定转速下由第一流速最小值和第一电流最小值组成的组中的至少一个识别为非抽吸波形。
在另一个方面，第二泵设定转速比第一泵设定转速低至少200rpm。
在另一个方面，第二时间段小于第一时间段。
在另一个方面，在可植入血泵的连续操作期间，第一时间段和第二时间段是连续的。
在另一个方面，第一时间段和第二时间段是以预定的时间间隔周期性的。
在另一个方面，可植入血泵是离心流动血泵。
在另一个方面，可植入血泵是轴流血泵。
在另一个方面，第一流速最小值和第二流速最小值是从由第一时间段和第二时间段中的相应一个期间的多个心动周期的平均值和中值组成的组中的至少一个确定的。
在另一个方面，第一电流最小值和第二电流最小值是从由第一时间段和第二时间段中的相应一个期间的多个心动周期的平均值和中值组成的组中的至少一个确定的。
在一个方面，一种在具有心室辅助装置的患者中检测高血压的方法，所述心室辅助装置包括可植入血泵，所述方法包括在第一时间段期间在第一泵设定转速下操作所述可植入血泵。在第一时间段期间测量患者的心动周期期间的第一流速最小值。在第一时间段之后的第二时间段期间，第一泵设定转速减小至少200rpm，到第二泵设定转速，第二时间段小于第一时间段。在第二时间段期间的心动周期期间测量第二流速最小值。如果在第二时间段期间在第二泵设定转速下，第二流速最小值减小超过预定量，则生成指示存在高血压的警报。
本公开的一个或多个方面的细节在附图和以下描述中阐述。本公开中描述的技术的其它特征、目的和优点将从说明书和附图以及权利要求书中显而易见。
附图说明
当结合附图考虑时，通过参考以下详细描述，将更容易理解对本发明及其伴随的优点和特征的更完整理解，在附图中：
图1是根据本申请的原理配置的可植入血泵的分解图；
图2是绘示了本申请的控制器的各种部件的框图；
图3是绘示根据本申请的一个方面的在具有可植入血泵的患者中检测高血压的方法的流程图；
图4是示出示范性心室辅助装置在各种预定泵设定转速下的HQ曲线的曲线图；
图5是示出具有正常血压和对应脉动性的患者在第一预定泵设定转速和第二预定泵设定转速下的示范性流速和电流波形的曲线图；
图6是示出具有正常高血压和对应脉动性的患者在第一预定泵设定转速和第二预定泵设定转速下的示范性流速和电流波形的曲线图；
图7是示出可以识别在长时间段上的高血压的发展的在第一设定转速和减小的转速下的流速脉动性之间的关系曲线图；以及
图8是示出当叶轮转速减小时抽吸状况的分辨率的曲线图。
具体实施方式
应理解，本文中所公开的各个方面可以以与说明书和附图中具体呈现的组合不同的组合来进行组合。还应理解，取决于实例，本文中所描述的工艺或方法中的任一个的某些动作或事件可以不同序列执行，可以被添加、合并或完全省略(例如，所有描述的动作或事件对于执行这些技术可不为必需的)。另外，出于清晰的目的，虽然本公开的某些方面被描述为由单个模块或单元来执行，但是应当理解，本公开的技术可以由与例如医疗装置相关联的单元或模块的组合来执行。
在一个或多个实例中，所描述的技术可在硬件、软件、固件或其任何组合中实施。如果以软件实施，则可以将功能以一个或多个指令或代码的形式存储在计算机可读介质上并且可以由基于硬件的处理单元执行。计算机可读介质可包括非暂时性计算机可读介质，其对应于有形介质，例如数据存储介质(例如，RAM、ROM、EEPROM、闪存或可用于存储呈指令或数据结构形式的期望程序代码且可由计算机访问的任何其它介质)。
指令可由一个或多个处理器执行，所述一个或多个处理器例如一个或多个数字信号处理器(DSP)、通用微处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程逻辑阵列(FPGA)，或其它等效的集成或离散逻辑电路。因此，如本文中所使用的术语“处理器”可以指代任何前述结构或者适合于实施所描述的技术的任何其它物理结构。而且，所述技术可完全实施于一个或多个电路或逻辑元件中。
现在参考附图，在附图中，相同的附图标记指代相同的元件，图1中示出了示范性的心室辅助装置，并且具体地，根据本申请的原理配置的可植入血泵，并且总体上标记为“10”。根据本公开的一个实施例，血泵10包括静态结构或壳体12，所述静态结构或壳体容纳血泵10的部件。在一种配置中，壳体12包括下壳体或第一部分14、上壳体或第二部分16以及入口元件18或流入套管18，所述入口元件或流入套管包括外管18a和内管18b。第一部分14和第二部分16共同限定蜗壳形腔室20，所述蜗壳形腔室具有延伸穿过第一部分14和流入套管18的主纵向轴线22。腔室20限定半径，所述半径围绕轴线22逐渐增加到腔室20的外周上的出口位置。第一部分14和第二部分16限定与腔室20连通的出口24。第一部分14和第二部分16还限定隔离室(未示出)，所述隔离室由导磁壁与蜗壳室20间隔开。流入套管18大体上是圆柱形的，并且大体上从第一部分14沿着轴线22延伸。流入套管18具有远离第二部分16的上游端或近端26和接近腔室20的下游端或远端28。
上述壳体12的各部分彼此固定连接，从而壳体12作为整体限定连续的封闭流动路径。流动路径从流动路径上游端的上游端26延伸到流动路径下游端的出口24。沿着流动路径的上游和下游方向相应地由箭头U和D指示。柱30沿着轴线22安装到第一部分14。具有中心孔34的大体上圆盘形铁磁转子32安装在腔室20内，用于围绕轴线22旋转。转子32包括永磁体和流动通道，所述流动通道用于将血液从邻近转子32的中心传送到转子32的外周。在组装状况下，柱30接收在转子32的中心孔中。
具有多个线圈的第一定子或马达36可以安置在转子32下游的第一部分14内。第一定子36可以沿着轴线22与转子轴向对准，使得当电流施加到第一定子36中的线圈时，由第一定子36生成的电磁力旋转转子32并且泵送血液。第二定子或马达38可以安置在转子32上游的第二部分16内。第二定子38可被配置成与第一定子36结合或独立于第一定子36操作，以旋转转子32。
电连接器41和43(图1)相应地设置在第一部分14和第二部分16上，用于将线圈连接到电源，如控制器(未示出)。控制器被布置成向泵的线圈施加电力以产生旋转磁场，所述旋转磁场使转子32围绕轴线22在预定的第一旋转方向(如从流入套管18的上游端看逆时针方向的箭头所示的方向R)上旋转。在血泵10的其他配置中，第一方向可以是顺时针方向。转子32的旋转推动血液沿着流动路径向下游流动，从而血液沿着流动路径在下游方向D上移动，并且通过出口24离开。在旋转期间，流体动力轴承和磁性轴承(未示出)支撑转子32，并且在操作期间维持转子32不与第一部分14和第二部分16的元件的表面接触。
第一非铁磁盘40可以安置在第一定子36和转子32之间的转子32的上游的第一部分14内，并且第二非铁磁盘42可以安置在第二定子38和转子32之间的转子32的下游的第二部分16内。转子32被配置成在不接触任一个盘的情况下在第一盘40和第二盘42之间旋转。上述部件的总体布置可以类似于在由HeartWare公司(本申请的受让人)以
Figure BDA0003228972720000051
的名称出售的MCSD中使用的血泵10。在美国专利号6,688,861；7,575,423；7,976,271；以及8,419,609中描述了在此类泵中使用的如磁体、电磁线圈和流体动力轴承等部件的布置以及相同总体设计的变型。
本公开所设想的其他可植入血泵10是美国专利号8,007,254和9,561,313中公开的那些，并且是轴流血泵。MVADTM泵目前不出售。
现在参考图2，可植入血泵10可以与控制器44通信，所述控制器具有控制电路46，所述控制电路具有用于监测和控制可植入血泵10的一个或多个马达的启动和后续操作的控制电路。控制器44还可以包括具有处理电路的处理器48、存储器50和接口52。存储器50存储可由处理器48和处理电路访问的信息，包括指令54(例如可由处理器20执行的马达控制模块55和马达监测模块57)和/或数据56，所述数据可以包括但不限于供应给一个或多个相位马达的一个或多个马达的电流58和泵数据60，所述泵数据可以包括流速数据，所述流速数据可由处理器20检索、操纵和/或存储。控制器44可以与患者体外的电源58(例如电池62)通信。
现在参考图3，在泵10的操作期间，控制器44可在第一时间段期间以叶轮32的第一泵设定转速S1操作可植入血泵10(步骤S100)。第一泵设定转速S1可在例如1800rpm和4000rpm之间的范围内，并且可以是特定泵(无论是离心流泵还是轴流泵)的函数。例如，如图4中示出的，对于每个第一泵设定转速S1，泵10呈现出特定的HQ曲线，所述HQ曲线大体上示出在正常使用期间，无论设定转速如何，通过泵流出的流体都随着压头的减小而增加。流体流量也是患者心动周期的函数，其中在心脏舒张期间，压力头较高，并且通过泵10流出的流体流量减少，而在心脏收缩期间，压力头减小，并且通过泵10流出的流体流量增加。在第一泵设定转速S1下正常操作期间，可以实时测量电流波形和流速波形并且由控制器44监测(步骤S102)。如本文所用，“高血压”或“高血压的”是指高血压或在HQ曲线的平坦区域中的手术。
在一种配置中，如图5中示出的，在第一泵设定转速S1 2600RPM下的第一时间段T1期间，具有正常血压的患者表现出约3.9L/min的第一流量脉动性和约0.25A的第一电流脉动性。在一种配置中，如图6中示出的，在第一泵设定转速S1 2400RPM下的第一时间段T1期间，有高血压的患者表现出约5.7L/min的第一流量脉动性和约0.35A的第一电流脉动性。因此，高血压的患者比正常血压患者具有更大的流速和电流脉动性。例如，如图5和图6中示出的，控制器44可在第二时间段T2期间将叶轮32转速减小预定量到叶轮32的第二泵设定转速S2(步骤S104)。例如，如图5和图6中示出的，第一泵设定转速S1减小了200RPM，相应地到2200RPM和2400RPM的第二泵设定转速S2。第二时间段T2可以小于、等于或长于第一时间段T1。任选地，设定转速正常的时间段T1和设定转速减小的时间段T2可以周期性地和/或连续地操作，作为血泵正常操作的一部分或作为正常叶轮32清洗周期的一部分，在所述正常叶轮清洗周期中，叶轮32转速减小然后增加，以防止叶轮32上形成血栓。
在减小的设定转速S2的第二时间段T2期间，测量流速和电流(步骤S106)。如果在第二时间段T2期间在第二泵设定转速S2下，第二流速脉动性或第二电流脉动性增加，则与在第一时间段T1期间在第一泵设定转速S1下，第一流速脉动性或第一电流脉动性中的相应一个相比，控制器44可以确定患者表现出高血压(步骤108)。例如，如图5中示出的，在第二时间段T2期间在第二泵设定转速S2下，第二流速脉动性从3.9L/min减小到3.1L/min，并且在第二时间段T2期间在第二泵设定转速S2下，第二电流脉动性从0.25A减小到0.24A。电流和/或流速脉动性的这种减小表明患者血压正常。然而，如图6中示出的，在第二时间段T2期间在第二泵设定转速S2下，第二流速脉动性从已经高于正常值的5.7L/min增加到7.1L/min，并且在第二时间段T2期间在第二泵设定转速S2下，第二电流脉动性从已经高于正常值的0.35A增加到0.38A。电流和/或流速脉动性的这种增加指示高血压，这可由控制器44确定。测得的流速脉动性或电流脉动性还可以基于在T1和/或T2上的相应脉动性的所测得的平均值或中值。
在检测高血压的另一个方法中，在血泵10的操作期间，可以测量在第一泵设定转速S1下T1期间的流速或电流最小值。流速或电流最小值可在T1期间的单个心动周期期间测量，可以是在T1期间从多个心动周期中的每一个心动周期检测到的最小流速或最小电流的平均值，或者是在T1期间从多个心动周期中的每一个心动周期检测到的最小流速或最小电流的中值。控制器44然后可在T2期间将叶轮32转速减小到S2，然后在T2期间测量流速或电流最小值，所述流速或电流最小值可在T2期间的单个心动周期期间测量，可以是在T2期间从多个心动周期中的每一个心动周期检测到的最小流速或最小电流的平均值，或者是在T2期间从多个心动周期中的每一个心动周期检测到的最小流速或最小电流的中值，这取决于在T1期间如何测量最小流速或电流最小值。如果在T2期间在S2下测得的最小流速或电流最小值减小超过预定量，则控制器44可以通过如上所描述的生成警报来指示高血压的存在，和/或控制器可指示叶轮32的设定转速保持在S2或返回到等于或大于S1的设定转速。电流的预定减少可以基于具有正常血压的患者的经验值。例如，如图5中示出的，在T2期间在S2下测得的血压正常的患者的流量或电流最小值比在T2期间在S2下测得的高血压患者的流量或电流最小值减少得少。例如，在图5中，在T2期间在S2下的最低流速约为1L/min，然而在图6中，在高血压的患者中其接近0L/min。
现在参考图7和图8，如果存在抽吸状况，则由控制器44测量流量和/或电流的增加的脉动性，和/或流量和/或电流的最小值的减小，并且减小叶轮32的设定转速应会解决或不会加剧所述状况。例如，如图8中示出的，当叶轮32转速减小时，测得的流速脉动性和电流脉动性减小。然而，如果在T2期间脉动性增加或最小流速或最小电流以减小的设定转速减小，则控制器44可以标记日志文件和/或实时生成指示存在高血压的警报，无论是视觉的、触觉的还是音频的，而不是与抽吸相关的电流或流速波形，并且通知其他与抽吸相关的算法存在高血压。因此，这种确定可能导致此后抽吸检测标准的修改。
本领域技术人员将会理解，本发明不限于上文具体示出和描述的内容。另外，除非以上相反地提及，否则应注意，所有附图均未按比例绘制。根据以上教导，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，可以进行多种修改和变型，本发明的范围和精神仅由所附权利要求限制。

Claims (15)

1.一种用于检测具有心室辅助装置的患者的高血压的方法，所述心室辅助装置包括可植入血泵，所述方法包含：
在第一时间段期间在第一泵设定转速下操作所述可植入血泵；
在所述第一时间段期间测量由第一流速脉动性和第一电流脉动性组成的组中的至少一个；
在所述第一时间段之后的第二时间段期间将所述第一泵设定转速减小到第二泵设定转速；
在所述第二时间段期间测量由第二流速脉动性和第二电流脉动性组成的组中的至少一个；以及
如果在所述第二时间段期间在所述第二泵设定转速下，由所述第二流速脉动性和所述第二电流脉动性组成的所述组中的所述至少一个与在所述第一时间段期间在所述第一泵设定转速下由所述第一流速脉动性和所述第一电流脉动性组成的所述组中的所述至少一个相比增加，则识别所述患者具有表现出的高血压。
2.根据权利要求1所述的方法，其还包含：如果在所述第二时间段期间在所述第二泵设定转速下，由所述第二流速脉动性和所述第二电流脉动性组成的所述组中的所述至少一个与在所述第一时间段期间在所述第一泵设定转速下由所述第一流速脉动性和所述第一电流脉动性组成的所述组中的所述至少一个相比增加，则生成指示存在高血压的警报；以及
其中如果生成指示存在高血压的所述警报，则所述方法还包括将所述第一时间段期间在所述第一泵设定转速下由所述第一流速脉动性和所述第一电流脉动性组成的所述组中的所述至少一个识别为非抽吸波形。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述第二泵设定转速比所述第一泵设定转速低至少200rpm。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述第二时间段小于所述第一时间段。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中在所述可植入血泵的连续操作期间，所述第一时间段和所述第二时间段是连续的。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述第一时间段和所述第二时间段是以预定的时间间隔周期性的。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述可植入血泵是离心流血泵。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述可植入血泵是轴流血泵。
9.根据权利要求1所述的方法，其中测量所述第一流速脉动性和所述第二流速脉动性。
10.根据权利要求1所述的方法，其中测量所述第一电流脉动性和所述第二电流脉动性。
11.一种用于检测具有心室辅助装置的患者的高血压的系统，所述心室辅助装置包括可植入血泵，所述系统包含：
与所述可植入血泵通信的控制器，所述控制器具有处理器，所述处理器具有处理电路，所述处理电路被配置成：
在第一时间段期间在第一泵设定转速下操作所述可植入血泵；
在第一时间段期间测量由第一流速最小值和第一电流最小值组成的组中的至少一个；
在所述第一时间段之后的第二时间段期间将所述第一泵设定转速减小到第二泵设定转速；
在所述第二时间段期间测量由第二流速最小值和第二电流最小值的组成的组中的至少一个；
如果在所述第二时间段期间在所述第二泵设定转速下，由所述第二流速最小值和所述第二电流最小值组成的所述组中的所述至少一个减小超过预定量，则由以下组成的组中的所述至少一个：
将所述第二泵设定转速增加到所述第一泵设定转速；以及
识别所述患者具有表现出的高血压。
12.根据权利要求11所述的系统，其中所述控制器被配置成，如果在所述第二时间段期间在所述第二泵设定转速下，由所述第二流速最小值和所述第二电流最小值组成的所述组中的所述至少一个减小超过预定量，则生成指示存在高血压的警报；以及
如果生成指示存在高血压的所述警报，则所述处理电路还被配置成将在所述第一时间段期间在所述第一泵设定转速下由所述第一流速最小值和所述第一电流最小值组成的组中的所述至少一个识别为非抽吸波形。
13.根据权利要求11或12所述的系统，其中所述第二泵设定转速比所述第一泵设定转速小至少200rpm。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的系统，其中所述第二时间段小于所述第一时间段。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的系统，其中在所述可植入血泵的连续操作期间，所述第一时间段和所述第二时间段是连续的。
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