CN117379684B - 泵的控制方法、控制单元和系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提出了一种泵的控制方法、控制单元和系统，该方法包括：获取目标用户的最低心排量阈值；根据该最低心排量阈值确定球囊在心室辅助装置以目标转速运行时的目标收缩时间和目标膨胀时间；并控制球囊以目标膨胀时间和目标收缩时间周期性运行，以使目标用户右心室的机械去负荷最大化。本申请在心室辅助装置运行时，通过设置球囊来防止因右心的回血量突然增加导致出现右心衰的问题，以及根据心室辅助装置的转速调节球囊的膨胀时间和收缩时间，以使当前回流右心的血流量满足其负载，在避免出现右心衰的同时实现右心室的机械去负荷最大化。
Description
技术领域
本申请涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种泵的控制方法、控制单元和系统。
背景技术
机械循环支持装置，如心室辅助装置（Ventricular Assist Devices，VAD）可用于为心力衰竭患者或患有其他心脏相关疾病的患者提供长期的机械支撑或辅助，其帮助心脏将血液从心脏泵送到身体其他部位。
在将心室辅助装置设置于患者左心，以将左心室的血液泵送至主动脉的情况下，由于心室辅助装置的对左心的辅助，心衰患者的心排量得到明显增加，导致回到右心的心血量也增加。但是由于长期心衰，患者右心可能在短时间内无法承受突然增加的血液量，出现右心衰问题。
发明内容
本申请实施例提供了一种泵的控制方法、控制单元和系统，能够将心室辅助装置与球囊结合使用，以解决用户的左心衰和右心衰问题。
第一方面，本申请实施例提供一种泵的控制方法，应用于心室辅助系统，所述心室辅助系统包括球囊和心室辅助装置，所述球囊具有膨胀和收缩的功能；所述方法包括：
获取目标用户的最低心排量阈值；
根据所述最低心排量阈值，确定所述球囊在所述心室辅助装置以目标转速运行时的目标收缩时间和目标膨胀时间；
控制所述球囊以所述目标膨胀时间和所述目标收缩时间周期性运行，以使所述目标用户右心室的机械去负荷最大化。
第二方面，本申请实施例提供的一种控制单元，所述控制单元包括一个或多个处理器，所述一个或多个处理器用于：
获取目标用户的最低心排量阈值；
根据所述最低心排量阈值，确定球囊在心室辅助装置以目标转速运行时的目标收缩时间和目标膨胀时间；
控制所述球囊以所述目标膨胀时间和所述目标收缩时间周期性运行，以使所述目标用户右心室的机械去负荷最大化。
第三方面，本申请实施例提出一种心室辅助系统，所述系统包括：
心室辅助装置，设置于目标用户的左心室上；
球囊，设置于所述目标用户的上腔静脉或下腔静脉，具有膨胀和收缩的功能；
控制单元，与所述心室辅助装置和所述球囊通信连接，并用于：
获取所述目标用户的最低心排量阈值；
根据所述最低心排量阈值，确定所述球囊在所述心室辅助装置以目标转速运行时的目标收缩时间和目标膨胀时间；
控制所述球囊以所述目标膨胀时间和所述目标收缩时间周期性运行，以使所述目标用户右心室的机械去负荷最大化。
第四方面，本申请实施例提供一种医疗设备，所述医疗设备包括处理器、存储器、通信接口，以及一个或多个程序，所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置由所述处理器执行，所述程序包括用于执行上述第一方面所述的方法中所描述的部分或全部步骤的指令。
第五方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储用于电子数据交换的计算机程序，其中，所述计算机程序使得计算机执行上述第一方面所述的方法中所描述的部分或全部步骤。
第六方面，本申请实施例提供了一种计算机程序产品，其中，上述计算机程序产品包括存储了计算机程序的非瞬时性计算机可读存储介质，上述计算机程序可操作来使计算机执行如本申请实施例第一方面所述的方法中所描述的部分或全部步骤。该计算机程序产品可以为一个软件安装包。
本申请提供的技术方案，获取目标用户的最低心排量阈值；根据该最低心排量阈值确定球囊在心室辅助装置以目标转速运行时的目标收缩时间和目标膨胀时间；并控制球囊以目标膨胀时间和目标收缩时间周期性运行，以使目标用户右心室的机械去负荷最大化。本申请在心室辅助装置运行时，通过设置球囊来防止因右心的回血量突然增加导致出现右心衰的问题，以及根据心室辅助装置的转速调节球囊的膨胀时间和收缩时间，以使当前回流右心的血流量满足其负载，在避免出现右心衰的同时实现右心室的机械去负荷最大化。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的一种心室辅助系统的示意图；
图2是本申请实施例提供的一种泵的控制方法的流程示意图；
图3是本申请实施例提供的一种医疗设备的结构示意图。
具体实施方式
为了本技术领域人员更好理解本申请的技术方案，下面结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的部分实施例，而并非全部的实施例。基于本申请实施例的描述，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请所保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、软件、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是还包括没有列出的步骤或单元，或还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
本申请涉及的医疗设备以及泵可以是心室辅助装置，例如植入式心室辅助装置、介入式心室辅助装置等；心室辅助装置可以包括至少一个血泵，其中，血泵可以为离心泵、轴流泵、磁悬浮泵等。
本申请中的“转速”是指马达或电机的旋转速度，其与心室辅助装置的转子或叶轮的旋转速度相关联，且可被定义为每分钟转速。“流量”、“流体流量”、“泵送流量”是指每时间单位被流经心室辅助装置输送的流体体积，其可以升每分钟估计测量。
患有心衰的患者可通过植入心室辅助装置来辅助心脏完成泵血功能。心室辅助装置可设置于患者左心室，用于将血液从患者的左心室泵送到主动脉，以解决患者的左心衰问题；心室辅助装置也可设置于患者的右心室，用于将血液从患者的右心室泵送到肺动脉，以解决患者的右心衰问题。
在心室辅助装置的术中和术后早期，由于左心室辅助泵的存在，心衰患者的心排量较术前明显增大，回到右心的回心血量也变大，但是由于患者长期心衰，右心有可能在短时间内无法承受突然增加的血流量，超出右心的负荷而导致出现右心衰问题。
为解决该问题，本申请提出了一种泵的控制方法，通过在患者的静脉放置球囊来减少回流到右心的血流量，以防止右心因血流量的突然增加导致出现的右心衰问题。同时根据心室辅助装置的转速控制球囊的膨胀收缩时间，可使回流到右心的血流量达到右心的最大负荷，在避免出现右心衰的同时实现右心室的机械去负荷最大化。
请参阅图1，图1是本申请实施例提出的一种心室辅助系统，该心室辅助系统包括心室辅助装置100、球囊200和控制装置300。心室辅助装置100可设置于患者左心，用于将左心室内的血液泵送至主动脉内；球囊200可设置在患者的上腔静脉和下腔静脉，以全部或部分堵塞回流到右心的血液量。示例的，在心室辅助装置100可设置于患者右心，用于将右心室内的血液泵送至肺动脉内；球囊200可设置在患者的肺静脉，以全部或部分堵塞回流到左心的血液量。控制装置300与心室辅助装置100和球囊200可通信连接，用于控制心室辅助装置100和球囊200的运行。下面以心室辅助装置100设置在左心为例进行说明。
从用户血液的流向上，流体系统彼此串联布置，血液先通过上腔静脉和下腔静脉流至右心房，在右心室舒张时血液从右心房泵送至右心室，在右心室收缩时血液从右心室泵送至肺动脉。肺动脉流向肺，肺系统与左心室直流流体连通，在肺中的血液充氧之后，经由肺静脉返回左心房。在左心室舒张血液从左心房泵送至左心室，在左心室收缩时再从左心室泵入主动脉，主动脉内的血液经由用户血管系统流回至右心房。因此，血液依次在肺动脉、右心室、左心室和主动脉中形成流体循环。
心室辅助装置100可以经由心室连接组件（如顶环、心室套囊、心室袖带）附接到心脏左心室的心尖位置，该心室连接组件可以缝合到心脏左心室的心尖上并被联接到心室辅助装置上，心室辅助装置100的另一端可经由出口管和/或与出口管连接的人工血管连接到主动脉上，这样使得心室辅助装置100可以有效地转移来自弱化左心室的血液并且将其推进到主动脉，从而循环到患者的血管系统的剩余部分，为患者提供心室辅助功能。同理，心室辅助装置100也可通过心室连接组件附接到心脏右心室的心尖位置，为患者提供心室辅助功能。
如图1所示，球囊200具有膨胀和收缩的功能。在放置于下腔静脉时，通过控制球囊200的膨胀时间和收缩时间可控制回流至右心房的血流量。示例的，球囊200可放置于上腔静脉。
其中，控制装置300可为内部控制电路和/或外部控制电路，控制装置300可通信连接心室辅助装置100和球囊200，用于控制心室辅助装置100和球囊200的运行。示例的，心室辅助装置100和球囊200通过经皮线缆穿过患者的腹部皮肤连接到设置在体外控制装置，控制装置300用于实现对心室辅助装置100和球囊200的相互独立的驱动，但控制之间具有相互调制，血流量有预定的相互关系，即使心室辅助装置100的泵送流量与球囊200的膨胀时间相适应。例如，心室辅助装置100的转速增加以使泵送流量增加时，回流至右心房的血液量也会增加，可通过增加球囊200的膨胀时间来控制回流到右心房的血液量，从而使得回流到右心房的血液量在右心的负荷范围内。
在本申请中，心室辅助系统还可包括多个压力传感器，该压力传感器可设置在患者的脖子或大腿上，以分别检测患者颈静脉压和股静脉压。
结合上述描述，下面从方法示例的角度描述本申请。
请参阅图2，图2为本申请实施例提供的一种泵的控制方法流程示意图，应用于如图1所示的心室辅助系统。如图2所示，该方法包括如下步骤。
S210、获取目标用户的最低心排量阈值。
其中，目标用户的左心设置有心室辅助装置100，下腔静脉或上腔静脉内设置有球囊200。该最低心排量阈值为目标用户维持正常活动所需的最低左心排量的大小，在心室辅助装置100和球囊200运行时，目标用户的左心输出量必须得大于或等于该最低心排量，以满足目标用户的正常活动。
在术前，控制单元可根据输入的目标用户的生理基础信息，如身高体重、体表面积、血管状态、心衰严重程度等。根据大量不同用户的临床数据可设定该生理基础信息对应所需的最低心排量阈值，以及颈静脉压阈值或股静脉压阈值。当球囊200设置在上腔静脉时，可设定颈静脉压阈值，并通过放置在目标用户颈部上的压力传感器检测目标用户当前的颈静脉压，以判断当前球囊200是否膨胀过度造成上肢淤血；当球囊200设置在下腔静脉时，可设定股静脉压阈值，并通过放置在目标用户大腿上的压力传感器检测目标用户当前的股静脉压，以判断当前球囊200是否膨胀过度造成下肢淤血。
进一步地，控制单元还可根据生理基础信息设定该目标用户处于健康状态下的心排量阈值。
S220、根据所述最低心排量阈值，确定球囊在心室辅助装置以目标转速运行时的目标收缩时间和目标膨胀时间。
当启动心室辅助装置100且心室辅助装置以目标转速运行时，控制单元可控制球囊200的膨胀和收缩。其中该目标转速为目标用户的左心排量大于或等于最低心排量阈值时心室辅助装置100的转速。在目标用户的心排量满足其最低心排量需求的情况下，控制单元可控制球囊200膨胀以减少回流至右心房的血流量，以避免右心负荷过度。
示例的，所述根据所述最低心排量阈值，确定球囊在心室辅助装置以目标转速运行时的目标收缩时间和目标膨胀时间，包括：获取所述球囊的初始膨胀时间；获取所述目标用户的第一心排量和第一右房压，所述第一心排量为所述心室辅助装置以所述目标转速运行且所述球囊未启动时的心排量，所述第一右房压所述心室辅助装置以所述目标转速运行且所述球囊未启动时的右心房压；在所述第一心排量大于或等于所述最低心排量阈值时，调整所述初始膨胀时间，得到所述目标膨胀时间；记录所述球囊从开始收缩到所述目标用户的心排量恢复到所述第一心排量、以及所述目标用户的右房压恢复到所述第一右房压的时间，得到所述目标收缩时间。
当心室辅助装置100的泵送流量导致回流至右心房的血流量突然增加时，控制单元可先根据获取的初始膨胀时间控制球囊200膨胀，再根据球囊200膨胀后的心脏的性能参数对初始膨胀时间进行调整以使得调整后右心的机械去负荷最大化的同时使左心的心排量达到最优。其中球囊200的膨胀时间和收缩时间为一个控制周期。在球囊200膨胀后再控制其收缩，以使收缩后心脏的性能参数恢复至未膨胀前。并在下一控制周期根据调整后的膨胀时间控制球囊200的膨胀和对应的收缩。
在实际应用场景中，随着心室辅助装置100的辅助，目标用户的心衰程度可得到有效的缓解甚至恢复，因此控制单元可实时根据当前心脏的性能参数对球囊200的膨胀时间和收缩时间进行调整，以使在心室辅助装置100和球囊200协同作用下的心脏性能与当前的心脏状态同步。
在一可能的示例中，所述方法还包括：获取所述目标用户的第二心排量，所述第二心排量为所述心室辅助装置以预设转速运行时的心排量；若所述第二心排量小于所述最低心排量阈值，则将所述心室辅助装置的转速增加至第一转速；若所述第二心排量大于或等于所述最低心排量阈值，将所述目标转速设置为所述第一转速。
在本申请中，在控制球囊200膨胀之前需要确保当前目标用户的心排量满足最低心排量阈值，以允许目标用户至少能够正常活动。具体为：在心室辅助装置100以设定的预设转速运行时，控制单元可获取在该预设转速下目标用户的心排量，即第二心排量。其中目标用户的心排量检测可通过专门用户测量患者心排量的医疗设备检测得到，如超声波流量计，利用超声波测量心脏的血液流量以获得心排量。
若第二心排量大于最低心排量，则可直接控制球囊的膨胀。若第二心排量小于其最低心排量阈值，则可增加预设转速以增加心室辅助装置100的泵送流量，从而增加目标用户的心排量。其中心室辅助装置100转速的增加步进可以设置为50rmp、100rmp、150rmp等。依照该方法不断增加心室辅助装置100的转速，直至目标用户的心排量大于或等于该最低心排量阈值。
进一步地，所述方法还包括：在第一差值小于k倍的初始心排量时，控制所述球囊膨胀，所述初始心排量为所述心室辅助装置启动前所述目标用户的心排量，所述第一差值为所述第一心排量与所述初始心排量的差值，所述k大于0且小于1；在所述球囊的膨胀时间达到所述目标膨胀时间时，控制所述球囊收缩。
在目标用户的心排量大于或等于最低心排量阈值的情况下，控制单元可实时检测目标用户的心排量。在目标用户心排量的增加会导致右心出现负荷过载时，控制单元可控制球囊200膨胀以堵塞回流至右心房的血流量。
具体为，控制单元预先存储目标用户在心室辅助装置100未启动前的心排量，即目标用户的初始心排量。在目标用户的心排量大于或等于最低心排量阈值的前提下，若当前目标用户的心排量与初始心排量的差值大于k倍的初始心排量时，则认为当前新增的心排量会导致回流至右心房的血流量超出右心的负荷，此时控制单元控制球囊200开始膨胀，以堵塞回流至右心房的血流量。也就是说，因心室辅助装置100的存在使目标用户当前的心排量为初始心排量的k+1倍时，会导致目标用户的右心无法承受突增的血流量，控制单元可控制球囊200膨胀。在球囊200的膨胀时间达到初始膨胀时间或目标膨胀时间后，再控制球囊200收缩。其中球囊200从收缩开始至目标用户的心脏性能参数恢复球囊200膨胀前的心脏性能参数之间的时间为球囊200的收缩时间。
需要说明的是，球囊200的实际膨胀时间与本申请中的膨胀时间不同。球囊的实际膨胀时间是指球囊在视觉呈现上（人眼可见）的膨胀时间，该时间会很短。而本申请中的膨胀时间是指从球囊膨胀到因球囊膨胀致使心脏性能参数发生变化的时间，因性能参数变化的滞后性使得本申请中的膨胀时间远大于球囊的实际膨胀时间。同理可适用于球囊200的实际收缩时间与本申请中的收缩时间。
在本申请中，k的取值可根据目标用户的心衰程度决定，心衰程度越大，k值越小。示例的，k可取值为1/3、1/2。
其中，所述获取初始膨胀时间包括：获取第三心排量，所述第三心排量为所述目标用户处于健康状态时的心排量；记录所述心室辅助装置从所述预设转速增加至第二转速的每个第一泵送流量，所述心室辅助装置以所述第二转速运行时的第一泵送流量大于或等于所述第三心排量；记录每个第一泵送流量对应的初始膨胀时间，所述初始膨胀时间为所述球囊从开始膨胀到当前静脉压大于所述目标压力阈值、或当前心排量小于或等于所述最低心排量阈值的时间；从多个所述第一泵送流量中确定第二泵送流量对应的所述初始膨胀时间，所述第二泵送流量为所述心室辅助装置与所述目标转速运行时的泵送流量。
球囊200的膨胀时间与心室辅助装置100的泵送流量、目标用户的心衰程度以及血管状态等因素相关，在用户的生理基础信息不同时，相同的心室辅助装置参数运行下的心脏性能参数也会有所不同。在启动心室辅助装置100后，可通过控制心室辅助装置100的转速，获得在每个转速对应的泵送流量下球囊200的初始膨胀时间，以使得初始膨胀时间与目标用户更加适应，减少球囊200的自适应调整时间。
具体地，在心室辅助装置100以预设转速运行时，控制单元可控制心室辅助装置100每次增加预设转速步进，直至心室辅助装置100的泵送流量大于或等于目标用户处于健康状态时的心排量，并在该过程中分别记录每次的转速和该转速对应的第一泵送流量。针对每个转速对应的第一泵送流量，记录心室辅助装置100在该第一泵送流量下球囊200从开始膨胀到目标用户的心排量大于或等于最低心排量阈值、和/或检测的颈静脉压或股静脉压大于或等于目标压力阈值的时间，将该时间作为该第一泵送流量对应的初始膨胀时间。也就是说，球囊200处于膨胀状态时不能使目标用户的心排量小于其需要的最低心排量，也不能使球囊200的堵塞时间过长造成目标用户的上肢或下肢淤血严重，对目标用户造成损害。初始膨胀时间随泵送流量的变化而变化，泵送流量越大，其对应的初始膨胀时间也相应增加。
本申请在心室辅助装置100以目标转速稳定运行时，控制单元可计算该目标转速下所对应的第二泵送流量，进而根据泵送流量与初始膨胀时间之间的映射关系，从多个第一泵送流量中确定第二泵送流量对应的初始膨胀时间。再在该初始膨胀时间的基础上进行调整，使得心室辅助装置100与球囊200与目标用户的心脏性能相适应。
心室辅助装置100做功大小可以量化为需要提供给电机的电流大小，即电机电流对应于当心室辅助装置100在患者中运行时递送到心室辅助装置100的电机的电流量。在患者心脏的心动周期的不同阶段期间，电机的载荷会变化。当患者心脏中的压差变化时，电机电流也将改变以保持转子速度恒定。例如，当血液进入主动脉中的流率增加时（如在心脏收缩期间），电机所需的电流将增加。因此电机电流的改变可因此来帮助表征心脏性能。也就是说，在心室辅助装置100运行过程中，心室辅助装置100具有电流-流量的特性曲线，其中电流越大、心室辅助装置100做功越多，即心室辅助装置100的泵送流量越大。
心室辅助装置100的电流可以通过设置的相电流检测电路或任何其他合适的手段（如电流传感器）来测量。该电流-流量特性曲线可预先存储于控制单元中，在该心室辅助装置100出厂前，可将其放置于测试系统分别测试该心室辅助装置100在不同转速下其泵送流量随电流变化的关系曲线，进而将该电流-流量特征曲线存储在控制单元中。控制单元可实时存储检测到的电流。在心室辅助装置100以目标转速运行时，控制单元检测当前的电流，使用预先存储的电流-流量特性曲线估算出当前电流对应的泵送流量。
可选的，所述调整所述初始膨胀时间，得到所述目标膨胀时间，包括：获取目标参数集和目标右房压，所述目标参数集包括所述球囊膨胀所述初始膨胀时间后的一个或多个参数，所述目标右房压为所述球囊膨胀所述初始膨胀时间后所述目标用户的心房压； 若所述目标参数集中的参数满足目标条件，则减小所述初始膨胀时间；若所述目标参数集中的参数未满足所述目标条件，且初始右房压与所述目标右房压的差值小于预设压值，则增加所述初始膨胀时间，得到所述目标膨胀时间，所述初始右房压为所述球囊未膨胀时所述目标用户的右房压。
在球囊200符合膨胀条件时，控制单元可控制球囊200先以初始膨胀时间进行膨胀，再根据初始膨胀时间后的心脏性能参数对初始膨胀时间进行调整，以使得球囊200的膨胀时间符合当前目标用户心脏的心衰程度。
其中，所述目标参数集包括：目标泵送流量、目标静脉压、目标心排量。该目标泵送流量为在球囊200膨胀初始膨胀时间后心室辅助装置100的泵送流量；该目标静脉压为在球囊200膨胀初始膨胀时间后检测到的目标用户的颈静脉压或股静脉压；该目标心排量为在球囊200膨胀初始膨胀时间后目标用户的左心心排量。
所述目标条件包括以下至少一项：所述目标静脉压大于目标压力阈值、所述目标泵送流量小于预设流量、所述目标心排量小于m倍的所述第一心排量，所述m大于0且小于1。
在球囊200膨胀初始膨胀时间后，获取检测的目标泵送流量、目标静脉压和目标心排量。当出现目标泵送流量小于预设流量、目标心排量小于m倍的第一心排量、目标静脉压力大于目标压力阈值中的任一种时，则表示初始膨胀时间过长、堵塞的血流量过多，导致上肢或下肢淤血严重、或泵送至左心室的血流量过少。因此需要减少球囊200的膨胀时间，如将球囊200的膨胀时间调整为初始膨胀时间的0.9倍，如此类推减小球囊200的膨胀时间直到目标泵送流量、目标静脉压和目标心排量均不满足目标条件。若检测的目标泵送流量、目标静脉压和目标心排量均不满足目标条件，则比较在球囊200膨胀初始膨胀时间前后目标用户的心房压，若初始心房压与目标心房压的差值小于预设压值，则表示初始膨胀时间过短、目标用户心房压的变化量太小，需要增加球囊200的膨胀时间，如将球囊200的膨胀时间调整为初始膨胀时间的1.1倍，如此类推增加球囊200的膨胀时间直到目标泵送流量、目标静脉压和目标心排量均不满足目标条件。该初始右房压和目标右房压可通过专门用户测量心房压的医疗设备检测得到。若目标泵送流量、目标静脉压和目标心排量均不满足目标条件、且初始心房压与目标心房压的差值大于或等于预设压值。
进一步地，若目标泵送流量、目标静脉压和目标心排量均不满足目标条件、且初始心房压与目标心房压的差值大于或等于预设压值，则将球囊200的膨胀时间保持为初始膨胀时间。
当球囊200的膨胀时间变化时，其收缩时间也随着发生变化。再根据目标参数集调整初始膨胀时间后，再控制球囊200收缩。其中球囊200从收缩至心脏性能参数恢复球囊200膨胀前的心脏性能参数之间的时间为球囊200的收缩时间。
S230、控制所述球囊以所述目标膨胀时间和所述目标收缩时间周期性运行，以使所述目标用户右心室的机械去负荷最大化。
球囊200的膨胀时间和收缩时间为一个控制周期。控制单元先控制球囊以初始膨胀时间分布进行膨胀，并在膨胀后进行收缩，以使心脏性能参数恢复至膨胀前的心脏性能参数。然后根据初始膨胀时间后的心脏性能参数调整初始膨胀时间。在下一周期根据调整后的膨胀时间进行膨胀，并记录从收缩至心脏参数恢复至膨胀前的收缩时间，将调整后的膨胀时间和该调整后的收缩时间作为目标膨胀时间和目标收缩时间。在心室辅助装置100以目标转速运行时以目标膨胀时间和目标收缩时间周期性控制球囊运行，在避免出现心衰的同时使心室的机械去负荷最大化，在一定程度上可减缓和缓解用户的心衰程度。
可以看出，本申请提出了一种泵的控制方法，获取目标用户的最低心排量阈值；根据该最低心排量阈值确定球囊在心室辅助装置以目标转速运行时的目标收缩时间和目标膨胀时间；并控制球囊以目标膨胀时间和目标收缩时间周期性运行，以使目标用户右心室的机械去负荷最大化。本申请在心室辅助装置运行时，通过设置球囊来防止因右心的回血量突然增加导致出现右心衰的问题，以及根据心室辅助装置的转速调节球囊的膨胀时间和收缩时间，以使当前回流右心的血流量满足其负载，在避免出现右心衰的同时实现右心室的机械去负荷最大化。
上述主要从方法侧执行过程的角度对本申请实施例的方案进行了介绍。可以理解的是，网络设备为了实现上述功能，其包含了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。本领域技术人员应该很容易意识到，结合本文中所提供的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，本申请能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
示例的，本申请提供一种控制单元，该控制单元包括具有一个或多个处理器，所述一个或多个处理器用于：
获取目标用户的最低心排量阈值；
根据所述最低心排量阈值，确定球囊在心室辅助装置以目标转速运行时的目标收缩时间和目标膨胀时间；
控制所述球囊以所述目标膨胀时间和所述目标收缩时间周期性运行，以使所述目标用户右心室的机械去负荷最大化。
示例的，本申请还提供一种心室辅助系统，所述系统包括：
心室辅助装置，设置于目标用户的左心室上；
球囊，设置于所述目标用户的上腔静脉或下腔静脉，具有膨胀和收缩的功能；
控制单元，与所述心室辅助装置和所述球囊通信连接，并用于：
获取所述目标用户的最低心排量阈值；
根据所述最低心排量阈值，确定所述球囊在所述心室辅助装置以目标转速运行时的目标收缩时间和目标膨胀时间；
控制所述球囊以所述目标膨胀时间和所述目标收缩时间周期性运行，以使所述目标用户右心室的机械去负荷最大化。
示例的，在根据所述最低心排量阈值，确定球囊在心室辅助装置以目标转速运行时的目标收缩时间和目标膨胀时间方面，所述控制单元具体用于：获取所述球囊的初始膨胀时间；获取所述目标用户的第一心排量和第一右房压，所述第一心排量为所述心室辅助装置以所述目标转速运行且所述球囊未启动时的心排量，所述第一右房压所述心室辅助装置以所述目标转速运行且所述球囊未启动时的右心房压；在所述第一心排量大于或等于所述最低心排量阈值时，调整所述初始膨胀时间，得到所述目标膨胀时间；记录所述球囊从开始收缩到所述目标用户的心排量恢复到所述第一心排量、以及所述目标用户的右房压恢复到所述第一右房压的时间，得到所述目标收缩时间。
示例的，所述控制单元还用于：获取所述目标用户的第二心排量，所述第二心排量为所述心室辅助装置以预设转速运行时的心排量；若所述第二心排量小于所述最低心排量阈值，则将所述心室辅助装置的转速增加至第一转速；若所述第二心排量大于或等于所述最低心排量阈值，将所述目标转速设置为所述第一转速。
示例的，所述控制单元还用于：在第一差值小于k倍的初始心排量时，控制所述球囊膨胀，所述初始心排量为所述心室辅助装置启动前所述目标用户的心排量，所述第一差值为所述第一心排量与所述初始心排量的差值，所述k大于0且小于1；在所述球囊的膨胀时间达到所述目标膨胀时间时，控制所述球囊收缩。
示例的，在调整所述初始膨胀时间，得到所述目标膨胀时间方面，所述控制单元具体用于：获取目标参数集和目标右房压，所述目标参数集包括所述球囊膨胀所述初始膨胀时间后的一个或多个参数，所述目标右房压为所述球囊膨胀所述初始膨胀时间后所述目标用户的心房压；若所述目标参数集中的参数满足目标条件，则减小所述初始膨胀时间；若所述目标参数集中的参数未满足所述目标条件，且初始右房压与所述目标右房压的差值小于预设压值，则增加所述初始膨胀时间，得到所述目标膨胀时间，所述初始右房压为所述球囊未膨胀时所述目标用户的右房压。
示例的，所述目标参数集包括：目标泵送流量、目标静脉压、目标心排量；所述目标条件包括以下至少一项：所述目标静脉压大于目标压力阈值、所述目标泵送流量小于预设流量、所述目标心排量小于m倍的所述第一心排量，所述m大于1且小于0。
示例的，在获取初始膨胀时间方面，所述控制单元具有用于：获取第三心排量，所述第三心排量为所述目标用户处于健康状态时的心排量；记录所述心室辅助装置从所述预设转速增加至第二转速的每个第一泵送流量，所述心室辅助装置以所述第二转速运行时的第一泵送流量大于或等于所述第三心排量；记录每个第一泵送流量对应的初始膨胀时间，所述初始膨胀时间为所述球囊从开始膨胀到当前静脉压大于所述目标压力阈值、或当前心排量小于或等于所述最低心排量阈值的时间；从多个所述第一泵送流量中确定第二泵送流量对应的所述初始膨胀时间，所述第二泵送流量为所述心室辅助装置与所述目标转速运行时的泵送流量。
示例的，本申请还提供一种医疗设备，该医疗设备包括上述所述控制单元或心室辅助装置。
其中，上述各个方案的控制单元具有实现上述方法中医疗设备执行的相应步骤的功能；所述功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。
在本申请的实施例，控制单元也可以是芯片或者芯片系统，例如：片上系统（system on chip，SoC）。
请参阅图3，图3是本申请实施例提供的一种医疗设备的结构示意图，该医疗设备包括：一个或多个处理器、一个或多个存储器、一个或多个通信接口，以及一个或多个程序；所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置由所述一个或多个处理器执行。
上述程序包括用于执行以下步骤的指令：
获取目标用户的最低心排量阈值；
根据所述最低心排量阈值，确定球囊在心室辅助装置以目标转速运行时的目标收缩时间和目标膨胀时间；
控制所述球囊以所述目标膨胀时间和所述目标收缩时间周期性运行，以使所述目标用户右心室的机械去负荷最大化。
其中，上述方法实施例涉及的各场景的所有相关内容均可以援引到对应功能模块的功能描述，在此不再赘述。
应理解，上述存储器可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器提供指令和数据。存储器的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器。例如，存储器还可以存储设备类型的信息。
在本申请实施例中，上述装置的处理器可以是中央处理单元（CentralProcessing Unit，CPU），该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器（DSP）、专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
应理解，本申请实施例中涉及的“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A,B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项（个）或复数项（个）的任意组合。例如，a,b,或c中的至少一项（个），可以表示：a,b,c,a-b,a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c可以是单个，也可以是多个。
在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件单元组合执行完成。软件单元可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器执行存储器中的指令，结合其硬件完成上述方法的步骤。为避免重复，这里不再详细描述。
本申请实施例还提供一种计算机存储介质，其中，该计算机存储介质存储用于电子数据交换的计算机程序，该计算机程序使得计算机执行如上述方法实施例中记载的任一方法的部分或全部步骤。
本申请实施例还提供一种计算机程序产品，上述计算机程序产品包括存储了计算机程序的非瞬时性计算机可读存储介质，上述计算机程序可操作来使计算机执行如上述方法实施例中记载的任一方法的部分或全部步骤。该计算机程序产品可以为一个软件安装包。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅是示意性的，例如上述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本申请实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
上述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储器中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储器中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可为个人计算机、服务器或者TRP等）执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储器包括：U盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，RandomAccess Memory）、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储器中，存储器可以包括：闪存盘、ROM、RAM、磁盘或光盘等。
以上对本申请实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (10)
1.一种心室辅助系统，其特征在于，所述系统包括：
心室辅助装置，设置于目标用户的左心室上；
球囊，设置于所述目标用户的上腔静脉或下腔静脉，具有膨胀和收缩的功能；
控制单元，与所述心室辅助装置和所述球囊通信连接，并用于：
获取所述目标用户的最低心排量阈值，所述最低心排量阈值为所述目标用户维持正常活动所需的最低左心排量的大小；
根据所述最低心排量阈值，确定所述球囊在所述心室辅助装置以目标转速运行时的目标收缩时间和目标膨胀时间；
控制所述球囊以所述目标膨胀时间和所述目标收缩时间周期性运行，以使所述目标用户右心室的机械去负荷最大化；
其中所述根据所述最低心排量阈值，确定球囊在心室辅助装置以目标转速运行时的目标收缩时间和目标膨胀时间，包括：获取所述球囊的初始膨胀时间；获取所述目标用户的第一心排量和第一右房压，所述第一心排量为所述心室辅助装置以所述目标转速运行且所述球囊未启动时的心排量，所述第一右房压所述心室辅助装置以所述目标转速运行且所述球囊未启动时的右心房压；在所述第一心排量大于或等于所述最低心排量阈值时，调整所述初始膨胀时间，得到所述目标膨胀时间；记录所述球囊从开始收缩到所述目标用户的心排量恢复到所述第一心排量、以及所述目标用户的右房压恢复到所述第一右房压的时间，得到所述目标收缩时间；
所述调整所述初始膨胀时间，得到所述目标膨胀时间，包括：获取目标参数集和目标右房压，所述目标参数集包括所述球囊膨胀所述初始膨胀时间后的一个或多个参数，所述目标右房压为所述球囊膨胀所述初始膨胀时间后所述目标用户的心房压；若所述目标参数集中的参数满足目标条件，则减小所述初始膨胀时间；若所述目标参数集中的参数未满足所述目标条件，且初始右房压与所述目标右房压的差值小于预设压值，则增加所述初始膨胀时间，得到所述目标膨胀时间，所述初始右房压为所述球囊未膨胀时所述目标用户的右房压；所述目标参数集包括：目标泵送流量、目标静脉压、目标心排量；所述目标条件包括以下至少一项：所述目标静脉压大于目标压力阈值、所述目标泵送流量小于预设流量、所述目标心排量小于m倍的所述第一心排量，所述m大于0且小于1；
所述获取初始膨胀时间包括：获取第三心排量，所述第三心排量为所述目标用户处于健康状态时的心排量；记录所述心室辅助装置从所述预设转速增加至第二转速的每个第一泵送流量，所述心室辅助装置以所述第二转速运行时的第一泵送流量大于或等于所述第三心排量；记录每个第一泵送流量对应的初始膨胀时间，所述初始膨胀时间为所述球囊从开始膨胀到当前静脉压大于所述目标压力阈值、或当前心排量小于或等于所述最低心排量阈值的时间；从多个所述第一泵送流量中确定第二泵送流量对应的所述初始膨胀时间，所述第二泵送流量为所述心室辅助装置与所述目标转速运行时的泵送流量。
2.根据权利要求1所述的心室辅助系统，其特征在于，所述控制单元还用于：
获取所述目标用户的第二心排量，所述第二心排量为所述心室辅助装置以预设转速运行时的心排量；
若所述第二心排量小于所述最低心排量阈值，则将所述心室辅助装置的转速增加至第一转速；
若所述第二心排量大于或等于所述最低心排量阈值，将所述目标转速设置为所述第一转速。
3.根据权利要求1所述的心室辅助系统，其特征在于，所述控制单元还用于：
在第一差值小于k倍的初始心排量时，控制所述球囊膨胀，所述初始心排量为所述心室辅助装置启动前所述目标用户的心排量，所述第一差值为所述第一心排量与所述初始心排量的差值，所述k大于0且小于1；
在所述球囊的膨胀时间达到所述目标膨胀时间时，控制所述球囊收缩。
4.根据权利要求3所述的心室辅助系统，其特征在于，所述目标用户的心衰程度越大，所述k值越小。
5.根据权利要求1所述的心室辅助系统，其特征在于，所述控制单元还用于：根据输入的所述目标用户的生理基础信息确定所述第三心排量，所述生理基础信息包括身高体重、体表面积、血管状态、心衰严重程度。
6.根据权利要求1所述的心室辅助系统，其特征在于，所述目标泵送流量为在所述球囊膨胀所述初始膨胀时间后所述心室辅助装置的泵送流量；所述目标静脉压为在所述球囊膨胀所述初始膨胀时间后检测到的所述目标用户的颈静脉压或股静脉压；所述目标心排量为在所述球囊膨胀所述初始膨胀时间后所述目标用户的左心心排量。
7.根据权利要求1所述的心室辅助系统，其特征在于，所述控制单元还用于：
若所述目标泵送流量、所述目标静脉压和所述目标心排量均不满足所述目标条件、且所述初始右房压与所述目标右房压的差值大于或等于所述预设压值，则将所述球囊的膨胀时间保持为所述初始膨胀时间。
8.一种控制单元，其特征在于，所述控制单元包括一个或多个处理器，所述一个或多个处理器用于：
获取目标用户的最低心排量阈值，所述最低心排量阈值为所述目标用户维持正常活动所需的最低左心排量的大小；
根据所述最低心排量阈值，确定球囊在心室辅助装置以目标转速运行时的目标收缩时间和目标膨胀时间，所述球囊设置于所述目标用户的上腔静脉或下腔静脉，具有膨胀和收缩的功能，所述心室辅助装置设置于所述目标用户的左心室上；
控制所述球囊以所述目标膨胀时间和所述目标收缩时间周期性运行，以使所述目标用户右心室的机械去负荷最大化；
其中所述根据所述最低心排量阈值，确定球囊在心室辅助装置以目标转速运行时的目标收缩时间和目标膨胀时间，包括：获取所述球囊的初始膨胀时间；获取所述目标用户的第一心排量和第一右房压，所述第一心排量为所述心室辅助装置以所述目标转速运行且所述球囊未启动时的心排量，所述第一右房压所述心室辅助装置以所述目标转速运行且所述球囊未启动时的右心房压；在所述第一心排量大于或等于所述最低心排量阈值时，调整所述初始膨胀时间，得到所述目标膨胀时间；记录所述球囊从开始收缩到所述目标用户的心排量恢复到所述第一心排量、以及所述目标用户的右房压恢复到所述第一右房压的时间，得到所述目标收缩时间；
所述调整所述初始膨胀时间，得到所述目标膨胀时间，包括：获取目标参数集和目标右房压，所述目标参数集包括所述球囊膨胀所述初始膨胀时间后的一个或多个参数，所述目标右房压为所述球囊膨胀所述初始膨胀时间后所述目标用户的心房压；若所述目标参数集中的参数满足目标条件，则减小所述初始膨胀时间；若所述目标参数集中的参数未满足所述目标条件，且初始右房压与所述目标右房压的差值小于预设压值，则增加所述初始膨胀时间，得到所述目标膨胀时间，所述初始右房压为所述球囊未膨胀时所述目标用户的右房压；所述目标参数集包括：目标泵送流量、目标静脉压、目标心排量；所述目标条件包括以下至少一项：所述目标静脉压大于目标压力阈值、所述目标泵送流量小于预设流量、所述目标心排量小于m倍的所述第一心排量，所述m大于0且小于1；
所述获取初始膨胀时间包括：获取第三心排量，所述第三心排量为所述目标用户处于健康状态时的心排量；记录所述心室辅助装置从所述预设转速增加至第二转速的每个第一泵送流量，所述心室辅助装置以所述第二转速运行时的第一泵送流量大于或等于所述第三心排量；记录每个第一泵送流量对应的初始膨胀时间，所述初始膨胀时间为所述球囊从开始膨胀到当前静脉压大于所述目标压力阈值、或当前心排量小于或等于所述最低心排量阈值的时间；从多个所述第一泵送流量中确定第二泵送流量对应的所述初始膨胀时间，所述第二泵送流量为所述心室辅助装置与所述目标转速运行时的泵送流量。
9.一种医疗设备，其特征在于，包括处理器、存储器和通信接口，所述存储器存储有一个或多个程序，并且所述一个或多个程序由所述处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行如权利要求1-7任一项所述的心室辅助系统中控制单元所执行步骤的指令。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储用于电子数据交换的计算机程序，其中，所述计算机程序使得计算机执行如权利要求1-7任一项所述的心室辅助系统中控制单元所执行的步骤。
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