CN117482381A - 心室辅助装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种心室辅助装置,包括:导管泵、控制单元、压力核算系统,压力核算系统包括压力监测单元和压力计算单元,其中,压力监测单元包括探测窗口、空腔和压力探测器,探测窗口设置于压力监测单元表面并与空腔连通,探测窗口的延伸方向与血液流动方向相同;压力探测器位于空腔内,血液通过探测窗口进入空腔与压力探测器相接触,压力探测器与流经压力探测器的血液流动方向保持垂直,用于减少血液对压力探测器的冲刷,以便压力探测器监测主动脉静压p1;压力计算单元用于获取主动脉静压p1和导管泵的运行参数并计算得到左心室的血液压力p‘;控制单元根据左心室的血液压力p‘进一步调控导管泵,实现心室辅助装置的闭环反馈。
Description
技术领域
本申请涉及微创介入医疗器械领域,具体地涉及心室辅助装置。
背景技术
介入式左心室辅助系统工作原理是将左心室导管泵经动脉置入左心室,通过导管泵内的轴流泵将左心室的血液经进血口抽入导管泵,血液流经导管泵并从导管泵的出血口泵出,导管泵的进血口位于左心室,出血口位于主动脉,因此血液流经导管泵后被直接泵入主动脉,建立左心室-升主动脉引流途径。左心室辅助装置能够辅助增加心输出量,升高主动脉压、减少左心室前负荷和降低室壁张力,减少心肌耗氧量,起到一个主动的机械泵作用,部分替代左心室功能,为心衰患者提供短期或长期的血流动力学支持。
虽然心室辅助装置可以为心衰患者提供血流动力帮助心脏恢复正常功能,但是通常而言,由于患者存在个体差异,因此左心室辅助装置用到不同的患者身上会产生不同的效果。例如,由于患者血液粘稠度情况不同,左心室辅助装置的工作效率受到不同程度的影响;再例如,左心室辅助装置的运行参数会对不同患者的心室压力、主动脉压力等产生不同程度的影响。这需要左心室辅助装置具备针对根据个体差异性的差异化功能,例如实时监测部件,用于实时监测患者心脏情况并作出针对性的调节并反馈。现有技术中,有些心室辅助装置在导管泵上设置有压力监测部件用于实时监测患者主动脉或左心室压力情况,以便及时调整导管泵运行参数使其处于安全范围,但是由于血液是持续不断的流动的,这就势必导致血液会对压力监测部件造成冲击,长期以往会影响压力监测部件的准确度和精度。因此,需要一种新型结构的心室辅助装置,以减少血液流动过程中对导管泵各部件、对压力监测部件的冲击,避免或延缓压力监测部件失灵;还需要心室辅助装置在接收到心脏有关信号时及时做出调控,并将调控数据反馈给导管泵,实现心室辅助装置的闭环反馈,提高手术安全性和有效性。
发明内容
本申请所要解决的技术问题是:提供一种心室辅助装置,该心室辅助装置包括独特结构设计的压力监测单元,该压力监测单元可以更好的用于监测主动脉内的血液静压力,使其免遭血液剧烈冲击造成失灵风险,提高压力监测的效率和利用率。心室辅助装置通过导管泵反馈来的主动脉静压和导管泵运行参数,换算得到左心室血液压力,当压力未处于正常范围时,心室辅助装置还可以对导管泵运行参数进一步的调控,从而实现整个心室辅助装置的调控与反馈,实现心室辅助装置的智能调控功能。
本申请提供了一种心室辅助装置,包括:导管泵,配置成为心室辅助装置的运行提供驱动力;控制单元,与导管泵信号连接,用于获取、输送并调控导管泵的运行参数,心室辅助装置还包括压力核算系统,压力核算系统包括压力监测单元和压力计算单元,其中,压力监测单元与压力计算单元信号连接;
压力监测单元包括:探测窗口、空腔和压力探测器,探测窗口设置于压力监测单元表面并与空腔连通,探测窗口的延伸方向与血液流动方向相同;压力探测器位于空腔内,血液通过探测窗口进入空腔与压力探测器相接触,压力探测器与流经压力探测器的血液流动方向保持垂直,用于减少血液对压力探测器的冲刷,以便压力探测器监测主动脉静压p1;
压力计算单元用于获取主动脉静压p1和控制单元输送的导管泵的运行参数,并利用主动脉静压p1和导管泵的运行参数计算得到左心室的血液压力p‘;
控制单元根据左心室的血液压力p‘进一步调控导管泵运行参数,实现心室辅助装置的闭环反馈。
在一种实施例中,导管泵的运行参数包括电流I和转速ω,左心室的血液压力p‘与主动脉静压p1之间具有压差Δp,压差Δp配置为电流I和转速ω的函数,具体如下:
Δp=f1(I)+f2(ω) 式(1);
其中,f1(I)=A1+B1I+C1I2+D1I3+…N1In,f2(ω)=A2+B2ω+C2ω2+D2ω3+…N2ωn,A1、B1、C1、D1…N1,A2、B2、C2、D2…N2为常数;
p‘=p1-Δp 式(2);
压力计算单元获取电流I和转速ω并根据式(1)、式(2)计算所得左心室的血液压力。
在一种实施例中,压力探测器包括压力感知膜和芯片,芯片、压力计算单元、控制单元彼此信号连接用于实现光信号行程的传输,压力感知膜的延伸面和探测窗口的延伸面互相垂直,压力感知膜与芯片之间有间隙,血液通过探测窗口进入空腔并与压力感知膜接触使得压力感知膜向靠近间隙一侧形变继而使得光信号行程发生变化,控制单元根据光信号行程判断光信号行程数据,压力计算单元根据数据计算得到主动脉静压p1并将主动脉静压p1反馈给控制单元。
在一种实施例中,压力监测单元还包括:第一光纤管和第二光纤管;
第一光纤管形成有空腔,且在第一光纤管的表面至少设置有两个探测窗口;压力感知膜位于空腔,且压力感知膜在第一光纤管的正投影与探测窗口垂直设置,以使得压力感知膜与血液流动方向垂直;
光纤至少部分地设置于第一光纤管和/或第二光纤管内。
在一种实施例中,导管泵设置有凹陷部,用于容置第一光纤管,凹陷部设置在导管泵的入血部和/或导管泵的出血部,压力监测单元用于监测入血部和/或出血部的压力;入血部用于血液进入导管泵,出血部用于血液流出导管泵。
在一种实施例中,导管泵还包括电机、尾盖和输送导管;
电机配置为提供电流I和转速ω,电机表面设置有容纳槽,用于容纳第二光纤管;
输送导管用于容置至少部分第二光纤管,电机和输送导管通过尾盖连接,尾盖设置有开槽,用于第二光纤管自容纳槽经开槽进入输送导管内腔。
在一种实施例中,出血部内设有叶轮,出血部将叶轮容置于内用于整流血液,叶轮旋转将血液由入血部输送至出血部。
在一种实施例中,导管泵还包括复合套管,复合套管连接入血部和出血部,血液依次流过入血部、复合套管、叶轮、出血部以实现血液由左心室输送至主动脉。
在一种实施例中,第一光纤管背离第二光纤管的一侧设置有球形面,用于压力监测单元进入血管时减少与血液的摩擦力以及用于导流血液使其进入导管泵。
在一种实施例中,导管泵还设置有亲水涂层和抗凝涂层,亲水涂层用于增加与血液的润滑性,抗凝涂层用于减少血栓形成的风险。
本申请的有益效果是:这种具有智能控制功能的心室辅助装置可以实时监测导管泵的运行状态并及时做出调控,使其始终保持安全有效运行状态。此外,本申请中压力监测单元的结构设计,可以有效避免或延缓压力监测单元失灵,提高压力监测单元利用效率,使控制系统能够及时接收导管泵提供的压力信号并实时调控、反馈给导管泵,以期心室辅助装置具有更优的运行参数,提高手术安全性和有效性;而且压力监测单元的结构还能有效保护压力探测器,可以更好的将压力探测器保护起来,避免长期受血液冲击而损坏。
附图说明
图1是本申请提供的心室辅助装置结构示意图;
图2是本申请提供的控制系统示意图;
图3是本申请提供的压力核算系统示意图;
图4是本申请提供的导管泵结构示意图;
图5是本申请提供的压力监测单元一实施例的截面示意图;
图6是本申请提供的图5中A处截面放大示意图;
图7是本申请提供的压力监测单元一实施例的第一光纤管的截面示意图;
图8是本申请提供的第一凹陷部与第一光纤管配合的截面示意图;
图9是本申请提供的图4中局部区域放大示意图;
图10是本申请提供的叶轮结构示意图;
具体实施方式
下面将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一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通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,都属于本申请保护的范围。
本申请中的术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。本申请的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
本申请提供了一种心室辅助装置,参见图1、图3、图4,包括:导管泵1、控制单元21,导管泵1植入人体心脏,用于为心室辅助装置的运行提供驱动力,代替心脏泵血;控制单元21,设置于体外,与所述导管泵1信号连接,用于获取、输送并调控导管泵1的运行参数,除此之外,导管泵1还包括压力核算系统,压力核算系统包括压力监测单元10和压力计算单元22,其中,压力监测单元10与压力计算单元22信号连接。
植入人体的导管泵1利用自身驱动力代替心脏泵血,减轻心脏负担,在本申请中,心室辅助装置为左心室辅助装置,当然,在其他实施例中,心室辅助装置也可以是右心室辅助装置,此处不做限定。导管泵1通过经皮介入手术经股动脉或腋动脉插入患者左心室,置入后可将左心室的血液泵入主动脉内,部分替代患者左心室泵血功能,降低心脏负荷,并为急性心衰患者短暂重建血运。
在一种实施方式中,压力监测单元10位于主动脉内,用于监测主动脉内的血液静压。请参照图4、图5,压力监测单元10包括:探测窗口1011、空腔1012和压力探测器103,探测窗口1011设置于压力监测单元10外表面并与空腔1012连通,探测窗口1011的延伸面方向与血液流动方向相同;血液可通过探测窗口1011进入空腔1012;压力探测器103设置于空腔1012内,血液通过探测窗口1011进入空腔1012并能够与压力探测器103相接触,当压力探测器103与血液相接触时,压力探测器103与流经压力探测器103的血液流动方向保持垂直,参照图6,压力探测器103用于监测接触压力探测器103的血液静压,当血液流动方向和压力探测器103的设置方向垂直时,可以最大限度的减少血液对压力探测器103的冲刷,以便压力探测器103更好的监测主动脉静压p1,压力监测单元10获取主动脉静压p1后将数据传输给压力计算单元22。
在本申请中,压力计算单元22可以获取主动脉静压p1和控制单元21输送的导管泵1的运行参数,并利用主动脉静压p1和导管泵1的运行参数数据计算得到左心室的血液压力p‘,左心室的血液压力p‘反应心室辅助装置的性能指标,控制单元21获取左心室的血液压力p‘后,对其进行评判确定是否处于正常范围,如果左心室的血液压力p‘未处于正常范围,控制单元21会根据左心室的血液压力p‘进一步调控导管泵1的运行参数,以实现心室辅助装置的闭环反馈,实现其获取压力数据并及时调控导管泵1性能的作用。具体地,在本申请中,控制单元21和压力计算单元22共同组成了本申请心室辅助装置的控制系统2。
在一种实施方式中,导管泵的运行参数包括电流I和转速ω,一般而言,在导管泵1的工作过程中,左心室的血液压力p‘与主动脉静压p1之间具有压差Δp,压差Δp配置为电流I和转速ω的函数,具体如下:
Δp=f1(I)+f2(ω) 式(1);
其中,f1(I)=A1+B1I+C1I2+D1I3+…N1In,f2(ω)=A2+B2ω+C2ω2+D2ω3+…N2ωn,A1、B1、C1、D1…N1以及A2、B2、C2、D2…N2均为常数;
p‘=p1-Δp 式(2);
压力计算单元22获取电流I和转速ω,并根据式(1)、式(2)计算所得左心室的血液压力。
在一种实施方式中,压力探测器103包括压力感知膜1031和芯片1032,压力感知膜1031被设置在芯片1032的端部,形成一个敏感的区域。这个区域正好位于空腔1012内,使得压力感知膜1031能够直接接触到流经探测窗口1011的血液,压力感知膜1031延伸面和探测窗口1011延伸面互相垂直,压力感知膜1031和芯片1032之间有间隙(未示出),血液通过探测窗口1011进入空腔1012并与压力感知膜1031接触使得压力感知膜1031向靠近间隙一侧形变继而使得光信号行程发生变化。芯片1032、压力计算单元22以及控制单元21彼此信号连接用于实现彼此之间光信号行程的传输,光信号行程发生变化后,芯片1032将该光信号行程同步输送给控制单元21和压力计算单元22,控制单元21可以根据光信号行程的变化来判断所对应的光信号行程数据,压力计算单元22利用光信号行程数据计算得到对应的主动脉静压p1并将主动脉静压p1反馈给控制单元21,通过这种方式,实现了压力探测器103对主动脉静压p1的获取。
压力感知膜1031的延伸面和芯片1032的延伸面之间可以呈角度设置,例如可以是锐角、直角、平角等任意实现两者之间信号传递的方案,优选地,压力感知膜1031和芯片1032平行设置,两者之间具有一定间隙,间隙的存在提供了压力感知膜1031受压形变的空间。
继续参照图5-图7,可选地,压力监测单元10还包括第一光纤管101和第二光纤管102,第一光纤管101形成有空腔1012,且在第一光纤管101的表面至少设置有两个探测窗口1011,这两个探测窗口1011中的其中一个用于血液流入第一光纤管101的空腔1012,另一个用于血液流出第一光纤管101的空腔1012。通过这种方式,血液可以顺畅地流入和流出第一光纤管101,从而减少了血栓事故的发生。压力感知膜1031位于空腔1012,且压力感知膜1031在第一光纤管101的正投影与探测窗口1011垂直设置,以使得压力感知膜1031与血液流动方向垂直;所述光纤104至少部分地设置于第一光纤管101和/或第二光纤管102内。
此外,压力探测器103被安装在第一光纤管101内,用于感知血液的压力变化。当血液流入或流出第一光纤管101时,压力探测器103会检测到相应的压力变化,并将其转化为信号输出。这样,医生或操作人员可以通过监测这些信号来了解血液的压力情况,以便及时采取相应的措施。第二光纤管102与第一光纤管101相连,形成一个连续的传输通道,用于传输来自压力探测器103的信号。光纤104则将信号从第二光纤管102传输到外部设备,如监测仪器或控制系统2,压力探测器103位于光纤104远离外部设备的一端,通过这种方式,压力监测单元10可以将血液的压力信息实时传输给医生或操作人员,以便他们能够对心脏血泵的工作状态进行监测和控制。
本申请提供的压力监测单元10通过引导血液流入和流出第一光纤管101的方式,减少了血栓事故的发生。同时,压力探测器103和光纤104的设计使得压力监测单元10能够实时监测和传输血液的压力信息,为导管泵1的运行提供重要的参考依据。这种压力监测单元10的设计和应用对于提高导管泵1的安全性和效率具有重要意义。
为了确保压力感知膜1031能够准确地感知到血液的压力,它被设计成与第一光纤管101外侧的正常血液流动方向垂直。这样,当血液通过探测窗口1011进入空腔1012时,它会直接与压力感知膜1031接触,从而使得压力感知膜1031能够准确地获取到血液的静压力。一旦压力感知膜1031获取到血液的静压力,它就会将这个信息传递给芯片1032。这样,压力探测器103就能够获取到上述的静压信号。然后,这个信号会通过光纤104传递至压力计算单元22和控制单元21,完成静压信号的转化。这个过程不仅可以反映出心脏血泵的介入位置,还可以反映出患者的一些生理信息,如主动脉压强、左心室压强、泵血功率等。这些信息对于医生来说是非常重要的,它们可以帮助医生更准确地了解患者的病情,从而制定出更有效的治疗方案。
通过将压力感知膜1031设置在与压力监测单元10外侧正常血液流动方向垂直的位置,可以有效地避免血液对压力感知膜1031的直接冲刷。这种设计利用了第一光纤管101的保护作用,使得压力感知膜1031附近的区域处于血液静压状态。当血液经过探测窗口1011时,部分血液会进入第一光纤管101的空腔1012内。由于压力感知膜1031受到垂直于探测窗口1011方向(即进入第一光纤管101内的血液流动方向)的血液静压力的作用,它会发生变形。这种变形会导致光在芯片1032内产生干涉,并返回到光纤104远离第一光纤管101的一端。通过这种方式,本设计可以更准确地测量血液的静压力。此外,压力监测单元10的设计还可以具备其他功能。例如,它可以结合其他压力监测单元10或监测设备,实现对患者心率、血压、血氧饱和度等生理参数的全面监测。这样,医生可以更全面地了解患者的身体状况,制定更有效的治疗方案。另外,压力监测单元10还可以具备无线通信功能,将测量到的数据传输到远程监测系统或移动设备上。这样,医生和护士可以实时监测患者的生理参数,及时调整治疗计划,提高治疗效果和患者的安全性。
请参见图8、图9,可选地,导管泵1设置有凹陷部,用于容置第一光纤管101。凹陷部沿导管泵1外表面的轴向方向延伸,为设置在导管泵1外表面的一槽,凹陷部至少部分地容纳第一光纤管101。为了确保第一光纤管101的稳定性和可靠性,本申请中,第一光纤管101与凹陷部的固定方式可以采用焊接、粘接等多种方法,以确保第一光纤管101与凹陷部之间的牢固连接。通过以上设计和改进,可以确保导管泵1的性能更加稳定可靠,为患者提供更加安全有效的治疗方案。
凹陷部可以设置有第一凹陷部301和第二凹陷部,具体地,在本申请中,第一凹陷部301设置在导管泵1的出血部30位置外周表面处,第二凹陷部设置在导管泵1的入血部20位置外周表面处(此处未示意),第一凹陷部301沿出血部30外周表面延伸设置,第二凹陷部沿入血部20外周表面延伸设置。第一光纤管101容置于第一凹陷部301,用于监测流出心室辅助装置的血液的静压力,第一光纤管101容置于第二凹陷部,用于监测流入心室辅助装置的血液的静压力。
第一凹陷部301的深度和长度可根据实际需求,并参照第一光纤管101的直径和长度而定,例如,当第一凹陷部301的深度小于第一光纤管101的直径时,第一光纤管101仅有一部分位于第一凹陷部301内,另一部分位于第一凹陷部301外,这样的设置可以增加压力监测的精度,提高准确性;当第一凹陷部301的深度与第一光纤管101的直径相同时,第一光纤管101恰好全部位于第一凹陷部301内,并刚好将第一凹陷部301的空隙填满,这样可以减少导管泵1与血液之间的摩擦力,尽量的减少导管泵1对血管的损伤;当第一凹陷部301的深度大于第一光纤管101的直径时,第一光纤管101全部位于第一凹陷部301内,且第一凹陷部301存在部分缝隙,这样设置有助于血液进入第一光纤管101,提高压力监测的效率。第二凹陷部亦如此。通过以上的改进,可以使装置的结构更加合理和紧凑,提高了装置的稳定性和可靠性。同时,通过调整凹陷部的轴向位置,可以使得装置的各个部件之间的相对位置更加精确,从而提高了装置的工作效果和准确性。
压力探测器103是一种用于测量血液静压的装置。其工作原理如下:首先,压力感知膜1031与芯片1032平行设置,两者之间留有间隙,形成了一个标准腔长。这个间隙的存在使得压力感知膜1031能够与血液接触,从而感知到血液的静压力。其次,芯片1032与信号连接,实现光信号的传输。当血液静压作用于压力感知膜1031时,压力感知膜1031会向芯片1032一侧内凹变形。这种变形会导致压力感知膜1031和芯片1032之间的距离缩短,即腔长发生变化。随着腔长的变化,光信号的行程也会发生变化,芯片1032将该光信号行程同步输送给控制单元21和压力计算单元22,控制单元21可以根据光信号行程的变化来判断所对应的光信号行程数据,压力计算单元22利用光信号行程数据计算得到对应的主动脉静压p1并将主动脉静压p1反馈给控制单元21。最后,通过这种方式,控制单元21可以获得血液静压力的数值。这种测量方法具有非侵入性、实时性和准确性等优点,可以为医疗诊断和治疗提供重要的参考依据。
通过将压力感知膜1031设置在与压力监测单元10外侧正常血液流动方向垂直的位置,结合第一光纤管101的保护作用,压力监测单元10能够更准确地测量血液静压力。这种设计在心脏血泵的应用中具有重要的临床意义,能够为医生提供更全面、准确的患者生理信息,帮助他们做出更好的治疗决策。
在实际过程中,探测窗口1011通常包括至少一个镂空孔(图上未示意)。镂空孔的数量可以根据实际需求来确定,可以是单个、两个、三个或者更多个。当镂空孔数量为多个时,这些镂空孔可以围设成上述探测窗口1011的形状,以实现血液流入或流出第一光纤管101的功能。镂空孔的数量和形状可以根据具体的设计要求来确定。例如,如果需要增加血液流入或流出的通道数量,可以增加镂空孔的数量;如果需要减小血液流动的阻力,可以选择较小的镂空孔。此外,镂空孔的形状也可以根据需要进行设计,例如圆形、椭圆形、方形等。
通过设置镂空孔,可以实现血液在第一光纤管101中的流动。当血液从外部进入探测窗口1011时,可以通过镂空孔进入第一光纤管101内部,从而实现对血液中相关参数的测量。同样地,当血液需要从第一光纤管101中流出时,也可以通过镂空孔流出。镂空孔的数量和形状可以根据实际需求进行设计和调整,以实现血液在第一光纤管101中的流动和相关参数的测量。
第一光纤管101是一个具有相对设置的第一端101a和第二端101b的管道。压力感知膜1031被垂直投影在探测窗口1011的中间位置和第二端101b之间的任意位置上。其中,探测窗口1011的中间位置是指探测窗口1011沿第一光纤管101轴向方向上的中间位置。通过限制压力感知膜1031在探测窗口1011沿第一光纤管101轴向方向上中间位置和第二端101b之间的正投影位置,可以增加血液在空腔1012内静压感知区域的大小。这样一来,血液能够更好地与压力感知膜1031接触,从而提高压力探测器103获取静压信号的准确性。因此,控制器通过静压信号获取静压值的准确性也得到了提升。
为了实现这一目标,本设计可以采取以下措施:
首先,优化压力感知膜1031的设计。通过调整压力感知膜1031的形状、尺寸和材料等参数,可以使其更好地适应第一光纤管101的结构和血液的特性。例如,可以采用柔性材料制作压力感知膜1031,使其能够适应血液的压力变化。其次,精确定位压力感知膜1031的位置。通过精确测量和控制压力感知膜1031在探测窗口1011沿第一光纤管101轴向方向上中间位置和第二端101b之间的正投影位置,可以确保其位于最佳的静压感知区域。这可以通过使用先进的定位技术和设备来实现,如激光干涉仪、精密位移台等。此外,还可以考虑对第一光纤管101的结构进行改进。例如,可以在第一光纤管101的内壁上设置一些凸起或凹陷的结构,以增加血液与压力感知膜1031的接触面积。这样可以进一步提高压力探测器103获取静压信号的准确性。最后,还可以结合其他压力监测单元10技术来提高静压信号的准确性。例如,可以在同一光纤管中集成温度压力监测单元10、流量压力监测单元10等,以获取更多的生理参数信息。通过对这些参数的综合分析和处理,可以提高控制器通过静压信号获取静压值的准确性。
通过优化压力感知膜1031的设计、精确定位其位置、改进光纤管的结构以及结合其他压力监测单元10技术,可以有效地增大血液在空腔1012内的静压感知区域,提高压力探测器103获取静压信号的准确性,从而提升控制器通过静压信号获取静压值的准确性。
压力感知膜1031可以垂直投影于探测窗口1011沿第一光纤管101轴向方向的中间位置。这种设计能够确保压力感知膜1031与探测窗口1011的位置关系更加精确,从而提高压力监测单元10的灵敏度和准确性。此外,压力感知膜1031还可以垂直投影于第一光纤管101的第二端101b。这种布局方式可以将压力感知膜1031与光纤管的末端紧密连接,使得压力感知膜1031能够更直接地感受到外部环境的变化,并实时将数据传输到探测窗口1011。除了上述两种布局方式之外,压力感知膜1031还可以垂直投影于其他位置处,除了探测窗口1011沿第一光纤管101轴向方向的中间位置和压力感知膜1031之外的其他位置。这样设计的好处是可以根据具体应用场景的需求,灵活调整压力感知膜1031的位置,以实现更好的性能和功能。
需要注意的是,上述对于压力感知膜1031垂直投影于探测窗口1011沿第一光纤管101轴向方向中间位置和第二端101b之间的任意位置的描述,并不做具体的限定。这意味着在实际应用中,可以根据需要进行灵活的设计和布局,以满足不同需求。在本实例中,压力感知膜1031垂直投影于探测窗口1011中间位置和第二端101b之间的位置。这种布局方式可以在保证压力监测单元10灵敏度和准确性的同时,实现对外部环境变化的快速响应和准确测量。
在一种实施方式中,当探测窗口1011的数量至少为两个时,相邻的探测窗口1011可以以非等角度或等角度的方式设置在第一光纤管101的外周上。这样的设计可以确保血液能够顺利流入和流出压力监测单元10,具体的设置位置没有限制。
在一个具体的实施例中,至少两个探测窗口1011相对设置,即它们在第一光纤管101的外周上相对布置。压力感知膜1031垂直于这两个相对的探测窗口1011之间的连线。通过这种方式,血液流入和流出发生在两个相对的探测窗口1011之间,即血液流动的方向与压力感知膜1031平行设置。这种设计可以提高静压感知区域的稳定性,进而提高压力监测单元10检测静压值的准确性。此外,为了进一步增加压力监测单元10的灵敏度和准确性,可以在第一光纤管101的内壁上设置多个压力感知膜1031。这些压力感知膜1031可以以等间距或者不等间距的方式排列在第一光纤管101的内壁上。每个压力感知膜1031都可以连接到相应的信号处理单元,以便将压力信号转换为电或者光信号并进行进一步的处理和分析。另外,为了进一步提高压力监测单元10的可靠性和稳定性,可以在第二光纤管102中设置一个或多个参考光纤104。这些参考光纤104可以用于监测环境温度、振动等因素对压力监测单元10的影响,并通过相应的算法进行修正。
通过对探测窗口1011的布置方式和压力感知膜1031的设计进行优化,可以提高压力监测单元10检测静压值的准确性和稳定性。同时,结合参考光纤104的使用,可以进一步提高压力监测单元10的可靠性和适应性。
当然,在另一个具体的实施例中,本设计可以将至少两个探测窗口1011设置于第一光纤管101的外周。当探测窗口1011的数量为两个时,这两个探测窗口1011可以相对于第一光纤管101呈锐角、直角或钝角的设置方式。通过将探测窗口1011设置于第一光纤管101的外周,可以实现更好的光线传输和探测效果。这种设置方式可以有效地减少光线的损失和散射,提高探测的准确性和灵敏度。当探测窗口1011的数量为两个时,本设计可以根据实际需求选择不同的设置角度。如果需要更精确的探测结果,可以选择相对第一光纤管101呈锐角的设置方式,这样可以增加光线的聚焦效果,提高探测的分辨率。如果需要更大的探测范围,可以选择相对第一光纤管101呈直角的设置方式,这样可以增加光线的传播距离,提高探测的覆盖面积。如果需要更均匀的探测效果,可以选择相对第一光纤管101呈钝角的设置方式,这样可以使光线更加均匀地分布在探测区域上,提高探测的稳定性和可靠性。通过将至少两个探测窗口1011设置于第一光纤管101的外周,并根据实际需求选择不同的设置角度,可以实现更好的光线传输和探测效果,提高探测的准确性、灵敏度、分辨率、覆盖面积、稳定性和可靠性。
当探测窗口1011数量为三个时,这三个探测窗口1011以圆周间隔的方式设置在第一光纤管101的外周。相邻的探测窗口1011之间相对于第一光纤管101的角度可以是锐角、直角或钝角。具体而言,当探测窗口1011数量为三个时,这三个探测窗口1011可以等角度地设置在第一光纤管101的外周上。其中,两个探测窗口1011相对设置,如本实施例中,三个探测窗口1011呈等90°设置于第一光纤管101外周。在这种情况下,两个探测窗口1011位于第一光纤管101直径的两端位置处。通过将三个探测窗口1011以等角度的方式设置在第一光纤管101的外周上,可以实现对不同方向的信号进行探测和检测。这种设计可以提高系统的信号接收能力和覆盖范围。同时,将两个探测窗口1011放置在第一光纤管101直径的两端位置处,可以实现对信号的双向监测,进一步增强了系统的可靠性和灵活性。此外,通过调整相邻探测窗口1011之间的角度,可以根据实际需求来优化信号的接收效果。例如,当需要更精确地探测某个特定方向的信号时,可以选择将相邻探测窗口1011之间的夹角设置为较小的锐角,以提高对该方向信号的灵敏度。相反,当需要更广泛地接收信号时,可以选择将相邻探测窗口1011之间的夹角设置为较大的钝角,以扩大探测范围。通过合理设置三个探测窗口1011的位置和角度,可以实现对多个方向信号的高效探测和检测,提高系统的性能和适用性。
当探测窗口1011的数量为四个或者五个时,相邻探测窗口1011之间可以呈现不同的相对角度。这些角度可以是锐角、直角或钝角,具体设置位置可以根据实际需求进行调整。这种设计灵活性使得探测窗口1011能够适应不同的应用场景和要求。
此外,探测窗口1011的数量并不局限于四个或五个。实际上,根据具体的应用需求,探测窗口1011的数量可以进行进一步扩展。通过增加探测窗口1011的数量,可以提高系统的灵敏度和覆盖范围,从而更好地满足用户的需求。
除了数量和角度的灵活性,探测窗口1011还可以具有其他特性。例如,它们可以采用不同的材料制成,以实现特定的功能或性能要求。此外,探测窗口1011的形状和尺寸也可以根据需要进行定制,以满足不同应用的需求。
关于第一光线管和第二光纤管102的材料特性,在本申请的实施方式中,第一光纤管101是由金属及其合金制成的金属管(图上未示意)。金属管可以由多种金属材料制成,例如铁、铜以及铁铜合金等。这种设计选择使得金属管具有高强度和耐久性,能够有效地保护光纤104免受外部物理损坏。金属管的制造工艺可以根据具体需求进行定制。常见的制造方法包括冷轧、热轧、锻造等。这些制造工艺可以确保金属管具有均匀的壁厚和良好的表面质量,从而提高其机械性能和耐腐蚀性能。金属管的内壁可以进行特殊处理,以提供更好的光纤保护。例如,内壁可以进行抛光或涂层处理,以减少光纤104与金属管之间的摩擦和磨损。此外,金属管的内径可以根据光纤104的直径进行精确控制,以确保光纤104在金属管内的稳定和安全运行。
在另外一种实施方式中,第一光纤管101是由生物相容材料制成的生物相容管(图上未示意)。能够避免对压力探测器103造成损伤。它的制造工艺和表面处理可以根据实际需求进行定制,以满足不同生物医学应用的要求。生物相容材料是指与生物组织相互作用时不会引起明显不良反应的材料。这种设计选择使得生物相容管能够避免对压力探测器103造成损伤,确保其正常工作和长期稳定性。生物相容材料的种类繁多,常见的包括聚四氟乙烯(PTFE)、聚乙烯醇(PVA)、聚氨酯(PU)等。这些材料具有良好的生物相容性、耐化学腐蚀性和机械强度,能够适应不同的生理环境和应用需求。生物相容管的制造工艺可以根据具体需求进行定制。常见的制造方法包括注塑成型、挤出成型等。这些制造工艺可以确保生物相容管具有均匀的壁厚和良好的表面质量,从而提高其机械性能和生物相容性。除了用于光纤保护外,生物相容管还可以用于其他生物医学应用。例如,它可以用作血管内植入物,用于修复血管狭窄或闭塞。生物相容管的表面可以进行特殊处理,以促进细胞黏附和生长,从而加速修复过程。
第二光纤管102靠近第一光纤管101的一端可以涂覆金属及金属合金层(图上未示意)。这种金属及金属合金层可以提供额外的保护和耐久性,以防止光纤受到损坏或腐蚀。第二光纤管102远离第一光纤管101的一端可以采用编制层(图上未示意)。编制层由金属及其金属合金编织而成,具有优异的强度和耐久性。例如,在本实施例中,编制层由不锈钢编织丝组成,能够有效地保护光纤免受外部力和环境的影响。
第一光纤管101和第二光纤管102之间可以通过固定连接方式进行连接,如焊接等。当然,在其他的实施方式中,也可以采取一体成型的方式,这种固定连接方式可以确保两个光纤管之间的稳固性和可靠性,防止在使用过程中发生松动或脱落的情况。除了上述材料之外,还可以考虑在第一光纤管101和第二光纤管102的内壁涂覆一层特殊的涂层,以提高光纤的保护性能。这种涂层可以具有防腐蚀性、耐磨性和耐高温性等特点,以适应各种恶劣的环境条件。此外,还可以在第一光纤管101和第二光纤管102的外壁添加一层绝缘层,以防止电流泄漏和电磁干扰。这种绝缘层可以采用绝缘材料制成,如聚乙烯、聚氨酯等,具有良好的绝缘性能和耐候性。
通过在第二光纤管102的两端涂覆金属及金属合金层和编制层,以及在第一光纤管101和第二光纤管102之间采用固定连接方式,可以提高光纤104的保护性能和使用寿命。同时,可以考虑在光纤管的内壁涂覆特殊涂层和在外壁添加绝缘层,以进一步增强其功能和性能。
第一光纤管101背离第二光纤管102的一端设置有球形面1013。球形面1013呈球状设置,其作用是减小压力监测单元10在介入血管过程中对血管的损伤。当压力监测单元10插入血管时,球形面1013能够与血管壁接触,从而减少对血管壁的摩擦力和压力,降低血管受损的风险。此外,球形面1013还能够起到导向作用,帮助压力监测单元10顺利地进入血管。除了球形面1013,还可以采用其他形状的曲面,如弧形面、曲面等。这些曲面的设计可以根据具体的应用需求和血管结构进行调整,以实现更好的导向效果和减少对血管的损伤。例如,弧形面可以设计成与血管壁的形状相匹配,从而更好地贴合血管壁,减少摩擦和压力。曲面可以根据血管的弯曲程度进行设计,以适应不同部位的血管介入需求。球形面1013的设计是为了减小压力监测单元10对血管的损伤,并提供导向作用。在其他实施例中,可以根据具体需求选择不同的曲面形状,以实现更好的效果。
在实际生产过程中,芯片1032的位置可以根据具体需求进行灵活调整。例如,芯片1032可以完全嵌入到第一光纤管101的内部空间中。或者,芯片1032的一部分可以位于第一光纤管101内,而另一部分则可以安置在第二光纤管102内。此外,也有可能将芯片1032整体放置在第二光纤管102内。需要注意的是,光纤104的一端与芯片1032相连接,因此芯片1032的位置设置会对光纤104的布置产生影响。无论芯片1032是位于第一光纤管101还是第二光纤管102内,都能有效地保护压力探测器103免受外界环境的影响。
为了确保压力探测器103的正常运行,本设计需要对其位置进行合理规划。如果芯片1032完全嵌入到第一光纤管101内,可以充分利用第一光纤管101的空间,使芯片1032与光纤104之间的连接更加紧密,从而提高信号传输的效率。同时,这样也有利于保护芯片1032免受外部碰撞和摩擦的影响。另一种方案是将芯片1032的一部分置于第一光纤管101内,另一部分置于第二光纤管102内。这种布局方式可以根据实际需要调整芯片1032与光纤104之间的距离,从而实现更好的信号传输效果。同时,通过在不同光纤管内设置芯片1032,还可以提高压力探测器103的抗干扰能力,使其在恶劣环境下依然能够稳定工作。最后一种方案是将芯片1032整体放置在第二光纤管102内。这种布局方式适用于对芯片1032的保护要求较高的场景,如需要在高温、高压等恶劣环境中使用的情况。通过将芯片1032与外部环境隔离,可以有效降低其受到外界环境影响的风险,从而保证压力探测器103的可靠性和稳定性。根据实际需求,本设计可以通过调整芯片1032的位置来实现对压力探测器103的有效保护和优化性能。无论是将其完全嵌入到第一光纤管101内,还是在两个光纤管之间进行分配,都能为压力探测器103的正常运行提供有力保障。芯片1032被整体设置在第一光纤管101和/或第二光纤管102的空腔1012内。第一光纤管101和/或第二光纤管102不仅起到了封装和保护压力感知膜1031的作用,还具有保护芯片1032的功能,能够减少压力探测器103与血管组织直接碰撞所造成的物理损伤。因此,无需在心脏血泵外表面额外设置保护罩,使得结构更加简洁。
需要说明的是,不论芯片1032设置在哪一区域,光纤104均是连接芯片1032与控制系统2的不可或缺的部件,光纤104的一端与芯片1032连接,另一端与控制系统2连接,在本申请中,控制系统2包括控制单元21和压力计算单元22,光纤104分别与控制单元21和压力计算单元22连接以实现光信号的输送、计算与反馈,光纤104在进入控制系统2后可以一分为二,分别连接控制单元21和压力计算单元22。
当第一光纤管101和/或第二光纤管102采用金属材质时,芯片1032可以通过多种装配方式安装至金属管内。例如,可以采用焊接的方式将芯片1032固定在金属管内部,或者使用生物相容性胶水进行粘接。这些装配方式都能够确保芯片1032稳固地安装在金属管内,从而提供更好的保护效果。此外,第一光纤管101和/或第二光纤管102还可以具备一定的柔性和可塑性,以适应不同形状和尺寸的芯片1032。通过选择适当的材料和制造工艺,可以使第一光纤管101和/或第二光纤管102具有良好的柔韧性和可塑性,从而更好地适应芯片1032的形状和尺寸变化。通过将芯片1032设置在第一光纤管101和/或第二光纤管102内,并利用第一光纤管101和/或第二光纤管102的保护作用,可以有效减少压力探测器103与血管组织之间的物理损伤。同时,采用金属材质的第一光纤管101和/或第二光纤管102和多种装配方式,能够提供更好的保护效果和灵活性。这种设计不仅简化了结构,还能够提高心脏血泵的性能和可靠性。
当芯片1032被安置在第一光纤管101内部时,光纤104的至少一部分会被容纳在第一光纤管101内。同时,光纤104的另一部分则会位于第二光纤管102内。这样的设计使得光纤104能够在第一光纤管101和第二光纤管102之间实现稳定的连接,从而提高了光纤104的安装稳定性。为了进一步优化光纤104的安装效果,可以在第一光纤管101和第二光纤管102的连接处设置一个过渡区域,以便于光纤104在两个光纤管之间的平滑过渡。此外,还可以在第一光纤管101和第二光纤管102的内部设置一定的支撑结构,以增强光纤104在安装过程中的稳定性。在实际应用中,可以根据实际需求对第一光纤管101和第二光纤管102的长度、直径以及材质进行选择。例如,可以选择具有较高折射率的材质制作光纤管,以提高光纤传输效率。同时,还可以根据光纤104的数量和排列方式来调整第一光纤管101和第二光纤管102的尺寸,以满足不同应用场景的需求。
通过将芯片1032设置在第一光纤管101内,并将光纤104分别放置在第一光纤管101和第二光纤管102内,可以实现光纤104在两个光纤管之间的稳定连接,从而提高了光纤104的安装稳定性。当然,在其他实施例中,当芯片1032只有部分位于第一光纤管101或者整体位于第二光纤管102时,光纤104位于第二光纤管102内。这种设计可以提供更大的灵活性和可扩展性,以满足不同应用场景的需求。例如,当芯片1032只有部分位于第一光纤管101时,光纤104可以与芯片1032的未被覆盖的部分直接接触,以实现更高效的光信号传输。另一方面,当芯片1032整体位于第二光纤管102时,光纤104可以完全包围芯片1032,提供更好的保护和散热效果。此外,通过调整光纤104在第二光纤管102内的位置和数量,可以实现不同的光学性能和功能。例如,可以通过增加光纤104的数量来提高光信号的传输速率和带宽。同时,可以通过改变光纤104的排列方式来实现不同的光学模式,如多模或单模传输。根据具体应用场景的需求,可以根据芯片1032在第一光纤管101和第二光纤管102中的布局情况,灵活地设计和优化光纤104的位置和数量,以实现最佳的光学性能和功能。
为了实现光纤104与控制系统2之间的固定,导管泵1还包括插接件105和保护套106。插接件105一端与光纤104远离压力探测器103的一端相连接,另一端用于与控制系统2连接,以实现压力监测单元10与控制系统2之间的数据传输与反馈。也就是说,在光纤104和控制系统2连接位置处设置了一个插接件105用于中转,确保芯片1032与控制系统2连接的准确性、安全性与牢固性。插接件105可以采用标准的接口设计,使得其能够与各种不同类型的控制系统2兼容,提高了压力监测单元10的通用性。保护套106的主要作用是保护光纤104,防止在使用过程中受到损伤。保护套106套设于插接件105和光纤104之间连接处,既可以有效防止光纤104在移动过程中与周围物体发生摩擦,也可以避免光纤104受到外部物理冲击而断裂。通过插接件105、保护套106与光纤104之间的紧密配合,压力监测单元10能够有效地保护光纤104,确保其正常工作。
压力监测单元10是本申请实施例中用于检测流经导管泵1的血液压力的装置,在本申请中,导管泵1设置有入血部20和出血部30,继续参照图4所示,压力监测单元10用于监测入血部20和出血部30区域的血液压力,可知的,入血部20是血液进入导管泵1的区域,出血部30是血液流出导管泵1的区域。在入血部20和出血部30区域处分别设置有入血口201和出血口303,入血口201是血液流入导管泵1的开口,出血口303是血液流出导管泵1的开口。在入血口201和出血口303附近,至少有一个位置安装了压力监测单元10,第一光纤管101沿着血液流动的方向设置,以便更准确地测量入血部20和/或出血部30附近的血液的静压力并通过光纤104实现数据的传输。通过这种方式,本申请的设计可以更精确地了解血液的压力变化,为医护人员提供实时、准确的数据支持,有助于提高导管泵1治疗的安全性和有效性。
在本申请实施方式中,插接件105可以采用陶瓷插芯(图上未示意)的形式。陶瓷插芯与压力监测单元10中的光纤104进行熔接,以确保稳定的连接。在使用时,需要将陶瓷插芯与光电混合缆(图上未示意)中的光电光纤(图上未示意)进行对接,以实现压力监测单元10与光电混合缆中两根光电光纤的精确对齐。这种对接方式能够提高血液静压力传输的准确性,从而确保压力监测单元10能够准确地测量和传输血液静压力数据。陶瓷插芯具有优异的光学性能和机械强度,能够在高温和高压环境下保持稳定。它具有良好的热传导性能,能够有效地将光纤中的光信号传输到光电混合缆中的光电光纤。此外,陶瓷插芯还具有较高的抗腐蚀性能,能够在恶劣的环境中长时间使用而不受损。光电混合缆是一种将光纤和电缆相结合的传输介质,具有更高的传输带宽和更长的传输距离。光电混合缆中的光电光纤用于传输光信号,而电缆则用于传输电信号。通过将陶瓷插芯与光电混合缆中的光电光纤对接,可以实现压力监测单元10与光电混合缆之间的高效数据传输。对接过程中,需要确保陶瓷插芯与光电光纤之间的对正度。这可以通过使用精密的对接设备和技术来实现。对接完成后,需要进行信号连接的稳定性测试,以确保连接牢固可靠。通过采用陶瓷插芯与光电混合缆中的光电光纤对接的方式,可以提高压力监测单元10与光电混合缆之间的数据传输准确性,从而提升血液静压力测量和传输的准确性和可靠性。
当压力监测单元10被应用到导管泵1中时,它可以更精准地反映患者的生理信息,这对于医生来说是非常重要的。因为这样,医生就可以更准确地判断心脏血泵的介入位置以及患者的心功能。这不仅可以提高手术的成功率,还可以减少患者的痛苦和恢复时间。
需要强调的是,本实施例中的压力监测单元10是上述实施例中所阐述的压力监测单元10,其工作原理和优点在这里就不再赘述。总的来说,通过将压力监测单元10应用到导管泵1中,本设计可以更准确地监测和控制心脏血泵的工作状态,从而提高手术的成功率和患者的生活质量。
心室辅助装置是一种用于治疗心脏病的设备,它通过模拟心脏的收缩和舒张来推动血液流动。为了实现这一功能,在本申请实施方式中,导管泵1还包括电机50、尾盖60和输送导管70,请参见图4、图9所示,电机50配置为提供电流I及转速ω,电机50表面设置有容纳槽501,用于容纳第二光纤管102;输送导管70用于容置至少部分第二光纤管102,电机50和输送导管70通过尾盖60连接,尾盖60设置有开槽601,用于第二光纤管102自容纳槽501经开槽601进入输送导管70内腔。
具体地,在本申请中,压力监测单元10沿导管泵1的轴向延伸方向设置,第一光纤管101设置于第一凹陷部301,第二光纤管102对应地设置于电机50表面的容纳槽501中,容纳槽501沿电机50外表面延伸设置,第二光纤管102容纳槽501延伸方向延伸,用于固定压力监测单元10,保护芯片1032和光纤104免于暴露。容纳槽501与第二光纤管102的尺寸对应关系如下:
容纳槽501的深度和长度可根据实际需求,并参照第二光纤管102的直径和长度而定,例如,当容纳槽501的深度小于第二光纤管102的直径时,第二光纤管102仅有一部分位于容纳槽501内,另一部分位于容纳槽501外,这样的设置可以增加压力监测的精度,提高准确性;当容纳槽501的深度与第二光纤管102的直径相同时,第二光纤管102恰好全部位于容纳槽501内,并刚好将容纳槽501的空隙填满,这样可以减少导管泵1与血液之间的摩擦力,尽量的减少导管泵1对血管的损伤;当容纳槽501的深度大于第二光纤管102的直径时,第二光纤管102全部位于容纳槽501内,且容纳槽501存在部分缝隙,这样设置有助于更好的固定压力监测单元10,减少外部环境对芯片1032和光纤104的损伤。
在上述实施方式中,第一凹陷部301还可以设置在电机50外表面,即可以根据电机50和出血部30的轴向位置进行实际需求的调整,这样可以确保电机50外表面和出血部30之间的相对位置合适,以实现装置的正常功能。同样地,第二凹陷部的轴向位置也可以根据入血部20的实际需求进行调整。通过调整第二凹陷部的轴向位置,可以使得光纤管在入血部20内的位置更加准确和稳定。
第二光纤管102远离第一光纤管101的一端穿入输送导管70内。这意味着第二光纤管102与输送导管70紧密相连,形成一个整体结构。通过这种方式,第二光纤管102可以及时反馈出血部30和/或入血部20附近的血液静压力。这些信息对于评估心脏血泵的工作状态和治疗效果非常重要。在实际过程中,第二光纤管102穿过输送导管70,在体外通过插接件105与光电混合缆对接。光电混合缆再与控制系统2连接,将实时监测到的数据传递给控制系统2进行分析和处理。
特别地,在本申请中,请参见图9、图10所示,导管泵1还包括有叶轮302,叶轮302容置于出血部30内部,叶轮302设置于电机50的输出轴上,此种设置方式可以确保它们之间的稳定配合,避免因连接不牢固而导致的故障。叶轮302用于整流血液,具体地,当导管泵1运行时,电机50提供驱动力,带动叶轮302绕导管泵1的中间轴旋转,叶轮302旋转带动血液由入血口201进入入血部20,流经叶轮302并在出血口303流出出血部30,实现了血液从左心室往主动脉的泵送过程。需要特别说明的是,上述实施例中出血口303围绕叶轮302的输出一侧设置,能够避免叶轮302大部分结构暴露在血管中甚至叶轮302完全露出,血流不会在叶轮302起始部位开始向四周扩散,有效减小对血管造成较大的冲击,避免了沿轴向运动能量的损失,防止血液无固定流向飞溅,使得血液可以最大限度的流向出血口303,提高血液泵送的效率。
在一个实施例中,叶轮302外表面附有抗凝涂层,不易招致血栓。抗凝涂层包括惰性层以及包覆于惰性层外部的活性层,惰性层用于将叶轮302外表面与血液隔离,活性层用于获取凝血因子。需要说明的是,可以在导管泵1任意部件位置设置有抗凝涂层,抗凝涂层可以包含肝素、水蛭素、血栓调节素等任意可以实现抗凝效果的成分。
在入血部20和出血部30之间还设置有复合套管40,复合套管40一端连接入血部20,另一端连接出血部30,复合套管40与入血部20和出血部30的连接可以是焊接或胶粘等方式,或者,在复合套管40的两端设置有环形件,复合套管40通过环形件分别与入血部20和出血部30连接,环形件的设置可以增加复合套管40与入血部20和出血部30的连接稳定性,实现入血部20与复合套管40、复合套管40与出血部30之间的平滑过渡。在一种实施方式中,复合套管40表面设置有亲水涂层,亲水涂层具有较低的摩擦系数,表面光滑,能够使导管泵1容易的通过主动脉弓,并且在通过血管的过程中减少其与血管内壁的摩擦,提高输送效率,使其更快的到达左心室部位。需要说明的是,亲水涂层可以设置在导管泵1任意部件位置,不局限于复合套管40。
特别地,根据具体实施例,压力监测单元10可以根据实际需要设置一个或者多个,当压力监测单元10的数量为一个时,压力监测单元10的第一光纤管101可以设置在入血口201附近的血液流动方向上。这意味着第一光纤管101将位于血液进入血管的位置附近。通过这种方式,压力监测单元10可以实时监测入血口201处的血液静压力变化。
另一种具体实施例中,压力监测单元10的第一光纤管101可以设置在出血口303附近的血液流动方向上。这意味着第一光纤管101将位于血液从血管流出的位置附近。通过这种方式,压力监测单元10可以实时监测出血口303处的血液静压力变化。
当压力监测单元10的数量为两个时,其中一个压力监测单元10的第一光纤管101可以设置在出血口303附近的血液流动方向上,同时另一个压力监测单元10的第一光纤管101可以设置在入血口201附近的血液流动方向上。通过这种方式,两个压力监测单元10可以分别探测入血口201和出血口303的血液静压力。这种设计使得监测系统能够更准确地了解血液流动过程中的静压力变化,从而提供更全面的数据分析和诊断结果。通过设置多个压力监测单元10,监测系统能够实时监测和记录不同位置的血液静压力变化。这些数据可以用于评估患者的血液循环状况,预测潜在的血管问题或疾病风险,并为医生提供更准确的诊断依据。此外,监测系统还可以通过与其他生理参数(如心率、血压等)的关联分析,提供更全面的健康评估和治疗方案制定。
在导管泵1的介入过程中,该设备通过主动脉进入左心室。为了确保导管泵1正确到位,操作人员可以通过控制系统2显示的主动脉压和影像分析来判断。主动脉压是一个重要的指标,可以反映心脏的功能状态。操作人员还可以通过控制系统2显示的左心室压力和影响分析来判断,左心室压力是一个重要的指标,压力计算单元22获取压力监测单元10提供的主动脉压力后再结合导管泵1运行参数计算得到左心室压力,并将结果反馈给控制单元21,并将其显示在控制系统2的显示屏上。在运行过程中,主动脉压或左心室压的变化可以帮助操作人员判断导管泵1是否正常运行。如果主动脉压或左心室压过高或过低,可能意味着导管泵1需要进行调整。操作人员可以根据主动脉压或左心室压的变化来调节血泵的档位(转速),以满足不同患者的需求。此外,影像分析也是判断导管泵1是否介入到位的重要手段之一。通过观察影像,操作人员可以确定导管泵1的位置和角度是否正确。如果发现异常情况,操作人员可以及时采取措施进行调整,以确保导管泵1的正常工作。
Claims (10)
1.一种心室辅助装置,包括:导管泵,配置成为所述心室辅助装置的运行提供驱动力;控制单元,与所述导管泵信号连接,用于获取、输送并调控所述导管泵的运行参数,其特征在于,所述心室辅助装置还包括压力核算系统,所述压力核算系统包括压力监测单元和压力计算单元,其中,所述压力监测单元与所述压力计算单元信号连接;
所述压力监测单元包括:探测窗口、空腔和压力探测器,所述探测窗口设置于所述压力监测单元表面并与所述空腔连通,所述探测窗口的延伸方向与血液流动方向相同;所述压力探测器位于所述空腔内,所述血液通过所述探测窗口进入所述空腔与所述压力探测器相接触,所述压力探测器与流经所述压力探测器的所述血液流动方向保持垂直,用于减少所述血液对所述压力探测器的冲刷,以便所述压力探测器监测主动脉静压p1;
所述压力计算单元用于获取所述主动脉静压p1和所述控制单元输送的所述导管泵的运行参数,并利用所述主动脉静压p1和所述导管泵的运行参数计算得到左心室的血液压力p‘;
所述控制单元根据所述左心室的血液压力p‘进一步调控所述导管泵运行参数,实现所述心室辅助装置的闭环反馈。
2.根据权利要求1所述的心室辅助装置,其特征在于,
所述导管泵的运行参数包括电流I和转速ω,所述左心室的血液压力p‘与所述主动脉静压p1之间具有压差Δp,所述压差Δp配置为所述电流I和所述转速ω的函数,具体如下:
Δp=f1(I)+f2(ω) 式(1);
其中,f1(I)=A1+B1I+C1I2+D1I3+…N1In,f2(ω)=A2+B2ω+C2ω2+D2ω3+…N2ωn,A1、B1、C1、D1…N1,A2、B2、C2、D2…N2为常数;
p‘=p1-Δp 式(2);
所述压力计算单元获取电流I和转速ω并根据式(1)、式(2)计算所得左心室的血液压力。
3.根据权利要求1所述的心室辅助装置,其特征在于,所述压力探测器包括压力感知膜和芯片,所述芯片、所述压力计算单元、所述控制单元彼此信号连接用于实现光信号行程的传输,所述压力感知膜的延伸面和所述探测窗口的延伸面互相垂直,所述压力感知膜与所述芯片之间有间隙,所述血液通过所述探测窗口进入所述空腔并与所述压力感知膜接触使得所述压力感知膜向靠近所述间隙一侧形变继而使得光信号行程发生变化,所述控制单元根据所述光信号行程判断光信号行程数据,所述压力计算单元根据所述数据计算得到所述主动脉静压p1并将所述主动脉静压p1反馈给所述控制单元。
4.根据权利要求3所述的心室辅助装置,其特征在于,压力监测单元还包括:第一光纤管和第二光纤管;
所述第一光纤管形成有所述空腔,且在所述第一光纤管的表面至少设置有两个所述探测窗口;所述压力感知膜位于所述空腔,且所述压力感知膜在所述第一光纤管的正投影与所述探测窗口垂直设置,以使得所述压力感知膜与所述血液流动方向垂直;
所述光纤至少部分地设置于第所述一光纤管和/或所述第二光纤管内。
5.根据权利要求4所述的心室辅助装置,其特征在于,所述导管泵设置有凹陷部,用于容置所述第一光纤管,所述凹陷部设置在所述导管泵的入血部和/或所述导管泵的出血部,所述压力监测单元用于监测所述入血部和/或所述出血部的压力;所述入血部用于所述血液进入所述导管泵,所述出血部用于血液流出所述导管泵。
6.根据权利要求4所述的心室辅助装置,其特征在于,所述导管泵还包括电机、尾盖和输送导管;
所述电机配置为提供电流I和转速ω,所述电机表面设置有容纳槽,用于容纳所述第二光纤管;
所述输送导管用于容置至少部分所述第二光纤管,所述电机和所述输送导管通过所述尾盖连接,所述尾盖设置有开槽,用于所述第二光纤管自所述容纳槽经所述开槽进入所述输送导管内腔。
7.根据权利要求5所述的心室辅助装置,其特征在于,所述出血部内设有叶轮,所述出血部将所述叶轮容置于内用于整流血液,所述叶轮旋转将所述血液由所述入血部输送至所述出血部。
8.根据权利要求7所述的心室辅助装置,其特征在于,所述导管泵还包括复合套管,所述复合套管连接所述入血部和所述出血部,所述血液依次流过所述入血部、所述复合套管、所述叶轮、所述出血部以实现所述血液由所述左心室输送至所述主动脉。
9.根据权利要求4所述的心室辅助装置,其特征在于,所述第一光纤管背离所述第二光纤管的一侧设置有球形面,用于所述压力监测单元进入血管时减少与血液的摩擦力以及用于导流血液使其进入所述导管泵。
10.根据权利要求1所述的心室辅助装置,其特征在于,所述导管泵还设置有亲水涂层和抗凝涂层,所述亲水涂层用于增加与血液的润滑性,所述抗凝涂层用于减少血栓形成的风险。
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