CN117982793A - 叶轮位置控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提出了一种叶轮位置控制方法及装置，该方法包括：在第一周期内控制叶轮在第一轴向位置与第二轴向位置之间振荡；在第二周期内控制叶轮在第三轴向位置与第四轴向位置之间振荡，通过在不同周期内控制叶轮在不同的轴向位置范围内振荡，以实时改变叶轮的轴向位置，进而可通过实时改变二次流道的间隙以防止血栓的形成。

Description

叶轮位置控制方法及装置

技术领域

本申请涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种叶轮位置控制方法及装置。

背景技术

心室辅助装置（Ventricular Assist Devices，VAD），通常被用于辅助衰竭心脏的泵送动作。更具体地，VAD包括壳体，该壳体具有入口、出口和安装在该壳体中的转子。入口被连接至患者的心脏的腔室，通常是左心室，而出口被连接至动脉，诸如主动脉。转子的旋转将血液从入口向着出口驱动，并且由此辅助血液从心脏的腔室流动至动脉中。

非接触式叶轮悬浮技术来解决高度机械设计中的支撑和能耗问题，使得叶轮在操作中过程中在壳体内悬浮旋转。流体被泵送穿过叶轮的面和壳体的内面之间的间隙，穿过该间隙的血液可能包含颗粒。在VAD的流速和/或转速变化使得这些颗粒在患者体内生成的固态或半固态沉积物而导致生成血栓，生成的血栓可存留在叶轮或壳体的面上并且妨碍其操作，这对于患者而言是有害甚至是致命的。

发明内容

本申请实施例提供了一种叶轮位置控制方法及装置，能够防止产生血栓。

第一方面，本申请实施例提供一种叶轮位置控制方法，应用于心室辅助装置，所述心室辅助装置包括：壳体和设置在所述壳体内且悬浮旋转的叶轮，所述方法包括：

在第一周期内控制所述叶轮在第一轴向位置与第二轴向位置之间振荡；

在第二周期内控制所述叶轮在第三轴向位置与第四轴向位置之间振荡。

第二方面，本申请实施例提供的一种心室辅助装置，所述心室辅助装置包括：

壳体；

设置在所述壳体内且悬浮旋转的叶轮；

控制所述叶轮悬浮旋转的控制单元，所述控制单元用于：

在第一周期内控制所述叶轮在第一轴向位置与第二轴向位置之间振荡；

在第二周期内控制所述叶轮在第三轴向位置与第四轴向位置之间振荡。

第三方面，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。

第四方面，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。

第五方面，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，在第一周期内控制叶轮在第一轴向位置与第二轴向位置之间振荡；在第二周期内控制叶轮在第三轴向位置与第四轴向位置之间振荡，通过在不同周期内控制叶轮在不同的轴向位置范围内振荡，以实时改变叶轮的轴向位置，进而可通过实时改变二次流道的间隙以防止血栓的形成。

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结构示意图；

图2是本申请实施例提供的一种心室辅助装置的剖面示意图；

图3是本申请实施例提供的一种叶轮移动至第一轴向位置的示意图；

图4是本申请实施例提供的一种叶轮移动至第三轴向位置的示意图；

图5是本申请实施例提供的一种叶轮位置控制方法的流程示意图；

图6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。

在本文中定义“近端”为距操作者近的一端；定义“远端”为远距操作者远的一端，也即靠近患者心脏的一端。

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。“流速”、“流体流速”、“泵送流速”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。

本申请涉及的医疗设备可以是心室辅助装置，例如植入式心室辅助装置。该心室辅助装置可以用于左心、右心或双心。该心室辅助装置可以包括至少一个血泵，血泵可以为磁悬浮泵。

心室辅助装置可以经由心室连接组件（如顶环、心室套囊、心室袖带）附接到心脏上，该心室连接组件可以缝合到心脏上并被联接到血泵上，血泵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升主动脉上，这样使得VAD可以有效地转移来自弱化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。

请参阅图1，图1是本申请实施例提供的一种心室辅助系统的结构示意图。如图1所示，心室辅助系统包括心室辅助装置100、外部控制器200、以及将心室辅助装置100连接到外部控制器200的传动组件300。传动组件300的一端连接心室辅助装置100内的电机，另一端穿过患者的腹部皮肤连接到设置在体外的外部控制器200。外部控制器200用于实现对心室辅助装置100的监控，其可以实现对心室辅助装置100的控制和数据显示，故障检测报警以及数据记录等功能。该传动组件300可为经皮线缆，该线缆可包括一条或多条供电导线、和一条或多条通信导线；或者，在一些实施例中，该线缆仅具有供电导线，该供电导线可以同时实现供电和通信功能。

如图2-图4所示，心室辅助装置100包括具有入口管的壳体组件以及用于推动流体的叶轮20。壳体组件包括第一壳体和与第一壳体连接的第二壳体，第一壳体与第二壳体合围形成有腔室10，壳体组件上还分别开设有连通腔室10的流体入口14和流体出口15，且该流体入口14开设在第一壳体上。叶轮20能够悬浮旋转于腔室10内，叶轮20旋转能够产生输送流体的离心力，以使流体能够从流体入口14进入腔室10，并从流体出口15输出。其中，叶轮20的悬浮旋转指的是叶轮20在旋转时不与腔室10的腔壁接触。

其中，心室辅助装置100还包括用于驱动叶轮20悬浮旋转的电机30和传感器40。第二壳体包括第一侧壁11，第一壳体包括第二侧壁12，电机30包括分列第一侧壁11两侧的定子31和转子32。其中，定子31固定于第一侧壁11相对腔室10的外侧，相对应的转子32位于腔室10内。进一步，转子32与叶轮20固定连接，当定子31驱动转子32在腔室10内旋转时，叶轮20也随转子32同步在腔室10内旋转。叶轮20的旋转动作可以为腔室10内的流体进行增压处理，使得腔室10内的流体具备更大的压力，从而实现血泵的流体增压效果。

需要说明的是，在图2的实施例中，第一侧壁11与第二侧壁12呈相互平行的布置形态，叶轮20的旋转轴线21同时垂直于第一侧壁11与第二侧壁12。第一侧壁11包括靠近腔室10的第一面23、第二侧壁12包括靠近腔室10的第二面22。

心室辅助装置100还包括控制单元33，传感器40固定设置于定子31和第一面23之间，传感器40用于测量叶轮20沿旋转轴线21相对于第一面23的距离，传感器40将测量到的距离值传输给控制单元33。控制单元33分别与定子31和传感器40电性连接，控制单元33可根据接收的距离值确定叶轮20在腔室10内的轴向位置，即确定叶轮20相对于第一壳体和第二壳体之间的距离，进而通过控制流经定子31的电流来控制定子31与转子32之间的磁力，从而可控制叶轮20的旋转速度和悬浮的轴向位置。

叶轮20为环状，叶轮20具有中心孔，流体入口14正对叶轮20的中心孔。叶轮20还包括流道24。流道24为多个，多个流道24沿环状的叶轮20径向延伸。流道24与中心孔连通，流体从流体入口14进入叶轮20的中心孔之后，从流道24流出叶轮20，流道24为流体的主流道。相邻流道24之间通过叶轮20的叶片间隔。流体在流道24内随叶轮20的旋转，其流速增加，进而获得了增压的效果，随后从流体出口15流出。转子32收容于叶轮20中；具体地，转子32设置在叶轮20内，并靠近叶轮20靠近第一侧壁11一侧的面。叶轮20悬浮旋转于腔室10内时，叶轮20与第一壳体的第二侧壁12之间存在间隙，叶轮20与第二壳体的第一侧壁11之间存在间隙。叶轮20与第二侧壁12之间、叶轮20与第一侧壁11之间形成二次流道。在流体流入叶轮20后，少部分流体从叶轮20的流道24流出后没有直接流向流体出口15，而是通过二次流道重新汇入主流道。

进一步地，控制单元33用于监测和控制电机30的启动以及后续的运行操作，包括执行三相磁场定向控制（Field-Oriented Control，FOC）方法。控制单元33可以为独立于定子31的模块，也可以内置于定子31之内。在图2的实施例中，控制单元33为独立模块，控制单元33分别与传感器40和定子31电性连接。控制单元33用于在接收到传感器40检测到的距离值后控制流经定子31的电流，进而控制定子31的功率，即控制定子31与转子32之间的磁力。因为转子32与叶轮20固定连接，因此定子31对转子32的磁力控制还可以起到定子31对叶轮20的转速和悬浮轴向位置的控制效果。

控制单元33包括用于控制电机30操作的各种方面的硬件和软件。控制单元33通过接口可耦合至电机30以用于收集电机30的至少一个数据。该至少一个数据可包括测量得到的流经定子31的电流、传感器40测量的数据、电机转速、心室辅助装置两端的压差、流量脉动性、流体流速等等。

示例的，该传感器40可以采用霍尔板，霍尔板上设置多个霍尔传感器，霍尔传感器能用于测量叶轮20相对于第一面23的距离值，并通过柔性数据线将该距离值传输给控制单元33。具体地，霍尔传感器与叶轮20上的转子32经过路径相对设置。在叶轮20旋转而使转子的S极和N极交替经过霍尔传感器近旁，则霍尔传感器输出表示磁通量强度的信号电平呈正弦波状变化，因此通过对霍尔传感器的输出信号的时间变化进行检测，可检测出转子32与定子31的位置关系，从而可计算出电流流经定子而驱动叶轮20旋转的转速。

叶轮20在旋转过程中的高剪切力会破坏血液中的血细胞，由于二次流道的间隙较小，被破坏的血细胞很容易会滞留并凝结粘附在二次流道中，从而形成血栓。

针对该问题，本申请提出一种叶轮位置控制方法，通过在不同周期内控制叶轮在不同的轴向位置范围内振荡，以实时改变叶轮的轴向位置，进而可通过实时改变二次流道的间隙以防止血栓的形成。

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5，图5为本申请实施例提供的一种叶轮位置控制方法流程示意图，应用于如图1-图4所示的心室辅助装置。如图5所示，该方法包括如下步骤。

S510、在第一周期内控制所述叶轮在第一轴向位置与第二轴向位置之间振荡。

心室辅助装置100在启动后，可启动PMC脉动控制功能，该PMC脉动控制功能为沿旋转轴线21在预设轴向范围内周期性地移动叶轮20。控制单元33可控制叶轮20以预设的目标转速在第一轴向位置和第二轴向位置之间振荡第一周期。

可选的，第一时间与第二时间相同或不同，所述第一时间为所述叶轮在所述第一轴向位置停留的时间，所述第二时间为所述叶轮在所述第二轴向位置停留的时间。

在本申请中，叶轮20在轴向上分别移位至第一轴向位置和第二轴向位置时，可分别在该轴向位置上停留，以便于流体从二次流道流出。示例的，相较于第二轴向位置，第一轴向位置更靠近第二侧壁12；相较于第一轴向位置，第二轴向位置更靠近第一侧壁11，即第一轴向位置比第二轴向位置更靠近于流体入口14。或者说，从轴向方向上看，第一轴向位置高于第二轴向位置。

其中，该第一轴向位置和第二轴向位置可以是预先设置的轴向位置。例如，该第一轴向位置为叶轮20与第二面22相距目标距离的位置，第二轴向位置为叶轮20与第一面23相距目标距离的位置。该目标距离在0.02mm-0.05mm范围内。示例的，第一轴向位置为叶轮20与第二面22相距0.05mm，该第二轴向位置为叶轮20与第一面23相距0.05mm。

如图3所示，在心室辅助装置100以目标转速运行时，叶轮20在第一轴向位置A和第二轴向位置B之间来回轴向移动，且叶轮在第一轴向位置时停留t1时间，在第二轴向位置时停留t2时间。在一些示例中，t1=t2，例如t1和t2均取值为30ms。在另一些示例中，t1≠t2，例如t1可取值为45ms，t2取值为15ms。通过控制叶轮20在轴向范围内反复平移可在一定程度上预防血栓的形成。

其中，第一周期可以是预先设定的，如预先设置第一周期为100ms、500ms、1s等。第一周期也可以是根据心室辅助装置100设置的目标转速和/或目标流速确定的，示例的，预设的目标转速和/或目标流速越大，第一周期的时间越短；预设的目标转速和/或目标流速越小，第一周期时间越大。

示例的，第一周期可以包括一个或多个叶轮移动到第一轴向位置并停留t1后再移动到第二轴向位置并停留t2的时间。

S520、在第二周期内控制所述叶轮在第三轴向位置与第四轴向位置之间振荡。

在本申请中，控制单元33可通过实时调整叶轮20在轴向上振荡的范围，以实时调整叶轮20与第一侧壁11和第二侧壁12之间的间隙大小，以方便流体流出二次流道，防止产生血栓。

其中，第三轴向位置更加靠近第二侧壁12，第四轴向位置更加靠近第一侧壁11。也就是说，从轴向方向上看，第三轴向位置高于第四轴向位置。

可选的，第三时间与第四时间相同或不同，所述第三时间为所述叶轮在所述第三轴向位置停留的时间，所述第四时间为所述叶轮在所述第四轴向位置停留的时间。

具体地，如图4所示，在第二周期内，控制单元33可控制叶轮20在第三轴向位置C和第四轴向位置D之间来回轴向移动，且叶轮20在第三轴向位置C停留t3时间，在第四轴向位置D停留t4时间。该t3和t4的具体取值可根据第一周期内的心室辅助装置100的平均转速和/或平均流速确定。

其中，该第二周期的时长可以与第一周期的时长相同，如预先将第二周期与第一周期设置为相同值，如预先设置第一周期为100ms、500ms、1s等。第二周期也可以与第一周期不同，如根据心室辅助装置100在第一周期内心室辅助装置100的平均转速和平均流速确定该第二周期，示例的，第一周期内的平均转速和/或平均流速越大，第二周期的时间越短；第一周期内的平均转速和/或平均流速越小，第二周期时间越大，即第二周期与第一周期内心室辅助装置100的平均转速和平均流速呈反比。示例的，该第一周期与该第二周期相邻。

示例的，第二周期可以包括一个或多个叶轮20移动到第三轴向位置并停留t3后再移动到第四轴向位置并停留t4的时间。

示例的，第三轴向位置与第二面22的相距范围可为0.02mm-0.5mm，第四轴向位置与第一面23的相距范围为0.02mm-0.5mm。在一些示例中，相较于第三轴向位置，第一轴向位置更靠近第二侧壁12。也就是说，叶轮20在第二周期内的振荡幅值比在第一周期内的振荡幅值小。示例的，第三轴向位置为叶轮20与第二面22相距0.1mm，该第四轴向位置为叶轮20与第一面23相距0.1mm。

在本申请中，控制单元33根据心室辅助装置100的转速和/或流速控制叶轮20的振荡范围，以在减小血栓生成的同时有效地控制功耗，提高心室辅助装置100的性能。

可选的，在所述第一周期内所述心室辅助装置的转速和/或流速发生变化时，所述第一轴向位置不同于所述第三轴向位置，所述第二轴向位置不同于所述第四轴向位置。第三时间不同于所述第一时间、和/或第四时间不同于所述第二时间，所述第三时间为所述叶轮在所述第三轴向位置停留的时间，所述第四时间为所述叶轮在所述第四轴向位置停留的时间。

其中，心室辅助装置100的转速和流速会影响流体流经二次流道的流体体积和流体流动的快慢（即流体的冲刷效果），而被破坏的血细胞是否会在二次流道内滞留凝结很大程度上取决于流体体积和流体流动的快慢，因此在心室辅助装置100的转速和/或流速发生变化时，相邻周期的叶轮20振荡范围也需要发生变化，即第一轴向位置不同于第三轴向位置，第二轴向位置不同于第四轴向位置。

本申请根据心室辅助装置100的转速和/或流速确定第三轴向位置和第四轴向位置、以及叶轮20在第三轴向位置和第四轴向位置的停留时间，可以有效地防止或减小二次流道内血栓的产生。

具体为，在第一周期内，心室辅助装置100的转速和/或流速增加时，相比于第三轴向位置，第一轴向位置更加靠近于第二侧壁12，以及相比于第四轴向位置，第二轴向位置更加靠近于第一侧壁11。在第一周期内，心室辅助装置100的转速和/或流速减小时，相比于第一轴向位置，第三轴向位置更加靠近于第二侧壁12，以及相比于第二轴向位置，第四轴向位置更加靠近于第一侧壁11。

同时，在第一周期内心室辅助装置100的转速和/或流速发生变化时，控制单元33也可同时根据心室辅助装置100的转速和流速调整叶轮20在第三轴向位置和第四轴向位置的停留时间，以更进一步地防止二次流道内生成血栓。

具体地，在第一周期内，心室辅助装置100的转速和/或流速增加时，叶轮20在第三轴向位置和第四轴向位置的停留时间缩短。在第一周期内，心室辅助装置100的转速和/或流速减小时，叶轮20在第三轴向位置和第四轴向位置的停留时间增加。

示例的，在心室辅助装置100的转速增大和/或流速增大时，心室辅助装置100泵送的流体流量体积也增多，此时流体的流动速度快且量大，可将叶轮20在轴向上振荡的范围减小，即叶轮20与第一壳体或第二壳体之间的间隙越大，也即第二流道越大，能够允许更多体积的流体流过二次流道，减少流体中被破坏的血细胞滞留并凝固在二次流道内造成血栓的问题。在心室辅助装置100的转速减小和/或流速减小时，心室辅助装置100泵送的流体流量体积也减小，可将叶轮20在轴向上振荡的范围增加，以减少心室辅助装置100的功耗，同时流体的流动速度慢，被破坏的血细胞容易滞留凝固在二次流道内，因此可增加叶轮20停留在第三轴向位置和第四轴向位置的时间，以方便流体能够流过二次流道，减少流体中被破坏的血细胞滞留并凝固在二次流道内造成血栓的问题。

可选的，所述方法还包括：获取所述第一周期内所述心室辅助装置的平均转速和平均流速；根据所述平均转速和所述平均流速确定所述第三轴向位置和所述第四轴向位置；根据所述平均转速和所述平均流速确定所述第三时间和所述第四时间。

在本申请中，控制单元33可获取每个周期内心室辅助装置100的平均转速和平均流速，进而根据平均转速和平均流速调节叶轮20在下一周期的振荡范围和在轴向位置的停留时间。

其中，所述根据所述平均转速和所述平均流速确定所述第三轴向位置和所述第四轴向位置，包括：根据转速与轴向位置之间的映射关系，确定所述平均转速所对应的第一顶部位置和第一底部位置；根据流速与轴向位置之间的映射关系，确定所述平均流速对应的第二顶部位置和第二底部位置；将所述第一顶部位置和所述第二顶部位置中的最大值确定为所述第三轴向位置；将所述第一底部位置和所述第二底部位置中的最大值确定为所述第四轴向位置。

所述根据所述平均转速和所述平均流速确定所述第三时间和所述第四时间，包括：根据转速与轴向位置之间的映射关系，确定所述平均转速所对应的第一顶部时间和第一底部时间；根据流速与轴向位置之间的映射关系，确定所述平均流速对应的第二顶部时间和第二底部时间；将所述第一顶部时间和所述第二顶部时间中的最大值确定为所述第三时间；将所述第一底部时间和所述第二底部时间中的最大值确定为所述第四时间。

控制单元33可预先存储心室辅助装置100的转速与轴向位置的映射关系、转速与停留时间的映射关系，以及心室辅助装置100的流速与停留时间的映射关系、流速与轴向位置的映射关系。

其中，转速与轴向位置的映射关系是将心室辅助装置100处于正常工作时的转速范围与叶轮20在轴向上允许的轴向位置范围进行映射，即每一转速范围对应一个轴向位置。同理，流速与轴向位置的映射关系是将心室辅助装置100处于正常工作时的流速范围与叶轮20在轴向上允许的轴向位置范围进行映射，每一流速范围对应一个轴向位置。在以第一侧壁11为横轴、旋转轴线21为纵轴时，该取值越大的转速范围对应的第三轴向位置越小、在第三轴向位置的停留时间越短，且其对应的第四轴向位置越大、在第四轴向位置的停留时间越短。又或者说，该取值越大的转速范围对应的第三轴向位置距离第二侧壁12越大、对应的第四轴向位置距离第一侧壁11也越大、在第三轴向位置和第四轴向位置的停留时间越短。

同样的，转速与停留时间的映射关系也是将心室辅助装置100处于正常工作时的转速范围与叶轮20在轴向位置上的停留时间进行映射，每一转速范围对应一个停留时间。流速与停留时间的映射关系是将心室辅助装置100处于正常工作时的流速范围与叶轮20在轴向位置上的停留时间进行映射，每一流速范围对应一个停留时间。取值越大的转速范围和流速范围对应的停留时间越短。

其中，第一顶部位置和第二顶部位置为叶轮20更靠近第二侧壁12的轴向位置，第一底部位置和第二底部位置为叶轮20更靠近第一侧壁11的轴向位置。进一步地，根据第一顶部位置和第二顶部位置确定的第三轴向位置与第二侧壁12之间的距离可与根据第一底部位置和第二底部位置确定的第四轴向位置与第一侧壁11之间的距离不相等。

具体地，根据预设的映射关系，控制单元33确定第一周期内的平均转速所处的转速范围对应的第一顶部位置P_Up1和第一底部位置P_Down1，以及在第一顶部位置P_Up1停留的第一顶部时间T_Up1和在第一底部位置P_Down1停留的第一底部时间T_Down1，以及第一周期内的平均流速所处的流速范围对应的第二顶部位置P_Up2和第二底部位置P_Down2，以及在第二顶部位置P_Up2停留的第二顶部时间T_Up2和在第二底部位置P_Down2停留的第二底部时间T_Down2。将第一顶部位置P_Up1与第二顶部位置P_Up2中的较大值确定为第三轴向位置，将第一底部位置P_Down1与第二底部位置P_Down2中的较大值确定为第四轴向位置。同时将第一顶部时间T_Up1与第二顶部时间T_Up2中的较大值确定为第三时间，将第一底部时间T_Down1与第二底部时间T_Down2中的较大值确定为第四时间。进而在第二周期内控制叶轮20在第三轴向位置和第四轴向位置之间振荡，且在第三轴向位置处停留第三时间、在第四轴向位置处停留第四时间。

需要说明的是，在控制单元33的软件控制程序中是将叶轮20的轴向位置量化为电机30需要提供向上或向下的磁力。例如，将叶轮20移动到第三轴向位置对应为定子31向转子32提供向上的磁推力，以使叶轮20与第二面22相距0.1mm；将叶轮20移动到第四轴向位置对应为定子31向转子32提供向上的磁推力，以使叶轮20与第一面23相距0.1mm。第三轴向位置对应的磁推力大于第四轴向位置对应的磁推力。其中叶轮20的轴向位置的量化机制不同，对应的第三轴向位置和第四轴向位置的选取方式也不同，本申请对此并不进行限制。其他叶轮20的轴向位置的量化机制也同样可适用于本申请。

需要说明的是，本申请以第一周期和第二周期为例进行说明，本申请还可以适用于在第三周期、第四周期、第五周期等等。其中第三周期、第四周期、第五周期等中叶轮20的轴向位置振荡的控制与第二周期内叶轮20的轴向位置振荡的控制相同，在此不再赘述。

可选的，所述方法还包括：在所述第二周期内检测到所述叶轮未达到所述第三轴向位置或所述第四轴向位置时，确定所述叶轮与所述壳体之间的间隙中存在异常物。

其中，传感器40可实时检测叶轮20的轴向位置。当二次流道内存在血栓或微粒，叶轮20可能无法到达确定的轴向位置。因此当检测到叶轮20在第二周期内未达到第三轴向位置和/或第四轴向位置时，则可确定叶轮20与第一壳体和/或第二壳体之间的间隙中存在异常物。具体为若叶轮20未达到第三轴向位置，则确定叶轮20与第二壳体之间的间隙中存在异常物，即流经第二侧壁12的二次流道内或叶轮20靠近第二侧壁12的外面上存在异常物；若叶轮20未达到第四轴向位置，则确定叶轮20与第一壳体之间的间隙中存在异常物，即流经第一侧壁11的二次流道内或叶轮20靠近第一侧壁11的外面上存在异常物。

进一步地，所述方法还包括：若所述异常物靠近于所述第一侧壁，则将所述叶轮控制在所述第一轴向位置；若所述异常物靠近于所述第二侧壁，则将所述叶轮控制在所述第二轴向位置；控制所述心室辅助装置的转速对所述异常物进行冲刷，以将所述异常物移出所述心室辅助装置。

在确定存在异常物且判断了该异常物的确切位置后，控制单元33可在腔室10内沿旋转轴线21方向移动叶轮20以增加叶轮20与第一壳体或第二壳体之间的间隙、和/或增加心室辅助装置的转速的方式，增加冲洗速率以将异常物从二次流道中清除，减小或防止异常物对心室辅助装置100和用户造成的危害。

在确定叶轮20与第一壳体之间的间隙中存在异常物时，控制单元33可将叶轮20移动至第二轴向位置，以增加叶轮20与第一壳体之间的间隙，方便流体将异常物冲刷出心室辅助装置100。在确定叶轮20与第二壳体之间的间隙中存在异常物时，控制单元33可将叶轮20移动至第一轴向位置，以增加叶轮20与第二壳体之间的间隙，方便流体将异常物冲刷出心室辅助装置100。

其中，所述控制所述心室辅助装置的转速对所述异常物冲刷，包括：将所述心室辅助装置的转速增加至第一转速并持续第一时长；将所述心室辅助装置从第一转速降低至第二转速并持续所述第一时长；重复上述步骤m次，所述m为正整数；将所述心室辅助装置的转速设置为目标转速，所述目标转速为控制所述叶轮在所述第一轴向位置与第二轴向位置之间振荡时的转速。

在确定存在异常物时，控制单元33还可增加心室辅助装置100的转速以增加对异常物的冲刷效果。具体为：以第一加速度将心室辅助装置100的转速加速至该第一转速，并维持第一时长对异常物进行冲刷。然后在降低速度，以第二加速度将心室辅助装置100降低至第二转速，并持续第二时长。以此为一个循环，重复上述m次该循环，实现对异常物的间断性的冲刷。冲刷完成后将心室辅助装置100的转速重新设置为目标转速，并在后续的第一时间内根据上述提出的方法对心室辅助装置100进行检测，若仍能检测到异常物，则控制单元33可控制进行报警，提示当前流道内存在异常物且该异常物无法冲刷掉。若后续的第一时间内未检测到异常物，则控制单元33可控制心室辅助装置100正常运行，继续在第一周期内控制叶轮20在第一轴向位置与第二轴向位置之间振荡。

举例说明，控制单元33在将叶轮20移动至第一轴向位置或第二轴向位置后，第一步：将心室辅助装置100的速度设定为4300rpm，之后以加速度为300将心室辅助装置100的转速加速至4300rpm，并使心室辅助装置的转速为4300rpm持续2s。第二步：将心室辅助装置的转速设置为2200rpm，以加速度300将心室辅助装置100的转速减速至2200rpm，并维持2S。重复该第一步和第二步5次后，结束此次冲刷操作。

其中，冲刷重复次数m可为5、8、10等，具体数值可根据实际用户和应用场景确定。

本申请在血栓形成初期，通过冲刷操作将血栓冲刷掉，可防止血栓进一步生成变大以阻塞叶轮而出现心室辅助装置100无法运行的问题，增加心室辅助装置100的使用寿命。

可以看出，本申请提出了一种叶轮位置控制方法，在第一周期内控制叶轮在第一轴向位置与第二轴向位置之间振荡；在第二周期内控制叶轮在第三轴向位置与第四轴向位置之间振荡，通过在不同周期内控制叶轮在不同的轴向位置范围内振荡，以实时改变叶轮的轴向位置，进而可通过实时改变二次流道的间隙以防止血栓的形成。

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：在第一周期内控制所述叶轮在第一轴向位置与第二轴向位置之间振荡；在第二周期内控制所述叶轮在第三轴向位置与第四轴向位置之间振荡。

示例的，本申请提供一种心室辅助装置，所述心室辅助装置包括：

壳体；

设置在所述壳体内且悬浮旋转的叶轮；

控制所述叶轮悬浮旋转的控制单元，所述控制单元用于：

在第一周期内控制所述叶轮在第一轴向位置与第二轴向位置之间振荡；

在第二周期内控制所述叶轮在第三轴向位置与第四轴向位置之间振荡。

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电路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33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6，图6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：在第一周期内控制所述叶轮在第一轴向位置与第二轴向位置之间振荡；在第二周期内控制所述叶轮在第三轴向位置与第四轴向位置之间振荡。

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。

以及，除非有相反的说明，本申请实施例提及“第一”、“第二”等序数词是用于对多个对象进行区分，不用于限定多个对象的顺序、时序、优先级或者重要程度。例如，第一信息和第二信息，只是为了区分不同的信息，而并不是表示这两种信息的内容、优先级、发送顺序或者重要程度等的不同。

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 (15)

1.一种叶轮位置控制方法，其特征在于，应用于心室辅助装置，所述心室辅助装置包括：壳体和设置在所述壳体内且悬浮旋转的叶轮，所述方法包括：

在第一周期内控制所述叶轮在第一轴向位置与第二轴向位置之间振荡；

在第二周期内控制所述叶轮在第三轴向位置与第四轴向位置之间振荡。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第一周期内所述心室辅助装置的转速和/或流速发生变化时，所述第一轴向位置不同于所述第三轴向位置，所述第二轴向位置不同于所述第四轴向位置。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，第一时间与第二时间相同或不同，所述第一时间为所述叶轮在所述第一轴向位置停留的时间，所述第二时间为所述叶轮在所述第二轴向位置停留的时间。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述第一周期内所述心室辅助装置的转速和/或流速发生变化时，第三时间不同于所述第一时间、和/或第四时间不同于所述第二时间，所述第三时间为所述叶轮在所述第三轴向位置停留的时间，所述第四时间为所述叶轮在所述第四轴向位置停留的时间。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述壳体具有第一侧壁和相对所述第一侧壁的第二侧壁，所述第二侧壁上开设有流体入口；

相较于所述第二轴向位置，所述第一轴向位置更靠近所述第二侧壁；

相较于所述第四轴向位置，所述第三轴向位置更靠近所述第二侧壁。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，相较于所述第三轴向位置，所述第一轴向位置更靠近所述第二侧壁。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取所述第一周期内所述心室辅助装置的平均转速和平均流速；

根据所述平均转速和所述平均流速确定所述第三轴向位置和所述第四轴向位置；

根据所述平均转速和所述平均流速确定所述第三时间和所述第四时间。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述平均转速和所述平均流速确定所述第三轴向位置和所述第四轴向位置，包括：

根据转速与轴向位置之间的映射关系，确定所述平均转速所对应的第一顶部位置和第一底部位置；

根据流速与轴向位置之间的映射关系，确定所述平均流速对应的第二顶部位置和第二底部位置；

将所述第一顶部位置和所述第二顶部位置中的最大值确定为所述第三轴向位置；

将所述第一底部位置和所述第二底部位置中的最大值确定为所述第四轴向位置。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述根据所述平均转速和所述平均流速确定所述第三时间和所述第四时间，包括：

根据转速与轴向位置之间的映射关系，确定所述平均转速所对应的第一顶部时间和第一底部时间；

根据流速与轴向位置之间的映射关系，确定所述平均流速对应的第二顶部时间和第二底部时间；

将所述第一顶部时间和所述第二顶部时间中的最大值确定为所述第三时间；

将所述第一底部时间和所述第二底部时间中的最大值确定为所述第四时间。

10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述第二周期内检测到所述叶轮未达到所述第三轴向位置或所述第四轴向位置时，确定所述叶轮与所述壳体之间的间隙中存在异常物。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若所述异常物靠近于所述第一侧壁，则将所述叶轮控制在所述第一轴向位置；

若所述异常物靠近于所述第二侧壁，则将所述叶轮控制在所述第二轴向位置；

控制所述心室辅助装置的转速对所述异常物进行冲刷，以将所述异常物移出所述心室辅助装置。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述控制所述心室辅助装置的转速对所述异常物冲刷，包括：

将所述心室辅助装置的转速增加至第一转速并持续第一时长；

将所述心室辅助装置从第一转速降低至第二转速并持续所述第一时长；

重复上述步骤m次，所述m为正整数；

将所述心室辅助装置的转速设置为目标转速，所述目标转速为控制所述叶轮在所述第一轴向位置与第二轴向位置之间振荡时的转速。

13.一种心室辅助装置，其特征在于，所述心室辅助装置包括：

壳体；

设置在所述壳体内且悬浮旋转的叶轮；

控制所述叶轮悬浮旋转的控制单元，所述控制单元用于：

在第一周期内控制所述叶轮在第一轴向位置与第二轴向位置之间振荡；

在第二周期内控制所述叶轮在第三轴向位置与第四轴向位置之间振荡。

14.一种医疗设备，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1-12任一项所述的方法中的步骤的指令。

15.一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1-12任一项所述的方法的步骤。