ES2973759T3 - Determinación de los parámetros cardíacos para la modulación del soporte de la bomba de sangre - Google Patents

Determinación de los parámetros cardíacos para la modulación del soporte de la bomba de sangre Download PDF

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Abstract

Los sistemas, dispositivos y métodos presentados en este documento utilizan una bomba de sangre para obtener mediciones de la función cardíaca. El sistema puede cuantificar el funcionamiento del corazón nativo midiendo ciertos parámetros/señales como la presión aórtica o la corriente del motor, luego calcular y mostrar uno o más parámetros cardíacos y parámetros de función cardíaca, como la presión del ventrículo izquierdo, la presión diastólica final del ventrículo izquierdo, o producción de potencia cardíaca. Estos parámetros proporcionan información valiosa al usuario sobre la función cardíaca actual, así como el posicionamiento y la función de la bomba de sangre. En algunas realizaciones, el sistema puede actuar como una herramienta de diagnóstico y terapéutica. Proporcionar parámetros cardíacos en tiempo real, junto con advertencias sobre efectos adversos y recomendaciones para respaldar la función cardíaca, como aumentar o disminuir el caudal volumétrico de sangre bombeada por el dispositivo, administrar terapias farmacéuticas y/o reposicionar la bomba de sangre, permite a los médicos para apoyar y tratar mejor las enfermedades cardiovasculares. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Determinación de los parámetros cardíacos para la modulación del soporte de la bomba de sangre Estado de la técnica anterior
Las bombas de sangre intravasculares proporcionan soporte hemodinámico y facilitan la recuperación del corazón. Las bombas de sangre intravasculares son introducidas en el corazón y complementan el gasto cardíaco en paralelo con el corazón nativo, para proporcionar un soporte cardíaco suplementario a los pacientes con enfermedades cardiovasculares. Un ejemplo de dicho dispositivo es la familia de dispositivos IMPELLA® (Abiomed, Inc., Danvers MA).
Actualmente, es difícil para los médicos determinar directa y cuantitativamente la magnitud del soporte que debe prestar un dispositivo o cuándo interrumpir la utilización de un dispositivo de asistencia cardíaca. Por lo tanto, los médicos tienden a confiar en juicios cualitativos y estimaciones indirectas de la función cardíaca, tal como la medición de la presión intracardíaca o intravascular utilizando catéteres llenos de líquido. Tradicionalmente, la presión del ventrículo izquierdo (Left-Ventricular Pressure, LVP) se estima midiendo una presión de enclavamiento arterial pulmonar (Pulmonary Arterial Wedge Pressure, PAWP) o presión de enclavamiento capilar pulmonar (Pulmonary Capillary Wedge Pressure, PCWP), en la que un catéter pulmonar que incluye un balón es introducido en una rama arterial pulmonar. PAWP y PcWp no son una medición eficaz de la salud cardíaca, puesto que los catéteres arteriales pulmonares son intermitentes, indirectos e inconsistentes, lo que da como resultado datos incorrectos que los médicos no pueden utilizar de manera fiable para tomar decisiones clínicas con respecto al nivel de soporte cardíaco requerido por un paciente.
Las bombas de sangre proporcionan un soporte cardíaco suplementario ayudando a bombear sangre a través de las cámaras del corazón, por ejemplo desde el ventrículo o el atrio izquierdo hacia la aorta, y desde el atrio o el ventrículo derecho hacia la arteria pulmonar. Las bombas de sangre son introducidas habitualmente para ayudar con el soporte cardíaco durante un período de tiempo, después del cual se desconecta al paciente del soporte de la bomba de sangre, lo que permite que el corazón bombee sangre sin soporte. Debido a que los médicos no tienen acceso a información fiable sobre la función cardíaca, a los pacientes a menudo se les desconecta demasiado pronto y demasiado rápido, provocando una tensión innecesaria sobre el corazón.
Mediciones precisas de la presión del ventrículo izquierdo, el gasto de potencia cardíaca y otras variables cardíacas podrían permitir a los médicos tomar mejores decisiones clínicas para los pacientes en función de las necesidades actuales del corazón. En consecuencia, desde hace mucho tiempo existe la necesidad de mejorar los sistemas actuales que proporcionan a los médicos información acerca del soporte cardíaco y salud cardíaca.
El documento de Patente WO 2004/017818 A2, que se considera la técnica anterior más cercana, da a conocer un sistema de bomba de sangre percutánea, según el preámbulo de la reivindicación 1.
Características
En algunas implementaciones, un procedimiento para proporcionar soporte cardíaco a un corazón incluye accionar una bomba de sangre posicionada en el corazón, teniendo la bomba de sangre una cánula, funcionando un motor a una velocidad de motor y extrayendo una corriente variable para proporcionar un nivel de soporte cardíaco al corazón. La bomba de sangre también incluye un controlador acoplado a la bomba de sangre. El procedimiento también incluye que el controlador mida una presión aórtica, mida la corriente del motor y la velocidad del motor, determine un gradiente de presión a través de la cánula, asociado con la corriente del motor y con la velocidad del motor, utilice un procesador para calcular un parámetro cardíaco calculado a partir de la presión aórtica y del gradiente de presión a través de la cánula asociada con la corriente del motor y con la velocidad del motor, por ejemplo la presión del ventrículo izquierdo (LVP) o la presión telediastólica del ventrículo izquierdo (Left-Ventricular End-Diastolic Pressure, LVEDP). El procedimiento también incluye registrar el parámetro cardíaco calculado en una memoria, y utilizar el parámetro cardíaco calculado para determinar un parámetro de la función cardíaca, por ejemplo una medida del gasto de potencia cardíaca. El procedimiento continúa determinando un cambio recomendado en el soporte proporcionado por la bomba de sangre basándose en el parámetro cardíaco calculado y en el parámetro de la función cardíaca, y generando el cambio recomendado en el soporte para visualización. El cambio recomendado en el soporte puede ser, por ejemplo, una recomendación para aumentar o disminuir la velocidad del motor durante la desconexión, una recomendación para ajustar la posición de la bomba de sangre en respuesta a un evento de aspiración, o una recomendación para cambiar a una bomba de sangre diferente que tenga diferentes capacidades, entre otras recomendaciones. El procedimiento también puede incluir generar, para su visualización, los parámetros cardíacos calculados y los parámetros de la función cardíaca. La visualización de los parámetros cardíacos importantes y de los parámetros de la función cardíaca permite a los profesionales de la salud tomar decisiones con suficiente información acerca de la modulación del soporte de la bomba de sangre a los pacientes. Además, el cálculo de estos parámetros basándose en la corriente del motor y en la velocidad del motor de la bomba de sangre y la presión aórtica medida permite la determinación de recomendaciones para la modulación y el ajuste de la bomba de sangre, que pueden ser proporcionadas a los profesionales de la salud para ayudar en la determinación de posibles problemas y provocar ajustes en los cuidados.
Breve descripción de los dibujos
Los anteriores y otros objetivos y ventajas serán evidentes tras considerar la siguiente descripción detallada, tomada en conjunto con los dibujos adjuntos, en los cuales caracteres de referencia similares se refieren a partes similares en todos los dibujos, y en los cuales:
la figura 1 muestra un sistema de bomba cardíaca intravascular situado en un corazón;
la figura 2A muestra un gráfico de ejemplo de la corriente del motor frente al gradiente de presión;
la figura 2B muestra un gráfico de ejemplo de la presión aórtica medida y la LVP calculada, en función del tiempo;
la figura 2C muestra un gráfico de ejemplo de la forma de onda de la LVP y la forma de onda de la presión aórtica, en función del tiempo;
la figura 2D muestra un gráfico de ejemplo de la primera derivada con respecto al tiempo de la forma de onda de la LVP, en función del tiempo;
la figura 2E muestra un gráfico de ejemplo de la segunda derivada con respecto al tiempo de la forma de onda de la LVP, en función del tiempo;
la figura 3 muestra una interfaz de usuario, a modo de ejemplo, para un controlador de bomba cardíaca que muestra mediciones a lo largo del tiempo;
la figura 4 muestra un proceso para optimizar el rendimiento de una bomba de sangre en el corazón basándose en parámetros cardíacos medidos y calculados;
la figura 5A muestra una interfaz de usuario, a modo de ejemplo, para un controlador de bomba cardíaca que muestra un evento de aspiración intermitente en la bomba de sangre;
la figura 5B muestra una interfaz de usuario, a modo de ejemplo, para un controlador de bomba cardíaca que muestra una aspiración continua incluso en la bomba de sangre;
la figura 5C muestra una interfaz de usuario, a modo de ejemplo, para un controlador de bomba cardíaca que muestra una pantalla de tendencias métricas;
la figura 5D muestra una interfaz de usuario, a modo de ejemplo, para un controlador de bomba cardíaca, que muestra los cambios en la función cardíaca durante la desconexión, según lo captado por las métricas mostradas;
la figura 6 muestra un proceso para determinar un gasto de potencia cardíaca y mostrar una recomendación para la modulación del soporte de la bomba a un usuario;
la figura 7 muestra un proceso para recomendar un ajuste a una velocidad del motor basándose en parámetros cardíacos medidos y calculados;
la figura 8 muestra un proceso para recomendar un ajuste a una velocidad del motor basándose en un gasto de potencia cardíaca y en la LVEDP;
la figura 9 muestra un proceso para recomendar un dispositivo de mayor flujo para un tratamiento basándose en parámetros cardíacos medidos y calculados;
la figura 10 muestra un proceso para recomendar una terapia farmacéutica, basándose en parámetros cardíacos medidos y calculados;
la figura 11 muestra un proceso para alertar a un usuario sobre eventos cardíacos adversos previstos, basándose en parámetros cardíacos medidos y calculados;
la figura 12 muestra un proceso para equilibrar los dispositivos de bomba de sangre del lado derecho e izquierdo durante el soporte biventricular, basándose en parámetros cardíacos medidos y calculados;
la figura 13 muestra un proceso para modificar automáticamente un nivel de soporte proporcionado por la bomba de sangre; y
la figura 14 muestra un diagrama de bloques de un sistema de bomba de sangre, a modo de ejemplo.
Descripción detallada
Para proporcionar una comprensión general de los sistemas, procedimientos y dispositivos descritos en el presente documento, se describirán ciertas realizaciones ilustrativas. Si bien las realizaciones y características descritas en el presente documento se describen específicamente para su utilización junto con un sistema de bomba de sangre percutánea, se comprenderá que todos los componentes y otras características descritos a continuación pueden ser combinados entre sí de cualquier manera adecuada y se pueden adaptar y aplicar a otros tipos de terapia cardíaca y de dispositivos de asistencia cardíaca, incluidos dispositivos de asistencia cardíaca implantados mediante una incisión quirúrgica, y similares.
Los sistemas, dispositivos y procedimientos descritos en el presente documento dan a conocer mecanismos para proporcionar parámetros cardíacos y parámetros de la función cardíaca a los médicos, basándose en la corriente del motor, en la velocidad del motor y en la presión aórtica medidas en un sistema de bomba de sangre. La funcionalidad y el gasto de la bomba de sangre intravascular, junto con los parámetros cardíacos medibles, se pueden utilizar para calcular parámetros adicionales útiles para determinar el rendimiento cardíaco y la salud del paciente. Realizando estas determinaciones y mostrando los datos a un médico de una manera útil y significativa, el médico tiene más datos disponibles para basar en ellos sus decisiones para los cuidados. Los parámetros cardíacos y las funciones cardíacas adicionales, así como las tendencias de los mismos, accesibles mediante algoritmos basados en la salida de la bomba de sangre intravascular, permiten a los médicos tomar decisiones con suficiente información con respecto al soporte cardíaco proporcionado a los pacientes por diversas bombas de sangre, mediante el posicionamiento de las bombas de sangre y mediante la administración de terapéutica farmacéutica. Los algoritmos también permiten al sistema de bomba de sangre determinar parámetros cardíacos importantes y mostrarlos a los médicos para basar en ellos las decisiones de los cuidados al paciente, o realizar recomendaciones para la modulación del soporte, por ejemplo, mostrando una recomendación de diferentes niveles de la función cardíaca a un médico, basándose en una variedad de entradas de parámetros cardíacos.
El cálculo de diversos parámetros cardíacos a partir de la función de la bomba de sangre es posible basándose en el conocimiento del funcionamiento de la bomba de sangre, por ejemplo, en el conocimiento de las respuestas de presión y flujo del corazón con respecto a la velocidad operativa de la bomba de sangre y la potencia de entrada. Basándose en la funcionalidad operativa de la bomba en el interior del corazón, se pueden construir algoritmos que calculen cómo varían las métricas cardíacas a medida que la bomba de sangre interactúa con el sistema cardíaco. Realizando estas determinaciones y proporcionando a los médicos parámetros cardíacos inmediatos e históricos, los médicos pueden comprender y reaccionar mejor ante los cambios en la funcionalidad de la bomba de sangre o en la salud cardíaca del paciente.
En particular, proporcionar a los médicos parámetros cardíacos precisos y oportunos, tales como LVEDP, LVP, presión del pulso aórtico, presión aórtica media, flujo de la bomba, gradiente de presión, frecuencia cardíaca, gasto cardíaco, gasto de potencia cardíaca, gasto cardíaco nativo, gasto de potencia cardíaca nativa, contractilidad cardíaca, relajación cardíaca, capacidad de respuesta a los fluidos, estado del volumen, índice de descarga cardíaca, índice de recuperación cardíaca, función diastólica del ventrículo izquierdo, elastancia diastólica del ventrículo izquierdo, elastancia sistólica del ventrículo izquierdo, volumen sistólico, variabilidad de la frecuencia cardíaca, variabilidad del volumen sistólico, variabilidad de la presión del pulso, cumplimiento aórtico, cumplimiento vascular o resistencia vascular permiten a los médicos tomar decisiones con suficiente información sobre la atención al paciente. Tanto el gasto cardíaco total como el nativo se pueden determinar utilizando los procedimientos y sistemas descritos en el presente documento. El gasto cardíaco nativo se utiliza en el presente documento para describir un gasto cardíaco del corazón solo, sin la contribución de una bomba de sangre. De manera similar, el gasto de potencia cardíaca nativa se utiliza para describir el gasto de potencia cardíaca del corazón sin ninguna contribución de la bomba de sangre. Por el contrario, el gasto cardíaco total se utiliza en este caso para describir el gasto cardíaco producido por la combinación del corazón y la bomba de sangre. De manera similar, el gasto de potencia cardíaca total se utiliza para describir el gasto de potencia cardíaca del corazón, incluida la contribución del gasto de potencia nativa del corazón y la bomba de sangre. A lo largo de esta solicitud, cuando se determina o calcula el gasto de potencia cardíaca o el gasto cardíaco, los sistemas y procedimientos descritos en el presente documento son capaces de calcular el gasto cardíaco total o el nativo, y la referencia al gasto cardíaco o al gasto de potencia cardíaca puede referirse al gasto nativo o al total.
Los algoritmos analizados en el presente documento permiten a los médicos tomar decisiones con suficiente información acerca de la desconexión de los pacientes. Un médico puede determinar mejor el momento adecuado para desconectar a un paciente del soporte cardíaco proporcionado por la bomba de sangre, basándose en los parámetros proporcionados. Además, los algoritmos proporcionados en el presente documento pueden permitir a los médicos tomar decisiones sobre la velocidad adecuada a la que desconectar a un paciente al proporcionar recomendaciones sobre el nivel de soporte, la velocidad del motor y las bombas de sangre apropiadas para proporcionar la velocidad del motor recomendada para soportar la función cardíaca.
Los sistemas, dispositivos y procedimientos descritos en el presente documento ayudan aún más a optimizar el rendimiento de la bomba de sangre mediante la medición y el cálculo de los parámetros cardíacos. Las estimaciones de la LVP y la visualización en tiempo real de la forma de onda de la LVP, junto con otras métricas cardíacas, permiten al médico comprender la función cardíaca actual e histórica de un paciente, así como el nivel de soporte que presta la bomba de sangre. Utilizando esta información, los médicos realizan determinaciones con respecto a modificaciones en el nivel de soporte que se proporciona (por ejemplo, retirar el soporte a un paciente o aumentar el soporte proporcionado), el posicionamiento y la funcionalidad de una bomba de sangre, la aparición de eventos de aspiración y otras determinaciones clínicas, tal como se describe a continuación.
Los sistemas, dispositivos y procedimientos descritos en el presente documento permiten al médico determinar visualmente si la bomba de sangre está posicionada adecuadamente en el corazón y funciona correctamente. La estimación de la LVP es muy sensible a los eventos de aspiración y puede ser empleada para informar a los médicos sobre eventos de aspiración y posicionamiento inadecuado, y para ayudar a reposicionar la bomba en el corazón. Las métricas cardíacas determinadas según los algoritmos descritos en el presente documento y mostradas a los médicos pueden ayudar aún más a identificar la causa de los eventos de aspiración cuando ocurren.
Adicionalmente, los sistemas, dispositivos y procedimientos descritos en el presente documento proporcionan a los médicos datos y recomendaciones para prestar apoyo terapéutico adicional, tal como la administración de terapias farmacéuticas a un paciente, para ayudar en la recuperación de la función cardíaca. Por ejemplo, basándose en los parámetros cardíacos y en las tendencias de los parámetros, los algoritmos pueden proporcionar recomendaciones sobre qué terapias farmacéuticas pueden ser beneficiosas, así como proporcionar información sobre la dosificación. Al médico se le pueden proporcionar tendencias de los parámetros cardíacos, tales como el gasto cardíaco nativo, la presión telediastólica y el gasto de potencia cardíaca y, basándose en las tendencias, los algoritmos pueden realizar recomendaciones para respaldar la valoración de inotrópicos.
Alternativamente, al médico se le pueden presentar parámetros cardíacos para ayudar en la modulación de los fluidos y en el estado del volumen del paciente. Se puede proporcionar al médico el gasto nativo, la presión telediastólica y la variación de la presión del pulso, para permitirle determinar si el paciente se encuentra en una ventana de fluido óptima y la capacidad de respuesta del paciente a los fluidos. El algoritmo puede proporcionar una notificación al médico que indica, basándose en estos parámetros, si se considera que el paciente se encuentra en una ventana óptima de fluidos, y una indicación de si es probable que el paciente responda a la administración de fluidos.
Los sistemas, dispositivos y procedimientos descritos en el presente documento pueden ser utilizados para proporcionar una advertencia a los médicos sobre eventos adversos previstos, que se predicen en función de parámetros cardíacos medidos y calculados. Los pacientes que dependen del soporte de la bomba de sangre corren el riesgo de sufrir eventos isquémicos adicionales. Pequeños cambios en la contractilidad del ventrículo izquierdo, la relajación del ventrículo izquierdo y la LVEDP son indicadores tempranos de un evento isquémico silencioso. Alertar a un médico sobre cambios en estos parámetros le permite detectar de manera más temprana un evento isquémico, y responder más rápidamente. Además, otros eventos y resultados adversos, tales como insuficiencia aórtica y anomalías de la conducción (en el caso de pacientes sometidos a valvuloplastia aórtica con balón (Balloon Aortic Valvuloplasty, BAV) en preparación para un reemplazo de válvula aórtica transcatéter (Trans-catheter Aortic Valve Replacement, TAVR)) que requieren un marcapasos. Los cambios en la relajación del ventrículo izquierdo, la presión de llenado diastólico del ventrículo izquierdo, los gradientes de la presión sistólica y la potencia cardíaca y la potencia total pueden funcionar como indicadores tempranos de dicho evento, y pueden ser calculados y detectados mediante los algoritmos descritos en el presente documento y presentados a los médicos.
Finalmente, los sistemas, dispositivos y procedimientos descritos en el presente documento pueden ser utilizados para equilibrar un dispositivo del lado derecho y del lado izquierdo utilizados simultáneamente, proporcionando, por ejemplo, soporte biventricular, el equilibrio de los dos dispositivos puede presentar un problema único para equilibrar los dispositivos del lado derecho e izquierdo para mantener presiones apropiadas en los pulmones y limitar el riesgo de edema pulmonar. Mediante la medición de los gastos nativo y total junto con la presión de la arteria pulmonar y la presión diastólica del ventrículo izquierdo, el algoritmo puede proporcionar a los médicos información sobre estos parámetros para ayudar a tomar decisiones con suficiente información sobre el funcionamiento de los dispositivos biventriculares y puede proporcionar recomendaciones para ayudar a los médicos a equilibrar los dos dispositivos.
Los sistemas, dispositivos y procedimientos presentados en el presente documento describen un mecanismo para medir, en un sistema de bomba de sangre, basándose en la salida de la bomba de sangre y en la señal de presión medida, una variedad de parámetros cardíacos y parámetros de la función cardíaca que son útiles para los médicos en el cuidado y el tratamiento de pacientes tratados con soporte cardíaco mediante una bomba de sangre. Los médicos pueden utilizar los parámetros y recomendaciones proporcionados por el algoritmo para basar en ellos una variedad de decisiones de tratamiento médico, tal como se describe a continuación.
La figura 1 muestra un dispositivo de asistencia cardíaca a modo de ejemplo de la técnica anterior situado en un corazón 102. El corazón 102 incluye un ventrículo izquierdo 103, aorta 104 y una válvula aórtica 105. El sistema de bomba cardíaca intravascular incluye un catéter 106, un motor 108, una salida de bomba 110, una cánula 111, una entrada de bomba 114 y un sensor de presión 112. El motor 108 está acoplado en su extremo proximal al catéter 106, y en su extremo distal a la cánula 111. El motor 108 también acciona un rotor (no visible en la figura) que gira para bombear sangre desde la entrada de la bomba 114 a través de la cánula 111 hasta la salida de la bomba 110. La cánula 111 está colocada a través de la válvula aórtica 105 de tal manera que la entrada de la bomba 114 está situada en el interior del ventrículo izquierdo 103 y la salida de la bomba 110 está situada en el interior de la aorta 104. Esta configuración permite que el sistema de bomba cardíaca intravascular 100 bombee sangre desde el ventrículo izquierdo 103 hacia la aorta 104 para soportar el gasto cardíaco.
El sistema de bomba cardíaca intravascular 100 bombea sangre desde el ventrículo izquierdo hacia la aorta en paralelo con el gasto cardíaco nativo del corazón 102. El flujo de sangre a través de un corazón sano es habitualmente de aproximadamente 5 litros/minuto, y el flujo de sangre a través del sistema de bomba cardíaca intravascular 100 puede ser un caudal similar o diferente. Por ejemplo, el caudal a través del sistema de bomba cardíaca intravascular 100 puede ser de 0,5 litros/minuto, 1 litro/minuto, 1,5 litros/minuto, 2 litros/minuto, 2,5 litros/minuto, 3 litros/minuto, 3,5 litros/minuto, 4 litros/minuto, 4,5 litros/minuto, 5 litros/minuto, mayor de 5 litros/minuto o cualquier otro caudal adecuado.
El motor 108 del sistema de bomba cardíaca intravascular 100 puede variar de varias maneras. Por ejemplo, el motor 108 puede ser un motor eléctrico. El motor 108 puede ser accionado a una velocidad de rotación constante para bombear sangre desde el ventrículo izquierdo 103 a la aorta 104. Hacer funcionar el motor 108 a una velocidad constante requiere, en general, suministrar al motor 108 cantidades variables de corriente, debido a que la carga sobre el motor 108 varía durante las diferentes etapas del ciclo cardíaco del corazón 102. Por ejemplo, cuando aumenta el caudal másico de sangre a través de la bomba de sangre hacia la aorta 104 (por ejemplo, durante la sístole), aumenta la corriente requerida para hacer funcionar el motor 108. Este cambio en la corriente del motor puede ser utilizado, por consiguiente, para ayudar a caracterizar la función cardíaca, tal como se analizará más adelante en relación con las siguientes figuras. La detección del caudal másico utilizando la corriente del motor puede ser facilitada mediante la posición del motor 108, que está alineado con la dirección natural del flujo sanguíneo desde el ventrículo izquierdo 103 hacia la aorta 104. La detección del caudal másico utilizando la corriente del motor también puede ser facilitada mediante el pequeño tamaño y/o el bajo par de torsión del motor 108. El motor 108 de la figura 1 tiene un diámetro de aproximadamente 4 mm, pero se puede utilizar cualquier diámetro de motor adecuado, siempre que la masa del rotor-motor sea lo suficientemente pequeña, tenga un par de torsión suficientemente bajo y esté posicionada de tal manera que pueda responder rápida y fácilmente a los cambios en el gradiente de presión fisiológica a través de la bomba. En algunas implementaciones, el diámetro del motor 108 es menor de 4 mm.
En ciertas implementaciones, se miden uno o varios parámetros del motor distintos de la corriente, tal como la potencia suministrada al motor 108. En algunas implementaciones, el motor 108 en la figura 1 funciona a velocidad constante. En ciertas implementaciones, la velocidad del motor 108 varía con el tiempo (por ejemplo, como función delta, escalonada, sinusoidal o de rampa) para sondear la función cardíaca nativa. En algunas implementaciones, el motor 108 puede ser externo al paciente, y puede accionar el rotor mediante un elemento de transmisión mecánica alargado, tal como un árbol de accionamiento flexible, un cable de transmisión o un acoplamiento de fluidos.
El sensor de presión 112 del sistema de bomba cardíaca intravascular 100 puede estar dispuesto en diversas ubicaciones de la bomba, tal como en el motor 108 o en el flujo de salida de la bomba, es decir, la salida de la bomba 110. La colocación del sensor de presión 112 en la salida de la bomba 110 permite al sensor de presión 112 medir la presión aórtica verdadera (Aortic Pressure, AoP), cuando el sistema de bomba cardíaca intravascular 100 está posicionado a través de la válvula aórtica 105. En ciertas implementaciones, el sensor de presión 112 del sistema de bomba cardíaca intravascular 100 puede estar dispuesto en la cánula 111, en el catéter 106, o en cualquier otro lugar adecuado. El sensor de presión 112 puede detectar la presión sanguínea en la aorta 104 cuando el sistema de bomba cardíaca intravascular 100 está posicionado adecuadamente en el corazón 102. La información de la presión sanguínea puede ser utilizada para colocar adecuadamente el sistema de bomba cardíaca intravascular 100, en el corazón 102. Por ejemplo, el sensor de presión 112 puede ser utilizado para detectar si la salida de la bomba ha pasado a través de la válvula aórtica 105 hacia el ventrículo izquierdo 103, lo que solo haría circular sangre en el interior del ventrículo izquierdo 103 en lugar de transportar sangre desde el ventrículo izquierdo 103 a la aorta 104. En algunas implementaciones, el sensor de presión 112 es un tubo lleno de fluido, un sensor de presión diferencial, un sensor hidráulico, una galga extensométrica piezorresistiva, un sensor de interferometría óptica u otro sensor óptico, un sensor piezoeléctrico MEMS o cualquier otro sensor adecuado.
El sistema de bomba cardíaca intravascular 100 puede ser introducido de diversas maneras, tal como mediante introducción percutánea en el corazón 102. Por ejemplo, el sistema de bomba cardíaca intravascular puede ser introducido a través de una arteria femoral (no mostrada), a través de la aorta 104, a través de la válvula aórtica 105, y en el ventrículo izquierdo 103. En ciertas implementaciones, el sistema de bomba cardíaca intravascular 100 se introduce quirúrgicamente en el corazón 102. En algunas implementaciones, el sistema de bomba cardíaca intravascular 100, o un sistema similar adaptado para el corazón derecho, se introduce en el corazón derecho. Por ejemplo, se puede introducir una bomba cardíaca derecha similar al sistema de bomba cardíaca intravascular 100 a través de la vena femoral y en la vena cava inferior, sin pasar por el atrio derecho y el ventrículo derecho, y extendiéndose hasta la arteria pulmonar. Alternativamente, se puede introducir una bomba cardíaca derecha a través de la vena yugular interna y la vena cava superior, y se puede introducir una bomba cardíaca izquierda a través de la arteria axilar. En ciertas implementaciones, el sistema de bomba cardíaca intravascular 100 puede ser posicionado para funcionar en el sistema vascular fuera del corazón 102 (por ejemplo, en la aorta 104). Al residir de manera mínimamente invasiva en el interior del sistema vascular, el sistema de bomba cardíaca intravascular 100 es suficientemente sensible para permitir la caracterización de la función cardíaca nativa.
La figura 2A muestra un gráfico de ejemplo de la corriente del motor en función de un gradiente de presión. El gráfico 200 tiene un eje x 202 que representa la corriente del motor en unidades de mA y un eje y 204 que representa un gradiente de presión (dP) en unidades de mmHg. El gráfico 200 incluye la línea de tendencia 206 que muestra una relación entre la corriente del motor y el gradiente de presión. La corriente del motor consumida por una bomba de sangre es proporcional al gradiente de presión a través de la cánula de la bomba de sangre a una velocidad del motor conocida. El gráfico 200 puede funcionar como una búsqueda para que un algoritmo determine un gradiente de presión a partir de una corriente del motor y una velocidad del motor determinadas, a las que está funcionando actualmente un motor de la bomba de sangre. Por ejemplo, una corriente del motor de aproximadamente 650 mA indicada por el punto 208 en el eje x corresponde a un gradiente de presión de 120 mmHg indicado por el punto 210 en el eje y, determinado extendiendo una línea desde la corriente del motor en el punto 208 hasta la línea de tendencia 206 y, a continuación, extendiendo una línea desde la intersección con la línea de tendencia 206 hasta el eje y en el punto 210. La relación entre la corriente del motor y el gradiente de presión descrito por el gráfico 200 puede ser determinada en un laboratorio para una bomba de sangre particular en condiciones fisiológicas y puede ser almacenada en una memoria de un procesador dentro de un controlador de la bomba de sangre.
Accediendo al gráfico 200, un controlador determina el gradiente de presión asociado con la corriente del motor y la velocidad del motor a la que está funcionando actualmente la bomba de sangre. El controlador puede, por lo tanto, utilizar el gradiente de presión con otros valores determinados o medidos tales como la presión aórtica medida en un sensor de presión (por ejemplo, el sensor de presión 112 en la figura 1) para determinar diversos parámetros cardíacos tales como la LVEDP, la LVP, la presión del pulso aórtico, la presión aórtica media, el flujo de la bomba, el gradiente de presión, la frecuencia cardíaca, el gasto cardíaco, el gasto de potencia cardíaca, el gasto cardíaco nativo, el gasto de potencia cardíaca nativa, la contractilidad cardíaca, la relajación cardíaca, la capacidad de respuesta a los fluidos, el estado del volumen, el índice de descarga cardíaca y el índice de recuperación cardíaca.
Por ejemplo, una vez que se ha determinado el gradiente de presión a través de la cánula de la bomba de sangre a partir de la corriente del motor y de la velocidad del motor, el gradiente de presión a través de la cánula de la bomba de sangre puede ser utilizado con una presión aórtica medida (tal como la presión medida en el sensor de presión 112) para determinar una estimación de la LVP en la carcasa de entrada de la bomba. La LVP se estima restando el gradiente de presión de la presión aórtica. Tal como se describe a continuación con respecto a la figura 2B, la LVP determinada de esta manera es una muy buena estimación de la LVP real en el corazón. El controlador puede mostrar la LVP estimada en una pantalla a la que un médico puede acceder, y visualizarla. El médico puede utilizar la información proporcionada por la LVP en un momento determinado, o una vista histórica de los cambios en la LVP, para tomar decisiones clínicas con respecto al tratamiento de un paciente, incluida la toma de decisiones con suficiente información sobre cambios en el soporte proporcionado por la bomba de sangre.
Aunque la relación entre el gradiente de presión y la corriente del motor de la bomba de sangre a una velocidad del motor conocida se representa como un gráfico 200, un controlador podría utilizar la información contenida en el gráfico 200 accediendo a una tabla de consulta o consultando una función que describa la relación entre el gradiente de presión y la corriente y la velocidad del motor. En algunas implementaciones, el controlador puede tener en cuenta parámetros adicionales más allá de la corriente y la velocidad del motor para determinar el gradiente de presión a través de la cánula de la bomba de sangre, tal como otras propiedades de la bomba, propiedades del controlador o la consola de la bomba, parámetros ambientales y ajustes de la velocidad del motor. Tener en cuenta parámetros adicionales en la función utilizada para determinar el gradiente de presión puede conducir a una asociación entre la corriente del motor y el diferencial de presión que sea más precisa, permitiendo un cálculo más preciso de la LVP o de otros parámetros cardíacos.
La figura 2B muestra un gráfico de ejemplo de la presión aórtica medida y la LVP calculada, en función del tiempo. El gráfico 201 tiene un eje x 203 que representa el tiempo en segundos y un eje y 205 que representa una altura de presión en unidades de mmHg. El gráfico tiene tres trazas que incluyen la presión aórtica 212, la LVP 214 estimada (línea de puntos) y la LVP 216 medida real. Las trazas en el gráfico 201 muestran que la LVP estimada determinada a partir de la presión aórtica medida y del gradiente de presión determinado a través de la cánula de la bomba de sangre están de acuerdo con el valor de la LVP medida. Basándose en la corriente del motor y en la presión aórtica medida, el algoritmo determina la LVP continua, incluida la forma de onda completa y el punto de la LVEDP dentro del ciclo cardíaco. El algoritmo mide la LVP inmediatamente en el interior de la entrada de la bomba 114, lo que permite al algoritmo determinar eventos de aspiración y distinguir entre aspiración sistólica/continua y diastólica/intermitente.
El punto de la LVEDP en el ciclo cardíaco es importante en el cálculo de otros parámetros cardíacos. La presión en el punto de fin de diástole es la LVP inmediatamente anterior a la contracción del ventrículo izquierdo, que puede ser definida mediante el inicio de la onda R en una medición de ECG de referencia. El punto de la LVEDP en el ciclo cardíaco se puede estimar basándose en la señal de colocación de la presión aórtica 212, en la forma de onda de la LVP 214 y en el gradiente de presión en la bomba. En algunas implementaciones, la LVEDP se estima basándose en la identificación de un máximo en la forma de onda estimada de la LVP 214 que a continuación es desplazado en el eje temporal para estimar el punto de la LVEDP. Esta técnica se conoce como detección de máximos e indexación del tiempo. En una implementación alternativa, la LVEDP estimada se calcula basándose en una primera y/o segunda derivada con respecto al tiempo de la forma de onda estimada de la LVP 214 a lo largo del tiempo.
La figura 2C muestra un gráfico 220 de ejemplo de la forma de onda estimada de la LVP 214 y la forma de onda de la presión aórtica 212 con respecto al tiempo. El gráfico tiene un eje x 222 que representa el tiempo y un eje y 224 que representa la altura de presión en mmHg. El gráfico incluye una traza de la forma de onda de la LVP estimada 226 (línea de puntos) y una traza de la presión aórtica 228 (línea continua). En algunas implementaciones, la LVEDP puede ser seleccionada basándose en el gráfico 220 seleccionando un máximo de la forma de onda de la LVP estimada 226 y desplazando el punto en el tiempo. Aunque por comodidad solo se muestra un punto de la LVEDP 229 en este gráfico 220, la LVEDP puede ser calculada para cada ciclo de la forma de onda de la LVP, para monitorizar los cambios a lo largo del tiempo.
La figura 2D muestra un gráfico 230 de ejemplo de la primera derivada de la forma de onda de la LVP 214 estimada, con respecto al tiempo. El gráfico 230 se puede calcular como una derivada de la forma de onda de la LVP 226 en el gráfico 220. El gráfico 230 tiene un eje x 232 que representa el tiempo y un eje y 234 que representa una primera derivada de la presión con respecto al tiempo (dP/dt) en mmHg/s. El gráfico incluye una traza de la primera derivada de la forma de onda de la LVP 236, así como una indicación del punto de la LVEDP 238 que puede ser seleccionado como la LVEDP estimada basándose en la traza de la primera derivada de la forma de onda de la LVP 236. El punto 238 muestra el punto asociado con la LV<e>D<p>, que puede ser calculado, por ejemplo, como el punto en el que la primera derivada de la forma de onda de la LVP 236 está en un punto del tiempo a medio camino entre un mínimo y un máximo. Aunque por comodidad en este gráfico 230 solo se muestra un punto de la LVEDP 238, la LVEDP se puede calcular para cada ciclo de la forma de onda de la LVP. Alternativamente, el gráfico 230 de la primera derivada de la forma de onda de la LVP 236 puede ser útil para “acotar” o limitar una búsqueda del punto de la LVEDP 238 que, a continuación, puede ser determinado basándose en el gráfico de la segunda derivada o por otros medios. La estimación del punto de la LVEDP 238 basada en el gráfico 230 puede ser sensible a la frecuencia de muestreo con una frecuencia de muestreo más alta, de tal manera que un muestreo más alto da como resultado un cálculo más preciso del punto de la LVEDP 238.
La figura 2E muestra un gráfico 240 de ejemplo de la segunda derivada de la forma de onda de la LVP 214 estimada, con respecto al tiempo. El gráfico 230 se puede calcular como la derivada de la forma de onda de la LVP 236 en el gráfico 230, o la segunda derivada de la forma de onda de la LVP 226 en el gráfico 220. El gráfico 240 tiene un eje x 242 que representa el tiempo y un eje y 244 que representa la segunda derivada de la presión con respecto al tiempo (d2P/dt2) en mmHg/s2. El gráfico incluye una traza de la segunda derivada de la forma de onda de la LVP 246, así como una indicación del punto de la LVEDP 248 que puede ser seleccionado como la LVEDP estimada basándose en la traza de la segunda derivada de la forma de onda de la LVP 246. El punto 248 muestra el punto asociado con la LVEDP, que puede ser calculado, por ejemplo, como el punto en el que la segunda derivada de la forma de onda de la LVP estimada 246 tiene un máximo. Aunque por comodidad en este gráfico 240 solo se muestra un punto de la LVEDP 248, la LVEDP puede ser calculada para cada ciclo de la forma de onda de la LVP. De manera similar a la estimación del punto de la LVEDP 238 basada en el gráfico 230 de la primera derivada, la estimación del punto de la LVEDP 248 basada en el gráfico 240 de la segunda derivada puede ser sensible a la frecuencia de muestreo y es más precisa a frecuencias de muestreo altas.
Los máximos de la primera o segunda derivada con respecto al tiempo de la forma de onda de la LVP se pueden utilizar para calcular con precisión el punto de la LVEDP. Además, los máximos y mínimos de la primera y segunda derivadas con respecto al tiempo de la forma de onda de la LVP se pueden utilizar para estrechar la ventana de búsqueda de un punto de la LVEDP determinado y, de este modo mejorar la detección del punto de la LVEDP, reduciendo los falsos positivos. La utilización de la primera o segunda derivada con respecto al tiempo de la presión aórtica medida 212 para determinar la LVEDP permite al algoritmo determinar con mayor precisión el punto de la LVEDP en el ciclo cardíaco. Alternativamente, la forma de onda de la presión aórtica (por ejemplo, 212 en la figura 2B) puede ser utilizada de manera similar con la primera y segunda derivadas de las formas de onda de la presión aórtica, para determinar el punto de la LVEDP.
La figura 3 muestra una interfaz de usuario, a modo de ejemplo, para un controlador de bomba cardíaca que muestra una forma de onda de la función cardíaca a lo largo del tiempo. La interfaz de usuario 300 puede ser utilizada para controlar el sistema de bomba cardíaca intravascular 100 de la figura 1, o cualquier otra bomba cardíaca adecuada. La interfaz de usuario 300 incluye una forma de onda de la señal de presión 302, una forma de onda de la LVP 303 y una forma de onda de la corriente del motor 304, un caudal 306, una medida del gasto de potencia cardíaca 308 y una medida del gasto cardíaco nativo 310. La forma de onda de la señal de presión 302 indica la presión medida por el sensor de presión de la bomba de sangre (por ejemplo, el sensor de presión 112) y, cuando la bomba está colocada correctamente, corresponde a una presión aórtica. Un profesional sanitario puede utilizar la forma de onda de la señal de presión 302 y la forma de onda de la LVP 303 para colocar adecuadamente una bomba cardíaca intravascular (tal como la bomba cardíaca intravascular 100 en la figura 1) en el corazón. La forma de onda de señal de presión 302 se utiliza para verificar la posición de la bomba cardíaca intravascular evaluando si la forma de onda 302 es una forma de onda aórtica o ventricular. Una forma de onda aórtica indica que el motor de la bomba cardíaca intravascular está en la aorta. Una forma de onda ventricular indica que el motor de la bomba cardíaca intravascular ha sido introducido en una ubicación incorrecta en el ventrículo. Se muestra una escala 312 para la forma de onda de la señal de colocación a la izquierda de la forma de onda. La escala predeterminada es 0-160 mmHg. Se puede ajustar en incrementos de 20 mmHg; por ejemplo, la escala 312 se muestra con una escala de -20 a 160 mmHg. A la derecha de la forma de onda hay una pantalla 314 que etiqueta la forma de onda, proporciona las unidades de medida e incluye una indicación de la presión estimada actual. La pantalla 314 también puede incluir una estimación de la presión aórtica 316 y/o la LVP 318, que puede ser una estimación instantánea, un valor promedio o un valor máximo o mínimo, así como indicaciones de otros parámetros cardíacos calculados a partir de la forma de onda de la señal de presión, tal como la LVEDP. En algunas implementaciones, la pantalla 314 muestra los valores máximo y mínimo y el valor promedio de las métricas cardíacas calculadas. Al incluir la forma de onda de la señal de presión 302, la forma de onda de la LVP 303 y la pantalla 314, la señal de presión y la LVP se muestran como una función del tiempo y los parámetros cardíacos importantes se extraen y muestran en la pantalla 314.
En algunas implementaciones, se tiene en cuenta la variabilidad entre diferentes bombas de sangre calibrando la forma de onda de la LVP 303 con la forma de onda de la presión aórtica medida 302. La pantalla puede solicitar al usuario que ajuste manualmente el máximo estimado de la forma de onda de la LVP (por ejemplo, 214 en la figura 2B) a lo largo del eje y para que coincida con el máximo de la forma de onda de la presión aórtica (por ejemplo, 212 en la figura 2B). En algunas implementaciones, la calibración se automatiza para el usuario basándose en la lectura de la presión de las formas de onda de la presión aórtica y de la<l>V<p>. En otras implementaciones, la calibración requerida puede ser calculada mediante un controlador en la interfaz de usuario 300, y se le puede presentar al usuario un mensaje con instrucciones para alinear los máximos de la forma de onda de la LVP durante la sístole con los mismos máximos en la forma de onda de la presión aórtica, incluido un valor sugerido basado en los cálculos del controlador de la misma alineación en el segundo plano del programa. Calculando la alineación en segundo plano, el controlador también puede detectar los puntos exactos del ciclo cardíaco en los que la forma de onda de la presión aórtica y la forma de onda de la LVP se deben superponer. La superposición de la forma de onda de la presión aórtica y la forma de onda de la LVP corresponde a la apertura y el cierre de la válvula aórtica. Estos eventos marcan el comienzo y el final de la sístole. La determinación de los puntos de superposición entre la forma de onda de la presión aórtica y la forma de onda de la LVP es difícil a simple vista, pero el controlador puede calibrarla para mejorar las calibraciones que requieren la identificación de los máximos de las formas de onda de la LVP y de la presión aórtica.
Automatizar el procedimiento de calibración simplifica la utilización de la interfaz de usuario 300 y garantiza que se presenten al usuario los valores de calibración adecuados. Los cálculos de calibración se pueden mejorar aún más con frecuencias de muestreo elevadas.
La forma de onda de la corriente del motor 304 es una medida de la entrada de energía del motor de la bomba cardíaca. La entrada de energía varía con la velocidad del motor y la diferencia de presión entre las zonas de entrada y salida de la cánula, lo que da como resultado una carga de volumen variable sobre el rotor. Cuando se utiliza con una bomba cardíaca intravascular (tal como la bomba cardíaca intravascular 100 en la figura 1), la corriente del motor proporciona información sobre la posición del catéter con respecto a la válvula aórtica. Cuando la bomba cardíaca intravascular está posicionada correctamente, con la zona de entrada en el ventrículo y la zona de salida en la aorta, la corriente del motor es pulsátil, debido a que el flujo másico a través de la bomba cardíaca cambia con el ciclo cardíaco. Cuando las zonas de entrada y salida están en el mismo lado de la válvula aórtica, la corriente del motor será amortiguada o plana, debido a que la entrada y la salida de la bomba están situadas en la misma cámara y no hay variabilidad en la presión diferencial, lo que resulta en un caudal másico constante y, por consiguiente, en una corriente constante del motor. Se muestra una escala 320 para la forma de onda de la corriente del motor a la izquierda de la forma de onda. La escala predeterminada es 0-1000 mA. La escala se puede ajustar en incrementos de 100 mA. A la derecha de la forma de onda hay una pantalla 322 que etiqueta la forma de onda, proporciona las unidades de medida y muestra los valores máximo y mínimo y el valor promedio de las muestras recibidas. Aunque es posible que el sensor de presión y el sensor de corriente del motor no sean necesarios para el posicionamiento de las bombas implantadas quirúrgicamente, se pueden utilizar los sensores en dichos dispositivos para determinar características adicionales de la función cardíaca nativa para monitorizar la terapia.
Aunque en la figura 3 solo se muestran las tres formas de onda (forma de onda de señal de presión 302, forma de onda de la LVP 303 y forma de onda de la corriente del motor 304) se pueden mostrar formas de onda adicionales en la pantalla principal de la pantalla 300 o se puede acceder a ellas en pantallas adicionales. Por ejemplo, en la pantalla 300 se puede visualizar una forma de onda de la contractilidad, una forma de onda del estado cardíaco, una forma de onda del ECG o cualquier otro parámetro cardíaco apropiado que cambie con el tiempo o el pulso. La visualización de la información cardíaca como una línea de tendencia permite al médico ver el estado cardíaco histórico de un paciente y tomar decisiones basadas en las tendencias visibles. Por ejemplo, un médico puede observar una disminución o un aumento en la presión aórtica mostrada en la forma de onda de la señal de presión 302 con el tiempo, y determinar alterar o continuar el tratamiento basándose en esta observación.
La posición, las representaciones de las métricas en el controlador y la identificación y el número de métricas y recomendaciones en la figura 3 pretenden ser ilustrativos. El número de métricas e indicadores, la posición de las mismas métricas e indicadores en la consola y las métricas mostradas pueden variar con respecto a las que se muestran en el presente documento. Los parámetros cardíacos mostrados a un usuario pueden ser, por ejemplo, LVEDP, LVP, presión del pulso aórtico, presión aórtica media, flujo de la bomba, gradiente de presión, frecuencia cardíaca, gasto cardíaco, gasto de potencia cardíaca, gasto cardíaco nativo, gasto de potencia cardíaca nativa, contractilidad cardíaca, relajación cardíaca, capacidad de respuesta a los fluidos, estado del volumen, índice de descarga cardíaca, índice de recuperación cardíaca, función diastólica del ventrículo izquierdo, elastancia diastólica del ventrículo izquierdo, elastancia sistólica del ventrículo izquierdo, volumen sistólico, variabilidad de la frecuencia cardíaca, variabilidad del volumen sistólico, variabilidad de la presión del pulso, distensibilidad aórtica, distensibilidad vascular o resistencia vascular. En algunas implementaciones, la fuente, el tamaño de fuente, el diseño y la posición de los datos mostrados a un usuario pueden ser configurados para facilitar su utilización en un entorno de cuidados críticos.
La medida de la medida del gasto cardíaco nativo 310 incluye una visualización de un NCO en L/min calculado basándose en los parámetros cardíacos medidos. El gasto cardíaco nativo es una medida del flujo sanguíneo atribuido al propio corazón, o la tasa de flujo sanguíneo en la vasculatura que rodea a la bomba de sangre. El gasto cardíaco nativo se calcula a partir de la señal de colocación (Presión aórtica) 316 y de la presión del pulso calculada en el controlador restando el valor mínimo de la presión aórtica del valor máximo de la presión aórtica. El controlador puede calcular la presión del pulso periódicamente. El gasto cardíaco nativo puede ser utilizado para calcular parámetros cardíacos adicionales de relevancia clínica. Por ejemplo, el gasto cardíaco nativo puede ser utilizado junto con información sobre el caudal de la bomba de sangre para calcular el gasto cardíaco total del propio corazón y de la bomba de sangre.
La medida del gasto de potencia cardíaca 308 incluye una visualización de un gasto de potencia cardíaca total en vatios calculada basándose en los parámetros cardíacos medidos. El gasto de potencia cardíaca total se calcula a partir del gasto cardíaco total, calculado basándose en el gasto cardíaco nativo tal como se describió anteriormente. El gasto de potencia cardíaca total se calcula multiplicando el gasto cardíaco por la presión arterial media y dividiéndolo por 451.
El caudal 324 puede ser un caudal sanguíneo objetivo establecido por el usuario o un caudal real estimado. En algunos modos del controlador, el controlador ajustará automáticamente la velocidad del motor en respuesta a los cambios en la poscarga para mantener un caudal objetivo. En algunas implementaciones, si no es posible calcular el flujo, el controlador permitirá al usuario establecer una velocidad fija del motor indicada por el indicador de velocidad.
Una memoria dentro de la interfaz de usuario o del controlador registra los datos medidos, calculados y mostrados, en el controlador. La memoria puede tener una frecuencia de muestreo de entre 25 y 150 Hz. En algunas implementaciones, es preferente una frecuencia de muestreo más alta, tal como de 100 Hz o más, puesto que los datos se grabarán en un registro de datos en la memoria a una velocidad más rápida. Los datos de mayor fidelidad registrados en la memoria se pueden utilizar para estimar mejor la función cardíaca a lo largo del tiempo. Las formas de onda, algoritmos y alarmas mostradas al usuario en la interfaz de usuario se pueden mostrar a una velocidad más baja, para mayor eficiencia.
La pantalla 300 incluye diversos botones 326-334 para acceder a pantallas de visualización adicionales. Los botones incluyen un botón de menú 326, un botón de menú de purga 328, un botón de visualización 330, un botón de control del flujo 332 y un botón de silenciar alarma 334. Los botones mostrados en la pantalla 300 tienen el propósito de ser ilustrativos, y un usuario puede acceder a botones alternativos o adicionales. El botón de menú 326 puede permitir a un usuario acceder a información adicional sobre la utilización de la pantalla 300, incluida la versión de software, registros y fechas de utilización. El botón de menú 326 también puede permitir a un usuario acceder a opciones tales como el modo de energía de la pantalla 300 o bloquear la pantalla 300. El botón de menú 326 también puede permitir a un usuario calibrar la pantalla 300 o permitir a un usuario acceder a opciones o instrucciones para la calibración de la pantalla 300, junto con una bomba de sangre adjunta. Por ejemplo, un usuario puede calibrar un valor de presión medido o un parámetro cardíaco mostrado como una forma de onda a un valor conocido del parámetro cardíaco medido por un catéter arterial o similar. El botón de menú de purga 328 puede permitir a un usuario acceder a opciones de utilización, configuraciones e información adicionales relacionadas con el sistema de purga de una bomba de sangre adjunta. El botón de menú de visualización 330 puede permitir a un usuario acceder a métricas y parámetros cardíacos adicionales y, en algunos casos, agregar o cambiar las métricas cardíacas mostradas en la pantalla principal de la pantalla 300. El botón de control del flujo 332 permite a un usuario acceder a opciones y configuraciones adicionales relacionadas con el control del caudal de la bomba ajustando la velocidad del motor de la bomba. El botón de control del flujo puede permitir al usuario acceder a recomendaciones relacionadas con la velocidad actual del motor de la bomba y diversas métricas cardíacas calculadas por el controlador, y puede permitir al usuario introducir o aceptar ajustes a la velocidad del motor de la bomba. El botón de silenciar alarma 334 puede permitir a un usuario silenciar una alarma o acceder a información adicional sobre una alarma o advertencia proporcionada por el controlador. El controlador puede emitir notificaciones de advertencia a un usuario con respecto a la utilización de la pantalla, la bomba de sangre y los sistemas relacionados, o las métricas cardíacas calculadas por el controlador. Las advertencias y alarmas pueden ser alarmas audibles, pantallas emergentes en la pantalla 300 o pueden ser enviadas directamente a un médico, por ejemplo a través de un mensaje de texto, un mensaje corto o un correo electrónico.
En algunas implementaciones, las advertencias o alarmas se activan mediante una métrica cardíaca, calculada, medida o monitorizada por el controlador, que cae por debajo de un valor umbral establecido. En algunas implementaciones, las advertencias o alarmas se activan mediante una métrica cardíaca, calculada, medida o monitorizada por el controlador, que excede un valor umbral establecido. En algunas implementaciones, las advertencias o alarmas se activan por un cambio en una métrica cardíaca, calculada, medida o monitorizada por el controlador, que excede o cae por debajo de un valor umbral establecido. En algunas implementaciones, el valor umbral establecido es un valor del sistema establecido dentro del controlador. En algunas implementaciones, el valor umbral establecido lo establece un médico en función del historial y de la salud del paciente. En algunas implementaciones, el valor umbral establecido es un valor previo de la métrica cardíaca, por ejemplo, un valor previo medido o calculado una magnitud de tiempo predeterminada antes.
En algunas implementaciones, las advertencias o alarmas son recomendaciones para alterar el soporte proporcionado al corazón por la bomba de sangre basándose en una o varias de las métricas cardíacas calculadas, medidas o monitorizadas. Las figuras 4 a 11 muestran procesos mediante los cuales el controlador determina diversos cambios recomendados para el soporte cardíaco proporcionado por la bomba de sangre.
La figura 4 muestra un proceso 400 para optimizar el rendimiento de una bomba de sangre en el corazón basándose en parámetros cardíacos medidos y calculados.
En la etapa 402, el motor de una bomba cardíaca se hace funcionar a una velocidad de rotación. En la etapa 404, se mide la presión aórtica. La presión aórtica se puede medir mediante un sensor de presión acoplado a la bomba cardíaca, mediante un catéter separado, mediante un sensor de presión no invasivo o mediante cualquier otro sensor adecuado. El sensor de presión puede ser un tubo lleno de fluido, un sensor de presión diferencial, un sensor hidráulico, una galga extensométrica piezorresistiva, un sensor de interferometría óptica u otro sensor óptico, un sensor piezoeléctrico MEMS o cualquier otro sensor adecuado. En algunas implementaciones, la presión ventricular se mide, además de, o como alternativa a la medición de la presión aórtica. En la etapa 406, se mide la corriente suministrada al motor y se mide la velocidad del motor. En la etapa 408, se determina el diferencial de presión a través de una cánula de la bomba de sangre basándose en la corriente del motor y en la velocidad del motor medidas, utilizando una tabla de consulta o accediendo a una función que tiene en cuenta la corriente del motor medida a la velocidad conocida y, opcionalmente, otros parámetros. En la etapa 410, se calcula un parámetro cardíaco basándose en el diferencial de presión a través de la cánula de la bomba de sangre, y en la presión aórtica. El parámetro cardíaco puede ser uno de LVEDP, LVP, presión del pulso aórtico, presión aórtica media, flujo de la bomba, gradiente de presión o frecuencia cardíaca. Cada uno de estos parámetros cardíacos puede ser utilizado por los médicos como una medida de diversos aspectos de la salud y la función cardíaca. Un médico puede utilizar las tendencias de cada uno de los parámetros cardíacos a lo largo del tiempo para determinar si el gasto cardíaco nativo está mejorando o empeorando, y puede tomar decisiones clínicas sobre el soporte que prestan la bomba de sangre y las terapias farmacéuticas basándose en estas tendencias. En algunas implementaciones, se calcula más de un parámetro cardíaco basándose en el diferencial de presión a través de la cánula de la bomba de sangre, y en la presión aórtica.
En concreto, con el fin de evaluar el rendimiento de la bomba de sangre dentro del corazón de un paciente, se pueden calcular uno o varios de la LVP y la LVEDP, según el algoritmo. En algunas implementaciones, el procesador evalúa las métricas calculadas para determinar si hay problemas con el rendimiento actual de la bomba de sangre y ofrecer sugerencias al usuario para corregir los problemas. En algunas implementaciones, las métricas se presentan para su evaluación por parte de un profesional sanitario.
En la etapa 412, el parámetro cardíaco calculado se registra en la memoria. Accediendo a los parámetros cardíacos registrados almacenados en la memoria, un usuario puede acceder a una vista histórica del parámetro cardíaco a lo largo del tiempo, o el parámetro puede ser mostrado en una consola de visualización como una línea de tendencia.
En la etapa 414, se determina un parámetro de la función cardíaca basándose en el parámetro cardíaco calculado. El parámetro de la función cardíaca puede ser cualquiera de: gasto cardíaco, gasto de potencia cardíaca, gasto cardíaco nativo, gasto de potencia cardíaca nativa, contractilidad cardíaca, relajación cardíaca, capacidad de respuesta a los fluidos, estado del volumen, índice de descarga cardíaca, índice de recuperación cardíaca, función diastólica del ventrículo izquierdo, elastancia diastólica del ventrículo izquierdo, elastancia sistólica del ventrículo izquierdo, volumen sistólico, variabilidad de la frecuencia cardíaca, variabilidad del volumen sistólico, variabilidad de la presión del pulso, distensibilidad aórtica, distensibilidad vascular o resistencia vascular. Estos parámetros de la función cardíaca se pueden calcular a partir del parámetro cardíaco calculado y de otros parámetros medidos disponibles. Los parámetros de la función cardíaca ofrecen información adicional a los médicos sobre la función cardíaca, así como el rendimiento de la bomba de sangre con respecto a la función cardíaca. En algunas implementaciones, el parámetro de la función cardíaca también se registra en la memoria para proporcionar datos históricos y tendencias de los parámetros de la función cardíaca con respecto al tiempo. En algunas implementaciones, se determina más de un parámetro de la función cardíaca.
Por ejemplo, el gasto cardíaco puede ser calculado basándose en la corriente del motor y en la velocidad del motor de la bomba de sangre y en la presión aórtica medida. A partir de la presión aórtica se puede obtener la presión del pulso de la forma de onda aórtica. En implementaciones en las que el sensor de presión (por ejemplo, el sensor de presión 112 en la figura 1) está situado en el flujo de salida de la bomba, la presión aórtica y la presión del pulso de la forma de onda aórtica se miden en la raíz aórtica, donde está menos influenciada por la resistencia aórtica y sistémica y la distensibilidad vascular sistémica en comparación con enfoques periféricos para calcular la presión del pulso (por ejemplo, PiCCO, Edwards FloTract). En algunas implementaciones, la presión del pulso y, en consecuencia, el cálculo del algoritmo, están influenciados por la distensibilidad aórtica en el punto de medición, que varía de un paciente a otro. No obstante, la variación entre pacientes se puede tener en cuenta calibrando el algoritmo del gasto cardíaco, y la distensibilidad aórtica solo debe variar mínimamente para un paciente durante la duración del soporte, puesto que las propiedades de la pared de la raíz aórtica habitualmente no se ven afectadas por los fármacos vasoactivos e inotrópicos. Otros algoritmos de gasto cardíaco que se basan en la presión del pulso y en derivados de la onda de presión del pulso (por ejemplo, PiCCO, FloTract o PulseCo) no pueden distinguir la pulsatilidad debida al corazón nativo de la pulsatilidad debida al dispositivo de soporte. Por el contrario, el algoritmo es capaz de discernir la pulsatilidad nativa y la impulsada por la bomba y desacoplar los cambios en la pulsatilidad debidos a cambios en el flujo de la bomba o del corazón.
En la etapa 416, el parámetro cardíaco calculado y/o el parámetro de la función cardíaca se genera para su visualización y se muestra a un usuario en una interfaz de visualización. Se puede acceder al parámetro cardíaco calculado en la memoria del controlador y procesarlo para preparar el parámetro cardíaco para su visualización como un número, una forma de onda a lo largo del tiempo o como un valor de máximo o mínimo. El parámetro cardíaco y el parámetro de la función cardíaca se pueden mostrar a un médico, por ejemplo a un técnico de laboratorio o a un enfermero en un entorno de cuidados intensivos o en un laboratorio de cateterismo, en una pantalla, tal como la pantalla 300 en la figura 3. El parámetro cardíaco calculado, el parámetro de la función cardíaca y, opcionalmente, las vistas históricas del parámetro cardíaco y/o del parámetro de la función cardíaca a lo largo del tiempo permiten al médico ver y tomar decisiones basadas en las tendencias del parámetro cardíaco y del parámetro de la función cardíaca. Un ejemplo de interfaz de usuario se muestra en la figura 5 para mostrar la utilización de los algoritmos derivados del algoritmo para determinar una posición correcta de la bomba de sangre.
La visualización y/o la determinación del parámetro cardíaco y del parámetro de la función cardíaca pueden ser continuas o casi continuas mientras la bomba cardíaca está implantada en el corazón. Esto puede ser ventajoso sobre los procedimientos convencionales basados en catéter, que solo permiten el muestreo de la función cardíaca en momentos específicos durante el ciclo cardíaco o en momentos discretos en el tiempo. Por ejemplo, la monitorización continua del parámetro cardíaco puede permitir una detección más rápida del deterioro cardíaco. La monitorización continua del parámetro cardíaco y del parámetro de la función cardíaca puede mostrar los cambios en la situación del corazón a lo largo del tiempo. Además, si el dispositivo de asistencia cardíaca ya está en el paciente, se puede medir la función cardíaca sin tener que introducir un catéter adicional en el paciente. El parámetro cardíaco y/o el parámetro de la función cardíaca se pueden mostrar tal como se muestra en la interfaz de usuario de la figura 3 o utilizando cualquier otra interfaz de usuario o informe adecuados.
En la etapa 418, se determina una optimización del rendimiento de la bomba de sangre basándose en el parámetro cardíaco calculado y en el parámetro de la función cardíaca. El controlador puede acceder al parámetro cardíaco calculado en la memoria y comparar el parámetro cardíaco calculado o el parámetro de la función cardíaca con un valor umbral almacenado, para determinar que el rendimiento de la bomba de sangre se puede optimizar con respecto a la función cardíaca del paciente. Por ejemplo, el controlador puede determinar que la función cardíaca del paciente está mejorando y se puede retirar al paciente el soporte de la bomba de sangre. Alternativamente, el controlador puede determinar que la función cardíaca del paciente está empeorando y que se debe aumentar el soporte de la bomba de sangre proporcionado al paciente. Adicional o alternativamente, el controlador puede determinar que existe un riesgo de aspiración o un evento de aspiración basándose en la ubicación actual de la bomba de sangre, y que la posición de la bomba de sangre puede ser optimizada. El valor umbral con el que se compara el parámetro cardíaco calculado o el parámetro de la función cardíaca puede estar preestablecido en el momento de la fabricación, ser establecido por el médico a través de la interfaz de usuario o basarse en una lectura previa del parámetro cardíaco calculado y del parámetro de la función cardíaca del paciente. Por ejemplo, el controlador puede comparar una LVP calculada con un valor umbral para determinar que existe un riesgo de aspiración debido a la posición actual de la bomba de sangre. En algunas implementaciones, el controlador compara una forma de onda de la LVP con una o varias formas de onda almacenadas. En algunas implementaciones, el controlador compara puntos mínimos y/o máximos de una forma de onda de la LVP con valores umbral almacenados.
En la etapa 420, se genera y muestra una notificación relativa a la optimización determinada del rendimiento de la bomba de sangre. Se puede acceder a la notificación desde una memoria en el controlador y, de acuerdo con la optimización determinada y generarla para su visualización. La notificación relativa a la optimización del rendimiento de la bomba de sangre se puede visualizar en la interfaz de usuario de la figura 3. En algunas implementaciones, la notificación sobre la optimización del rendimiento de la bomba de sangre se muestra en la pantalla principal. En algunas implementaciones, la notificación sobre la optimización del rendimiento de la bomba de sangre se muestra como una ventana emergente o advertencia. La notificación puede sugerir que se aumente o disminuya la velocidad del motor de la bomba de sangre, o puede indicar que hay un problema de posicionamiento o riesgo de un evento de aspiración. En algunas implementaciones, la notificación puede indicar, además, una recomendación para abordar un problema de posicionamiento o evento de aspiración, por ejemplo, recomendando que la velocidad del motor de la bomba de sangre aumente o disminuya, o que la bomba de sangre sea desplazada en una dirección concreta a una cierta distancia. En algunas implementaciones, el cambio recomendado en la velocidad del motor puede exceder la velocidad de una bomba de sangre actualmente utilizada, y la notificación puede recomendar cambiar el tipo de bomba de sangre.
En algunas implementaciones, la notificación mostrada es interactiva y el controlador puede tomar medidas con respecto a los cambios recomendados en la velocidad del motor basándose en la información proporcionada por un médico. En otras implementaciones, la notificación puede indicar que el controlador ya ha realizado automáticamente el cambio recomendado en la velocidad del motor.
La figura 5A muestra una interfaz de usuario 500 para un controlador de bomba cardíaca que muestra un evento de aspiración intermitente o diastólica en la bomba de sangre. La interfaz de usuario 500 incluye componentes similares a la interfaz de usuario 300, y no todos los componentes están etiquetados o mostrados en el presente documento por sencillez. La interfaz de usuario 500 incluye un primer gráfico 505 que muestra una forma de onda de la presión aórtica 504 y una forma de onda de la LVP 506, y un segundo gráfico 507 que muestra una forma de onda de la corriente del motor. La interfaz de usuario también incluye una indicación de la presión aórtica 508 sobre la forma de onda de la presión aórtica 504 que incluye un valor mínimo y máximo, una indicación de la LVP 512 sobre la forma de onda de la LVP 506 que incluye un valor mínimo y máximo. En la interfaz de usuario 500 también se incluyen una indicación de la velocidad actual del motor 510, una ventana emergente de advertencia 514 e instrucciones o recomendaciones para abordar la ventana emergente de advertencia 516.
La forma de onda de la presión aórtica 504 y la forma de onda de la LVP 506 medidas por el controlador basándose en lecturas de presión y corriente del motor de la bomba de sangre son útiles para detectar eventos de aspiración diastólica e intermitente en la bomba de sangre causados por un volumen de sangre insuficiente en el corazón. Durante dichos eventos de aspiración, la forma de onda de la LVP 506 cae por debajo de cero en el primer gráfico 505 en la diástole temprana pero se recupera en el punto de presión telediastólica. La fase sistólica de la forma de onda de la LVP 506 es normal. Estos eventos también pueden ser detectados mediante la indicación de la LVP 512 y la indicación de la presión aórtica 508, puesto que la indicación máxima de la LVP 512 es habitualmente normal y mayor que la indicación máxima de la presión aórtica 508, mientras que la indicación mínima de la LVP 512 es anormal y es muy baja o menor de cero durante eventos de aspiración diastólica e intermitente. En consecuencia, el valor mínimo de la indicación de la LVP 512 proporciona un indicador temprano de aspiración diastólica. El controlador puede emitir una advertencia 514 basada en una comparación del valor mínimo de la indicación de la LVP 512 con un valor umbral, por ejemplo, 0 mmHg, -10 mmHg, -20 mmHg, -30 mmHg, -40 mmHg, o cualquier otro valor umbral adecuado. En algunas implementaciones, la comparación del valor mínimo de la indicación de la LVP 512 puede ser utilizada para determinar un nivel de riesgo o gravedad del evento de aspiración, por ejemplo, significando 0 mmHg un riesgo límite o bajo, significando -10 mmHg un riesgo de aspiración leve, significando -20 mmHg un riesgo moderado de aspiración, etc. El controlador puede proporcionar recomendaciones 516 adicionales a un médico, enfermero o técnico sobre cómo reaccionar ante la advertencia 514 para abordar y corregir el evento de aspiración. Por ejemplo, el controlador puede proporcionar una recomendación para verificar métricas cardíacas adicionales para determinar la causa del evento de aspiración o verificar la salud del paciente antes de ajustar la posición o el nivel de soporte cardíaco de la bomba de sangre. El controlador también puede proporcionar instrucciones o recomendaciones para comprobar la posición de la bomba de sangre basándose en la detección del evento de aspiración y, además, puede recomendar un cambio en el nivel de soporte proporcionado por la bomba de sangre mediante un cambio en la corriente del motor 510.
La figura 5B muestra una interfaz de usuario 501 para un controlador de bomba cardíaca que muestra una aspiración continua incluso en la bomba de sangre. Al igual que la interfaz de usuario 500 en la figura 5A, la interfaz de usuario 501 incluye componentes similares a la interfaz de usuario 300, y no todos los componentes están etiquetados o mostrados en el presente documento por sencillez. La interfaz de usuario 501 incluye un primer gráfico 525 que muestra una forma de onda de la presión aórtica 524 y una forma de onda de la LVP 526, y un segundo gráfico 527 que muestra una forma de onda de la corriente del motor. La interfaz de usuario también incluye una indicación de la presión aórtica 528 sobre la forma de onda de la presión aórtica 524 que incluye un valor mínimo y máximo, una indicación de la LVP 532 sobre la forma de onda de la LVP 526 que incluye un valor mínimo y máximo. En la interfaz de usuario 501 también se incluyen una indicación de la velocidad actual del motor 530, una ventana emergente de advertencia 534 e instrucciones o recomendaciones para abordar la ventana emergente de advertencia 536.
De manera similar al proceso mediante el cual los eventos de aspiración (diastólica) intermitente se determinan y se muestran mediante la LVP y la presión aórtica que se muestran en la figura 5A, la determinación de eventos de aspiración continua o sistólica es informada mediante la forma de onda de la LVP 526 y la forma de onda de la presión aórtica 524, la indicación de la LVP 528 y la indicación de la presión aórtica 532. Al mostrar estas y otras métricas cardíacas a un usuario a través de la interfaz de usuario 501, un usuario tal como un médico o profesional sanitario puede estar al tanto de los eventos de aspiración continua y puede reaccionar adecuadamente para abordarlos. Los eventos de aspiración continua habitualmente son causados por una mala posición de la bomba de sangre o una estructura cardíaca que bloquea el flujo de entrada de la bomba de sangre (por ejemplo, la entrada de la bomba 114). Durante un evento de aspiración continua, la forma de onda de la LVP 526 cae por debajo de cero durante la diástole y nunca se eleva por encima de la forma de onda de la presión aórtica 524 durante la sístole. Adicionalmente, durante un evento de aspiración continua el valor máximo de la indicación de la LVP 532 es anormal y habitualmente es mucho más bajo que un valor máximo de la indicación de la presión aórtica 528, mientras que el valor mínimo de la indicación de la LVP 532 es anormal y es menor de cero. La LVEDP calculada a partir de la forma de onda de la LVP 526, si se muestra, es igual a cero.
Como en el caso del evento de aspiración intermitente (diastólica) de la figura 5A, se puede mostrar una advertencia 534 y recomendaciones 536 cuando se detecta un evento de aspiración continua. Las recomendaciones 536 mostradas cuando se detecta un evento de aspiración continua pueden ser iguales o diferentes de las recomendaciones 516 mostradas durante un evento de aspiración intermitente.
La figura 5C muestra una interfaz de usuario 502 para un controlador de bomba cardíaca que muestra una pantalla de tendencias métricas. La pantalla de tendencias incluye un primer gráfico 540 que muestra una forma de onda de tendencia del gasto cardíaco 542, una forma de onda de tendencia del flujo de la bomba de sangre 544 y una forma de onda de tendencia del gasto cardíaco nativo 546, así como valores asociados de gasto cardíaco, flujo de la bomba de sangre y gasto cardíaco nativo para una evaluación rápida por un profesional sanitario. La pantalla de tendencia métrica de la interfaz de usuario 502 también incluye un segundo gráfico 548 que muestra una forma de onda de tendencia de la presión aórtica media 550 y una forma de onda de tendencia de la LVEDP 552, así como valores asociados de la presión aórtica media 554 y la LVEDP 556. La interfaz de usuario 502 también incluye una indicación de la velocidad del motor de un bomba de sangre 560, el flujo de bomba de sangre 562, el gasto cardíaco 564 y el gasto de potencia cardíaca 558.
Un médico puede acceder a la pantalla de tendencias métricas de la interfaz de usuario 502 para mostrar más los datos históricos asociados con diversos parámetros cardíacos a lo largo del tiempo. Dichos datos históricos pueden ayudar a los médicos a comprender el progreso de la salud cardíaca del paciente, así como a identificar los acontecimientos que tienen lugar. Por ejemplo, la pantalla de tendencias métricas de la interfaz de usuario 502 mostrada en la figura 5C muestra la forma de onda de tendencia del gasto cardíaco 542, la forma de onda de tendencia del flujo de la bomba de sangre 544, la forma de onda de tendencia del gasto cardíaco nativo 546, la forma de onda de tendencia de la presión aórtica 550, y una forma de onda de tendencia de la LVEDP 552, todas las cuales son relativamente estables a lo largo del tiempo. No obstante, los cambios o tendencias en estas formas de onda a lo largo del tiempo pueden indicar eventos de aspiración o riesgo de aspiración. La forma de onda de tendencia de la LVEDP 552 debe permanecer estable durante el transcurso de la prestación de soporte cardíaco al paciente. Una forma de onda de tendencia baja y/o decreciente de la LVEDP 552 indica que existe un riesgo creciente de aspiración diastólica. Tener esta forma de onda fácilmente disponible para un médico le permite monitorizar el riesgo de eventos de aspiración. Para determinar una causa de la aspiración, un médico puede consultar la pantalla de tendencia métrica de la interfaz de usuario 502, donde una forma de onda de tendencia de la LVEDP 552 que es alta pero cae abruptamente a cero implica un evento de aspiración continua o sistólica, mientras que una forma de onda de tendencia de la LVEDP 552 baja que es de aproximadamente 0 implica un evento de aspiración diastólica o intermitente. La visualización de estas tendencias y valores es posible gracias al cálculo de las métricas mediante el algoritmo del controlador a partir de la corriente del motor de la bomba de sangre y la presión aórtica, y los médicos pueden tomar decisiones con suficiente información sobre la atención del paciente basándose en los valores y tendencias.
Más allá de simplemente proporcionar indicaciones de eventos de aspiración, la visualización de diversas formas de onda y valores métricos cardíacos promedio también puede proporcionar información a los médicos que les permita determinar un error de posicionamiento de la bomba de sangre. Por ejemplo, al observar cambios en la forma de onda de la LVP (por ejemplo, 506 en la figura 5A o 526 en la figura 5B) con respecto a la forma de onda de la presión aórtica (por ejemplo, 504 en la figura 5A o 524 en la figura 5B), un médico o técnico puede determinar que una bomba de sangre ha migrado al ventrículo izquierdo y, como resultado, ya no proporciona el soporte adecuado. Cuando una bomba de sangre migra hacia el ventrículo izquierdo, un cambio en la forma de la onda de la LVP proporciona información instantánea de que se ha producido el error de posicionamiento. Una comparación de los valores máximo y mínimo de la LVP con los valores máximo y mínimo de la presión aórtica puede indicarle al médico que los valores de presión aórtica han comenzado a reflejar una señal del ventrículo izquierdo en lugar de la presión aórtica. Mientras tanto, la LVEDP permanece estable, lo que confirma que no existen estructuras ventriculares que perjudiquen la zona de flujo a pesar de la migración de la bomba.
La visualización de las formas de onda también puede resultar útil durante el reposicionamiento de una bomba que ha migrado al ventrículo izquierdo. Las formas de onda de la presión aórtica y la LVP separadas se pueden ver para confirmar una señal de presión aórtica distinta y pueden proporcionar retroalimentación instantánea al médico o técnico durante el reposicionamiento. También se puede ver la comparación de la indicación de la LVP y la indicación de la presión aórtica y puede confirmar ese reposicionamiento de la bomba de sangre a medida que los valores de la presión aórtica se separan de los valores de la LVP.
Además de mostrar las formas de onda y los valores de la métrica cardíaca, la interfaz de usuario puede proporcionar una advertencia y/o recomendaciones si se detecta un problema de posicionamiento de la bomba de sangre. Las recomendaciones pueden incluir sugerencias para disminuir el caudal de una bomba o la velocidad del motor y acceder a una guía de reposicionamiento.
Además de mostrar formas de onda cardíacas y valores que pueden indicar a los médicos eventos de aspiración y problemas de posicionamiento, los parámetros y métricas cardíacos calculados también pueden informar las decisiones de desconexión. La figura 5D muestra una interfaz de usuario 504 para un controlador de bomba cardíaca que muestra cambios en la función cardíaca durante la desconexión según lo captado por las métricas mostradas. La interfaz de usuario incluye un primer gráfico 575 que muestra una forma de onda de la presión aórtica 574 y una forma de onda de la LVP 576, y un segundo gráfico 577 que muestra una forma de onda de la corriente del motor. La interfaz de usuario también incluye una indicación de la presión aórtica 578 sobre la forma de onda de la presión aórtica 574 que incluye un mínimo, un máximo y un valor medio y una indicación de la LVP 582 sobre la forma de onda de la lVp 576 que incluye un valor mínimo, máximo y telediastólico (LVEDP). En la interfaz de usuario 504 también se incluyen una indicación de la velocidad actual del motor 580, una indicación del caudal de la bomba de sangre 588, una indicación del gasto cardíaco 586 y una indicación del gasto de potencia cardíaca 584.
La forma de onda de la LVP 576 y la forma de onda de la presión aórtica 575 mostradas en la figura 5D son ilustrativas de un paciente recuperado con hemodinámica estable. La LVEDP debe ser estable durante el proceso de desconexión, a medida que el corazón nativo asume la función y elimina el exceso de volumen del ventrículo izquierdo. De manera similar, el gasto cardíaco debe ser estable durante la desconexión, puesto que el corazón nativo asume el control del gasto de la bomba, y el gasto de potencia cardíaca debe ser estable y estar preferentemente dentro del rango requerido por los protocolos de decisión de la institución específica. El progreso de un paciente recuperado durante la desconexión también se puede visualizar en la pantalla de tendencia métrica, donde se produce un aumento en el gasto cardíaco nativo (por ejemplo, 546 en la figura 5C) con una disminución del flujo de la bomba de sangre (por ejemplo, 544 en la figura 5C) a medida que el soporte de la bomba de sangre disminuye con el tiempo. El corazón nativo asume la función de la bomba de sangre durante el proceso de desconexión, y el gasto cardíaco (por ejemplo, 542 en la figura 5C) permanece estable. La LVEDP (por ejemplo, 552 en la figura 5C) es estable o disminuye a medida que el corazón nativo asume el control. Finalmente, el gasto de potencia cardíaca (por ejemplo, 558 en la figura 5C) es estable.
En el caso de un paciente con una condición que empeora, es probable que la LVEDP aumente durante un intento de desconexión, puesto que el corazón no puede bombear el exceso de volumen de sangre y el volumen del ventrículo izquierdo aumenta. La forma de onda de la LVP 576 y la forma de onda de la presión aórtica 574 pueden disminuir durante este tiempo. El gasto cardíaco 586 y el gasto de potencia cardíaca 584 también disminuyen durante la desconexión de un paciente enfermo puesto que el corazón nativo no consigue compensar la disminución del soporte de la bomba de sangre. La función decreciente de un paciente enfermo durante la desconexión también se puede visualizar en la pantalla de tendencias métricas, donde el gasto cardíaco nativo (por ejemplo, 546 en la figura 5C) puede disminuir con el tiempo a medida que el paciente se vuelve más dependiente del soporte de la bomba de sangre. La forma de onda de la LVEDP (por ejemplo, 552 en la figura 5C) puede aumentar cuando el corazón no puede bombear la sangre y la LVP aumenta. El gasto de potencia cardíaca (por ejemplo, 558 en la figura 5C) disminuye con un gasto de energía total más bajo.
La figura 6 muestra un proceso 600 para determinar un gasto de potencia cardíaca y mostrar una recomendación de modulación del soporte de la bomba a un usuario. El proceso 600 se puede realizar utilizando el sistema de bomba cardíaca intravascular 100 de la figura 1, o cualquier otra bomba cardíaca adecuada. El gasto de potencia cardíaca y las tendencias históricas en el gasto de potencia cardíaca a lo largo del tiempo pueden ser interpretados y evaluados por un médico en un entorno de cuidados intensivos o en un laboratorio de cateterismo para monitorizar las tendencias métricas durante el proceso de desconexión y evaluar si el paciente está listo para la desconexión del corazón del soporte de la bomba de sangre. Además, el gasto cardíaco, el gasto cardíaco nativo y la LVEDP también pueden ser generados y mostrados al médico para tomar con más información las decisiones sobre la desconexión de un paciente.
Con el fin de determinar el gasto de potencia cardíaca de un paciente, el algoritmo procede según el siguiente proceso. En la etapa 602, se acciona el motor de una bomba cardíaca. El motor puede funcionar a una velocidad de rotación constante. En la etapa 604, se mide la presión aórtica. La presión aórtica se puede medir mediante un sensor de presión acoplado a la bomba cardíaca, mediante un catéter separado, mediante un sensor de presión no invasivo o mediante cualquier otro sensor adecuado. El sensor de presión puede ser un tubo lleno de fluido, un sensor de presión diferencial, un sensor hidráulico, una galga extensométrica piezorresistiva, un sensor de interferometría óptica u otro sensor óptico, un sensor piezoeléctrico MEMS o cualquier otro sensor adecuado. En algunas implementaciones, la presión ventricular se mide además de, o como alternativa a, la medición de la presión aórtica.
En la etapa 606, se mide la corriente suministrada al motor y se mide la velocidad del motor. La corriente se puede medir utilizando un sensor de corriente o mediante cualquier otro medio adecuado.
En la etapa 608, la onda de la presión del pulso se calcula a partir de la forma de onda de la presión aórtica restando la presión aórtica mínima de la presión aórtica máxima. La presión aórtica media también se puede extraer del promedio de la forma de onda de la presión aórtica. En la etapa 610, el gasto cardíaco nativo se obtiene de la presión del pulso. Para calcular el gasto cardíaco nativo, primero se debe determinar una relación entre la presión del pulso y el gasto cardíaco nativo mediante un factor de escala lineal. El factor de escala es específico tanto del paciente como de la condición, y puede ser obtenido de procedimientos de calibración internos o externos. En la etapa 612, el flujo de la bomba se obtiene de la corriente del motor y la velocidad del motor medidas. En la etapa 614, el gasto cardíaco total se determina sumando el flujo de la bomba al gasto cardíaco nativo. En la etapa 616, el gasto de potencia cardíaca se calcula a partir del gasto cardíaco total y de la presión aórtica media.
En la etapa 618, se determina una recomendación para la modulación del soporte de la bomba al corazón basándose en el gasto de potencia cardíaca calculado. Por ejemplo, se puede determinar una recomendación para disminuir el soporte de la bomba para desconectar al paciente del soporte cardíaco si el gasto de potencia cardíaca calculado, o la comparación del gasto de potencia cardíaca calculado con un umbral o valor histórico, indica que el paciente ha mejorado la función cardíaca. En otro ejemplo, se puede determinar una recomendación para aumentar el soporte de la bomba para el paciente si el gasto de potencia cardíaca calculado, o la comparación del gasto de potencia cardíaca calculado con un umbral o el valor histórico, indica que la función cardíaca ha empeorado. Finalmente, en la etapa 620, la recomendación para la modulación del soporte de la bomba se genera para su visualización y se muestra en una interfaz de usuario. En algunas implementaciones, el gasto de potencia cardíaca y, adicionalmente, otras métricas y parámetros calculados, también se generan para su visualización y se muestran con la recomendación para la modulación del soporte de la bomba. El gasto de potencia cardíaca calculado y, opcionalmente, la vista histórica del gasto de potencia cardíaca a lo largo del tiempo, permite al médico ver y tomar decisiones basadas en las tendencias del gasto de potencia cardíaca, por ejemplo, para tomar decisiones relacionadas con la desconexión de un paciente del soporte de la bomba de sangre. Mostrar estas tendencias métricas puede ayudar al médico a evaluar la recomendación mostrada de modular y respaldar decisiones de desconexión u otras decisiones para cambiar el nivel de soporte proporcionado por la bomba de sangre.
El gasto de potencia cardíaca es un producto del gasto cardíaco y de la presión aórtica media, y es indicativo de la verdadera medida de potencia proveniente del corazón y de la bomba inmediatamente distal a la válvula aórtica. Esto se puede medir según el posicionamiento del sensor de presión en el flujo de salida de la bomba de sangre y la comprensión del funcionamiento de la bomba de sangre con respecto a los parámetros cardíacos. Los médicos pueden utilizar el gasto de potencia cardíaca nativa como una medida de la salud general del corazón, puesto que representa la potencia producida por el propio corazón. Un médico puede utilizar las tendencias del gasto de potencia cardíaca nativa para determinar si el gasto cardíaco nativo está mejorando o empeorando y puede tomar decisiones clínicas sobre el soporte que prestan la bomba de sangre y las terapias farmacéuticas en función de estas tendencias. La determinación del gasto de potencia cardíaca mediante el algoritmo descrito anteriormente es más fiable y precisa que dichos procedimientos de determinación convencionales.
La figura 7 muestra un proceso 700 para recomendar un ajuste a una velocidad del motor basándose en parámetros cardíacos medidos y calculados. El proceso 700 se puede realizar utilizando el sistema de bomba cardíaca intravascular 100 de la figura 1, o cualquier otra bomba cardíaca adecuada. El proceso 700 incluye las etapas 702 a 716 que son sustancialmente similares a las etapas 402 a 416 en la figura 4. Estas etapas se describen brevemente en el presente documento, pero un experto en la materia comprenderá que las alternativas y detalles adicionales incluidos en la descripción de las etapas correspondientes en la figura 4 también se aplican a las etapas 702 a 716 de la figura 7.
Como en el proceso 100 en la figura 4, en la etapa 702, se acciona el motor de una bomba cardíaca. El motor puede funcionar a una velocidad de rotación constante. En la etapa 704, se mide la presión aórtica. Como en el proceso 400 en la figura 4, la presión aórtica puede ser medida mediante un sensor de presión acoplado a la bomba cardíaca o mediante un catéter separado. El sensor puede ser un tubo lleno de un fluido, un sensor de presión diferencial, un sensor hidráulico, una galga extensométrica piezorresistiva, un sensor de interferometría óptica u otro sensor óptico, un sensor piezoeléctrico MEMS o cualquier otro sensor adecuado. En la etapa 706, se mide la corriente suministrada al motor y se mide la velocidad del motor. En la etapa 708, el diferencial de presión a través de una cánula de la bomba de sangre se determina basándose en la corriente del motor y la velocidad del motor medidas, utilizando una tabla de consulta o accediendo a una función que tiene en cuenta la corriente del motor medida para una velocidad del motor conocida y, opcionalmente, otros parámetros, tal como se analiza con respecto al proceso 400 en la figura 4.
En la etapa 710, se calcula un parámetro cardíaco basándose en el diferencial de presión a través de la cánula de la bomba de sangre y la presión aórtica. El parámetro cardíaco puede ser uno de LVEDP, LVP, presión del pulso aórtico, presión aórtica media, flujo de bomba, gradiente de presión o frecuencia cardíaca. Los médicos pueden utilizar cada uno de estos parámetros cardíacos como una medida de diversos aspectos de la salud y la función cardíaca. Un médico puede utilizar las tendencias de cada uno de los parámetros cardíacos a lo largo del tiempo para determinar si el gasto cardíaco nativo está mejorando o empeorando y puede tomar decisiones clínicas sobre el soporte que prestan la bomba de sangre y las terapias farmacéuticas basándose en estas tendencias. En algunas implementaciones, se calcula más de un parámetro cardíaco basándose en el diferencial de presión a través de la cánula de la bomba de sangre y en la presión aórtica.
En la etapa 712, el parámetro cardíaco calculado se registra en la memoria. Accediendo a los parámetros cardíacos registrados y almacenados en la memoria, un usuario puede acceder a una vista histórica del parámetro cardíaco a lo largo del tiempo, o visualizarla en una consola de visualización como una línea de tendencia.
En la etapa 714, se determina un parámetro de la función cardíaca basándose en el parámetro cardíaco calculado. El parámetro de la función cardíaca puede ser cualquiera de: gasto cardíaco, gasto de potencia cardíaca, gasto cardíaco nativo, gasto de potencia cardíaca nativa, contractilidad cardíaca, relajación cardíaca, capacidad de respuesta a los fluidos, estado del volumen, índice de descarga cardíaca, índice de recuperación cardíaca, función diastólica del ventrículo izquierdo, elastancia diastólica del ventrículo izquierdo, elastancia sistólica del ventrículo izquierdo, volumen sistólico, variabilidad de la frecuencia cardíaca, variabilidad del volumen sistólico, variabilidad de la presión del pulso, distensibilidad aórtica, distensibilidad vascular o resistencia vascular. Estos parámetros de la función cardíaca pueden ser calculados a partir del parámetro cardíaco calculado y de otros parámetros medidos disponibles. Los parámetros de la función cardíaca ofrecen información adicional a los médicos sobre la función cardíaca. En algunas implementaciones, el parámetro de la función cardíaca también se registra en la memoria para proporcionar datos históricos y tendencias de los parámetros de la función cardíaca con respecto al tiempo. En algunas implementaciones, se determina más de un parámetro de la función cardíaca.
En la etapa 716, el parámetro cardíaco calculado y/o el parámetro de la función cardíaca se genera para su visualización y se muestra a un usuario. Se accede al parámetro cardíaco calculado y/o al parámetro de la función cardíaca desde la memoria, y se genera para su visualización como un valor numérico, valor máximo y mínimo durante un período de tiempo y/o como una tendencia histórica a lo largo del tiempo. El parámetro cardíaco y el parámetro de la función cardíaca son mostrados a continuación al médico en una pantalla, tal como la pantalla 300 en la figura 3. El parámetro cardíaco calculado, el parámetro de la función cardíaca y, opcionalmente, las vistas históricas del parámetro cardíaco y/o del parámetro de la función cardíaca a lo largo del tiempo, permiten al médico ver y tomar decisiones basadas en las tendencias del parámetro cardíaco y del parámetro de la función cardíaca.
La visualización y/o la determinación del parámetro cardíaco y del parámetro de la función cardíaca pueden ser continuas o casi continuas mientras la bomba cardíaca está implantada en el corazón. Esto puede resultar ventajoso sobre los procedimientos convencionales basados en catéter, que solo permiten tomar muestras de la función cardíaca en momentos específicos durante el ciclo cardíaco o en momentos discretos en el tiempo. Por ejemplo, la monitorización continua del parámetro cardíaco puede permitir una detección más rápida del deterioro cardíaco. La monitorización continua del parámetro cardíaco y del parámetro de la función cardíaca puede mostrar los cambios en la condición cardíaca a lo largo del tiempo. Adicionalmente, si el dispositivo de asistencia cardíaca ya está en el paciente, se puede medir la función cardíaca sin tener que introducir un catéter adicional en el paciente. El parámetro cardíaco y/o el parámetro de la función cardíaca se pueden mostrar tal como se muestra en la interfaz de usuario de la figura 3 o utilizando cualquier otra interfaz de usuario o informe adecuados.
En la etapa 718, se determina un cambio recomendado en la velocidad del motor basándose en el parámetro cardíaco calculado y en el parámetro de la función cardíaca. El cambio recomendado en la velocidad del motor puede ser determinado basándose en una comparación del parámetro cardíaco y/o del parámetro de la función cardíaca con un valor umbral. Posteriormente, se puede utilizar el parámetro cardíaco y/o el parámetro de la función cardíaca, o una diferencia entre el parámetro cardíaco o el parámetro de la función cardíaca y el valor umbral, para determinar un aumento o disminución requerido en el flujo de la bomba, y el aumento o disminución en el flujo de la bomba puede ser utilizado para determinar una velocidad del motor correspondiente utilizando una tabla de consulta u otra función.
En la etapa 720, se genera el cambio recomendado en la velocidad del motor para su visualización, y se muestra. El cambio recomendado en la velocidad del motor puede ser visualizado en la interfaz de usuario de la figura 3. En algunas implementaciones, el cambio recomendado en la velocidad del motor se muestra en la pantalla principal. En algunas implementaciones, el cambio recomendado en la velocidad del motor se muestra como una ventana emergente o una advertencia. En la etapa 722, se acepta una entrada del usuario en respuesta al cambio recomendado mostrado en la velocidad del motor. En la etapa 724, la velocidad del motor es ajustada según la entrada del usuario. La velocidad del motor es ajustada cambiando la potencia suministrada al motor. La velocidad del motor puede ser ajustada para que sea más rápida o más lenta que la velocidad actual del motor, dependiendo de la entrada del usuario en respuesta al cambio recomendado en la velocidad del motor. La potencia suministrada al motor puede ser ajustada automáticamente mediante un controlador, o manualmente (por ejemplo, por un profesional de la salud). El grado de soporte puede ser aumentado cuando la función cardíaca de un paciente se está deteriorando o puede ser reducido cuando la función cardíaca de un paciente se está recuperando, permitiendo de este modo que el paciente sea desconectado gradualmente de la terapia. Esto puede permitir al dispositivo responder dinámicamente a los cambios en la función cardíaca para favorecer la recuperación del corazón. También se puede utilizar para modular intermitentemente el soporte de la bomba y diagnosticar cómo reacciona el corazón, por ejemplo, si puede asumir la función de bombeo del dispositivo de bombeo cardíaco.
La figura 8 muestra un proceso 800 para recomendar un ajuste a una velocidad del motor basándose en un gasto de potencia cardíaca y en la LVEDP. El proceso 800 se puede realizar utilizando el sistema de bomba cardíaca intravascular 100 de la figura 1, o cualquier otra bomba cardíaca adecuada. El proceso 800 sigue las etapas del proceso 700 mostrado en la figura 7 para el caso concreto de determinar una recomendación de ajuste de la velocidad del motor basándose en el gasto de potencia cardíaca y en la LVEDP. En la etapa 802, se acciona el motor de una bomba cardíaca. El motor puede funcionar a una velocidad de rotación constante. En la etapa 804, se mide la presión aórtica. La presión aórtica puede ser medida mediante un sensor de presión acoplado a la bomba cardíaca, mediante un catéter separado, mediante un sensor de presión no invasivo o mediante cualquier otro sensor adecuado. El sensor de presión puede ser un tubo lleno de fluido, un sensor de presión diferencial, un sensor hidráulico, una galga extensométrica piezorresistiva, un sensor de interferometría óptica u otro sensor óptico, un sensor piezoeléctrico MEMS, o cualquier otro sensor adecuado. En algunas implementaciones, la presión ventricular se mide además de, o como alternativa a la medición de la presión aórtica. En la etapa 806, se mide la corriente suministrada al motor y se mide la velocidad del motor. La corriente puede ser medida utilizando un sensor de corriente o mediante cualquier otro medio adecuado.
En la etapa 808, el diferencial de presión a través de una cánula de la bomba de sangre se determina basándose en la corriente del motor y la velocidad del motor medidas. El controlador puede acceder a una tabla de consulta, tal como una tabla de consulta basada en la relación entre la presión diferencial y la corriente del motor para una velocidad conocida del motor en la figura 2A. Alternativamente, el controlador puede utilizar una función que describe la relación entre la presión diferencial y la corriente del motor para determinar la presión diferencial a través de la cánula de la bomba de sangre asociada con la corriente del motor medida y con una velocidad del motor conocida. El controlador también puede tener en cuenta otros parámetros en la determinación de la presión diferencial, por ejemplo, características de la bomba de sangre, controlador o consola de la bomba, parámetros ambientales y ajustes de la velocidad del motor, para determinar con mayor precisión el gradiente de presión a través de la cánula.
En la etapa 810, se determinan una LVEDP y un gasto de potencia cardíaca basándose en la presión aórtica y en el gradiente de presión a través de la cánula de la bomba de sangre. La LVEDP se calcula restando el gradiente de presión a través de la cánula determinado a partir de la corriente del motor, de la presión aórtica, y seleccionando el punto telediastólico del ciclo cardíaco. El gasto de potencia cardíaca se calcula determinando primero un gasto cardíaco nativo a partir de una presión del pulso, determinando un gasto cardíaco total basándose en el flujo de la bomba y, finalmente, utilizando el gasto cardíaco con la presión arterial media para calcular el gasto de potencia cardíaca. En algunas implementaciones, si la bomba de sangre es una bomba de sangre del corazón derecho, se determina la presión del ventrículo derecho.
En la etapa 812, se determina un ajuste recomendado para la velocidad del motor de la bomba de sangre. El ajuste recomendado de la velocidad del motor puede ser determinado basándose en una comparación de la LVEDP, el gasto de potencia cardíaca, el gasto cardíaco y/o la presión aórtica media, con un valor umbral. Posteriormente, el parámetro cardíaco comparado anteriormente, o una diferencia entre el parámetro cardíaco comparado o el parámetro de la función cardíaca, y el valor umbral, puede ser utilizado para determinar un aumento o disminución requerido en el flujo de la bomba, y el aumento o disminución en el flujo de la bomba puede ser utilizado para determinar una velocidad del motor correspondiente utilizando una tabla de consulta u otra función.
En la etapa 814, el ajuste recomendado de la velocidad del motor de la bomba de sangre es generado para visualización, y es mostrado. El cambio recomendado en la velocidad del motor se puede mostrar en la interfaz de usuario de la figura 3. En algunas implementaciones, el cambio recomendado en la velocidad del motor se muestra en la pantalla principal. En algunas implementaciones, el cambio recomendado en la velocidad del motor se muestra como una notificación o advertencia emergente.
La figura 9 muestra un proceso 900 para recomendar un dispositivo de flujo superior para el tratamiento basándose en parámetros cardíacos medidos y calculados. El proceso 900 incluye las etapas 902 a 918, que son sustancialmente similares a las etapas 702 a 718 en la figura 7. Estas etapas se describen brevemente en el presente documento, pero un experto en la materia comprenderá que las alternativas y detalles adicionales incluidos en la descripción de las etapas correspondientes en la figura 7 también se aplican a las etapas 902 a 918 de la figura 9.
En la etapa 902, se acciona el motor de una bomba cardíaca. En la etapa 904, se mide la presión aórtica. En la etapa 906, se mide la corriente suministrada al motor y se mide la velocidad del motor. En la etapa 908, se determina el diferencial de presión a través de una cánula de la bomba de sangre basándose en la corriente del motor medida y en la velocidad del motor medida. En la etapa 910, se calcula un parámetro cardíaco basándose en el diferencial de presión a través de la cánula de la bomba de sangre y en la presión aórtica. En la etapa 912, el parámetro cardíaco calculado se registra en la memoria. El parámetro cardíaco calculado puede ser cualquiera de LVEDP, LVP, presión del pulso aórtico, presión aórtica media, flujo de bomba, gradiente de presión o frecuencia cardíaca. En la etapa 914, se determina un parámetro de la función cardíaca basándose en el parámetro cardíaco calculado. El parámetro de la función cardíaca puede ser cualquiera de: gasto cardíaco, gasto de potencia cardíaca, gasto cardíaco nativo, gasto de potencia cardíaca nativa, contractilidad cardíaca, relajación cardíaca, capacidad de respuesta a los fluidos, estado del volumen, índice de descarga cardíaca, índice de recuperación cardíaca, función diastólica del ventrículo izquierdo, elastancia diastólica del ventrículo izquierdo, elastancia sistólica del ventrículo izquierdo, volumen sistólico, variabilidad de la frecuencia cardíaca, variabilidad del volumen sistólico, variabilidad de la presión del pulso, distensibilidad aórtica, distensibilidad vascular o resistencia vascular. En la etapa 916, el parámetro cardíaco calculado y/o el parámetro de la función cardíaca es generado para visualización y se muestra a un usuario. Se accede al parámetro cardíaco registrado en la memoria y se procesa para su visualización como un valor instantáneo, un conjunto de valores máximos y mínimos durante un período de tiempo y/o como una tendencia histórica a lo largo del tiempo. El parámetro cardíaco registrado es mostrado a continuación al usuario. En algunas implementaciones, el parámetro de la función cardíaca calculado también se almacena y se muestra como una tendencia a lo largo del tiempo. En la etapa 918, se determina un cambio recomendado en la velocidad del motor basándose en el parámetro cardíaco calculado y en el parámetro de la función cardíaca.
En la etapa 920, el cambio recomendado en la velocidad del motor se compara con un valor umbral. El valor umbral puede ser un valor asociado con la bomba de sangre, que indica una velocidad operativa máxima o mínima del motor. El cambio recomendado en la velocidad del motor se compara con un valor umbral para determinar si la bomba de sangre actual es capaz de funcionar a la velocidad requerida y/o si la bomba de sangre actual es la bomba de sangre óptima para funcionar a la velocidad requerida.
En la etapa 922, se determina una bomba de sangre apropiada para funcionar a la velocidad del motor recomendada basándose en la comparación con el valor umbral. La bomba de sangre adecuada se puede determinar consultando una tabla de consulta que incluye las propiedades y características de diversas bombas de sangre disponibles. La determinación de la bomba de sangre adecuada para funcionar a la velocidad del motor recomendada también puede tener en cuenta el parámetro cardíaco calculado y/o el parámetro de la función cardíaca. Tener en cuenta el parámetro cardíaco calculado y/o el parámetro de la función cardíaca puede permitir que el controlador realice una recomendación basándose no solo en la velocidad de bomba recomendada, sino también en la función y salud general del corazón. En algunos casos, puede no ser aconsejable cambiar a una bomba de sangre diferente debido a la mala función cardíaca del paciente. Tener en cuenta el parámetro cardíaco calculado y la función cardíaca o, alternativamente, mostrar una advertencia al médico con la recomendación, evita cambiar la bomba de sangre para ajustar la velocidad del motor cuando no sería prudente hacerlo.
En la etapa 924, se genera la bomba de sangre apropiada determinada para su visualización y se muestra. El parámetro cardíaco y el parámetro de la función cardíaca pueden ser mostrados a un médico en una pantalla, tal como la pantalla 300 en la figura 3. En algunas implementaciones, también se muestra la velocidad del motor recomendada. Tal como se señaló anteriormente, también se puede mostrar información o advertencias adicionales al médico cuando se recomienda una bomba de sangre diferente, solicitando al médico que siga protocolos o que realice determinaciones adicionales de la función y la salud del corazón antes de actuar según la recomendación.
La figura 10 muestra un proceso 1000 para recomendar una terapia farmacéutica basada en parámetros cardíacos medidos y calculados. Por ejemplo, la valoración de medicamentos, incluidos inotrópicos y vasopresores, puede ser monitorizada y determinada basándose en la evaluación de métricas cardíacas tales como el gasto cardíaco, la presión aórtica media y otras. Además, el estado del volumen y la capacidad de respuesta a los fluidos pueden ser monitorizados mediante la evaluación de la LVEDP a lo largo del tiempo. El proceso 1000 para recomendar una terapia farmacéutica incluye las etapas 1002 a 1020 que son sustancialmente similares a las etapas 702 a 720 en la figura 7. Estas etapas se enumeran brevemente en el presente documento, pero un experto en la materia comprenderá que las alternativas y detalles adicionales incluidos en la descripción de las etapas correspondientes en la figura 7 también se aplican a las etapas 1002 a 1020 de la figura 10.
En la etapa 1002, se acciona el motor de una bomba cardíaca. En la etapa 1004, se mide la presión aórtica. En la etapa 1006, se mide la corriente suministrada al motor y se mide la velocidad del motor. En la etapa 1008, el diferencial de presión a través de una cánula de la bomba de sangre se determina basándose en la corriente del motor medida y en la velocidad del motor medida. En la etapa 1010, se calcula un parámetro cardíaco basándose en el diferencial de presión a través de la cánula de la bomba de sangre y en la presión aórtica. El parámetro cardíaco calculado puede ser cualquiera de LVEDP, LVP, presión del pulso aórtico, presión aórtica media, flujo de la bomba, gradiente de presión o ritmo cardíaco. En la etapa 1012, el parámetro cardíaco calculado se registra en la memoria. En la etapa 1014, se determina un parámetro de la función cardíaca basándose en el parámetro cardíaco calculado. El parámetro de la función cardíaca puede ser cualquiera de: gasto cardíaco, gasto de potencia cardíaca, gasto cardíaco nativo, gasto de potencia cardíaca nativa, contractilidad cardíaca, relajación cardíaca, capacidad de respuesta a los fluidos, estado del volumen, índice de descarga cardíaca, índice de recuperación cardíaca, función diastólica del ventrículo izquierdo, elastancia diastólica del ventrículo izquierdo, elastancia sistólica del ventrículo izquierdo, volumen sistólico, variabilidad de la frecuencia cardíaca, variabilidad del volumen sistólico, variabilidad de la presión del pulso, distensibilidad aórtica, distensibilidad vascular o resistencia vascular. En algunas implementaciones, el parámetro de la función cardíaca también se almacena en la memoria. En la etapa 1016, se muestra el parámetro cardíaco calculado y/o el parámetro de la función cardíaca.
En la etapa 1018, se determina una terapia recomendada basándose en el parámetro cardíaco calculado y en el parámetro de la función cardíaca. La terapia recomendada se basa en el parámetro cardíaco calculado y en el parámetro de la función cardíaca. En algunas implementaciones, la terapia recomendada se basa en una comparación del parámetro cardíaco calculado y/o el parámetro de la función cardíaca, con un valor umbral. En algunas implementaciones, la terapia recomendada se basa en una comparación de un cambio en el parámetro cardíaco calculado y/o en el parámetro de la función cardíaca durante un período de tiempo. En algunas implementaciones, la terapia recomendada se determina accediendo a una tabla de consulta y extrayendo una dosis correspondiente a un valor actual del parámetro cardíaco calculado y al parámetro de la función cardíaca.
Por ejemplo, el algoritmo puede analizar una combinación de los parámetros cardíacos calculados de gasto cardíaco nativo, LVEDP y gasto de potencia cardíaca, y compararlos con valores umbral, para determinar que una intervención farmacéutica está justificada o sería beneficiosa. El algoritmo puede determinar que está justificada la administración de inotrópicos, y un análisis adicional, tal como la consulta de una tabla de consulta de dosis, puede permitir que el algoritmo proporcione la recomendación de que el médico administre inotrópicos, así como una recomendación para la dosis o valoración concreta con la que se debe administrar la terapia.
La monitorización y el análisis de parámetros cardíacos adicionales permiten que el algoritmo también proporcione información y recomendaciones a los médicos para modular la ingesta de fluidos de un paciente o la administración de diuréticos al paciente. Al medir y determinar parámetros cardíacos tales como el gasto nativo, la LVEDP y la variación dentro de la presión del pulso aórtico, el algoritmo puede identificar el estado de los pacientes y si se encuentran en una ventana de fluido óptima, y también puede evaluar e informar sobre la capacidad de respuesta de un paciente a los fluidos.
En la etapa 1020, se determina una dosis recomendada asociada con la terapia recomendada. La dosis recomendada se basa en el parámetro cardíaco calculado y en el parámetro de la función cardíaca. En algunas implementaciones, la dosis recomendada se basa en una comparación del parámetro cardíaco calculado y/o del parámetro de la función cardíaca, con un valor umbral. En algunas implementaciones, la dosis recomendada se basa en una comparación de un cambio en el parámetro cardíaco calculado y/o en el parámetro de la función cardíaca durante un período de tiempo. En algunas implementaciones, la dosis recomendada se determina accediendo a una tabla de consulta para la terapia recomendada y extrayendo una dosis correspondiente a un valor actual del parámetro cardíaco calculado y del parámetro de la función cardíaca.
En la etapa 1022, la terapia recomendada y la dosis recomendada se generan para su visualización y se muestran. La terapia recomendada y la dosis recomendada se pueden mostrar en la interfaz de usuario de la figura 3. En algunas implementaciones, la terapia recomendada y la dosis recomendada se muestran en la pantalla principal. En algunas implementaciones, la terapia recomendada y la dosis recomendada se muestran como una ventana emergente o advertencia. De manera similar al proceso 900, la terapia recomendada y la dosis recomendada se pueden mostrar con una advertencia a un médico para indicarle que siga protocolos específicos o que monitorice o verifique otros parámetros de la función cardíaca antes de administrar cualquier terapia.
La figura 11 muestra un proceso 1100 para alertar a un usuario de eventos cardíacos adversos previstos basándose en parámetros cardíacos medidos y calculados. El proceso 1100 incluye las etapas 1102 a 1120 que son sustancialmente similares a las etapas 702 a 720 en la figura 7. Estas etapas se enumeran brevemente en el presente documento, pero un experto en la materia comprenderá que las alternativas y detalles adicionales incluidos en la descripción de las etapas correspondientes en la figura 7 también se aplican a las etapas 1102 a 1120 de la figura 11.
En la etapa 1102, se acciona el motor de una bomba cardíaca. En la etapa 1104, se mide la presión aórtica. En la etapa 1106, se mide la corriente suministrada al motor y se mide la velocidad del motor. En la etapa 1108, el diferencial de presión a través de una cánula de la bomba de sangre se determina basándose en la corriente del motor medida y en la velocidad del motor medida. En la etapa 1110, se calcula un parámetro cardíaco basándose en el diferencial de presión a través de la cánula de la bomba de sangre y de la presión aórtica. El parámetro cardíaco calculado puede ser cualquiera de LVEDP, LVP, presión del pulso aórtico, presión aórtica media, flujo de la bomba, gradiente de presión o ritmo cardíaco. En la etapa 1112, el parámetro cardíaco calculado se registra en la memoria. En la etapa 1114, se determina un parámetro de la función cardíaca basándose en el parámetro cardíaco calculado. El parámetro de la función cardíaca puede ser cualquiera de gasto cardíaco, gasto de potencia cardíaca, gasto cardíaco nativo, gasto de potencia cardíaca nativa, contractilidad cardíaca, relajación cardíaca, capacidad de respuesta a los fluidos, estado del volumen, índice de descarga cardíaca, índice de recuperación cardíaca, función diastólica del ventrículo izquierdo, elastancia diastólica del ventrículo izquierdo, elastancia sistólica del ventrículo izquierdo, volumen sistólico, variabilidad de la frecuencia cardíaca, variabilidad del volumen sistólico, variabilidad de la presión del pulso, distensibilidad aórtica, distensibilidad vascular o resistencia vascular. En algunas implementaciones, el parámetro de la función cardíaca también se almacena en la memoria. En la etapa 1116, el parámetro cardíaco calculado y/o el parámetro de la función cardíaca se generan para su visualización y se muestran a un usuario. El parámetro cardíaco calculado y/o el parámetro de la función cardíaca pueden ser generados para su visualización como un valor instantáneo, un valor máximo y mínimo durante un período de tiempo y/o como una tendencia histórica a lo largo del tiempo. A continuación, se muestra al usuario el parámetro cardíaco calculado y/o el parámetro de la función cardíaca.
En la etapa 1118, el parámetro cardíaco calculado y/o el parámetro de la función cardíaca se comparan con un valor umbral. En algunas implementaciones, el valor umbral establecido es un valor del sistema establecido dentro del controlador. En algunas implementaciones, el valor umbral establecido lo establece un médico basándose en el historial y en la salud del paciente. En algunas implementaciones, el valor umbral establecido es un valor anterior de la métrica cardíaca, por ejemplo, un valor anterior medido o calculado una magnitud de tiempo predeterminada antes. En la etapa 1120, se determina si el parámetro cardíaco calculado y/o el parámetro de la función cardíaca satisfacen el valor umbral. El valor umbral establecido se establece de tal manera que un parámetro cardíaco o un parámetro de la función cardíaca que satisface el umbral es una indicación o posible indicación de una señal de alerta temprana de un evento cardíaco o isquémico en curso.
Se pueden predecir muchos eventos adversos basándose en la determinación de los parámetros cardíacos y en la comparación de los parámetros cardíacos o de sus tendencias a lo largo del tiempo, con un valor umbral. Adicionalmente, la visualización de estos parámetros cardíacos adicionales a los profesionales de la salud en tiempo real e incluyendo datos históricos permite a los médicos comprender mejor la salud del paciente y predecir y abordar posibles eventos adversos. Por ejemplo, se pueden detectar y abordar eventos isquémicos adicionales, anomalías de la conducción o hemorragias y hemólisis en función de los parámetros cardíacos calculados y mostrados de acuerdo con el algoritmo descrito en el presente documento. Basándose en la predicción de dichos eventos adversos, un médico puede tomar decisiones clínicas tales como la optimización del soporte para maximizar la recuperación nativa y el equilibrio del soporte del lado izquierdo y derecho.
En la etapa 1122, se activa una alarma con respecto al parámetro cardíaco y/o al parámetro de la función cardíaca. La alarma puede ser una alarma audible o puede ser visualizada en la interfaz de usuario de la figura 3. En algunas implementaciones, la alarma se puede enviar, a través de una red Wi-Fi, señal Bluetooth o señal celular, a un médico por buscapersonas, mensaje de texto o correo electrónico. En algunas implementaciones, la advertencia se muestra en la pantalla principal. En algunas implementaciones, la advertencia se muestra como un mensaje emergente. En algunas implementaciones, un médico puede desactivar o silenciar la advertencia.
La figura 12 muestra un proceso 1200 para equilibrar los dispositivos de bomba de sangre del lado derecho e izquierdo durante el soporte biventricular basándose en parámetros cardíacos medidos y calculados. Cuando los dispositivos del lado izquierdo y del lado derecho proporcionan soporte cardíaco simultáneo, puede resultar difícil equilibrar el gasto del lado derecho y el del lado izquierdo para mantener presiones apropiadas en los pulmones y limitar el riesgo de edema pulmonar. La medición del gasto cardíaco nativo y del gasto total junto con la presión de la arteria pulmonar y la presión diastólica del ventrículo izquierdo permite a los médicos equilibrar mejor el soporte del lado derecho e izquierdo.
En la etapa 1202, se acciona el primer motor de una primera bomba de sangre. Éste puede ser, por ejemplo, un dispositivo del lado derecho colocado en el ventrículo derecho y en la arteria pulmonar del corazón. En la etapa 1204, se acciona el segundo motor de la segunda bomba de sangre. Éste puede ser, por ejemplo, un dispositivo del lado izquierdo colocado en el ventrículo izquierdo y en la aorta del corazón. El primer motor y el segundo motor son accionados simultáneamente para proporcionar soporte a ambos lados del corazón. En la etapa 1206, se mide la presión en la salida de la bomba. Para la segunda bomba, un dispositivo del lado izquierdo, esta es la presión aórtica. Para la primera bomba, un dispositivo del lado derecho, esta es la presión pulmonar. La presión aórtica se puede medir mediante un sensor de presión acoplado a la bomba cardíaca, mediante un catéter separado, mediante un sensor de presión no invasivo o mediante cualquier otro sensor adecuado. El sensor de presión puede ser un tubo lleno de fluido, un sensor de presión diferencial, un sensor hidráulico, una galga extensométrica piezorresistiva, un sensor de interferometría óptica u otro sensor óptico, un sensor piezoeléctrico MEMS o cualquier otro sensor adecuado. En algunas implementaciones, se mide la presión ventricular además de, o como alternativa a la medición de la presión aórtica.
En la etapa 1208, se miden la corriente del primer motor y la velocidad del primer motor de la primera bomba de sangre y se miden la corriente del segundo motor y la velocidad del segundo motor de la segunda bomba de sangre. En la etapa 1210, el primer diferencial de presión a través de una primera cánula de la primera bomba de sangre se determina basándose en la corriente del primer motor medida y en la velocidad del primer motor medida, y el segundo diferencial de presión a través de una segunda cánula de la segunda bomba de sangre se determina basándose en la corriente del segundo motor medida y en la velocidad del segundo motor medida. El primer diferencial de presión y el segundo diferencial de presión se pueden determinar utilizando una tabla de consulta o accediendo a una función que tenga en cuenta la corriente del motor medida, la velocidad del motor medida y, opcionalmente, otros parámetros.
En la etapa 1212, se calcula un primer parámetro cardíaco basándose en el primer diferencial de presión a través de la primera cánula de la primera bomba de sangre y la presión de salida de la primera bomba, y se calcula un segundo parámetro cardíaco basándose en el segundo diferencial de presión a través de la segunda cánula de la segunda bomba de sangre y la segunda presión de salida de la bomba. El primer parámetro cardíaco, procedente del dispositivo del lado derecho, puede ser cualquiera de una presión del ventrículo derecho, una presión telediastólica del ventrículo derecho, una presión de la arteria pulmonar, una presión arterial derecha, una presión venosa central o un caudal de la bomba de sangre. El segundo parámetro cardíaco, del dispositivo del lado izquierdo, puede ser cualquiera de LVEDP, LVP, presión del pulso aórtico, presión aórtica media, flujo de la bomba, gradiente de presión, frecuencia cardíaca o presión arterial derecha. Los médicos pueden utilizar cada uno de estos parámetros cardíacos como una medida de diversos aspectos de la salud y de la función cardíaca, y para equilibrar mejor los dispositivos del lado derecho e izquierdo para proporcionar un soporte cardíaco equilibrado.
Además, un médico puede utilizar las tendencias de cada uno de los parámetros cardíacos a lo largo del tiempo para determinar si el gasto cardíaco nativo está mejorando o empeorando y puede tomar decisiones clínicas sobre el soporte que prestan las bombas de sangre y las terapias farmacéuticas basándose en estas tendencias. En algunas implementaciones, se calcula más de un parámetro cardíaco basándose en el diferencial de presión a través de la cánula de la bomba de sangre y en la presión aórtica.
En la etapa 1214, se determina un parámetro de la función cardíaca basándose en el primer parámetro cardíaco calculado y/o en el segundo parámetro cardíaco calculado. El parámetro de la función cardíaca puede ser cualquiera de: gasto cardíaco, gasto de potencia cardíaca, gasto cardíaco nativo, gasto de potencia cardíaca nativa, contractilidad cardíaca, relajación cardíaca, capacidad de respuesta a los fluidos, estado del volumen, índice de descarga cardíaca, índice de recuperación cardíaca, función diastólica del ventrículo izquierdo, elastancia diastólica del ventrículo izquierdo, elastancia sistólica del ventrículo izquierdo, volumen sistólico, variabilidad de la frecuencia cardíaca, variabilidad del volumen sistólico, variabilidad de la presión del pulso, distensibilidad aórtica, distensibilidad vascular o resistencia vascular, o parámetros similares asociados con el soporte del lado derecho. Estos parámetros de la función cardíaca se pueden calcular a partir de los parámetros cardíacos calculados y de otros parámetros medidos disponibles. Los parámetros de la función cardíaca ofrecen información adicional a los médicos sobre la función cardíaca y sobre el equilibrio del soporte proporcionado por la primera bomba de sangre y la segunda bomba de sangre. En algunas implementaciones, el parámetro de la función cardíaca también se registra en la memoria para proporcionar datos históricos y tendencias de parámetros de la función cardíaca con respecto al tiempo. En algunas implementaciones, se determina más de un parámetro de la función cardíaca.
En la etapa 1216, se determina un cambio recomendado en el nivel de soporte proporcionado por la primera bomba de sangre y/o la segunda bomba de sangre. Se puede acceder al cambio recomendado en el nivel de soporte en una tabla de consulta almacenada en la memoria, o se puede calcular basándose en los valores actuales o históricos de los parámetros cardíacos y de la función cardíaca. El cambio recomendado en el nivel de soporte puede incluir una indicación para aumentar o disminuir el soporte de la bomba, y/o puede incluir una recomendación de una cantidad de cambio a realizar en el soporte de la bomba.
En la etapa 1218, se genera para visualización y se muestra el cambio recomendado en el nivel de soporte proporcionado por la primera bomba de sangre y/o la segunda bomba de sangre. El cambio recomendado en el nivel de soporte proporcionado por la primera bomba de sangre y/o la segunda bomba de sangre se puede mostrar en la interfaz de usuario de la figura 3. En algunas implementaciones, el cambio recomendado en el nivel de soporte proporcionado por la primera bomba de sangre y/o la segunda bomba de sangre se muestra en la pantalla principal. En algunas implementaciones, el cambio recomendado en el nivel de soporte proporcionado por la primera bomba de sangre y/o la segunda bomba de sangre se muestra como una ventana emergente o advertencia. El cambio recomendado en el nivel de soporte proporcionado por la primera bomba de sangre y/o la segunda bomba de sangre se puede mostrar al médico con información adicional sobre la primera y la segunda bombas de sangre, y con indicaciones para seguir los protocolos y realizar controles adicionales antes de cambiar el nivel de soporte proporcionado mediante el ajuste de la velocidad del motor de la primera bomba de sangre o la segunda bomba de sangre. En algunas implementaciones, el controlador puede determinar el cambio apropiado en la velocidad del motor para una o ambas de la primera bomba de sangre y la segunda bomba de sangre, y también puede determinar si la primera bomba de sangre y la segunda bomba de sangre que actualmente prestan soporte son las bombas de sangre óptimas para funcionar a una velocidad recomendada del motor para proporcionar el nivel recomendado de soporte.
La utilización de los datos recopilados por la una o varias bombas de sangre y sistemas de bombas de sangre para calcular parámetros cardíacos y parámetros de la función cardíaca clínicamente relevantes y mostrar los parámetros a los médicos en tiempo real les proporciona a los médicos información importante sobre la salud y la función cardíaca, que puede ser utilizada para tomar decisiones clínicas acerca del soporte. Además, los algoritmos dentro del controlador o la consola de la bomba de sangre que ayudan a los médicos a determinar problemas potenciales y a proporcionar recomendaciones para mejorar la función cardíaca les brindan a los médicos la capacidad de detectar problemas de manera más temprana, y de responder a los problemas más rápidamente de lo que podrían sin esta importante información.
La figura 13 muestra un diagrama de bloques 1300 de un proceso para modificar automáticamente el nivel de soporte proporcionado por una bomba de sangre. En la etapa 1302 se acciona una bomba de sangre posicionada en el corazón para proporcionar un nivel de soporte cardíaco al corazón. La bomba de sangre tiene una cánula y un motor que funciona a una velocidad de motor y extrae una corriente variable para proporcionar soporte al corazón. En la etapa 1304, un controlador acoplado a la bomba de sangre mide la presión aórtica en el corazón. En la etapa 1306, el controlador mide la corriente del motor y la velocidad del motor. En la etapa 1308, el controlador determina un gradiente de presión a través de la cánula asociado con la corriente del motor y la velocidad del motor.
En la etapa 1310, un procesador calcula un parámetro cardíaco calculado basándose en la presión aórtica y en el gradiente de presión a través de la cánula asociado con la corriente del motor y la velocidad del motor. En la etapa 1312, el parámetro cardíaco calculado se registra en una memoria. En la etapa 1314, se determina un parámetro de la función cardíaca basándose en el parámetro cardíaco calculado. En algunas implementaciones, el parámetro de la función cardíaca también se almacena en la memoria. En la etapa 1316, se determina un cambio recomendado en el nivel de soporte cardíaco proporcionado por la bomba de sangre basándose en como mínimo uno de los parámetros cardíacos calculados y en los parámetros de la función cardíaca. En la etapa 1318, se genera para su visualización el cambio recomendado en el nivel de soporte cardíaco.
En algunas implementaciones, se calcula más de un parámetro cardíaco a partir de la presión aórtica y del gradiente de presión a través de la cánula. Por ejemplo, se puede calcular cualquier número de parámetros cardíacos, incluidos LVEDP, LVP, presión del pulso aórtico, presión aórtica media, flujo de la bomba, gradiente de presión o frecuencia cardíaca. En algunas implementaciones, estos parámetros cardíacos también se generan para mostrarlos como valores máximos o mínimos, valores promedio, valores instantáneos, tendencias históricas o formas de onda. En algunas implementaciones, se determina más de un parámetro de la función cardíaca a partir de los parámetros cardíacos. Por ejemplo, el parámetro de la función cardíaca puede ser gasto cardíaco, gasto de potencia cardíaca, gasto cardíaco nativo, gasto de potencia cardíaca nativa, contractilidad cardíaca, relajación cardíaca, capacidad de respuesta a los fluidos, estado del volumen, índice de descarga cardíaca, índice de recuperación cardíaca, función diastólica del ventrículo izquierdo, elastancia diastólica del ventrículo izquierdo, elastancia sistólica del ventrículo izquierdo, volumen sistólico, variabilidad de la frecuencia cardíaca, variabilidad del volumen sistólico, variabilidad de la presión del pulso, distensibilidad aórtica, distensibilidad vascular o resistencia vascular.
En algunas implementaciones, el parámetro cardíaco calculado es una LVEDP y el parámetro de la función cardíaca es un gasto de potencia cardíaca. Calculando la LVEDP y el gasto de potencia cardíaca, se puede determinar una recomendación para la modulación del soporte cardíaco basándose en datos históricos. Basándose en la salud cardíaca del paciente, tal como muestra la LVEDP y el gasto de potencia cardíaca, se puede determinar una recomendación de aumentar la velocidad del motor (para proporcionar un mayor soporte cardíaco mediante la bomba de sangre a pacientes con problemas de salud) o disminuir la velocidad del motor (para desconectar a un paciente con una salud mejorada, de la bomba de sangre), generada para su visualización y para ser mostrada a un profesional de la salud.
Dichas recomendaciones pueden ser determinadas comparando un valor actual de la LVEDP y/o el gasto de potencia cardíaca con un valor anterior o con un valor umbral establecido. Según la comparación, una tabla de consulta almacenada en la memoria puede proporcionar una recomendación que puede incluir una indicación del cambio recomendado determinado en el nivel de soporte, así como una lista de pasos para conseguir el cambio recomendado. Alternativamente, en algunas implementaciones, el controlador puede automatizar el cambio recomendado en el nivel de soporte cardíaco.
Diversas combinaciones de métricas y parámetros cardíacos pueden ser útiles para determinar aspectos de la salud cardíaca del paciente y del funcionamiento tanto del corazón como de la bomba de sangre. Los valores de estos parámetros, así como las recomendaciones y advertencias generadas por los algoritmos, basándose en información histórica o en umbrales actuales basados en la salud del paciente, permiten a los profesionales de la salud tomar decisiones con suficiente información sobre la modulación del soporte, así como una serie de otras decisiones de atención médica, tal como se describió anteriormente haciendo referencia a las figuras 4 a 12.
La figura 14 muestra un diagrama de bloques de un sistema de bomba de sangre 1400 a modo de ejemplo para implementar cualquiera de los procedimientos descritos anteriormente con respecto a las figuras 4 a 13. El sistema de bomba cardíaca 1400 puede funcionar en el interior del corazón, parcialmente en el interior del corazón, fuera del corazón, parcialmente fuera del corazón, parcialmente fuera del sistema vascular o en cualquier otra ubicación adecuada en el sistema vascular de un paciente. El sistema de bomba de sangre 1400 incluye una consola 1401 y una bomba de sangre 1402. La consola 1401 incluye una unidad de accionamiento 1404, una memoria 1406, un procesador 1408, circuitería 1403 y una pantalla 1410.
El sistema de bomba de sangre 1400 puede ser utilizado con cualquier dispositivo de bomba de sangre adecuado, por ejemplo, la bomba de sangre 1402 puede ser la bomba de sangre 100 que se muestra en la figura 1, para proporcionar soporte cardíaco al lado derecho o izquierdo del corazón. La bomba de sangre 1402 incluye el motor 1405 y el sensor 1407, así como otros componentes de la bomba de sangre 100 en la figura 1, que no se muestran. En algunas implementaciones, el sistema de bomba de sangre 1400 puede ser utilizado con dos bombas de sangre para proporcionar soporte cardíaco a los lados izquierdo y derecho del corazón, simultáneamente.
La bomba de sangre 1402 está acoplada a la unidad de accionamiento 1404 mediante la circuitería 1403. La totalidad o una parte de la circuitería 1403 puede estar en la consola 1401 separada/a distancia de la bomba de sangre 1402. En algunas implementaciones, la circuitería 1403 es interna a la bomba de sangre 1402. La circuitería 1403 y la bomba de sangre 1402 no se muestran a escala. La unidad de accionamiento 1404 suministra una corriente al motor 1405 de la bomba cardíaca 1402 mediante la circuitería 1403. La corriente que la unidad de accionamiento 1404 suministra al motor 1405 de la bomba cardíaca 1402 a través del cable 1426 es medida mediante el sensor de corriente 1409 situado en o acoplado a la unidad de accionamiento 1404.
La señal de colocación o presión aórtica se mide en el sensor de presión 1407 situado en la bomba de sangre 1402. La presión detectada en el sensor de presión 1307 se recibe a través de la circuitería 1403 en la unidad de accionamiento 1404 y puede ser pasada al procesador 1408 junto con la corriente suministrada al motor 1405. En algunas implementaciones, la presión aórtica puede ser medida mediante un sensor de presión 1407 acoplado a la bomba de sangre 1402, mediante un catéter separado, mediante un sensor de presión no invasivo o mediante cualquier otro sensor adecuado. El sensor de presión 1407 puede ser un tubo lleno de fluido, un sensor de presión diferencial, un sensor hidráulico, una galga extensométrica piezorresistiva, un sensor de interferometría óptica u otro sensor óptico, un sensor piezoeléctrico MEMS o cualquier otro sensor adecuado.
El procesador 1408 incluye software y/o hardware que le permite recibir las mediciones de presión y corriente del motor desde la unidad de accionamiento 1404 y utilizar los valores para determinar una pluralidad de parámetros cardíacos y parámetros de la función cardíaca adicionales. Por ejemplo, el procesador incluye software que utiliza los procedimientos descritos con respecto a las figuras 2A a 2E para calcular la LVP y la LVEDP a partir de la corriente del motor de la bomba de sangre 1402 y de la información de presión aórtica recibida desde el sensor de presión 1407. Además, el procesador 1408 es capaz de almacenar las mediciones recibidas, los parámetros y los valores en la memoria 1406, y de acceder a los valores y parámetros almacenados en la memoria para generarlos y mostrarlos en la pantalla 1410.
El procesador 1408 incluye, además, algoritmos que ejecutan las etapas descritas con respecto a las figuras 4 a 13 para aceptar o solicitar valores de la presión actual y aórtica de la unidad de accionamiento 1404 y determinar, a partir de estos valores, parámetros cardíacos y de la función cardíaca indicativos de la salud o función de un corazón. Los valores también pueden ser generados para ser mostrados a un usuario y ser mostrados en la pantalla 1410.
El procesador 1408 es capaz de acceder a funciones y tablas de consulta almacenadas en la memoria 1406 con el fin de realizar determinaciones con respecto a los parámetros cardíacos y de función cardíaca calculados, y utilizar las determinaciones para realizar recomendaciones con respecto al tratamiento y soporte prestado al corazón de un paciente. El procesador 1408 es capaz de generar las recomendaciones y de mostrar estas recomendaciones en la pantalla 1410.
La pantalla 1410 puede ser sustancialmente similar a la interfaz de usuario 300 en la figura 3. La pantalla proporciona los parámetros cardíacos calculados y los parámetros de la función cardíaca de relevancia clínica a los médicos, para permitirles tomar decisiones de tratamiento con datos en tiempo real. Además, la pantalla 1410 permite que el procesador 1408 muestre recomendaciones a un médico para permitir que los médicos detecten y respondan más rápidamente a problemas cardíacos en situación de vida o muerte. El procesador 1408 en la consola 1401 utiliza la bomba de sangre 1402 y mediciones accesibles para proporcionar información adicional a los médicos para ayudarles a proporcionar a los pacientes terapias cardíacas más eficientes y efectivas.
Lo anterior es meramente ilustrativo de los principios de la invención, y los aparatos pueden ser llevados a la práctica mediante realizaciones distintas de las descritas, que se presentan con fines ilustrativos y no limitativos. Se debe comprender que los aparatos dados a conocer en el presente documento, si bien se muestran para ser utilizados en la introducción percutánea de bombas cardíacas, pueden ser aplicados a aparatos en otras aplicaciones.
A los expertos en la materia se les ocurrirán variaciones y modificaciones después de revisar esta invención. Las características dadas a conocer pueden ser implementadas, en cualquier combinación y subcombinación (incluidas múltiples combinaciones y subcombinaciones dependientes), con una o varias características distintas descritas en el presente documento. Las diversas características descritas o mostradas anteriormente, incluido cualquier componente de las mismas, pueden ser combinadas o integradas en otros sistemas. Además, ciertas características pueden ser omitidas o no implementadas.
En general, las realizaciones de la materia objeto y las operaciones funcionales descritas en esta memoria descriptiva pueden ser implementadas en circuitería electrónica digital, o en software, firmware o hardware informático, incluidas las estructuras dadas a conocer en esta memoria descriptiva y sus equivalentes estructurales, o en combinaciones de una o varias de ellas. Las realizaciones de la materia objeto descrita en esta memoria descriptiva pueden ser implementadas como uno o varios productos de programas informáticos, es decir, uno o varios módulos de instrucciones de programas informáticos codificadas en un medio legible por ordenador para su ejecución o para controlar el funcionamiento de aparatos de procesamiento de datos. El medio legible por ordenador puede ser un dispositivo de almacenamiento legible por máquina, un sustrato de almacenamiento legible por máquina, un dispositivo de memoria, una composición de materia que afecta a una señal propagada legible por máquina, o una combinación de uno o varios de ellos. El término “aparato de procesamiento de datos” abarca todos los aparatos, dispositivos y máquinas para procesar datos, incluyendo, a modo de ejemplo, un procesador programable, un ordenador o múltiples procesadores u ordenadores. El aparato puede incluir, además de hardware, código, que crea un entorno de ejecución para el programa informático en cuestión, por ejemplo, código que constituye firmware de procesador, una pila de protocolos, un sistema de gestión de bases de datos, un sistema operativo o una combinación de uno o varios de ellos. Una señal propagada es una señal generada artificialmente, por ejemplo, una señal eléctrica, óptica o electromagnética, generada por una máquina, que es generada para codificar información para su transmisión a un aparato receptor adecuado.
Un programa informático (también conocido como programa, software, aplicación de software, secuencia de comandos o código) puede ser escrito en cualquier forma de lenguaje de programación, incluidos lenguajes compilados o interpretados, y puede ser implementado en cualquier forma, incluso como un programa independiente o como un módulo, componente, subrutina u otra unidad adecuada para su utilización en un entorno informático. Un programa informático no necesariamente corresponde a un archivo en un sistema de archivos. Un programa puede estar almacenado en una parte de un archivo que contiene otros programas o datos (por ejemplo, una o varias secuencias de comandos almacenadas en un documento de lenguaje de marcado), en un solo archivo dedicado al programa en cuestión o en múltiples archivos coordinados (por ejemplo, archivos que almacenan uno o varios módulos, subprogramas o partes de código). Un programa informático puede ser implementado para ejecutarlo en un ordenador o en varios ordenadores situados en un sitio o distribuidos en múltiples sitios e interconectados por una red de comunicación.
Los procesos y flujos lógicos descritos en esta memoria descriptiva pueden ser realizados por uno o varios procesadores programables que ejecutan uno o varios programas informáticos para realizar funciones, funcionando con datos de entrada y generando una salida. También se pueden realizar los procesos y flujos lógicos e implementar aparatos mediante circuitería lógica de propósito especial, por ejemplo, una F<p>G<a>(matriz de puertas programables en campo, Field Programmable Gate Array) o un ASIC (circuito integrado de aplicación específica, Application Specific Integrated Circuit).
Los procesadores adecuados para la ejecución de un programa informático incluyen, a modo de ejemplo, microprocesadores tanto de finalidad general como especial, y uno o varios procesadores de cualquier tipo de ordenador digital. En general, un procesador recibirá instrucciones y datos de una memoria de solo lectura o de una memoria de acceso aleatorio o de ambas. Los elementos esenciales de un ordenador son un procesador para realizar instrucciones y uno o varios dispositivos de memoria para almacenar instrucciones y datos. Generalmente, un ordenador también incluirá, o estará acoplado operativamente para recibir datos de, o transferir datos a, o ambos, uno o varios dispositivos de almacenamiento masivo para almacenar datos, por ejemplo, discos magnéticos, magnetoópticos o discos ópticos. No obstante, no es necesario que un ordenador tenga dichos dispositivos.
Un experto en la materia puede determinar ejemplos de cambios, sustituciones y alteraciones, y pueden ser realizados sin apartarse del alcance de la información dada a conocer en el presente documento

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Sistema de bomba de sangre percutánea (100, 1400), que comprende:
una bomba de sangre (100, 1402), configurada para ser posicionada en un corazón (102), comprendiendo la bomba de sangre:
una cánula (111);
un sensor (112, 1407), configurado para medir una presión aórtica (508) en el corazón; y
un motor (108, 1405), accionable a una velocidad del motor (510) y configurado para extraer una corriente de motor variable para proporcionar un nivel de soporte cardíaco al corazón;
un controlador (1401), configurado para controlar la corriente del motor y la velocidad del motor, comprendiendo el controlador:
una memoria (1406);
una interfaz de usuario (300, 500); y
un procesador (1408), configurado para:
medir la corriente del motor y la velocidad del motor;
recibir una indicación de la presión aórtica del sensor y convertir la indicación de la presión aórtica en una medición de la presión aórtica;
determinar un gradiente de presión a través de la cánula asociado con la corriente del motor y con la velocidad del motor;
calcular como mínimo un parámetro cardíaco basándose en la medición de la presión aórtica y en el gradiente de presión a través de la cánula;
registrar el como mínimo un parámetro cardíaco calculado en la memoria;
calcular, basándose en el como mínimo un parámetro cardíaco, uno o varios parámetros de la función cardíaca;
determinar, basándose en el como mínimo uno del como mínimo un parámetro cardíaco y el uno o varios parámetros de la función cardíaca, un cambio recomendado (516) en el nivel de soporte cardíaco para el corazón; ycaracterizado por queel procesador está configurado, además, para generar para su visualización en la interfaz de usuario el cambio recomendado en el nivel de soporte cardíaco.
2. Sistema de bomba de sangre, según la reivindicación 1, en el que el procesador está configurado, además, para calcular la presión telediastólica del ventrículo izquierdo como parámetro cardíaco y el gasto de potencia cardíaca como parámetro de la función cardíaca.
3. Sistema de bomba de sangre, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, en el que el procesador está configurado, además, para:
registrar el como mínimo un parámetro cardíaco calculado en la memoria como un primer parámetro cardíaco calculado; y
registrar un segundo parámetro cardíaco calculado en la memoria en un momento posterior.
4. Sistema de bomba de sangre, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, estando el procesador configurado, además, para:
acceder al primer parámetro cardíaco y al segundo parámetro cardíaco en la memoria; y
determinar un cambio recomendado en la velocidad del motor basándose en un valor comparado del primer parámetro cardíaco con el segundo parámetro cardíaco.
5. Sistema de bomba de sangre, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, estando configurado el procesador, además, para:
determinar, basándose como mínimo en uno del parámetro cardíaco calculado y el parámetro de la función cardíaca, un evento de aspiración en un flujo de entrada (114) de la bomba de sangre; y
generar una advertencia (514) de un evento de aspiración para ser mostrada en la interfaz de usuario.
6. Sistema, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, estando configurado el sistema, además, para: aceptar una entrada del usuario en respuesta al cambio recomendado mostrado en el nivel de soporte cardíaco proporcionado por la bomba de sangre; y
ajustar la velocidad del motor para ajustar el nivel de soporte cardíaco según la entrada del usuario.
7. Sistema, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, estando configurado el sistema, además, para acceder, en la memoria, a un historial de parámetros cardíacos y parámetros de la función cardíaca registrados previamente.
8. Sistema, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, estando configurado el sistema, además, para generar, para su visualización, como mínimo uno de los parámetros cardíacos calculados y el parámetro de la función cardíaca en función del tiempo (201).
9. Sistema, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, estando configurado el sistema, además, para determinar un cambio recomendado en el soporte, adicionalmente:
determinando un cambio en uno de los parámetros cardíacos calculados o en el parámetro de la función cardíaca basándose en el historial de parámetros cardíacos y en parámetros de la función cardíaca registrados previamente;
determinando una modificación recomendada en el nivel proporcionado de soporte cardíaco, basándose en el cambio; y
convirtiendo la alteración recomendada en el nivel de soporte cardíaco proporcionado en un cambio recomendado en la velocidad del motor.
10. Sistema, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, estando configurado el sistema, además, para: determinar, basándose como mínimo en uno del parámetro cardíaco calculado y el parámetro de la función cardíaca, un evento de aspiración en un flujo de entrada (114) de la bomba de sangre; y
generar, para su visualización, una advertencia de un evento de aspiración.
11. Sistema, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, estando configurado el sistema, además, para: identificar, basándose como mínimo en uno del parámetro cardíaco calculado y el parámetro de la función cardíaca, una causa del evento de aspiración; y
generar, para su visualización, una recomendación (516) para abordar la causa del evento de aspiración.
12. Sistema, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, estando configurado el sistema, además, para identificar la causa del evento de aspiración:
comparando un valor del parámetro cardíaco calculado con un valor umbral, en el que el parámetro cardíaco es una presión del ventrículo izquierdo y el umbral es cero; y
comparando un valor de la presión del ventrículo izquierdo durante un ciclo cardíaco con un valor de la presión aórtica durante un ciclo cardíaco.
13. Sistema, según cualquier de las reivindicaciones 1 a 12, estando configurado el sistema, además, para: identificar un evento de aspiración diastólica si un valor mínimo de la presión del ventrículo izquierdo es menor que el umbral en una fase de diástole pero normal en la fase sistólica del ciclo cardíaco.
14. Sistema, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, estando configurado el sistema, además, para: identificar un evento de aspiración sistólica si un valor mínimo de la presión del ventrículo izquierdo es menor que el umbral en la fase diastólica, y un valor de la presión del ventrículo izquierdo no excede un valor de la presión aórtica durante el ciclo cardíaco.
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