JP5540153B2 - ポンプの圧力−流量特性を改変するための装置 - Google Patents
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Description
関連明細書の相互参照
本明細書は、参考文献によって本明細書に組み込まれている、2010年6月22日に申請された、米国特許仮出願第61/357,440号明細書の優先権を主張する。
ヒトの心臓は、ポンプであり、複雑で重要なポンプである。心臓は、時間とともに障害を受けるか、機能不全になり得る。心臓に対する摩耗および障害が十分に重篤になる時に、心臓は、正常にポンプできず、血液を循環できず、結果として心不全として知られる状態となる。世界中で、数百万人が心不全を患っている。多くの人々は薬理学的な治療介入に不応性であり、心臓移植より利益を享受し得る。ドナー心臓が不足しているので、移植可能なものを含む、異なる形態の血液ポンプが次第に実現可能な処置選択に発展してきた。
ポンプは、低圧インレットからより高圧のアウトレットに流体を伝達する。ポンプの性能は、ポンプ流速、圧力差およびローター速度間の関係によって特徴付けることが可能である。流速は、単位時間あたりの容積に関して測定される。ポンプのアウトレット圧力とインレット圧力との間の差である、圧力差は、「平方インチあたりのポンド」または「PSI」のような、単位面積あたりの力に関して測定可能である。圧力差はまた、流体圧力による流体の内部エネルギーを表すために使用される語句である、圧力水頭に関しても測定可能である。圧力水頭は、「ミリメートル水銀」または「インチ水」のような、液体の高さを単位として測定される。
〔図1〕本発明にしたがった心室補助デバイスの略図である。
図1は、本発明の1つの実施形態にしたがった、心室補助デバイス10の略図を示している。デバイス10には、患者の循環系との流体連結にて、埋め込み可能な血液ポンプ(例えば連続流ポンプ)が含まれる。血液ポンプ12は、インレット14とアウトレット16を持つ。インレット14は、患者の心臓の左心室のような、患者の循環系に順に連結し得る導管(示していない)に連結してよい。アウトレット16は、大動脈中のような、第一導管の下流の患者循環系に順に連結し得る、他の導管(示していない)に連結し得る。連続流ポンプ12は、患者の腹部、胸腔、または心臓に近い他の局所に埋め込むことができる。埋め込み可能血液ポンプ(例えば軸血液ポンプ)がよく公知であるので、血液ポンプ12はさらに詳細に記述はしない。例示の目的のために、血液ポンプ12を、連続、軸流ポンプとして本明細書で記述するが、当業者は、本開示物の教示が一般的に、任意の連続流ポンプの圧力−流量特性を改変するために適用され、軸流構成におけるもののみではないことが理解可能である。言い換えれば、本開示物中の教示を、所望の圧力−流量特性をシミュレーションするために、連続軸流ポンプまたは連続遠心ポンプに適用可能である。
サブ段階2:所望の圧力−流量特性(例えば遠心流ポンプ)をシミュレーションするため、ポンプの推定した流速(例えば軸流ポンプ)および電子モーターの設定速度の関数として、電子モーターの速度を調整することであって、関数は、ポンプの圧力−流量特性(例えば軸流ポンプ)および所望の圧力−流量特性(例えば遠心流ポンプ)から由来可能である、調整すること。
Claims (15)
- 電子モーターによって駆動する軸流ポンプを制御するよう構成されたコントローラーであって、
軸流ポンプの本来の圧力−流量特性とは異なる標的圧力−流量特性をシミュレーションするために、前記軸流ポンプの運用圧力−流量特性に対して改変を実施するためにプログラムされた制御システム、を含み、
前記制御システムが、電子モーターの速度に対する調整を伴って改変を実施するようにプログラムされ、前記調整が、前記軸流ポンプの流速、前記軸流ポンプにわたる圧力差、または電子モーターの出力消費の関数にしたがって実施され、
前記標的圧力−流量特性が、前記軸流ポンプとは異なる水力学的設計を有するポンプの圧力−流量特性である、コントローラー。 - 前記制御システムが、前記軸流ポンプの流速を推定することによって改変を実施するように、および前記電子モーターの標的速度を決定するために、前記推定した流速を使用するようにプログラムされる、請求項1に記載のコントローラー。
- 前記制御システムが、前記軸流ポンプの流速を測定することによって改変を実施するようにプログラムされる、請求項1に記載のコントローラー。
- 速度を調整するための関数が、前記軸流ポンプの本来の圧力−流量特性と、標的圧力−流量特性に基づく、請求項1に記載のコントローラー。
- 制御システムが、前記電子モーターの速度、および前記電子モーターの電流または出力消費から、前記軸流ポンプにわたる圧力差を推定することによって、改変を実施するようにプログラムされる、請求項1に記載のコントローラー。
- 前記制御システムが、前記軸流ポンプにわたる圧力を測定することによって、改変を実施するようにプログラムされる、請求項1に記載のコントローラー。
- 前記標的圧力−流量特性が、遠心流ポンプの圧力−流量特性である、請求項1に記載のコントローラー。
- 前記制御システムが、特定の出力−速度関係上で作動するように、前記軸流ポンプを制御することによって改変を実施するようにプログラムされる、請求項1に記載のコントローラー。
- 心室補助デバイスとして機能しているポンプシステムであって、
電子モーターによって駆動する軸流ポンプ、
上記軸流ポンプとは異なる水力学的設計を有するポンプの標的圧力−流量特性をシミュレーションするために、上記軸流ポンプの運用圧力−流量特性を改変するようにプログラムされる制御システム、
を含み、
前記制御システムが、電子モーターの速度に対する調整を伴う改変を実施するようにプログラムされ、前記調整が、前記軸流ポンプの流速、前記軸流ポンプにわたる圧力差、またはモーターの出力消費の関数にしたがって実施される、ポンプシステム。 - 前記制御システムが、前記軸流ポンプの流速を推定することによって改変を実施するように、および前記電子モーターの標的速度を決定するために、前記推定した流速を使用するようにプログラムされる、請求項9に記載のポンプシステム。
- 前記制御システムが、前記軸流ポンプの流速を測定することによって、改変を実施するようにプログラムされる、請求項9に記載のポンプシステム。
- 速度を調整するための前記関数が、前記軸流ポンプの本来の圧力−流量特性と、標的圧力−流量特性から由来する、請求項9に記載のポンプシステム。
- 前記制御システムが、前記電子モーターの速度から、および前記電子モーターの電流または出力消費からの、前記軸流ポンプにわたる圧力差を推定することによって、改変を実施するようにプログラムされる、請求項9に記載のポンプシステム。
- 前記制御システムが、前記軸流ポンプにわたる圧力を測定することによって、改変を実施するようにプログラムされる、請求項9に記載のポンプシステム。
- 前記制御システムが、特定の出力−速度関係上で作動するように前記軸流ポンプを制御することによって、改変を実施するようにプログラムされる、請求項9に記載のポンプシステム。
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