JP7137559B2 - 心室補助デバイスの制御 - Google Patents
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Description
好ましくは、制御デバイスは、少なくとも1つの特性パラメータの現在の精緻化された実際値およびその事前設定可能な設定点値に基づいて、更新された設定値を生成するように構成されている。例えば、この目的のために、制御デバイスは、監視される少なくとも1つの特性パラメータが所定の設定点値を達成するようにVADの速さレベルを調整することによって、少なくとも1つの特性パラメータが制御される、閉ループ制御を実装してもよい。
VF=(tk、EDLVP、max-tk-1、EDLVP、max)-1、および/または
VF=(tk、LVP、max-tk-1、EDLVP、max)-1、
として決定することができる。
換気圧センサ72によって、制御デバイス100は、換気圧VentPmeasの測定信号である、換気圧センサ72が感知した圧力信号を受信する。
特性パラメータσとしてのEDLVPの精緻化された実際値EDLVP*またはFG*は、速さ命令ユニット120に転送される。速さ命令ユニット120は、EDLVPまたはFGの設定可能な設定点値SP、例えばEDLVPsetまたはFGsetとの比較を行うように、および、モータ制御ユニット130に供給される対応する速さ命令信号nVAD setを生成するように構成されており、その後、モータ制御ユニット130は、ポンプデバイス50の電動モータに供給されるモータ電流を相応に調整する。
例えば、時間間隔は、換気回数VFの逆数値、またはそれをn倍したもの、すなわち
Qpump=f(ΔPpump,npump)
として求めることができる。実際の圧力差ΔPpumpを、図2の圧力センサ30、60によって決定することができる。実際の血液ポンプ速さは、データ処理ユニット110に知られており、特に速さ命令ユニット120および/またはモータ制御ユニット130において知られている。こうして、実際の血流量Qpumpを、データ処理ユニット110によって確認することができる。上で検討した、図8に示す1組の特性カーブによって記述される値ΔPpump、Qpump、およびnpumpの間の関係は、ルックアップテーブルとして、制御デバイス100中の記憶装置、例えばデータ処理ユニット110の読み出し専用メモリに、または、血液ポンプ中のもしくはモータ制御ユニット130中のチップ上の記憶装置に、記憶することができる。
本発明は特に、以下の番号を付した項目において規定されているような、以下の実施形態に関わるものである。
排除もしくは低減すべき生理学的に生じる変動の周期性と関連するサイズを有する移動平均フィルタを適用することによって、少なくとも1つの測定信号(LVPmeas)のうちの1つ以上もしくは実際値(EDLVP;FG)のシークエンスを処理するように、かつ/または、
排除もしくは低減すべき生理学的に生じる変動と関連する特徴付けカットオフ周波数を有するハイパスフィルタを適用することによって、少なくとも1つの測定信号(LVPmeas)のうちの1つ以上もしくは実際値(EDLVP;FG)のシークエンスを処理するように、構成されている、項目1から5のいずれか1つに記載の制御デバイス(100)。
少なくとも1つの特性パラメータ(EDLVP;FG)のうちの1つの出現と連続する再出現との間の時間間隔に基づいて実際の心拍数を計算するように、および/または、
VAD(50)が生み出す実際の血流量を計算するように、さらに構成されている、項目1から9のいずれか1つに記載の制御デバイス(100)。
制御デバイス(100)は、新しい精緻化された実際値(EDLVP*;FG*)が生成されたときに、設定値(nVAD set)を更新するように構成されている、および/または
制御デバイス(100)は、設定値(nVAD set)を所定の頻度で周期的に更新するように構成されている、
項目1から10のいずれか1つに記載の制御デバイス(100)。
12. 制御デバイス(100)は、精緻化された実際値(EDLVP*;FG*)をディスプレイ(210)上に表示するように、および/または、精緻化された実際値(EDLVP*)を制御デバイス(100)の出力部(104)において提供するように、構成されている、項目1から10のいずれか1つに記載の制御デバイス(100)。
VAD(50)は好ましくは無拍動型回転式血液ポンプであり、
さらに好ましくは、血液ポンプはカテーテルベースのものであり、
最も好ましくは、VAD(50)は、以下、すなわち:VADの動く、特に回転する部品、例えばロータまたは羽根車は、低重量の材料、例えばプラスチックで作成されることによって低い質量を備える;電動モータなどの駆動手段が、モータによって駆動される部品、例えばロータまたは羽根車の近くに、好ましくは非常に近くに、最も好ましくは隣接して配置されており、カテーテルベースのものであるならば、好ましくは回転式の駆動ケーブルを有さない;モータによって駆動される部品、例えばロータまたは羽根車との、モータの結合部または接続部、例えば軸が短い;VADの動く、特に回転する部品は全て小径である;のうちの1つ以上を特徴とした、低慣性のデバイスである、VAD(50)。
患者(P)の循環系の生理学的状態と関連する少なくとも1つの測定信号(LVPmeas)を受信することと、
少なくとも1つの測定信号(LVPmeas)のうちの1つ以上から心臓(H)の少なくとも1つの特性パラメータの実際値(EDLVP;FG)を導出することと、
実際値(EDLVP;FG)または少なくとも1つの測定信号(LVPmeas)のうちの1つ以上を処理して、生理学的に生じる変動が排除または低減されている精緻化された実際値(EDLVP*;FG*)を提供することと、を含む、方法。
項目14に記載の方法によって、心臓(H)の少なくとも1つの特性パラメータの精緻化された実際値を取得することと、
精緻化された実際値(EDLVP*;FG*)および事前設定可能な設定点値(EDLVPset;FGset)に基づいて、速さレベルの更新された設定値(nVAD set)を生成することと、を含む、方法。
排除または低減すべき生理学的に生じる変動と関連する特徴付けカットオフ周波数を有するハイパスフィルタを適用することによって、少なくとも1つの測定信号(LVPmeas)のうちの1つ以上もしくは実際値(EDLVP;FG)のシークエンスを処理すること、
をさらに含む、項目14から18のいずれか1つに記載の方法。
新しい精緻化された実際値(EDLVP*;FG*)が生成されたときに設定値(nVAD set)を更新すること、および/または
設定値(nVAD set)を所定の頻度で周期的に更新すること、
をさらに含む、項目14から23のいずれか1つに記載の方法。
Claims (29)
- 速さレベルを設定可能な心室補助デバイス、VAD(50)用の制御デバイス(100)であって、前記制御デバイス(100)は、前記VAD(50)による心臓補助を受けている患者(P)の循環系の生理学的状態と関連する少なくとも1つの測定信号(LVPmeas)を受信するように構成された入力部(101)を備え、前記制御デバイス(100)は、前記少なくとも1つの測定信号(LVPmeas)のうちの1つ以上に基づき心臓(H)の少なくとも1つの特性パラメータの実際値(EDLVP;FG)を導出するように、および、生理学的に生じる変動の効果が排除または低減されている、前記少なくとも1つの特性パラメータの精緻化された実際値(EDLVP*;FG*)を提供するように構成されており、前記制御デバイス(100)はさらに、更新された速さレベルの設定値(nVAD set)を出力するように構成された出力部(105)を備え、前記制御デバイス(100)は、前記精緻化された実際値(EDLVP*;FG*)および事前設定可能な設定点値(EDLVPset;FGset)に基づいて前記更新された設定値(nVAD set)を生成するように構成されていることを特徴とする、制御デバイス(100)。
- 請求項1に記載の制御デバイス(100)であって、前記少なくとも1つの測定信号(LVPmeas)のうちの前記1つ以上と、前記実際値(EDLVP、FG)と、のうちの少なくとも一方を処理して、前記精緻化された実際値(EDLVP*;FG*)を提供するように構成されていることを特徴とする制御デバイス(100)。
- 請求項1または2に記載の制御デバイス(100)であって、現在の実際値(EDLVP;FG)および更なる実際の履歴値を含む移動時間間隔内の、複数の実際値(EDLVP;FG)を処理するように構成されていることを特徴とする制御デバイス(100)。
- 請求項1から3のいずれか1項に記載の制御デバイス(100)であって、前記精緻化された実際値(EDLVP*;FG*)は、複数の実際値(EDLVP;FG)の移動平均であることを特徴とする制御デバイス(100)。
- 請求項1から4のいずれか1項に記載の制御デバイス(100)であって、前記精緻化された実際値(EDLVP*;FG*)は、前記少なくとも1つの測定信号(LVPmeas)の移動平均に基づいていることを特徴とする制御デバイス(100)。
- 請求項1から5のいずれか1項に記載の制御デバイス(100)であって、前記少なくとも1つの測定信号(LVPmeas)と、実際の履歴値(EDLVP;FG)と、換気圧の測定信号と、のうちの少なくとも1つに基づいて、呼吸または換気回数(VF)を決定するように構成されていることを特徴とする制御デバイス(100)。
- 請求項1から6のいずれか1項に記載の制御デバイス(100)であって、
排除すべき前記生理学的に生じる変動の周期性と関連するサイズを有する移動平均フィルタを適用することによって、前記少なくとも1つの測定信号(LVPmeas)のうちの前記1つ以上または実際値(EDLVP;FG)のシークエンスを処理すること、および排除すべき前記生理学的に生じる変動と関連する特徴付けカットオフ周波数を有するハイパスフィルタを適用することによって、前記少なくとも1つの測定信号(LVPmeas)のうちの前記1つ以上または前記実際値(EDLVP;FG)のシークエンスを処理すること、のうちの少なくとも一方を実行するように構成されていることを特徴とする制御デバイス(100)。 - 請求項1から7のいずれか1項に記載の制御デバイス(100)であって、前記少なくとも1つの測定信号(LVPmeas)のうちの少なくとも1つは、前記患者の前記循環系における少なくとも1つの圧力、すなわち、左室圧(LVP)、大動脈圧(AoP)、中心静脈圧(CVP)、および肺動脈圧(PAP)のうちの少なくとも1つであることを特徴とする制御デバイス(100)。
- 請求項1から8のいずれか1項に記載の制御デバイス(100)であって、前記少なくとも1つの測定信号(LVPmeas)のうちの少なくとも1つは、患者のECG信号であることを特徴とする制御デバイス(100)。
- 請求項1から9のいずれか1項に記載の制御デバイス(100)であって、前記少なくとも1つの特性パラメータは、前記心周期の所定の事象における血管圧の特定の値、前記心周期の特定の事象における心内圧の特定の値、および1回の心周期中の2つの特定の事象における2つの心内圧の間の圧力勾配(SC、DR、FG)、のうちの少なくとも1つであることを特徴とする制御デバイス(100)。
- 請求項1から12のいずれか1項に記載の制御デバイス(100)であって、
前記少なくとも1つの特性パラメータ(EDLVP;FG)のうちの1つの出現と連続する再出現との間の時間間隔に基づいた実際の心拍数と、
前記VAD(50)が生み出す実際の血流量と、のうちの少なくとも一方を計算するように、さらに構成されていることを特徴とする制御デバイス(100)。 - 請求項1から13のいずれか1項に記載の制御デバイス(100)であって、前記精緻化された実際値(EDLVP*;FG*)と前記対応する設定点値(EDLVPset;FGset)との間に所定の差が存在するたびに、更新された設定値(nVAD set)を生成すること、
新しい精緻化された実際値(EDLVP*;FG*)が生成されたときに、前記設定値(nVAD set)を更新すること、および
前記設定値(nVAD set)を所定の頻度で周期的に更新すること、のうちの少なくとも1つを実行するように構成されている、
ことを特徴とする制御デバイス(100)。 - 請求項1から13のいずれか1項に記載の制御デバイス(100)であって、前記精緻化された実際値(EDLVP*;FG*)をディスプレイ(210)上に表示すること、および、前記精緻化された実際値(EDLVP*;FG*)を出力部(104)において提供することのうちの少なくとも一方を実行するように、構成されていることを特徴とする制御デバイス(100)。
- 請求項1から15のいずれか1項に記載の制御デバイス(100)を備える心臓補助用のVAD(50)。
- 請求項16に記載のVAD(50)であって、無拍動型回転式血液ポンプであることを特徴とするVAD(50)。
- 請求項17に記載のVAD(50)であって、前記血液ポンプはカテーテルベースのものであることを特徴とするVAD(50)。
- 請求項16から18のいずれか1項に記載のVAD(50)であって、
前記VADの動く部品または回転する部品は、低重量の材料で作成されることによって低い質量を備えることと、駆動手段が、モータによって駆動される部品の近くに、または隣接して配置されることと、前記モータによって駆動される部品と前記モータの結合部または接続部は短いことと、前記VADの前記動く部品または前記回転する部品は全て小径であることと、のうちの1つ以上を特徴とする低慣性のデバイスであることを特徴とする、VAD(50)。 - 請求項19に記載のVAD(50)であって、前記動く部品、前記回転する部品、および前記モータによって駆動される部品のうちの少なくとも1つはロータ又は羽根車であることを特徴とするVAD(50)。
- 請求項19または20に記載のVAD(50)であって、前記低重量の材料はプラスチックであることを特徴とするVAD(50)。
- 請求項19から21のいずれか1項に記載のVAD(50)であって、前記駆動手段は電動モータであることを特徴とするVAD(50)。
- 請求項19から22のいずれか1項に記載のVAD(50)であって、当該VAD(50)がカテーテルベースである場合、前記駆動手段は駆動式の回転ケーブルを有さないことを特徴とするVAD(50)。
- 請求項19から23のいずれか1項に記載のVAD(50)であって、前記結合部または前記接続部は軸であることを特徴とするVAD(50)。
- 心臓(H)の少なくとも1つの特性パラメータの精緻化された実際値を取得するための方法であって、
患者(P)の循環系の生理学的状態と関連する少なくとも1つの測定信号(LVPmeas)を受信することと、
前記少なくとも1つの測定信号(LVPmeas)のうちの1つ以上に基づいて前記心臓(H)の少なくとも1つの特性パラメータの実際値(EDLVP;FG)を導出することと、
前記実際値(EDLVP;FG)または前記少なくとも1つの測定信号(LVPmeas)のうちの前記1つ以上を処理して、生理学的に生じる変動が排除または低減されている前記精緻化された実際値(EDLVP*;FG*)を提供することと、を含むことを特徴とする方法。 - 速さレベルを設定可能な心室補助デバイス、VAD(50)の速さレベルを制御するための、更新された設定値(n VAD set )を取得するための方法であって、
請求項25に記載の方法によって、心臓(H)の少なくとも1つの特性パラメータの精緻化された実際値を取得することと、
前記精緻化された実際値(EDLVP*;FG*)および事前設定可能な設定点値(EDLVPset)に基づいて、前記速さレベルの前記更新された設定値(nVAD set)を生成することと、を含むことを特徴とする方法。 - 請求項25または26に記載の方法であって、排除または低減すべき前記生理学的に生じる変動は、前記患者(P)の胸腔内の圧力変動、前記患者(P)の自律的なまたは補助を受けた呼吸が引き起こす圧力変動、前記患者の大動脈内の大動脈内バルーンポンプが引き起こす圧力変動、前記患者に適用される外部型カウンターパルゼーション療法が引き起こす圧力変動、前記患者の体位の変化が引き起こす圧力変動のうちの、少なくとも1つと相関していることを特徴とする方法。
- 請求項1から15のいずれか1項に記載の制御デバイス(100)であって、排除または低減すべき前記生理学的に生じる変動は、前記患者(P)の胸腔内の圧力変動、前記患者(P)の自律的なまたは補助を受けた呼吸が引き起こす圧力変動、前記患者の大動脈内の大動脈内バルーンポンプが引き起こす圧力変動、前記患者に適用される外部型カウンターパルゼーション療法が引き起こす圧力変動、前記患者の体位の変化が引き起こす圧力変動のうちの、少なくとも1つと相関していることを特徴とする制御デバイス(100)。
- 請求項28に記載の制御デバイス(100)であって、前記患者の体位の変化はトレンデレンブルグ体位への変化であることを特徴とする制御デバイス(100)。
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