JP7405449B2 - 植込まれた血管補助システムを流れる流体の流速を決定する方法およびシステム - Google Patents
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Description
a)流体の流速を推定することと、
b)補助システム内の観察窓内に、補助システムの超音波センサを使用してパルスドップラー測定を実施することであって、観察窓が、ステップa)で推定される流速を使用して決定される観察窓速度で変位する、パルスドップラー測定を実施することと、
c)パルスドップラー測定の少なくとも一つの測定結果、またはパルスドップラー測定の測定結果および観察窓速度を使用して、流体の少なくとも一つのフローパラメータを決定することと、を行うステップを含む。
・エイリアシングは、特にドップラー周波数の曖昧さを無くすことによって除去される。
・移動散乱体によって引き起こされるドップラースペクトルの周波数ピークは、狭くなっている。これは振幅を増加させ、バックグラウンドノイズに対して(より良く)見えるようにする。これはまた、測定システムの解像度を増加させる。
・静止散乱体によって引き起こされるドップラースペクトルの周波数ピークは、広くなっている。これにより、振幅が減少し、信号エネルギーがスペクトル内で不鮮明にされる。
a)流体の流速を推定するための装置と、
b)補助システム内部の観察窓内の超音波センサを使用してパルスドップラー測定を実施するための装置であって、観察窓が、ステップa)で推定された流速を使用して決定される観察窓速度で変位する、装置と、
c)パルスドップラー測定の少なくとも一つの測定結果、またはパルスドップラー測定の測定結果および観察窓速度を使用して、流体の少なくとも一つのフローパラメータを決定するための装置と、を含む。
・直径入口または測定領域は、例えば、5mmであること、
・測定される最大血流は、例えば、Q=9l/分であること、
・結果としての最大血流速度は、vBlut,max=7.64m/sであること、
・血液中の音速は、例えば、cBlut=1,540m/sであること、
・超音波周波数は、例えば、f0=6MHzであること、
・超音波素子の表示窓の始点までの距離は、例えば、25mmであること、
・発信された超音波PWDパルス当たりの超音波振動サイクル数は、例えば、10であること、
・超音波パルスによって生成される波形パケットの結果としての長さ(距離)は、IBurst=c0×10/f0=2.57mmであること、
・結果として生じる超音波パルスの最大伝播距離は、d=55.13mmであること、などのパラメータが推定される。
・PWDベースの流速、または体積流測定は、測定窓と超音波振動子との間に大きな距離があっても可能となる。
・補助システム(VAD)の幾何学的境界条件による、ドップラーシフトの幾何学的に引き起こされた曖昧さの解決。
・スペクトル拡大の減少。
・ドップラー周波数推定の精度の向上。
・流速のより正確な決定。
・求めるドップラー周波数シフトが、例えば大動脈壁などの静止散乱体によって引き起こされるドップラースペクトルの周波数ピークによって被覆されることを防止すること。
10 血管補助システム
12 入口ケージ
18 超音波センサ
19 バイパス
20 心臓
21 左心室
22 大動脈
23 大動脈弁
31 流体体積流/血流
32 総流体体積流
40 ドップラー周波数スペクトル
41 主周波数成分
42 非移動散乱体のドップラーシフトによるピーク
43 移動散乱体によるピーク
44 流速
45 システム
46 制御および/または処理装置
48 流速を推定するための装置
50 パルスドップラー測定を実施するための装置
52 フローパラメータを決定するための装置
200 チャネル
201 観察窓
Claims (16)
- 心臓補助システムにおける血液の少なくとも一つのフローパラメータを決定することによって前記心臓補助システムの動作を制御する方法であって、
前記心臓補助システムのフローマシンの動作パラメータに基づいて前記血液の流速を推定するステップと、
前記心臓補助システムの超音波センサーを使用してパルスドップラー測定を行い、少なくとも一つのドップラー測定結果を生成するステップと、
前記超音波センサーが向けられる観察窓は、前記パルスドップラー測定中に、前記パルスドップラー測定を実行するための前記心臓補助システムのカニューレ状部分内にあり、
前記観察窓は、推定された前記血液の流速に基づく観察窓速度で前記血液の流れの方向に変位し、
少なくとも一つのドップラー測定結果に基づいて、前記血液の前記少なくとも一つのフローパラメータを決定するステップと、を含む方法。 - 前記血液の前記少なくとも一つのフローパラメータを決定するステップは、前記少なくとも一つのドップラー測定結果と前記観察窓速度とに基づいて前記血液の前記流速を決定するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- ドップラーシフトが周波数スペクトル上に曖昧さなく表示され得る範囲に変換されるように前記観察窓速度を決定するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記観察窓速度は、推定された前記血液の流速に実質的に対応する、請求項1に記載の方法。
- 超音波パルスの放射と測定のための時間間隔の開始時間との間の時間的な離間を変更することによって前記観察窓を変位させるステップをさらに含み、前記測定のための時間間隔において受信された、放射された前記超音波パルスの反射のみを使用して前記少なくとも一つのドップラー測定結果を生成する、請求項1に記載の方法。
- 前記観察窓速度とサンプリング速度とが互いに相関している、請求項1に記載の方法。
- 前記少なくとも一つのドップラー測定結果と静止散乱体によるドップラーシフトとが周波数スペクトル上で互いに離間するように前記観察窓速度を決定するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記血液の前記少なくとも一つのフローパラメータを決定するステップは、前記観察窓速度と前記少なくとも一つのドップラー測定結果に基づいて決定される相対速度とを加算することによって血液の前記流速を決定するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 心臓補助システムであって、該心臓補助システムは、
該心臓補助システムを通って流れる血液の少なくとも一つのフローパラメータを決定するように構成されているコントローラを含み、該コントローラは、
前記心臓補助システムのフローマシンの動作パラメータに基づいて前記血液の流速を推定するように構成されている装置と、
超音波センサーを使用してパルスドップラー測定を行い、少なくとも一つのドップラー測定結果を生成するように構成されている装置と、
前記超音波センサーが向けられる観察窓は、前記パルスドップラー測定中に、前記パルスドップラー測定を実行するための前記心臓補助システムのカニューレ状部分内にあり、
前記観察窓は、推定された前記血液の流速に基づく観察窓速度で前記血液の流れの方向に変位し、
少なくとも一つのドップラー測定結果に基づいて、前記血液の少なくとも一つのフローパラメータを決定するように構成されている装置と、を含む心臓補助システム。 - 前記血液の前記少なくとも一つのフローパラメータを決定するように構成されている前記装置は、少なくとも一つのドップラー測定結果と前記観察窓速度とに基づいて前記血液の流速を決定するように構成されている、請求項9に記載のシステム。
- 前記観察窓の前記観察窓速度は、ドップラーシフトが周波数スペクトル上に曖昧さなく表示され得る範囲内にあるように選択されている、請求項9に記載のシステム。
- 前記観察窓速度は、推定された前記血液の流速に実質的に対応する、請求項9に記載のシステム。
- 前記パルスドップラー測定を行うように構成されている前記装置は、超音波パルスの放射と測定のための時間間隔の開始時間との間の時間的な離間を変更することによって前記観察窓を変位させるように構成されている、請求項9に記載のシステム。
- 前記観察窓速度と前記心臓補助システムを流れる前記血液のサンプリング速度とが互いに相関している、請求項9に記載のシステム。
- 前記パルスドップラー測定の前記測定結果と静止散乱体によるドップラーシフトとが周波数スペクトル上で互いに離間するように前記観察窓速度が決定されている、請求項9に記載のシステム。
- 前記血液の前記少なくとも一つのフローパラメータを決定するように構成されている前記装置は、前記観察窓速度と前記パルスドップラー測定に基づいて決定される相対速度とを加算することによって前記血液の流速を決定するように構成されている、請求項9に記載のシステム。
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