TW202344279A - 機械循環支持裝置的自適應流量計算 - Google Patents

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穆罕默德 亞維本
阿和墨德 艾爾 卡特吉
馬克辛 達司克威思基
杰德 史班拿
安卓 伽福
唐清
杉牧 布朗
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美商阿比奧梅德公司
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Abstract

本發明提供用於判定穿過一循環支持裝置之流量之方法及設備。該方法包括：接收來自該循環支持裝置之一馬達之一馬達電流信號；在該馬達電流信號之一時窗內判定穿過該循環支持裝置之流量最大之一經量測電流值；至少部分基於該經量測電流值來判定一偏移值；至少部分基於該所接收馬達電流信號來判定是否已發生一異常狀況；至少部分基於該偏移值及是否已發生一異常狀況之該判定來調整該馬達電流信號以產生一經調整馬達電流信號；及至少部分基於該經調整馬達電流信號來判定穿過該循環支持裝置之該流量。

Description

機械循環支持裝置的自適應流量計算
本申請案係關於自適應流量計算，特定言之，係關於用於一機械循環支持裝置之自適應流量計算。
流體泵(諸如血液泵)在醫療領域中以廣泛範圍之應用及目的使用。一血管內血液泵係可穿過一患者之脈管系統(即，靜脈及/或動脈)推進至患者心臟中之一位置或患者循環系統內之其他位置之一泵。例如，一血管內血液泵可經由一導管插入且經定位以跨越一心臟瓣膜。血管內血液泵通常安置於導管之端部處。一旦就位，泵便可用於輔助心臟且泵送血液遍歷循環系統，且因此暫時減少患者心臟上之工作負荷，諸如使心臟能夠在心臟病發作之後恢復。一例示性血管內血液泵可從馬薩諸塞州丹佛斯市之ABIOMED公司以商品名Impella®心臟泵購得。
此等泵可定位於例如一心腔 (諸如左心室)中以輔助心臟。在此情況下，血液泵可藉由一中空導管經由一股動脈插入，且向上引入且至一患者心臟之左心室中。從此位置，血液泵入口吸入血液，且血液泵出口將血液排出至主動脈中。以此方式，心臟之功能可被替代或至少藉由泵之操作來輔助。
一血管內血液泵通常連接至一各自外部心臟泵控制器，該控制器控制心臟泵，諸如馬達速度，且收集及顯示關於血液泵之操作資料，諸如心臟信號位準、電池溫度、血液流速及管道完整性。一例示性心臟泵控制器可從Abiomed公司以商品名Automated Impella Controller®購得。當操作資料值下降超出預定值或範圍時，例如，若偵測到一洩漏、抽吸及/或泵故障，則控制器發出警報。控制器可包含一視訊顯示螢幕，其上顯示經組態以顯示操作資料及/或警報之一圖形使用者介面。
本文中描述用於計算穿過一機械循環裝置之流量之系統及方法。
在本技術之一些實施例中，提供一種判定穿過一循環支持裝置之流量之方法。該方法包括：接收來自該循環支持裝置之一馬達之一馬達電流信號；在該馬達電流信號之一時窗內判定穿過該循環支持裝置之流量最大之一經量測電流值；至少部分基於該經量測電流值來判定一偏移值；至少部分基於該所接收馬達電流信號來判定是否已發生一異常狀況；至少部分基於該偏移值及是否已發生一異常狀況之該判定來調整該馬達電流信號以產生一經調整馬達電流信號；及至少部分基於該經調整馬達電流信號來判定穿過該循環支持裝置之該流量。
在一個態樣中，該經量測電流值係該時窗內之一最大電流值或一最小電流值。
在一個態樣中，該經量測電流值係該時窗內之該最小電流值。
在一個態樣中，該時窗之一長度係介於一秒與四秒之間。
在一個態樣中，該時窗之該長度係兩秒。
在一個態樣中，判定該偏移值係進一步至少部分基於該馬達之一速度。
在一個態樣中，該方法進一步包括：在至少一個儲存裝置上儲存將流量值與複數個馬達速度之各者之馬達電流值關聯之資料，且判定該偏移值包括至少部分基於該所儲存資料來判定與該馬達之該速度下之一最大流量相關聯之一預期電流值；及將該偏移值判定為該電流值與該預期電流值之間之一差異。
在一個態樣中，調整該馬達電流信號包括將該偏移值加至該馬達電流信號以產生該經調整馬達電流信號。
在一個態樣中，判定穿過該循環支持裝置之該流量包括進一步至少部分基於將流量值與該馬達之該速度下之馬達電流值關聯之該所儲存資料來判定該流量。
在一個態樣中，至少部分基於該偏移值及是否已發生一異常狀況之該判定來調整該馬達電流信號以產生一經調整馬達電流信號包括當判定已發生一異常狀況時使用零之一偏移值。
在一個態樣中，判定是否已發生一異常狀況包括判定該循環支持裝置是否處於一抽吸狀態或一解耦狀態。
在一個態樣中，該方法進一步包括：將先前判定之偏移值儲存於一緩衝器中；及將該所判定偏移值儲存於該緩衝器中。
在一個態樣中，該緩衝器中之該等先前判定之偏移值之各者係在判定該偏移值時基於該馬達之一速度縮放之一經縮放偏移值，且將該所判定偏移值儲存於該緩衝器中包括基於該馬達之該速度來縮放該所判定偏移值，且將該經縮放之所判定偏移值儲存於該緩衝器中。
在一個態樣中，調整該馬達電流信號包括至少部分基於該緩衝器中之該等先前判定之偏移值之一中值來調整該馬達電流信號。
在一個態樣中，調整該馬達電流信號包括：基於該馬達之一當前速度來變換該中值；及基於該經變換中值來調整該馬達電流信號。
在一個態樣中，該方法進一步包括僅當判定尚未發生一異常狀況時才將該所判定偏移值儲存於該緩衝器中。
在一個態樣中，該方法進一步包括對該所接收馬達電流信號進行濾波，且調整該馬達電流信號包括調整該經濾波馬達電流信號。
在一個態樣中，該方法進一步包括在至少一個圖形使用者介面上顯示穿過該循環支持裝置之該所判定流量之一指示。
在本技術之一些實施例中，提供一種循環支持裝置。該循環支持裝置包括：一轉子；一馬達，其經組態以依一或多個速度驅動該轉子之旋轉；及至少一個控制器。該至少一個控制器經組態以：接收來自該馬達之一馬達電流信號；在該馬達電流信號之一時窗內判定穿過該循環支持裝置之流量最大之一經量測電流值；至少部分基於該經量測電流值來判定一偏移值；至少部分基於該所接收馬達電流信號來判定是否已發生一異常狀況；至少部分基於該偏移值及是否已發生一異常狀況之該判定來調整該馬達電流信號以產生一經調整馬達電流信號；及至少部分基於該經調整馬達電流信號來判定穿過該循環支持裝置之該流量。
在一個態樣中，該經量測電流值係該時窗內之一最大電流值或一最小電流值。
在一個態樣中，該經量測電流值係該時窗內之該最小電流值。
在一個態樣中，該時窗之一長度係介於一秒與四秒之間。
在一個態樣中，該時窗之該長度係兩秒。
在一個態樣中，判定該偏移值係進一步至少部分基於該馬達之一速度。
在一個態樣中，該至少一個控制器經進一步組態以：在至少一個儲存裝置上儲存將流量值與複數個馬達速度之各者之馬達電流值關聯之資料，且判定該偏移值包括至少部分基於該所儲存資料來判定與該馬達之該速度下之一最大流量相關聯之一預期電流值；及將該偏移值判定為該電流值與該預期電流值之間之一差異。
在一個態樣中，調整該馬達電流信號包括將該偏移值加至該馬達電流信號以產生該經調整馬達電流信號。
在一個態樣中，判定穿過該循環支持裝置之該流量包括進一步至少部分基於將流量值與該馬達之該速度下之馬達電流值關聯之該所儲存資料來判定該流量。
在一個態樣中，至少部分基於該偏移值及是否已發生一異常狀況之該判定來調整該馬達電流信號以產生一經調整馬達電流信號包括當判定已發生一異常狀況時使用零之一偏移值。
在一個態樣中，判定是否已發生一異常狀況包括判定該循環支持裝置是否處於一抽吸狀態或一解耦狀態。
在一個態樣中，該至少一個控制器經進一步組態以：將先前判定之偏移值儲存於一緩衝器中；及將該所判定偏移值儲存於該緩衝器中。
在一個態樣中，該緩衝器中之該等先前判定之偏移值之各者係在判定該偏移值時基於該馬達之一速度縮放之一經縮放偏移值，且將該所判定偏移值儲存於該緩衝器中包括基於該馬達之該速度來縮放該所判定偏移值，且將該經縮放之所判定偏移值儲存於該緩衝器中。
在一個態樣中，調整該馬達電流信號包括至少部分基於該緩衝器中之該等先前判定之偏移值之一中值來調整該馬達電流信號。
在一個態樣中，調整該馬達電流信號包括：基於該馬達之一當前速度來變換該中值；及基於該經變換中值來調整該馬達電流信號。
在一個態樣中，該至少一個控制器經進一步組態以僅當判定尚未發生一異常狀況時才將該所判定偏移值儲存於該緩衝器中。
在一個態樣中，該至少一個控制器經進一步組態以對該所接收馬達電流信號進行濾波，且調整該馬達電流信號包括調整該經濾波馬達電流信號。
在一個態樣中，該至少一個控制器經進一步組態以在至少一個圖形使用者介面上顯示穿過該循環支持裝置之該所判定流量之一指示。
在本技術之一些實施例中，提供一種用於一循環支持裝置之控制器。該控制器包括至少一個硬體處理器，其經組態以：接收來自該循環支持裝置之一馬達之一馬達電流信號；在該馬達電流信號之一時窗內判定穿過該循環支持裝置之流量最大之一經量測電流值；至少部分基於該經量測電流值來判定一偏移值；至少部分基於該所接收馬達電流信號來判定是否已發生一異常狀況；至少部分基於該偏移值及是否已發生一異常狀況之該判定來調整該馬達電流信號以產生一經調整馬達電流信號；及至少部分基於該經調整馬達電流信號來判定穿過該循環支持裝置之該流量。
在一個態樣中，該經量測電流值係該時窗內之一最大電流值或一最小電流值。
在一個態樣中，該經量測電流值係該時窗內之該最小電流值。
在一個態樣中，該時窗之一長度係介於一秒與四秒之間。
在一個態樣中，該時窗之該長度係兩秒。
在一個態樣中，判定該偏移值係進一步至少部分基於該馬達之一速度。
在一個態樣中，該至少一個硬體處理器經進一步組態以：在至少一個儲存裝置上儲存將流量值與複數個馬達速度之各者之馬達電流值關聯之資料，且判定該偏移值包括至少部分基於該所儲存資料來判定與該馬達之該速度下之一最大流量相關聯之一預期電流值；及將該偏移值判定為該電流值與該預期電流值之間之一差異。
在一個態樣中，調整該馬達電流信號包括將該偏移值加至該馬達電流信號以產生該經調整馬達電流信號。
在一個態樣中，判定穿過該循環支持裝置之該流量包括進一步至少部分基於將流量值與該馬達之該速度下之馬達電流值關聯之該所儲存資料來判定該流量。
在一個態樣中，至少部分基於該偏移值及是否已發生一異常狀況之該判定來調整該馬達電流信號以產生一經調整馬達電流信號包括當判定已發生一異常狀況時使用零之一偏移值。
在一個態樣中，判定是否已發生一異常狀況包括判定該循環支持裝置是否處於一抽吸狀態或一解耦狀態。
在一個態樣中，該至少一個硬體處理器經進一步組態以：將先前判定之偏移值儲存於一緩衝器中；及將該所判定偏移值儲存於該緩衝器中。
在一個態樣中，該緩衝器中之該等先前判定之偏移值之各者係在判定該偏移值時基於該馬達之一速度縮放之一經縮放偏移值，且將該所判定偏移值儲存於該緩衝器中包括基於該馬達之該速度來縮放該所判定偏移值，且將該經縮放之所判定偏移值儲存於該緩衝器中。
在一個態樣中，調整該馬達電流信號包括至少部分基於該緩衝器中之該等先前判定之偏移值之一中值來調整該馬達電流信號。
在一個態樣中，調整該馬達電流信號包括：基於該馬達之一當前速度來變換該中值；及基於該經變換中值來調整該馬達電流信號。
在一個態樣中，該至少一個硬體處理器經進一步組態以僅當判定尚未發生一異常狀況時才將該所判定偏移值儲存於該緩衝器中。
在一個態樣中，該至少一個硬體處理器經進一步組態以對該所接收馬達電流信號進行濾波，且調整該馬達電流信號包括調整該經濾波馬達電流信號。
在一個態樣中，該至少一個硬體處理器經進一步組態以在至少一個圖形使用者介面上顯示穿過該循環支持裝置之該所判定流量之一指示。
傳統地，穿過一機械循環支持裝置(諸如插入至患者之一心室中之一基於導管之心臟泵)之血流係基於從泵馬達感測之馬達速度及馬達電流來計算。例如，可儲存針對複數個馬達速度之各者特性化流量與馬達電流之間之關係之資料(本文中亦被稱為Q對MC曲線)，且所儲存資料及一經量測馬達電流值可用於估計當泵馬達以一特定速度操作時之流量。在一些血管內心臟泵系統中，泵馬達定位於患者體內之泵附近。例如，一旦放置於患者體內，泵可定位於左心室中，且泵馬達可跨主動脈中之主動脈瓣定位。在此一組態中，所感測馬達電流可被視為足夠穩定以使用上文描述之技術準確地估計流量。一些泵系統可將泵馬達定位於患者體外(且因此必須與泵相距一定距離)以減小泵在插入患者及從患者移除時之最大外徑。在此一組態中，隨著時間之推移，所感測馬達電流可能不夠穩定而無法準確地計算穿過泵之流量。如下文更詳細描述，本技術之一些實施例藉由在流量計算程序期間進行連續或接近連續之調整(例如，對馬達電流信號)來解決此等組態中之所感測馬達電流之不穩定性。
在圖1A及圖1B中展示與本技術之一些實施例一起使用之一泵系統100。如展示，泵系統100耦合至一控制單元200。泵100包含一遠端無創傷尖端102、圍繞一轉子108之一泵殼體104、一流出管106、遠端軸承110、近端軸承112、入口116、出口118、導管120、手柄130、電纜140及馬達150。泵殼體104可經組態為由具有開口之一柵格形成之一框架結構，該等開口可至少部分被一彈性材料覆蓋。泵殼體104之一近端部分延伸至流出管106之中空內部中且安裝在其中，且泵殼體104之一遠端部分遠端地延伸超過流出管106之遠端。泵殼體104中遠端地延伸超過流出管106之曝露開口形成泵100之入口116。流出管106之近端包含形成泵100之出口118之複數個開口。轉子108可旋轉地安裝在遠端軸承110與近端軸承112之間，且耦合至驅動軸件114之一遠端。驅動軸件114係可撓性的，且延伸穿過導管120，穿過流出管106之中空內部，進入手柄130，且耦合至容置於手柄130中之馬達150。手柄130之近端經由電纜140耦合至控制單元200。一流體可在驅動軸件114附近且在圍繞遠端軸承110及近端軸承112之空間中循環穿過導管120以潤滑該等組件且減小泵100之操作期間之摩擦。
控制單元200包含一或多個記憶體202、一或多個處理器204、使用者介面206及一或多個電流感測器208。(若干)處理器204可包括一或多個微控制器、一或多個微處理器、一或多個特定應用積體電路(ASIC)、一或多個數位信號處理器、程式記憶體或其他運算組件。(若干)處理器204通信地耦合至控制單元200之其他組件(例如，記憶體202、使用者介面206、(若干)電流感測器208)，且經組態以控制泵100之一或多個操作。作為一非限制性實例，控制單元200可經實施為來自馬薩諸塞州丹佛斯市之Abiomed公司之一Automated Impella Controller®。在一些態樣中，記憶體202被包含作為(若干)處理器204之一部分，而非被提供為一分開的組件。
在操作期間，(若干)處理器204經組態以控制由電纜140中之一電源供應線(未展示)遞送至馬達150之電功率(例如，藉由控制一電源供應器(未展示))，藉此控制馬達150之速度。(若干)電流感測器208可經組態以感測與馬達150之一操作狀態相關聯之馬達電流，且(若干)處理器204可經組態以接收(若干)電流感測器208之輸出作為一馬達電流信號。(若干)處理器204可經進一步組態以至少部分基於馬達電流信號及馬達速度來判定穿過泵100之一流量，如下文更詳細描述。(若干)電流感測器208可被包含在控制單元200中，或可沿著電纜140中之電源供應線之任何部分定位。另外或替代地，(若干)電流感測器208可被包含在馬達150中，且(若干)處理器204可經組態以經由耦合至(若干)處理器204及馬達150之電纜140中之一資料線(未展示)接收馬達電流信號。
記憶體202可經組態以儲存用於控制單元200之組件之各種功能之電腦可讀指令及其他資訊。在一個態樣中，記憶體202包含揮發性及/或非揮發性記憶體，諸如一電可擦除可程式化唯讀記憶體(EEPROM)。
使用者介面206可經組態以經由一或多個按鈕、開關、旋鈕等接收使用者輸入。另外，使用者介面206可包含經組態以顯示資訊之一顯示器及用於傳送資訊及/或提供關於泵100之操作之警報之一或多個指示器，諸如燈光指示器、音訊指示器等。
泵100經設計以可使用一引入器系統插入至一患者體內，例如插入至心臟之左心室中。在一個態樣中，殼體104、轉子108及流出管106可徑向地壓縮以使泵100能夠在插入期間達成例如9 Fr (3 mm)之一相對小外徑。當泵100插入至患者體內(例如，插入至左心室中)時，手柄130及馬達150保持安置於患者體外。在操作期間，馬達150由(若干)處理器204控制以驅動驅動軸件114及轉子108之旋轉以將血液從入口116輸送至出口118。應瞭解，轉子108可由馬達150反向旋轉以在相反方向上輸送血液(在此情況下，118之開口形成入口且116之開口形成出口)。在一個態樣中，泵100意欲在高風險程序期間使用達多至6小時之一持續時間，但應理解，本文中描述之技術不限於任何特定類型之程序及/或使用持續時間。
由於泵100之馬達150經由安置於導管120中之一可撓性驅動軸件114驅動轉子108之旋轉，故由(若干)電流感測器204感測到之馬達電流不穩定，而代替地隨著時間改變，特定言之在將泵放置在患者心臟中之後之一初始時段內(例如，在放置之後之前三十分鐘內)。所感測馬達電流信號之不穩定性可尤其由與可撓性驅動軸件114之旋轉相關聯之特性之改變(例如，摩擦之一減小)導致，此係因為潤滑流體之黏度在操作期間亦改變。圖2繪示在泵100之操作期間從馬達電流信號之一部分判定之最小馬達電流如何隨著時間減小之一實例。在圖2之圖表中，y軸表示在所感測馬達電流信號之兩秒時窗期間判定之最小馬達電流(以mA為單位)，且x軸表示時間。發明人已認知及瞭解，假定一穩定馬達電流信號之先前流量計算技術或演算法無法用於準確地計算穿過其中馬達電流隨著時間改變之泵100之流量。為此，本技術之一些實施例藉由在基於從泵100感測到之馬達電流信號計算流量之前自適應地更新馬達電流信號來解決該信號之改變。
本文中描述之流量計算技術可在泵系統100之控制單元200中實施。例如，用於本文中描述之一種或全部技術之電腦可讀指令可儲存於記憶體202中，且在泵100之使用期間由控制單元200之一或多個處理器204執行。此外，在本文中描述之技術中使用之一或多個處理器之參數及設定(諸如預定臨限值、預定時窗長度及/或本文中描述之技術之任何其他參數及設定)可儲存於記憶體202中。
圖3係根據本技術之一些實施例之用於至少部分基於與一機械循環支持裝置(例如，泵100)之一馬達相關聯之一馬達電流信號來判定穿過該裝置之流量之一程序300之一流程圖。在動作310中，例如從一或多個馬達電流感測器208接收一馬達電流信號，如上文結合圖1A描述。程序300接著繼續進行至動作320，其中分析馬達電流信號之預定長度(例如，介於1秒與4秒之間)之一時窗。在一些實施例中，時窗之預定長度係2秒。應瞭解，在動作320中，小於或大於2秒(例如，1秒、5秒等)之其他持續時間可用於時窗之預定長度。
在時窗內，判定與穿過泵之最大流量相關聯之一馬達電流值。穿過泵之流量係基於當泵在操作時血液被輸送穿過之泵之入口與出口之間之壓力差。在收縮期間，泵之入口與出口之間之壓力差係零，從而導致穿過泵之最大流量。取決於泵設計，時窗期間之最小馬達電流值可對應於最大流量(在收縮時)，或時窗期間之最大馬達電流值可對應於最大流量(在收縮時)。因此，本文中描述之技術可經組態以取決於泵設計之類型來判定時窗中之最小馬達電流值或最大馬達電流值。
程序300接著繼續進行至動作330，其中判定是否已發生一異常事件。在泵之操作期間連續地或接近連續地調整馬達電流可提供正常操作條件下之一可靠流量計算。然而，發明人已認知及瞭解，當泵未正常操作時繼續調整馬達電流可導致一不正確流量計算。因此，在一些實施例中，偵測在泵之操作期間存在「異常事件」，且在異常事件之發生期間修改(例如，暫停)使用本文中描述之技術之馬達電流之調適。異常事件可包含但不限於抽吸事件(其中泵之入口被心臟組織或其他材料阻塞，藉此阻塞穿過泵之流量)及解耦事件(其等可在抽吸事件之前發生)。下文更詳細描述用於偵測抽吸及解耦事件之技術之非限制性實例。除抽吸事件及解耦事件之外之異常事件亦可被偵測到，且回應於該偵測而暫停馬達電流調適，此係因為本技術之實施例在此方面不受限制。
若在動作330中判定尚未偵測到一異常事件(例如，泵在正常條件下操作)，則程序300繼續進行至動作340，其中判定一偏移值。下文結合圖6之流程圖描述根據一些實施例之用於判定一偏移值之一例示性技術。在判定偏移值之後，程序300繼續進行至動作350，其中至少部分基於在動作340中判定之偏移值來調整經量測馬達電流信號。程序300接著繼續進行至動作360，其中至少部分基於經調整馬達電流信號來判定穿過泵之流量。下文關於圖4及圖5進一步詳細論述基於一馬達電流信號來判定穿過泵之流量之一闡釋性實例。程序300接著返回至動作320，其中判定與一新時窗(例如，下一個2秒時窗)內之最大流量相關聯之一經量測電流值，且可重複動作320至360，藉此以一「連續」方式調適馬達電流信號，直至不再需要流量計算。
如上文論述，發明人已認知及瞭解，當泵未正常操作時(例如，當在程序300之動作330中偵測到一異常事件時)，如上文結合動作340及350論述之基於一經計算偏移值連續地調適馬達電流信號之技術可導致動作360中之一不正確流量判定。因此，當在動作330中偵測到一異常事件時，程序300繼續進行至動作370，其中在動作350中使用一或多個先前判定之偏移值來調整經量測馬達電流信號。例如，每當在動作340中判定一偏移值時，可將所判定偏移值儲存於記憶體(例如，記憶體202)中。在偵測到一異常事件之後，可使用儲存於記憶體中之先前判定之偏移值來調整馬達電流信號。以此方式，當在動作330中繼續偵測到異常事件時，暫停馬達電流之連續調整，且在各新時窗期間使用相同的先前判定之偏移值來調整馬達電流信號。
在一些實施例中，將複數個所判定偏移值儲存於記憶體中之一緩衝器中，而非將一單一先前判定之偏移值儲存於記憶體中，且用於在一異常事件期間調整馬達電流信號之偏移值係基於儲存於緩衝器中之複數個偏移值。例如，緩衝器可儲存五個最近判定之偏移值，且可在異常事件期間使用儲存於緩衝器中之五個偏移值之一中值來調整馬達電流信號。可替代地使用除緩衝器中之該等值之中值之外之其他統計度量，包含但不限於所儲存值之平均值或所儲存值之一加權平均值。應瞭解，緩衝器可儲存任何適合數目個值，且儲存五個值僅係一種可能性。例如，緩衝器可經組態以儲存兩個值、三個值、十個值或多於十個值。藉由將複數個偏移值儲存於緩衝器中且基於複數個所儲存偏移值來選擇一偏移值，馬達電流調適展現滯後以使馬達電流調整之一過渡比在動作370中儲存及使用僅一單一先前判定之偏移值之情況更平穩。在一些實施例中，僅當在動作330中未偵測到一異常值時(例如，在泵之正常操作期間)，才將偏移值加至緩衝器。以此方式，緩衝器中之偏移值在異常事件之進程期間保持靜態。
圖4A至圖4C示意性地繪示根據一些實施例之用於基於一時窗內之一馬達電流信號來計算流量之一技術。圖4A繪示一單一心搏週期期間之一馬達電流(MC)信號，其中在y軸上表示以毫安培(mA)為單位之馬達電流，且在x軸上表示時間。基於馬達電流信號之值，可接著使用將穿過泵之流量值與馬達電流關聯之一所儲存關係(本文中亦被稱為「流量曲線」或「Q對MC曲線」)來計算穿過泵之對應流量，其之一實例在圖4B中繪示，其中在y軸上表示流量，且在x軸上表示馬達電流。例如，圖形地表示為一流量曲線之值可作為在一特定馬達速度下將馬達電流值與流量值相關聯之一查找表儲存於記憶體中。
不同馬達速度下之流量曲線可在近似於裝置在一患者體內之正常操作之一「線下」測試程序期間判定。在測試程序期間，在不同馬達速度下量測流量及馬達電流，且基於經量測資料來判定複數個流量曲線，各馬達速度一個流量曲線。圖4B展示針對在相同馬達速度下測試之複數個泵判定之多個流量曲線。跨複數個所測試泵之一平均流量曲線可被儲存且用於計算泵之操作期間之流量。
圖5展示不同馬達速度下之複數個流量曲線，在圖5中標記為P1至P9，其中P1係馬達之最慢速度且P9係馬達之最快速度。類似於圖4B中繪示一單一馬達速度下之量測之標繪圖，在圖5之標繪圖中，亦展示馬達速度P1至P9之各者下之多個流量曲線。針對馬達速度之各者，對應於一單一流量曲線之值(例如，作為所展示流量曲線之一平均值)可被儲存作為可用於計算一泵之操作期間之流量之一查找表。
圖6繪示根據一些實施例之用於判定用於自適應地調整一泵之一馬達電流信號之一偏移值之程序340之一實例實施方案。在動作610中，判定當前馬達速度。可以任何適合方式判定當前馬達速度。例如，馬達可經組態以在複數個固定速度(例如，指定為P1至P9)之一者下操作，且當前馬達速度可被判定為馬達當前經設定以操作之固定速度。該程序接著繼續進行至動作620，其中判定與在馬達之當前速度下穿過泵之最大流量相關聯之預期馬達電流值。如上文結合圖5論述，一些實施例儲存描述在複數個固定馬達速度之各者下穿過泵之流量與馬達電流之間之關係之資料，在本文中亦被稱為流量曲線。沿著此等流量曲線之各者之y軸之最高點表示當馬達在與流量曲線相關聯之特定馬達速度下操作時之預期最大流量及與該最大流量相關聯之對應預期馬達電流。因此，藉由知道馬達之當前速度，可藉由參考與馬達速度相關聯之流量曲線資料來判定與當前馬達速度下之最大流量相關聯之預期馬達電流值。
圖6之程序接著繼續進行至動作630，其中基於在動作620中判定流量最大時之預期馬達電流值與在馬達電流信號之特定分析時窗內判定之經量測或「實際」馬達電流值之一比較來判定偏移值。
如上文論述，穿過泵之流量在一心搏週期期間之收縮期間係最大的，此係因為此時泵之入口與出口之間之壓力差係最小的(例如，零)。針對其中最小馬達電流值對應於最大流量之泵設計，將分析時窗內之最小馬達電流值判定為在圖6之程序之動作630之比較中使用之經量測馬達電流值。在圖4A之實例中，最小馬達電流值在時窗期間之1 s之後立刻發生。經量測最小馬達電流值與相關聯於相關流量曲線中之最高點之馬達電流值(即，針對當前馬達速度在最大流量下之預期馬達電流值)之間之差異用於判定分析時窗之偏移值，該偏移值用於在判定流量之前調整馬達電流信號。例如，在一些實施例中，經量測馬達電流信號可使用以下方程式來調整： ， 其中MC係泵馬達電流，C係針對當前泵速度在最大流量下之預期馬達電流，Min mc係分析時間窗內之經量測最小馬達電流，且adj mc係經調整馬達電流信號，其可接著用於計算穿過泵之流量。
在本技術之一些實施例中，假定用於判定泵之操作期間之流量之流量曲線之形狀針對一給定馬達速度跨相同設計(例如，圖1A及圖1B中展示之設計)之全部泵係相同的。因此，一組共同流量曲線可用於基於經量測馬達電流來計算流量，且如本文中描述，基於一所判定偏移值來調整馬達電流可藉由將馬達之當前速度下之一流量曲線沿著馬達電流軸向右或向左移位且接著使用經移位流量曲線中之值來執行流量計算而實現。
圖7中示意性地展示根據一些實施例之藉由應用一偏移值來移位一流量曲線。例如，可已基於對複數個泵之線下分析來判定一參考流量曲線710，在此期間，在測試期間量測流量及/或馬達電流以導出流量曲線中之值。流量曲線712繪示在操作期間與一泵相關聯之一假設流量曲線之一實例。如展示，流量曲線712位於標繪圖中之流量曲線710之右側，使得與操作泵相比，相同馬達電流值對應於參考泵之較小流量。因此，若在此情況下未調整馬達電流信號，則將假定流量曲線710係正確的，且流量計算將不正確地低。應瞭解，歸因於流量曲線之陡度，即使經量測馬達電流與預期馬達電流之微小差異仍可導致流量計算中之大差異。
使用本文中描述之技術，包含流量曲線形狀跨泵保持不變之假設，可計算一偏移值，且流量曲線712可向左移位至流量曲線710之位置。例如，在一分析時窗內，可判定最小馬達電流，其對應於流量曲線712之最高點(最大流量)。在圖7之實例中，此值係約280 mA。對應於最大流量之預期馬達電流值係流量曲線710之最高點，其在圖7中展示為約270 mA。因此，在圖7之實例中，偏移值係280 mA-270 mA=10 mA。因此，藉由從流量曲線712中之資料點之各者減去10 mA之偏移值，流量曲線712可向左移位適當量。
流量曲線714展示另一假設曲線714，其中對應於最大流量之馬達電流之經量測值低於與流量曲線712相關聯之預期值，若馬達電流未被調整，則此將導致流量計算不正確地高。例如，在不具有馬達電流調整之情況下，280 mA之一經量測馬達電流導致基於參考流量曲線710之約4 l/min之一流量，而基於流量曲線714之實際流量實質上更低，為約2.25 l/min。為了在計算流量之前調整馬達電流，流量曲線714可藉由應用使用本文中描述之技術判定之一偏移值而向右移位。例如，在一分析時窗內，可判定最小馬達電流，其對應於流量曲線714之最高點(最大流量)。在圖7之實例中，此值係約250 mA。對應於最大流量之預期馬達電流值係流量曲線710之最高點，其在圖7中展示為約270 mA。因此，在圖7之實例中，偏移值係250 mA-270 mA=-20 mA。因此，藉由從流量曲線714中之資料點之各者加上20 mA之偏移值(例如，藉由減去-20 mA之偏移值)，流量曲線714可向右移位適當量。藉由將流量曲線714向右移位，經量測馬達電流信號可向上調整，如圖8中展示。特定言之，圖8展示在考量使用本文中描述之技術之偏移值之後之經量測馬達電流信號810及經調整馬達電流信號820。以此方式，可在流量計算之前連續地調整經量測馬達電流以基於馬達電流信號來提供更準確流量計算。
可期望經量測泵馬達電流之連續調適以適應馬達電流信號中例如歸因於除穿過泵之流量改變之外之原因之不穩定性。然而，發明人已認知及瞭解，若在泵在正常條件下操作時進行調整，則提供馬達電流之連續調適將僅導致準確流量計算。如上文論述，在一泵之操作期間，可存在泵未正常操作之時刻。因此，一些實施例係關於識別此等異常狀況且修改本文中描述之連續馬達電流調適技術以改良此等異常狀況之發生期間之流量計算。基於泵操作之異常事件之偵測來修改連續馬達電流調適在本文中亦被稱為「動態偏移」。
圖9A至圖9C繪示在異常事件期間使連續馬達電流調整保持在作用中，從而導致在異常事件發生時對流量之一高估之效應。圖9A展示一泵之馬達電流信號，其中在y軸上表示馬達電流(mA)，且在x軸上表示時間。如可觀察到，隨著時間之推移，馬達電流信號中存在表示異常事件發生之特性改變，從而指示泵未正常操作。圖9C展示使用本文中描述之技術對馬達電流信號之連續調整保持在作用中，而不管是否偵測到異常事件。如圖9B中展示，箭頭指示當泵經歷阻止穿過泵之正常流量之一異常事件(例如，一抽吸事件)時經計算流量被高估之時間點。
圖10A至圖10C繪示在異常事件期間修改連續馬達電流調整，從而導致在此等事件期間將預期之一流量計算之效應。圖10A展示一泵之馬達電流信號，其中在y軸上表示馬達電流(mA)，且在x軸上表示時間。如圖10A中展示，隨著時間之推移，圖10A之馬達電流信號中存在表示異常事件發生之特性改變，從而指示泵未正常操作。圖10C展示在一所偵測到之異常事件期間修改(例如，關閉或「錨定」)使用本文中描述之技術對馬達電流信號之連續調整。如圖10B中展示，箭頭指示在所偵測到之異常事件(例如，一抽吸事件)之發生期間關閉馬達電流調適，導致經計算流量在異常事件之持續時間期間減小，此係歸因於穿過泵之正常流量被中斷而將預期之情況。
圖11A至圖11D繪示在異常事件期間修改連續馬達電流調整，從而導致在此等事件期間將預期之一流量計算之效應之另一實例。圖11A展示一泵之馬達電流信號，其中在y軸上表示馬達電流(mA)，且在x軸上表示時間。如圖11A中展示，馬達電流信號包含多種類型之異常事件。在約844分鐘標記開始之一抽吸事件之前，可觀察到在約836分鐘標記開始之作為另一類型之異常事件之一解耦事件。圖11C繪示指示何時可能偵測到一抽吸事件之抽吸事件偵測邏輯之輸出。圖11D繪示為了解決早期解耦事件及後續抽吸事件兩者之存在，在兩個所偵測到之異常事件期間修改(例如，關閉或「錨定」)使用本文中描述之技術對馬達電流信號之連續調整。如圖10B中展示，在所偵測到之異常事件之發生期間關閉馬達電流調適，導致經計算流量在異常事件之持續時間期間平穩地減小，此係歸因於穿過泵之正常流量被中斷而將預期之情況。
可以任何適合方式偵測包含但不限於解耦事件及抽吸事件之異常事件，其等之實例在下文論述。在一些實施例中，分析馬達電流信號以偵測用於偵測異常事件之一或多個度量。此等度量包含但不限於一脈動指數(PI)及一最小帶通信號(MBS)。 使用脈動指數之異常事件偵測
在本技術之一個態樣中，一脈動指數用於偵測一泵系統(例如，泵系統100)中之一異常事件，諸如抽吸事件。例如，在血流之醫學超音分析領域中，脈動指數被定義為收縮峰值與舒張末期血液流速之間之差異除以時間平均流速。此一脈動指數被假定為反映位於隔音位置遠端之動脈中之血管阻力。如本文中描述，收縮及舒張流速脈動之原理可擴展至一血液泵之馬達電流信號以計算馬達電流之一脈動指數(PI)且用於偵測抽吸事件。
例如，在本技術之一個態樣中，為了計算馬達電流信號之PI，由處理器204偵測一預定持續時窗(預定時窗)內之最大馬達電流(最大MC)及最小馬達電流(最小MC)之各者。此外，平均馬達電流(平均MC)由處理器204藉由對預定時窗內之馬達電流樣本求平均值來計算： 其中N表示在預定時窗中收集之樣本數目。在一個態樣中，預定時窗係2秒，且在預定時窗中收集之樣本數目N係500。選擇2秒時窗以在用於使用本文中之技術偵測一抽吸事件時提供靈敏度與穩定性之間之一平衡。在此方面，2秒時窗足夠短以使該方法能夠足夠靈敏以偵測一抽吸事件，同時亦足夠長以使該方法能穩定。應瞭解，針對預定時窗之小於或大於2秒(例如，1秒、5秒等)之其他持續時間經考慮在本文中描述之技術之範疇內。
利用現在計算之最大MC、最小MC及平均MC，處理器204計算馬達電流信號之一正規化PI，如下文定義：
當一抽吸事件發生時，其導致馬達電流之PI降低，且最小馬達電流增加。例如，此效應在圖10A之圖表中展示，其中最小馬達電流線追蹤對應於原始馬達電流之脈動波形之底部。如展示，更改一抽吸事件期間之原始馬達電流之脈動。在此方面，如圖10A中展示，在一抽吸事件期間，相對於在抽吸事件之外(之前及之後)量測之最小馬達電流，馬達電流之PI降低且最小馬達電流增加。
在一抽吸事件期間展現之馬達電流之脈動之降低可用於偵測泵之操作期間之異常事件，諸如抽吸事件。由於經計算PI經正規化(藉由除以平均馬達電流)，可跨全部泵速度且鑑於馬達電流隨著時間減小而定義一全域臨限值。接著，當泵操作時，可將全域臨限值與馬達電流之一經計算PI進行比較以偵測是否發生一抽吸事件。例如，臨限值可為約(例如，+/-10%) 0.15，但應瞭解，可替代地使用一不同臨限值。 使用正規化最小帶通信號之異常事件偵測
用於偵測異常事件(諸如抽吸事件)之一額外或替代技術涉及使用使一預定範圍(諸如0.5至5 Hz)內之頻率通過之一帶通濾波器對馬達電流信號進行濾波。可基於每分鐘30次至300次心跳(BPM)之典型心跳頻率範圍來選擇預定範圍，例如0.5至5 Hz。應瞭解，預定範圍可為0.5至3 Hz、0.5至5 Hz、0.5至8 Hz、0.5至10 Hz，或含有關於患者之心跳之脈動之足夠資訊之任何其他適合範圍。當用於偵測異常事件時，0.5 Hz至5 Hz之一範圍可平衡靈敏度與穩定性，如下文更詳細描述。
帶通濾波類似於從馬達電流信號提取脈動資訊，假定典型心跳範圍為30至300 BPM。帶通濾波器可經實施為由處理器204應用之一數位濾波器(例如，可儲存於記憶體202中且由處理器204執行之濾波器軟體)。替代地，處理器204可控制例如包含在控制單元200中或在控制單元200外部之一或多個類比濾波器電路(包含一適合帶通濾波器)以對馬達電流信號進行帶通濾波。在又進一步實施例中，類比及數位濾波器之一組合可用於實施帶通濾波器。
在一個態樣中，帶通濾波器可為使預定範圍(例如0.5至5 Hz)內之頻率通過之一六階橢圓濾波器。如上文描述，在本文中描述之異常事件偵測技術中使用之信號之正規化容許使用絕對臨限值來偵測此等事件，即使馬達電流可隨著時間變化(例如，趨勢向下)。因此，經帶通濾波信號亦可經正規化。例如，在一個態樣中，處理器204根據以下方程式正規化帶通信號： i=0至N 其中該方程式作為一逐點運算來執行，使得經帶通濾波信號(MC(bandpass(i)))之各樣本i除以經低通濾波信號(MC(lowpass(i)))之各樣本i以產生經正規化帶通信號。
接著，處理器204藉由在信號之一預定時窗內偵測經正規化帶通濾波信號之一最小值且相對於一臨限值評估MBS指數來計算一經正規化最小帶通信號指數(本文中被稱為MBS指數)。在一個態樣中，將在預定時窗內偵測到之最小值之絕對值(即，abs(MBS))與臨限值進行比較。使用MBS之絕對值可促進異常事件(諸如來自馬達電流信號之事件)之判定。
在一些實施例中，馬達電流之PI及上文描述之MBS指數兩者經組合以偵測異常事件。在一單一方法中組合PI及MBS指數可針對異常事件偵測產生更靈敏及穩定結果。在本文中描述之異常事件偵測技術中，通常存在靈敏度與特異性之間之一權衡。在此方面，增加一偵測技術之靈敏度可降低其特異性。
圖12繪示根據一些實施例之用於連續調適用於計算通過一機械循環支持裝置(例如，泵100)之流量之馬達電流之一實例程序1200之一流程圖。在動作1210中，在操作期間從泵之一馬達接收馬達電流(MC)信號。程序1200接著繼續進行至動作1212，其中提取馬達電流信號之2秒時窗以進行分析。如上文結合圖3中之動作320所論述，可使用任何適合長度之時窗，且在程序1200中使用2秒時窗之實例並非限制性的。
程序1200接著繼續進行至動作1214，其中分析2秒時窗內之馬達電流信號以判定馬達電流信號之一或多個特性，其實例包含但不限於最大MC、最小MC、脈動指數(PI)及最小帶通信號(MBS)。接著，將所判定特性之一或多者作為輸入提供至狀態機1216。狀態機1216經組態以處理從動作1214輸入之值且判定是否已發生一異常事件(例如，藉由將輸入值與一或多個臨限值進行比較)。例如，結合上文動作330論述判定是否已發生一異常事件。在一些實施例中，在動作1214中判定之至少一些特性可用於判定用於偵測異常事件之其他特性或度量。例如，最大MC及最小MC可用於判定如上文描述的PI及/或MBS。另外或替代地，在動作1214中判定之一或多個特性(例如，PI、MBS)可被直接提供至狀態機1216以用於異常事件偵測。在一些實施例中，狀態機被實施為一有限狀態機模型，其中用於調整馬達電流之偏移值由作為輸入提供至狀態機之PI及MBS值之一者或兩者純量控制(錨定對更新)。
若由狀態機1216判定已發生一異常事件(例如，基於PI及MBS之一者或兩者)，則程序1200繼續進行至動作1218，其中不判定一偏移值(或替代地將偏移值設定為0)。程序1200接著繼續進行至動作1220及1222，其中判定馬達電流調適程序之一偏移值，例如，如先前結合程序300之動作340所論述。如展示，一些實施例將複數個先前判定之偏移值儲存於一緩衝器中(例如，對應於馬達電流信號之10秒時窗)，且可在動作1222中選擇儲存於緩衝器中之該等值之一中值作為用於調適馬達電流之偏移值。
可在動作1228中基於程序1200中之先前動作之結果來調適馬達電流信號1210。基於一所判定偏移值來調適馬達電流信號在本文中結合程序300之動作350更詳細論述。如展示，在一些實施例中，馬達電流信號1210可在動作1228中之調適之前在動作1226中平滑化(例如，使用一低通濾波器進行濾波)。在動作1228中之調適期間，當泵之入口與出口之間之壓力差最小時(dp=0，如程序1200中之元件1224展示) (如上文論述，此對應於穿過泵之流量最大之時間點(在收縮期間))，從最小馬達電流減去偏移值(例如，基於緩衝器中之中值最小馬達電流或0)。接著，在動作1228中將該值加至經平滑化馬達電流信號以產生經調整馬達電流信號。程序1200接著繼續進行至動作1230，其中使用經調整馬達電流信號來使用將馬達電流與流量關聯之所儲存資料(例如，上文結合圖5描述之流量曲線)判定穿過泵之流量。基於經調整馬達電流來判定流量在本文中結合程序300之動作360更詳細描述。
程序1200接著繼續進行至動作1232，其中在動作1230中判定之流量被提供為輸出(例如，給一使用者)。在一些實施例中，在動作1232中判定之經計算流量可用於改變控制單元200之一操作。例如，可經由控制單元200之使用者介面206提供經計算流量之一指示，如本文中結合圖1A描述。可以任何適合方式提供經計算流量之指示。例如，可在與使用者介面相關聯之一顯示器上提供指示流量之一數值。另外或替代地，可顯示指示流量之一圖形值，可基於經計算流量來啟動一或多個視覺指示器(例如，一或多個燈，諸如LED)，或可提供一或多個聽覺信號以指示經計算流量。在一些實施例中，經計算流量可用於控制泵自身之一或多個操作(例如，藉由改變馬達150之一操作)。在此等實施例中，由本技術提供之連續馬達電流調適可提供泵之回饋控制，其使流量能夠保持在指定界限內，藉此最佳化個別患者之流量。
因此，在已描述本發明中提出之技術之若干態樣及實施例之情況下，應瞭解，熟習此項技術者將容易想到各種更改、修改及改良。例如，雖然本技術之態樣係關於如本文中描述之一種用於偵測、分離、純化及/或量化細菌之設備及方法，但發明人已認知，此設備及方法廣泛適用於其他所關注生物，例如病毒、酵母，且本技術之態樣在此方面不受限制。
此等更改、修改及改良意欲在本文中描述之技術之精神及範疇內。例如，一般技術者將容易預想到用於執行功能及/或獲得結果及/或本文中描述之一或多個優點之各種其他構件及/或結構，且此等變化及/或修改之各者被視為在本文中描述之實施例之範疇內。熟習此項技術者將認知或能夠僅使用常規實驗確定對於本文中描述之特定實施例之許多等效物。因此，應理解，前述實施例僅藉由實例呈現，且在隨附發明申請專利範圍及其等等效物之範疇內，可以除特定描述以外之方式實踐發明實施例。另外，若本文中描述之兩個或更多個特徵、系統、物品、材料、套組及/或方法並非互相不一致，則此等特徵、系統、物品、材料、套組及/或方法之任何組合被包含在本發明之範疇內。
上文描述之實施例可以數種方式之任一者實施。涉及程序或方法之執行之本發明之一或多個態樣及實施例可利用可由一裝置(例如，一電腦、一處理器或其他裝置)執行之程式指令來執行程序或方法或控制程序或方法之執行。在此方面，各種發明概念可體現為使用一或多個程式編碼之一電腦可讀儲存媒體(或多個電腦可讀儲存媒體) (例如，一電腦記憶體、一或多個軟碟、光碟、光學碟片、磁帶、快閃記憶體、場可程式化閘陣列或其他半導體裝置中之電路組態、或其他有形電腦儲存媒體)，該一或多個程式當在一或多個電腦或其他處理器上執行時，執行實施上文描述之各種實施例之一或多者之方法。一或多個電腦可讀媒體可為可攜式的，使得儲存於其上之一或多個程式可載入至一或多個不同電腦或其他處理器上以實施上文描述之各種態樣。在一些實施例中，電腦可讀媒體可為非暫時性媒體。
本技術之上文描述實施例可以數種方式之任一者實施。例如，實施例可使用硬體、軟體或其等之一組合實施。當在軟體中實施時，可在任何適合處理器或處理器集合上執行軟體程式碼，無論提供於一單一電腦中或分佈遍及多個電腦。應瞭解，執行上文描述之功能之任何組件或組件集合可大體上被視為控制上文描述之功能之一控制器。一控制器可以數種方式實施，諸如使用專用硬體或使用運用微程式碼或軟體程式化以執行上文敘述之功能之通用硬體(例如，一或多個處理器)，且當控制器對應於一系統之多個組件時，可以若干方式之一組合實施。
此外，應瞭解，作為非限制實例，一電腦可經體現為數種形式之任一者，諸如一機架安裝電腦、一桌上型電腦、一膝上型電腦或一平板電腦。另外，一電腦可嵌入通常不被視為一電腦但具有適合處理能力之一裝置中，包含一個人數位助理(PDA)、一智慧型電話或任何其他適合可攜式或固定電子裝置。
此外，一電腦可具有一或多個輸入及輸出裝置。此等裝置尤其可用於呈現一使用者介面。可用於提供一使用者介面之輸出裝置之實例包含用於輸出之視覺呈現之印表機或顯示器螢幕及用於輸出之聽覺呈現之揚聲器或其他聲音產生裝置。可用於一使用者介面之輸入裝置之實例包含鍵盤及指向裝置，諸如滑鼠、觸控墊及數位化輸入板。作為另一實例，一電腦可透過語音辨識或以其他聽覺格式接收輸入資訊。
此等電腦可藉由呈任何適合形式之一或多個網路互連，包含一區域網路或一廣域網路，諸如一企業網路及智慧型網路(IN)或網際網路。此等網路可係基於任何適合技術且可根據任何適合協定來操作且可包含無線網路、有線網路或光纖網路。
此外，如描述，一些態樣可經體現為一或多個方法。作為該方法之部分執行之動作可以任何適合方式排序。因此，實施例可經建構，其中以不同於所繪示之一順序執行行動，其可包含同時執行一些行動，即使在闡釋性實施例中被展示為依序行動。
如本文中定義及使用之所有定義應被理解為支配字典定義、以引用的方式併入之文獻中之定義及/或所定義術語之普通含義。
如本文中在說明書及發明申請專利範圍中使用之不定冠詞「一」及「一個」應被理解為意謂「至少一個」，除非明確相反指示。
如本文中在說明書及發明申請專利範圍中使用之片語「及/或」應被理解為意謂如此結合之元件(即，在一些情況中結合呈現且在其他情況中分開呈現之元件)之「任一者或兩者」。使用「及/或」列出之多個元件應以相同方式解釋，即，如此結合之元件之「一或多者」。除藉由「及/或」子句明確識別之元件以外，可視情況存在其他元件，無論相關於或無關於明確識別之該等元件。因此，作為一非限制性實例，當與開放式用語(諸如「包括」)結合使用時，對「A及/或B」之一參考在一項實施例中可僅係指A (視情況包含除B以外的元件)；在其他實施例中，可僅係指B (視情況包含除A以外的元件)；在又另一實施例中，可係指A及B兩者(視情況包含其他元件)；等等。
關於一或多個元件之清單，如本文中在說明書及發明申請專利範圍中使用之片語「至少一個」應被理解為意謂選自元件清單中之元件之任何一或多者之至少一個元件，但不一定包含元件清單內明確列出之每一元件之至少一者且不排除元件清單中之元件之任何組合。此定義亦容許可視情況存在除片語「至少一者」所提及之在元件清單內明確識別之元件以外的元件，無論相關於或無關於明確識別之該等元件。因此，作為一非限制性實例，「A及B之至少一者」(或等效地，「A或B之至少一者」，或等效地，「A及/或B之至少一者」)在一項實施例中可係指至少一個(視情況包含一個以上) A，不存在B (且視情況包含除B以外的元件)；在另一實施例中，可係指至少一個(視情況包含一個以上) B，不存在A (且視情況包含除A以外的元件)；在又另一實施例中，可係指至少一個(視情況包含一個以上)A及至少一個(視情況包含一個以上) B (且視情況包含其他元件)；等等。
此外，本文中使用之措辭及術語係出於描述目的且不應被視為限制性。本文中之「包含」、「包括」或「具有」、「含有」、「涉及」及其變形之使用意在涵蓋在其後列出之項目及其等之等效物以及額外項目。
在發明申請專利範圍中以及在上文說明書中，諸如「包括」、「包含」、「攜載」、「具有」、「含有」、「涉及」、「固持」、「由……組成」及類似物之所有過渡性片語應被理解為開放式，即，意謂包含但不限於。僅過渡性短語「由……構成」及「本質上由……構成」分別應為封閉或半封閉過渡性短語。
發明申請專利範圍中使用順序術語(諸如「第一」、「第二」、「第三」等)來修飾一主張元件本身並不意謂任何優先、先行或一個主張元件優於另一者之順序或執行一方法之行動之時間順序，而僅用作區分具有一特定名稱之一個主張元件與具有一相同名稱之另一元件(若沒有使用順序術語)之標籤以區分該等主張元件。
100:泵系統/泵 102:遠端無創傷尖端 104:泵殼體 106:流出管 108:轉子 110:遠端軸承 112:近端軸承 114:驅動軸件 116:入口 118:出口 120:導管 130:手柄 140:電纜 150:馬達 200:控制單元 202:記憶體 204:處理器 206:使用者介面 208:電流感測器 300:程序 310:動作 320:動作 330:動作 340:動作 350:動作 360:動作 370:動作 610:動作 620:動作 630:動作 710:參考流量曲線 712:流量曲線 714:流量曲線 810:經量測馬達電流信號 820:經調整馬達電流信號 1200:程序 1210:動作 1212:動作 1214:動作 1216:狀態機 1218:動作 1220:動作 1222:動作 1224:元件 1226:動作 1228:動作 1230:動作 1232:動作
圖1A繪示根據本技術之一些實施例之一泵系統。
圖1B係圖1A之泵系統之一部分之一橫截面視圖。
圖2係繪示一泵系統之經量測最小馬達電流隨時間之改變之一圖。
圖3係根據本技術之一些實施例之用於調適用於判定穿過一泵系統之流量之一馬達電流信號之一程序之一流程圖。
圖4A至圖4C示意性地繪示根據本技術之一些實施例之用於基於所感測馬達電流來判定流量之一程序。
圖5繪示不同馬達速度下之複數個流量曲線，其中流量曲線描述穿過一泵系統之流量與馬達電流之間之一關係。
圖6係根據本技術之一些實施例之用於判定用於調整一經量測馬達電流值之一偏移值之一程序之一流程圖。
圖7示意性地繪示根據本技術之一些實施例之基於一所判定偏移值來移位一流量曲線。
圖8繪示根據本技術之一些實施例之藉由將一偏移值應用於經量測馬達電流來調整一泵系統之馬達電流之一結果。
圖9A至圖9C繪示當儘管偵測到一異常狀況，馬達電流調整仍保持在作用中時之流量計算。
圖10A至圖10C繪示根據本技術之一些實施例之用於在偵測到一抽吸狀況時更準確地計算流量之一技術。
圖11A至圖11D繪示根據本技術之一些實施例之用於在偵測到一解耦狀況時更準確地計算流量之一技術。
圖12繪示根據本技術之一些實施例之用於調適用於判定穿過一泵系統之流量之一馬達電流信號之一程序之一流程圖。
300:程序
310:動作
320:動作
330:動作
340:動作
350:動作
360:動作
370:動作

Claims (54)

  1. 一種判定穿過一循環支持裝置之流量之方法，該方法包括： 接收來自該循環支持裝置之一馬達之一馬達電流信號； 在該馬達電流信號之一時窗內判定穿過該循環支持裝置之流量最大之一經量測電流值； 至少部分基於該經量測電流值來判定一偏移值； 至少部分基於該所接收馬達電流信號來判定是否已發生一異常狀況； 至少部分基於該偏移值及是否已發生一異常狀況之該判定來調整該馬達電流信號以產生一經調整馬達電流信號；及 至少部分基於該經調整馬達電流信號來判定穿過該循環支持裝置之該流量。
  2. 如請求項1之方法，其中該經量測電流值係該時窗內之一最大電流值或一最小電流值。
  3. 如請求項2之方法，其中該經量測電流值係該時窗內之該最小電流值。
  4. 如請求項1之方法，其中該時窗之一長度係介於一秒與四秒之間。
  5. 如請求項4之方法，其中該時窗之該長度係兩秒。
  6. 如請求項1之方法，其中判定該偏移值係進一步至少部分基於該馬達之一速度。
  7. 如請求項6之方法，其進一步包括： 在至少一個儲存裝置上儲存將流量值與複數個馬達速度之各者之馬達電流值關聯之資料，且 其中判定該偏移值包括： 至少部分基於該所儲存資料來判定與該馬達之該速度下之一最大流量相關聯之一預期電流值；及 將該偏移值判定為該電流值與該預期電流值之間之一差異。
  8. 如請求項7之方法，其中調整該馬達電流信號包括將該偏移值加至該馬達電流信號以產生該經調整馬達電流信號。
  9. 如請求項7之方法，其中判定穿過該循環支持裝置之該流量包括： 進一步至少部分基於將流量值與該馬達之該速度下之馬達電流值關聯之該所儲存資料來判定該流量。
  10. 如請求項1之方法，其中至少部分基於該偏移值及是否已發生一異常狀況之該判定來調整該馬達電流信號以產生一經調整馬達電流信號包括當判定已發生一異常狀況時使用零之一偏移值。
  11. 如請求項10之方法，其中判定是否已發生一異常狀況包括判定該循環支持裝置是否處於一抽吸狀態或一解耦狀態。
  12. 如請求項1之方法，其進一步包括： 將先前判定之偏移值儲存於一緩衝器中；及 將該所判定偏移值儲存於該緩衝器中。
  13. 如請求項12之方法，其中該緩衝器中之該等先前判定之偏移值之各者係在判定該偏移值時基於該馬達之一速度縮放之一經縮放偏移值，且 其中將該所判定偏移值儲存於該緩衝器中包括： 基於該馬達之該速度來縮放該所判定偏移值；及 將該經縮放之所判定偏移值儲存於該緩衝器中。
  14. 如請求項12或13之方法，其中調整該馬達電流信號包括至少部分基於該緩衝器中之該等先前判定之偏移值之一中值來調整該馬達電流信號。
  15. 如請求項14之方法，其中調整該馬達電流信號包括： 基於該馬達之一當前速度來變換該中值；及 基於該經變換中值來調整該馬達電流信號。
  16. 如請求項12之方法，其進一步包括： 僅當判定尚未發生一異常狀況時才將該所判定偏移值儲存於該緩衝器中。
  17. 如請求項1之方法，其進一步包括： 對該所接收馬達電流信號進行濾波，且 其中調整該馬達電流信號包括調整該經濾波馬達電流信號。
  18. 如請求項1之方法，其進一步包括： 在至少一個圖形使用者介面上顯示穿過該循環支持裝置之該所判定流量之一指示。
  19. 一種循環支持裝置，其包括： 一轉子； 一馬達，其經組態以依一或多個速度驅動該轉子之旋轉；及 至少一個控制器，其經組態以： 接收來自該馬達之一馬達電流信號； 在該馬達電流信號之一時窗內判定穿過該循環支持裝置之流量最大之一經量測電流值； 至少部分基於該經量測電流值來判定一偏移值； 至少部分基於該所接收馬達電流信號來判定是否已發生一異常狀況； 至少部分基於該偏移值及是否已發生一異常狀況之該判定來調整該馬達電流信號以產生一經調整馬達電流信號；及 至少部分基於該經調整馬達電流信號來判定穿過該循環支持裝置之該流量。
  20. 如請求項19之循環支持裝置，其中該經量測電流值係該時窗內之一最大電流值或一最小電流值。
  21. 如請求項20之循環支持裝置，其中該經量測電流值係該時窗內之該最小電流值。
  22. 如請求項19之循環支持裝置，其中該時窗之一長度係介於一秒與四秒之間。
  23. 如請求項22之循環支持裝置，其中該時窗之該長度係兩秒。
  24. 如請求項19之循環支持裝置，其中判定該偏移值係進一步至少部分基於該馬達之一速度。
  25. 如請求項19之循環支持裝置，其中該至少一個控制器經進一步組態以： 在至少一個儲存裝置上儲存將流量值與複數個馬達速度之各者之馬達電流值關聯之資料，且 其中判定該偏移值包括： 至少部分基於該所儲存資料來判定與該馬達之該速度下之一最大流量相關聯之一預期電流值；及 將該偏移值判定為該電流值與該預期電流值之間之一差異。
  26. 如請求項25之循環支持裝置，其中調整該馬達電流信號包括將該偏移值加至該馬達電流信號以產生該經調整馬達電流信號。
  27. 如請求項25之循環支持裝置，其中判定穿過該循環支持裝置之該流量包括： 進一步至少部分基於將流量值與該馬達之該速度下之馬達電流值關聯之該所儲存資料來判定該流量。
  28. 如請求項19之循環支持裝置，其中至少部分基於該偏移值及是否已發生一異常狀況之該判定來調整該馬達電流信號以產生一經調整馬達電流信號包括當判定已發生一異常狀況時使用零之一偏移值。
  29. 如請求項28之循環支持裝置，其中判定是否已發生一異常狀況包括判定該循環支持裝置是否處於一抽吸狀態或一解耦狀態。
  30. 如請求項19之循環支持裝置，其中該至少一個控制器經進一步組態以： 將先前判定之偏移值儲存於一緩衝器中；及 將該所判定偏移值儲存於該緩衝器中。
  31. 如請求項30之循環支持裝置，其中該緩衝器中之該等先前判定之偏移值之各者係在判定該偏移值時基於該馬達之一速度縮放之一經縮放偏移值，且 其中將該所判定偏移值儲存於該緩衝器中包括： 基於該馬達之該速度來縮放該所判定偏移值；及 將該經縮放之所判定偏移值儲存於該緩衝器中。
  32. 如請求項30或31之循環支持裝置，其中調整該馬達電流信號包括至少部分基於該緩衝器中之該等先前判定之偏移值之一中值來調整該馬達電流信號。
  33. 如請求項32之循環支持裝置，其中調整該馬達電流信號包括： 基於該馬達之一當前速度來變換該中值；及 基於該經變換中值來調整該馬達電流信號。
  34. 如請求項30之循環支持裝置，其中該至少一個控制器經進一步組態以： 僅當判定尚未發生一異常狀況時才將該所判定偏移值儲存於該緩衝器中。
  35. 如請求項19之循環支持裝置，其中該至少一個控制器經進一步組態以： 對該所接收馬達電流信號進行濾波，且 其中調整該馬達電流信號包括調整該經濾波馬達電流信號。
  36. 如請求項19之循環支持裝置，其中該至少一個控制器經進一步組態以： 在至少一個圖形使用者介面上顯示穿過該循環支持裝置之該所判定流量之一指示。
  37. 一種用於一循環支持裝置之控制器，該控制器包括： 至少一個硬體處理器，其經組態以： 接收來自該循環支持裝置之一馬達之一馬達電流信號； 在該馬達電流信號之一時窗內判定穿過該循環支持裝置之流量最大之一經量測電流值； 至少部分基於該經量測電流值來判定一偏移值； 至少部分基於該所接收馬達電流信號來判定是否已發生一異常狀況； 至少部分基於該偏移值及是否已發生一異常狀況之該判定來調整該馬達電流信號以產生一經調整馬達電流信號；及 至少部分基於該經調整馬達電流信號來判定穿過該循環支持裝置之該流量。
  38. 如請求項37之控制器，其中該經量測電流值係該時窗內之一最大電流值或一最小電流值。
  39. 如請求項38之控制器，其中該經量測電流值係該時窗內之該最小電流值。
  40. 如請求項37之控制器，其中該時窗之一長度係介於一秒與四秒之間。
  41. 如請求項40之控制器，其中該時窗之該長度係兩秒。
  42. 如請求項37之控制器，其中判定該偏移值係進一步至少部分基於該馬達之一速度。
  43. 如請求項37之控制器，其中該至少一個硬體處理器經進一步組態以： 在至少一個儲存裝置上儲存將流量值與複數個馬達速度之各者之馬達電流值關聯之資料，且 其中判定該偏移值包括： 至少部分基於該所儲存資料來判定與該馬達之該速度下之一最大流量相關聯之一預期電流值；及 將該偏移值判定為該電流值與該預期電流值之間之一差異。
  44. 如請求項43之控制器，其中調整該馬達電流信號包括將該偏移值加至該馬達電流信號以產生該經調整馬達電流信號。
  45. 如請求項44之控制器，其中判定穿過該循環支持裝置之該流量包括： 進一步至少部分基於將流量值與該馬達之該速度下之馬達電流值關聯之該所儲存資料來判定該流量。
  46. 如請求項37之控制器，其中至少部分基於該偏移值及是否已發生一異常狀況之該判定來調整該馬達電流信號以產生一經調整馬達電流信號包括當判定已發生一異常狀況時使用零之一偏移值。
  47. 如請求項46之控制器，其中判定是否已發生一異常狀況包括判定該循環支持裝置是否處於一抽吸狀態或一解耦狀態。
  48. 如請求項37之控制器，其中該至少一個硬體處理器經進一步組態以： 將先前判定之偏移值儲存於一緩衝器中；及 將該所判定偏移值儲存於該緩衝器中。
  49. 如請求項48之控制器，其中該緩衝器中之該等先前判定之偏移值之各者係在判定該偏移值時基於該馬達之一速度縮放之一經縮放偏移值，且 其中將該所判定偏移值儲存於該緩衝器中包括： 基於該馬達之該速度來縮放該所判定偏移值；及 將該經縮放之所判定偏移值儲存於該緩衝器中。
  50. 如請求項48或49之控制器，其中調整該馬達電流信號包括至少部分基於該緩衝器中之該等先前判定之偏移值之一中值來調整該馬達電流信號。
  51. 如請求項50之控制器，其中調整該馬達電流信號包括： 基於該馬達之一當前速度來變換該中值；及 基於該經變換中值來調整該馬達電流信號。
  52. 如請求項48之控制器，其中該至少一個硬體處理器經進一步組態以： 僅當判定尚未發生一異常狀況時才將該所判定偏移值儲存於該緩衝器中。
  53. 如請求項37之控制器，其中該至少一個硬體處理器經進一步組態以： 對該所接收馬達電流信號進行濾波，且 其中調整該馬達電流信號包括調整該經濾波馬達電流信號。
  54. 如請求項37之控制器，其中該至少一個硬體處理器經進一步組態以： 在至少一個圖形使用者介面上顯示穿過該循環支持裝置之該所判定流量之一指示。
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