專(zhuān)利名稱(chēng)：用于心泵系統(tǒng)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)控器的制作方法
相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)要求于2004年11月16日提交的名稱(chēng)為“用于心泵系統(tǒng)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)控器”的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)No.60/522,874的權(quán)益，其通過(guò)引用結(jié)合入本文。
背景技術(shù)：
本發(fā)明大致涉及到一種心泵系統(tǒng)，并且更具體地講，涉及一種用于這種泵的遠(yuǎn)程監(jiān)控器。
可植入的血泵系統(tǒng)一般應(yīng)用于完全地代替不能適當(dāng)?shù)匕l(fā)揮作用的人的心臟，或者用于在心臟仍然發(fā)揮作用但不能以足夠的速度泵出血液的患者體內(nèi)改善血液循環(huán)。已知的可植入血泵系統(tǒng)主要地作為“移植橋”使用。換句話(huà)說(shuō)，現(xiàn)有的血泵系統(tǒng)主要作為暫時(shí)修補(bǔ)使用，其用來(lái)維持患者的生命直到捐贈(zèng)人出現(xiàn)。然而，人體器官捐贈(zèng)人的缺乏，加上血泵可靠性的改進(jìn)，使長(zhǎng)期的、甚至永久的血泵裝備成為現(xiàn)實(shí)。
盡管有這種需要，現(xiàn)有的可植入泵系統(tǒng)在長(zhǎng)期使用方面仍然無(wú)法令人滿(mǎn)意。已知的連續(xù)流類(lèi)型系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)為在醫(yī)院環(huán)境中使用。這些系統(tǒng)通常包括已植入的泵裝置，例如可充電電池的電源，用來(lái)操作泵電機(jī)的電機(jī)控制器，和外部的操作員控制臺(tái)。雖然某些現(xiàn)有的可植入泵系統(tǒng)允許當(dāng)從操作員控制臺(tái)上分離時(shí)進(jìn)行操作，但是“孤立”操作這些系統(tǒng)有可能是危險(xiǎn)的嘗試。這至少部分地歸因于，當(dāng)系統(tǒng)從控制臺(tái)上分離時(shí)缺少適當(dāng)?shù)挠脩?hù)界面。
此外，前述的血泵系統(tǒng)對(duì)于在機(jī)構(gòu)設(shè)置之外的長(zhǎng)期使用沒(méi)有幫助。已知的系統(tǒng)經(jīng)常需要大的、固定的操作員控制臺(tái)，用來(lái)使系統(tǒng)發(fā)揮作用。雖然現(xiàn)有技術(shù)的操作員控制臺(tái)可以是經(jīng)安裝得以在醫(yī)院附近滾動(dòng)的推車(chē)，但是在家中使用已知系統(tǒng)是困難之極的。限制其機(jī)動(dòng)性和在相對(duì)較短時(shí)間使用的現(xiàn)有泵系統(tǒng)的其它問(wèn)題與電機(jī)控制器的尺寸和形狀的局限性有關(guān)。
因此，需要能處理與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)的缺點(diǎn)的泵控制系統(tǒng)。
發(fā)明概述依照本公開(kāi)的某些教導(dǎo)，泵控制系統(tǒng)包括用于控制泵，例如可植入血泵，的控制器模塊。遠(yuǎn)程監(jiān)控器適于通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信媒介，例如通過(guò)低功率的射頻連接，與控制器模塊進(jìn)行通信。遠(yuǎn)程監(jiān)控器提供了與控制器模塊相似或相同的用戶(hù)界面，其為使用者提供了遠(yuǎn)程地監(jiān)控泵的性能和對(duì)警報(bào)做出響應(yīng)的能力。
附圖簡(jiǎn)述通過(guò)閱讀隨后的詳細(xì)描述，并通過(guò)參考附圖，本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)更加清晰，其中

圖1是依照本公開(kāi)所教導(dǎo)的泵系統(tǒng)的方框圖。
圖2示出了依照本文所公開(kāi)的系統(tǒng)實(shí)施例的示例性的可植入心泵。
雖然本發(fā)明容易受到不同的修改和替代形式的影響，但是在其中的具體實(shí)施例已由在圖中的實(shí)例所示出，并在本文中詳細(xì)描述。然而應(yīng)該理解，具體實(shí)施例的描述并不意圖將本發(fā)明限定于所公開(kāi)的具體形式，而是相反，意圖覆蓋所有落入所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍之內(nèi)的修改、等同和替代。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的說(shuō)明性實(shí)施例在下面描述。為了清楚起見(jiàn)，并沒(méi)有在此說(shuō)明書(shū)中描述實(shí)際實(shí)施的所有特性。當(dāng)然應(yīng)意識(shí)到在任何這樣的實(shí)際實(shí)施例的開(kāi)發(fā)中，必須做出許多具體實(shí)施決定，用來(lái)達(dá)到開(kāi)發(fā)者的具體目標(biāo)，諸如例如符合系統(tǒng)相關(guān)的和商業(yè)相關(guān)的限制，其在每個(gè)實(shí)施中都將是不同的。此外，應(yīng)意識(shí)到，這樣的開(kāi)發(fā)努力可能是復(fù)雜和消耗時(shí)間的，但對(duì)于那些得益于本公開(kāi)的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將只是日常工作。
參見(jiàn)附圖，尤其在圖1中，示出了依照本發(fā)明的實(shí)施例的心室輔助裝置(VAD)系統(tǒng)10。心室輔助裝置(VAD)系統(tǒng)10包括設(shè)計(jì)為在人體內(nèi)被植入的部件和在人體外的部件?？芍踩氲南到y(tǒng)10的部件包括泵12和流量傳感器14。外部的部件包括便攜式的控制器模塊16和遠(yuǎn)程監(jiān)控器模塊18。植入的部件通過(guò)經(jīng)由皮膚的導(dǎo)線(xiàn)連接到控制器模塊16?？梢詫⒖刂破髂K16安裝到支承裝置上，例如安裝到使用者的腰帶23或使用者所穿的內(nèi)衣上。心室輔助裝置(VAD)系統(tǒng)額外的部件在通過(guò)引用結(jié)合于此處的美國(guó)專(zhuān)利No.6,183,412中顯示和描述。
控制器模塊16包括處理器，例如微控制器80，其在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中是由微芯片技術(shù)制造的型號(hào)PIC16C77的微控制器。微控制器80包括多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)，其從電機(jī)控制器84接收電機(jī)參數(shù)指示。因此，控制器模塊16可以監(jiān)控參數(shù)，例如瞬時(shí)電機(jī)電流、直流部件或電機(jī)電流的平均值、以及電機(jī)轉(zhuǎn)速。
在圖1中所示的實(shí)施例進(jìn)一步包括整體流量計(jì)86。至少一個(gè)流量傳感器14植入到泵12的下游?；蛘撸髁總鞲衅?4可以與泵12結(jié)合成一體。流量計(jì)86連接在植入的流量傳感器14和微控制器80之間。流量計(jì)86從流量傳感器14接收數(shù)據(jù)，并向微控制器80輸出流速數(shù)據(jù)，從而允許系統(tǒng)監(jiān)控瞬時(shí)流速。
心室輔助裝置(VAD)系統(tǒng)10可以結(jié)合可植入連續(xù)流血泵，例如在美國(guó)專(zhuān)利No.5,527,159或美國(guó)專(zhuān)利No.5,947,892中所公開(kāi)的軸向流泵的不同實(shí)施例，這兩個(gè)專(zhuān)利都通過(guò)引用全部結(jié)合到本文中。圖2中示出了適用于本發(fā)明實(shí)施例中的血泵的實(shí)例。示例性的泵12包括泵殼32、擴(kuò)散器34、整流器(flow straightener)36、和包括定子40和轉(zhuǎn)子42的無(wú)刷直流電機(jī)38。殼32包括流管44，流管44具有在其中穿過(guò)的血流通道46、以及血液入口48、和血液出口50。
連接到泵殼32的定子40優(yōu)選在流管44之外定位，并具有用于產(chǎn)生定子磁場(chǎng)的定子場(chǎng)繞組52。在一個(gè)實(shí)施例中，定子40包括三個(gè)定子繞組并且可被以三相“Y”或“Δ(Delta)”纏繞。轉(zhuǎn)子42位于流管44之內(nèi)，用來(lái)響應(yīng)于定子磁場(chǎng)而旋轉(zhuǎn)，并包括導(dǎo)流葉輪(inducer)58和葉輪60。對(duì)定子繞組52施加激勵(lì)電流以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。多個(gè)磁體62連接到轉(zhuǎn)子42上。如此磁體62和轉(zhuǎn)子42隨旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)控器(RDM)18是可移動(dòng)手持小裝置，其包括處理裝置112和用戶(hù)界面110，用戶(hù)界面110遠(yuǎn)程地通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信連接120有效地復(fù)制控制器模塊16的用戶(hù)界面111。在示例性實(shí)施例中，無(wú)線(xiàn)連接(link)120是低功率射頻(RF)連接，其采用系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)天線(xiàn)結(jié)構(gòu)，可在大約300英尺(100米)的最大距離范圍內(nèi)使用。在使用時(shí)，裝置為使用者提供了遠(yuǎn)程監(jiān)控VAD泵12性能和對(duì)警報(bào)做出響應(yīng)的能力。例如，可以通過(guò)臨床數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為泵控制器16和遠(yuǎn)程監(jiān)控器18編程，或者遙測(cè)地通過(guò)泵控制器16給遠(yuǎn)程監(jiān)控器18編程。
無(wú)線(xiàn)連接120包括天線(xiàn)，其可以適當(dāng)?shù)匕ê?jiǎn)單的單極天線(xiàn)。系統(tǒng)的天線(xiàn)可以由鐵氧體磁棒或以系統(tǒng)的內(nèi)部印刷電路板上的跡線(xiàn)構(gòu)成?？梢詫?zhuān)有地使用整體天線(xiàn)，或者可以為了增加的覆蓋能力而采用外部天線(xiàn)，或者可以結(jié)合使用整體天線(xiàn)和外部天線(xiàn)。
當(dāng)操作裝置時(shí)，將不斷地檢驗(yàn)連接120的完整性。如果遠(yuǎn)程監(jiān)控器18位于離心室輔助裝置(VAD)控制器16過(guò)遠(yuǎn)的地方，射頻連接就會(huì)變得“嘈雜”或不可使用，或者如果監(jiān)控器18的電池電量低，心室輔助裝置(VAD)16將繼續(xù)發(fā)揮作用，并正常地發(fā)出警報(bào)。更具體地說(shuō)，在示例性實(shí)施中，遠(yuǎn)程監(jiān)控器18周期性地向泵控制器16回送狀態(tài)信息，以確認(rèn)正確的連接操作。遠(yuǎn)程監(jiān)控器18可以監(jiān)控并顯示所接收的信號(hào)強(qiáng)度信息，并且泵控制器16可以隨著從遠(yuǎn)程監(jiān)控器18回報(bào)的信號(hào)強(qiáng)度，成比例地增強(qiáng)或減弱其發(fā)射器輸出功率。
載波可以是角調(diào)制的(也就是調(diào)頻的(FM)或調(diào)相的(PM))，以降低外噪聲感應(yīng)誤差的影響?；蛘撸d波可以是調(diào)幅的(AM)，以提升電池壽命。可以使用前向糾錯(cuò)技術(shù)以提升通信連接的完整性。使用擴(kuò)展頻譜技術(shù)，用來(lái)進(jìn)一步降低由于兼顧泵控制器和相應(yīng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控器之間的通信連接而帶來(lái)的外部感應(yīng)噪聲。如果有誤差，接收器可以要求重新傳送。在典型的安裝中，傳送在美國(guó)和歐洲ISM(也就是工業(yè)的、科學(xué)的、醫(yī)學(xué)的)波段范圍之內(nèi)。
多個(gè)控制器16和遠(yuǎn)程監(jiān)控器18對(duì)可以以彼此相互極接近地使用。每一個(gè)泵控制器16和相應(yīng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控器18可以在指定頻率或頻率對(duì)，或者相同頻率或頻率對(duì)上進(jìn)行通信。所傳送的數(shù)據(jù)包包含遠(yuǎn)程監(jiān)控器16的預(yù)定地址。每一個(gè)泵控制器16首先“收聽(tīng)”，以確認(rèn)另一個(gè)泵控制器16是否正在傳送。如果沒(méi)有其它的傳送，泵控制器16可以開(kāi)始傳送，而相反地，如果另一個(gè)傳送被“聽(tīng)到”，泵控制器16將會(huì)等待通道變得清晰。在其它實(shí)施中，一個(gè)泵控制器16可以廣播到幾個(gè)遠(yuǎn)程監(jiān)控器18(例如，一個(gè)由患者持有，一個(gè)由護(hù)理者持有)。
可以對(duì)在泵控制器16與遠(yuǎn)程監(jiān)控器18之間傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，如此使得遠(yuǎn)程監(jiān)控器18僅響應(yīng)以唯一地址傳送的數(shù)據(jù)或響應(yīng)包含正確地址的傳送?？梢允褂没谟布蜍浖南嚓P(guān)器來(lái)識(shí)別地址。
在某些實(shí)施例中，遠(yuǎn)程監(jiān)控器18大約3英寸寬、2英寸高、1英寸厚，重量不到5盎司，其包括腕帶，使得護(hù)理者或患者可以將其佩帶在手腕上，其還包括組合腰帶，用來(lái)夾持/斜立在患者或護(hù)理者的腰帶/床頭幾上使用。裝置18可以從內(nèi)部可充電電池中獲得能量，從而完全地便于攜帶，或者可以用可選的變電源適配器接通交流干線(xiàn)。再加上，可以將裝置18接通機(jī)動(dòng)車(chē)電源出口，用于在汽車(chē)或飛機(jī)上長(zhǎng)途旅行時(shí)連續(xù)運(yùn)行。裝置18將會(huì)支持在監(jiān)控VAD控制器16的同時(shí)給內(nèi)部電池充電(例如，在夜里當(dāng)患者和父母/護(hù)理者正在睡覺(jué)時(shí))。
遠(yuǎn)程監(jiān)控器18的用戶(hù)界面與VAD控制器18的界面是相同的，并且包括由三色發(fā)光二極管(LED)背后照亮的圖形液晶顯示屏(LCD)，來(lái)顯示多種語(yǔ)言的診斷和緊急信息；包括具有觸覺(jué)反饋和邊緣浮凸的密封雙鍵鍵盤(pán)，來(lái)使警報(bào)安靜，并在診斷信息顯示中滾動(dòng)；包括指示個(gè)別電池狀態(tài)和自動(dòng)防故障模式操作的三個(gè)雙色發(fā)光LED；包括兩個(gè)不同的、可變音調(diào)(pitch)、可變音量(loudness)的聲響發(fā)聲器(audible enunciators)，和用于診斷和緊急警報(bào)的可選的聲響聲音輸出。
背后照亮的液晶顯示屏可以為患者和/或護(hù)理者指示泵的功能信息，并且在示例性實(shí)施例中，背后照明利用多種色彩為患者和護(hù)理者傳達(dá)功能信息和警報(bào)信息(例如，綠色＝常態(tài)，黃色＝診斷警報(bào)，紅色＝緊急警報(bào))。
聲響警報(bào)可以通過(guò)壓電蜂鳴發(fā)聲器(piezo buzzer enunciators)發(fā)出?？梢圆僮骺勺円袅康穆曧懓l(fā)聲器，以使得音調(diào)和/或音量隨著激活警報(bào)的時(shí)間長(zhǎng)度成比例地改變。聲響聲音輸出可以通過(guò)音圈型揚(yáng)聲器元件發(fā)出?？梢圆捎米匀徽Z(yǔ)言語(yǔ)音合成器，其包括基于音位的語(yǔ)音合成器，使得能夠以多種語(yǔ)言形成聽(tīng)得見(jiàn)的語(yǔ)音。進(jìn)一步地，可以基于患者或護(hù)理者的喜好，編制自然語(yǔ)言聲音的音調(diào)和節(jié)奏，來(lái)模擬男性或女性成年人的聲音。更進(jìn)一步地，用于兒科病例，可以編制自然語(yǔ)言聲音輸出的音調(diào)和抑揚(yáng)頓挫，用來(lái)模擬恐嚇感少(less-intimidating)的兒童的聲音?？墒箮暾妮喌碾姍C(jī)在任何警報(bào)情況中振動(dòng)，用來(lái)幫助警告患者或護(hù)理者。
可選擇地，在兒科的應(yīng)用中，可以添加無(wú)線(xiàn)音頻通道，以在系統(tǒng)中結(jié)合商業(yè)的“幼兒監(jiān)控”功能性。具有麥克風(fēng)或其它聲音探測(cè)裝置的發(fā)射器將音頻信號(hào)傳送到結(jié)合在遠(yuǎn)程監(jiān)控器18中的接收器，其進(jìn)一步包括例如揚(yáng)聲器的輸出裝置。這降低了父母或護(hù)理者必須使用或管理的不同系統(tǒng)的數(shù)量。這個(gè)功能還可以包括音量控制，以允許父母或護(hù)理者將裝置的輸出設(shè)置到所需的聲音水平。
本發(fā)明示例性實(shí)施例的以上描述是以實(shí)例的方式而做出的，并不是為了限定的目的?？梢詫?duì)此說(shuō)明書(shū)中所公開(kāi)的實(shí)施例和方法進(jìn)行很多變更，而不脫離本發(fā)明的范圍和實(shí)質(zhì)。本發(fā)明僅由后面權(quán)利要求的范圍和實(shí)質(zhì)加以限定。
權(quán)利要求
1.一種泵控制系統(tǒng)，包括可連接到已植入心泵的控制器模塊；以及適于通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信媒介與所述控制器模塊進(jìn)行通信的監(jiān)控器模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的泵控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器模塊包括處理器；與處理器電聯(lián)接的電機(jī)控制器，所述電機(jī)控制器適于為泵電機(jī)提供動(dòng)力，使得泵電機(jī)以希望的速度運(yùn)行，所述電機(jī)控制器適于將泵電機(jī)運(yùn)行參數(shù)的數(shù)字表示輸出到處理器；與處理器聯(lián)接的用戶(hù)界面；以及其中所述監(jiān)控器模塊包括用戶(hù)界面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的泵控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器模塊的用戶(hù)界面與所述監(jiān)控器模塊的用戶(hù)界面相匹配。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的泵控制系統(tǒng)，其特征在于，所述無(wú)線(xiàn)通信媒介是雙向射頻(RF)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的泵控制系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)控器模塊包括用于附著到使用者手腕的裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的泵控制系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)控器模塊包括用于附著到使用者腰帶的裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的泵控制系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)控器模塊包括用于接收和輸出音頻信號(hào)的裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的泵控制系統(tǒng)，其特征在于，為所述監(jiān)控器模塊編程，以周期性地將狀態(tài)信息傳送到所述控制器模塊。
9.一種操作血泵的方法，包括將控制器模塊連接到血泵；以及通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信媒介在監(jiān)控器模塊與所述控制器模塊之間傳送數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9中所述的方法，其特征在于，傳送數(shù)據(jù)包括傳送功能信息和警報(bào)信息。
11.根據(jù)權(quán)利要求9中所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括為所述的泵提供動(dòng)力，使得所述泵以希望的速度運(yùn)行；在所述控制器模塊的用戶(hù)界面上輸出泵運(yùn)行參數(shù)的數(shù)字表示；將所述的泵運(yùn)行參數(shù)傳送到所述監(jiān)控器模塊；以及在所述監(jiān)控器模塊的用戶(hù)界面上顯示所述的泵運(yùn)行參數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9中所述的方法，其特征在于，傳送數(shù)據(jù)包括通過(guò)雙向射頻(RF)連接進(jìn)行傳送。
13.根據(jù)權(quán)利要求9中所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括將所述監(jiān)控器模塊附著到使用者的手腕上。
14.根據(jù)權(quán)利要求9中所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括將所述監(jiān)控器模塊附著到使用者的腰帶上。
15.根據(jù)權(quán)利要求9中所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括從所述模塊到所述控制器模塊傳送狀態(tài)信息。
16.根據(jù)權(quán)利要求15中所述的方法，其特征在于，傳送狀態(tài)信息包括傳送收到的信號(hào)強(qiáng)度信息。
17.根據(jù)權(quán)利要求16中所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括響應(yīng)所述收到的信號(hào)強(qiáng)度信息，變化所述控制器模塊的傳送輸出功率。
18.根據(jù)權(quán)利要求9中所述的方法，其特征在于，多個(gè)控制器模塊連接到多個(gè)相應(yīng)的血泵，并且其中一個(gè)監(jiān)控器模塊與多個(gè)所述控制器模塊進(jìn)行通信。
19.根據(jù)權(quán)利要求9中所述的方法，其特征在于，多個(gè)控制器模塊連接到多個(gè)相應(yīng)的血泵，并且其中每個(gè)所述控制器模塊都以預(yù)定的頻率與相應(yīng)的監(jiān)控器模塊進(jìn)行通信。
20.根據(jù)權(quán)利要求19中所述的方法，其特征在于，從所述控制器模塊傳送的數(shù)據(jù)包括預(yù)定監(jiān)控器模塊的地址。
21.根據(jù)權(quán)利要求9中所述的方法，其特征在于，多個(gè)監(jiān)控器模塊與單個(gè)控制器模塊進(jìn)行通信。
22.根據(jù)權(quán)利要求9中所述的方法，其特征在于，所述控制器模塊驗(yàn)證在傳送數(shù)據(jù)到所述監(jiān)控器模塊之前沒(méi)有其它控制器模塊正在傳送。
全文摘要
一種泵控制系統(tǒng)，包括用于控制泵的控制器模塊，例如可植入血泵。遠(yuǎn)程監(jiān)控器適于通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信媒介與控制器模塊進(jìn)行通信，例如通過(guò)低功率射頻連接。遠(yuǎn)程監(jiān)控器提供了與控制器模塊相似的或相同的用戶(hù)界面，其為使用者提供了遠(yuǎn)程地監(jiān)控泵的性能和對(duì)警報(bào)做出響應(yīng)的能力。
文檔編號(hào)A61M1/10GK101056663SQ200580038932
公開(kāi)日2007年10月17日 申請(qǐng)日期2005年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月16日
發(fā)明者G·莫爾洛 申請(qǐng)人:心血管微創(chuàng)醫(yī)療公司