[實用新型]一種人工心臟的后負荷智能控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820812427.5
• 申請日: 2018-05-29
• 公開（公告）號: CN208809185U
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發(fā)明（設計）人: 沈喆;陳海豐;高斌;田步升
• 申請（專利權(quán)）人: 長治市久安人工心臟科技開發(fā)有限公司
• 主分類號: A61M1/10
• 分類號: A61M1/10
• 代理公司: 太原華弈知識產(chǎn)權(quán)代理事務所 14108
• 代理人: 張筱莉

本實用新型公開了一種人工心臟的后負荷智能控制系統(tǒng)，通過檢測人工心臟的輸入電壓、電流、電流信號的高階導數(shù)、轉(zhuǎn)速的搏動程度等電氣參數(shù)估算心臟的后負荷程度，并采用自動控制算法計算出人工心臟的最佳工作轉(zhuǎn)速，向無刷電機控制器發(fā)送速度指令，同時無刷電機控制器能夠顯示人工心臟的轉(zhuǎn)速與工作電壓，并可以設置報警，實現(xiàn)人機對話；無刷電機控制器接收主控單元的速度指令，驅(qū)動人工心臟電機運轉(zhuǎn)，并通過反電動勢方法檢測人工心臟轉(zhuǎn)速；電氣安全防護單元通過雙隔離技術提高系統(tǒng)的電氣安全水平，使其滿足相關電氣安全標準。本實用新型解決了現(xiàn)有技術無法根據(jù)心臟后負荷的變化及時調(diào)整人工心臟轉(zhuǎn)速的問題。

技術領域

本實用新型屬于生物醫(yī)學工程領域，具體涉及一種人工心臟的后負荷智能控制系統(tǒng)。

背景技術

人工心臟是一種利用機械動力來輸送血液，以部分或全部代替心臟泵血功能的植入式裝置。將泵體的心室植入部分插入心室腔內(nèi)，泵的出口通過人造血管與升主動脈（或降主動脈）連接，進行左心室到主動脈的轉(zhuǎn)流。人工心臟由軸流泵泵筒和位于其中的旋轉(zhuǎn)葉輪組成，旋轉(zhuǎn)葉輪輪轂中鑲嵌有永磁轉(zhuǎn)子。軸流泵電機則圍繞在軸流泵泵筒的外壁，由軸流泵電機定子鐵芯和定子繞組組成，軸流泵泵筒內(nèi)的旋轉(zhuǎn)葉輪位置與軸流泵電機定子鐵芯位置對應，當軸流泵電機定子的繞組通電時可產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，推動旋轉(zhuǎn)葉輪在軸流泵泵筒中高速旋轉(zhuǎn)，進而驅(qū)動泵筒中血液向出口方向流動。

人工心臟控制器是調(diào)節(jié)人工心臟葉輪轉(zhuǎn)動速度，保持人工心臟穩(wěn)定運行的關鍵設備，對于保證人工心臟的臨床治療效果與安全性具有重要意義。為此專利201611180353X通過構(gòu)建心臟泵轉(zhuǎn)速、流量和壓力之間的數(shù)學模型檢測抽吸程度，并且通過調(diào)整心臟泵轉(zhuǎn)速防止抽吸。雖然上述實用新型能夠降低抽吸引起的不良事件發(fā)生程度，但是沒有將心臟后負荷作為調(diào)節(jié)的目標。此外目前業(yè)內(nèi)主流的人工心臟控制系統(tǒng)都是保持轉(zhuǎn)速恒定作為控制目標，并不能根據(jù)心臟后負荷的變化及時調(diào)整人工心臟的轉(zhuǎn)速。根據(jù)最新研究成果，不適當?shù)娜斯ば呐K輔助會顯著增加心臟后負荷，而心臟后負荷程度會直接影響到心臟的功能，進而影響到患者的預后以及人工心臟的臨床效果。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型解決了現(xiàn)有技術的不足，提供了一種通過人工心臟的電氣信號評價心臟后負荷程度，再通過調(diào)節(jié)血泵工作狀態(tài)自動調(diào)整后心臟后負荷水平的人工心臟的后負荷智能控制系統(tǒng)。

本實用新型為了實現(xiàn)上述目的所采用的技術方案是：

一種人工心臟的后負荷智能控制系統(tǒng)，包括主控單元，所述主控單元包括微處理器U1，所述微處理器U1的5腳、6腳接晶振電路， 7腳接復位電路， 8腳接地，9腳接VDDA端，11腳同時接電阻R1的一端及電阻R2的一端， 12、13腳及14腳接工業(yè)串口屏，15腳、16腳、31腳及32腳接電氣安全防護單元，34腳接調(diào)試口P1的3腳，37腳接調(diào)試口P1的2腳， 24腳、36腳及48腳并聯(lián)后接電源電路3.3V端，20腳接地，23腳、35腳及47腳并聯(lián)后接地，電阻R1的另一端接電壓24V，電阻R2的另一端接地，調(diào)試口P1的1腳接地，調(diào)試口的4腳接電源電路的3.3V端，所述電氣安全防護電元通過無刷電機控制器與人工心臟連接。

進一步地，所述電源電路包括24V轉(zhuǎn)換為5V的電路、5V轉(zhuǎn)換為3.3V的電路、3.3V轉(zhuǎn)換為VDDA的電路及濾波器電路。

進一步地，所述電氣安全防護單元包括低耗開關電路、調(diào)速信號電路、轉(zhuǎn)速信號電路、溫度信號隔離電路、將24V轉(zhuǎn)換為24V（I）的隔離電源及將24V（I）轉(zhuǎn)換為15V（I）的運放輔助電源。