心脏泵装置和心脏泵装置系统的制作方法

文档序号:13426160
心脏泵装置和心脏泵装置系统的制作方法
心脏泵装置和心脏泵装置系统本发明涉及电气工程领域,并且可以特别有利地用于医疗技术领域。具体地,本发明涉及心脏泵装置和对应的控制装置和外围设备。一段时间以来,已知用于辅助和部分替代患者心脏功能的可植入心脏泵,可植入心脏泵例如可以作为VAD系统(心室辅助设备)来操作。这种类型的可植入泵通常位于患者体外的控制单元或控制装置来操作,这些控制单元或控制装置借助于经皮电缆连接到实际植入的泵。诸如电池(次级电池或原电池)的电力源还有适当的电源单元通常被提供用于这种泵的操作,并且连接到泵的外部控制装置。这种电力源是可更换的,例如,以便能够换电池或者以便能够使操作适于当前可用的电力源系统。外部控制装置与植入的元件交换信息,也就是说,例如与心脏泵本身交换信息。该信息涉及例如用于设置泵操作的参数、关于泵的操作行为的测量数据或患者相关数据。为了设置泵的操作参数或者为了便于治疗医生分析操作数据,通常在控制装置与外部装置(即,数据处理设备在该背景下也被称为终端)之间创建数据连接。另外,可从控制装置读取数据,或者也可以将数据存储在控制装置中。在治疗医生进行维护工作期间的数据交换时间段或更换外部电源时间段期间,必须确保对心脏泵装置的供电。在维护工作的情况下,因此将多个装置连接到控制装置,这增加了操作和使用错误以及不正确连接或故障组件的风险。特别大的风险在于系统与电源分离。实际上,原则上提供了电源的冗余,然而,总故障的风险随着与电源的断开而增加并且回退至备用水平。以现有技术为背景,本发明的目的因此是创建使操作错误最小化并且使系统部件的故障具有最小的后果的心脏泵装置。该目的通过根据权利要求1所述的本发明的特征来实现。从属权利要求2至9提出了本发明的有利实施方式。权利要求12涉及根据本发明的心脏泵装置系统(heartpumparrangementsystem)。因此,根据本发明的目的通过一种心脏泵装置来实现,该心脏泵装置包括心脏泵和连接到该心脏泵的控制装置,所述控制装置具有第一连接设备的第一连接器元件,并且该心脏泵装置包括中间插入模块(intermediateplug-inmodule),所述中间插入模块具有第二连接器元件,所述第二连接器元件能可拆卸地连接到所述控制装置(在一些变型中,连接到所述第一连接器元件),其中,所述中间插入模块具有第二连接设备和/或另外地第三连接设备,所述第二连接设备是不可拆卸的或者在第二连接的框架内是可拆卸的,以便连接到电力源,特别是电源单元或电池,所述第三连接设备是不可拆卸的或者在第三连接的框架内是可拆卸的,以便连接到数据处理设备,特别地是终端。这种心脏泵通常借助于经皮线路连接而被植入并连接到控制装置。然而,泵还可以被布置在患者体外并且借助于导管连接到循环系统的元件,以便移除和供给血液。通常,可以在心脏泵与控制装置之间的该连接的背景下提供连接设备。另外,提供第一连接设备,可以借助于所述第一连接设备将中间插入模块插入控制装置中。中间插入模块对于其部分具有用于连接到电力源的第二连接设备和用于连接到数据处理设备(特别是终端)的第三连接设备。因此,中间插入模块仅借助于单个连接器元件连接到控制装置,并且对于其部分,提供用于电力源和数据处理设备的两个连接设备,其中,这些连接设备中的每个可单独地形成为或二者均形成为连接设备。电源模块或数据处理设备中的任一个或二者可以不可拆卸地连接到中间插入模块,或者单独的连接设备针对这两个外部元件中的一个或两个在中间插入模块上是可用的。对应的连接设备可按以下这样的方式设计:例如,不能够混淆插槽,并且因此,电力源或数据处理设备的例如每个连接器元件仅可以被插入到中间插入模块上的单个连接器元件中。因此,防止了混乱和不正确连接。在现有技术中,控制装置通常设置有常规连接设备,该常规连接设备具有可以连接到外围设备的单个连接器元件的连接器元件。就这方面而言,将到数据处理设备的连接插入到插入连接中在过去与心脏泵装置与外部电源完全分离的风险相关联。在现有技术中,还会发生电力源可能被错误地插入到数据连接中。通过将中间插入模块内的用于不同目的的连接器点分支成两个单独连接,避免混淆。还可通过相应使连接设备具有不同形状来避免不正确连接。这里,连接器元件可以是例如插入连接元件、光学连接元件和/或无线的、基于无线电的连接元件。因此,连接器元件可以作为物理连接器元件和作为虚拟连接器元件二者来连接,以便进行将数据从控制装置传输到连接到诸如外部编程器或外部读出器(externalreadout)和/或维护模块的中间插入模块的其他接口。在其他实施方式中,连接设备被设计用于电感耦合。对应的连接器元件可以被形成为例如线圈,所述线圈按对应线圈可以被设计用于最大电感耦合这样的方式被布置。这里,例如,两个线圈可以相互同心地取向。本发明的有利实施方式提供了控制装置借助于无线连接(特别是,无线电链路)连接到数据处理设备(特别是,终端)。因此,控制装置与数据处理设备或终端之间的多通道连接产生,并且通过冗余确保增加的可用性。这里,无线连接在这里可以借助于传统WLAN或Bluetooth(蓝牙)标准或另外按照其他通信标准来起作用,并且可以是主要使用的连接或者还是次要使用的连接。如以上提到的本发明的其他有利实施方式提供了中间插入模块具有针对第二连接设备和第三连接设备中的每个的单独连接器元件。以这种方式,第二插入连接和第三插入连接的插入连接器可被设计成几何形状上不同,使得不正确插入连接器到设置在中间插入模块上的不正确插入器中或设置在中间插入模块上的不正确插入器处的混淆或甚至实际插入本身是不可能的。本发明的其他有利实施方式可以提供中间插入模块借助于第二连接设备连接到电力源,其中,第三连接设备的连接器元件从中间插入模块与电源组件之间的线路分支。在这种情况下,建议中间插入模块的用户首先将第二连接设备连接到电力源,并且由此将中间插入模块连接到电力源,然后仅通过将对应的插入连接器插入到设置在中间插入模块和电力源之间的线路上的连接器元件中来创建第三插入连接。因此,高度确保了在创建控制装置和数据处理设备/终端之间的连接时,确保了控制装置已经永久地连接到电源组件。本发明的其他优选实施方式提供了控制装置具有凹槽,中间插入模块可以被插入凹槽中,并且在凹槽中布置第一连接设备的第一连接器元件。凹槽可以是形状编码的,例如,可以以盲孔的方式形成。凹槽可以是立方体形的,或者其横截面通常可以是三角形、正方形或多边形。该形状可以与中间插入模块的形状互补。借助于凹槽的形状,可以确保只有具有匹配形状的对应中间插入模块能够被插入到第一连接设备的连接器元件中。凹槽的形状也可以例如匹配到可以配合在同一连接设备上的作为电力源的电池的形状。另外,可以有利地提供至少一个电插头接触件,特别是,针对控制装置到电源的连接以及针对到数据处理设备的连接二者提供第一连接器元件的两个电插头接触件并且。当将控制装置连接到电力源时,线路连接的各个引脚通常已经用于电力传输和数据传输二者。为此目的,例如,使用I2C总线来分离功能,以便能够从电池读取信息。相反地,在电池侧,可以使用对应连接点来识别接触/连接的建立。第一连接设备中可用的连接导体也可以同时用于将数据传输到电力源或从电力源传输数据并且用于将控制装置连接到数据处理设备/终端,并且这里还可以用于数据的交换。此外,连接设备的相同引脚或至少一些引脚可以用于传输电能。这里,可以有利地提供,中间插入模块可以借助于数据总线连接连接到控制装置。为了能够管理第一连接设备的宽范围的连接功能,可以有利地提供中间插入模块具有多路复用设备,特别是时间复用装置,以便将第一连接设备交替地连接到第二连接设备和第三连接设备。因此,多路复用设备可以在电源经由中间插头到控制装置的连接(一方面)与数据处理设备/终端经由中间插入模块到控制装置的连接(另一方面)之间周期性切换。这两个连接因此可以被解除联接。在其他实施方式中,控制装置被固定地设置有连接的电源,特别是电池。本发明还涉及上述类型的心脏泵装置,并且另外还涉及心脏泵装置系统,该心脏泵装置系统包括根据权利要求1至11中的任一项所述的心脏泵装置并且包括能量储存设备,该能量储存设备代替中间插入模块可以可拆卸地连接到第一连接器元件。以有利于患者的方式,控制装置因此在大多数情况下可以连接到电力源;例如,电池可以被插入到控制装置上的凹槽中,而在某些时间,例如为了进行维护,中间插入模块被插入替代能量储存设备。对于患者,心脏泵装置系统可以被设置为具有中间插入模块和能量储存设备的套件。在其他方面,本申请涉及用于心脏泵装置的控制装置。这里,控制装置包括用于控制心脏泵的控制设备和具有连接设备的壳体,该连接设备具有精确地一个连接器元件,例如,插入连接器元件或上述连接器元件中的另一个,以便将控制装置可拆卸地连接到中间插入模块。除了心脏泵本身的潜在连接设备之外,这种类型的控制装置仅仅包括用于中间插入模块的精确地一个连接器元件。这里,连接器元件可以是例如插入连接元件、光学连接元件和/或无线的、基于无线电的连接元件。因此,连接器元件可以作为物理连接器元件和作为单纯虚拟连接器元件二者来连接,以便将数据从控制装置传输到连接到诸如外部编程器或外部读出器和/或维护模块的中间插入模块的其他接口。因此,控制装置仅仅具有单个连接器元件。因此,能够省掉其他的连接器元件,这急剧降低了控制装置针对中间插入模块的操作错误或不正确连接的可能性。精确地一个连接器元件在这里被布置在壳体的内部或壳体的外部。在其他实施方式中,固定连接到控制装置的电源(特别是,电池)被布置在壳体内。该“内部”电源例如用于用作外部电源的临时替换,例如,所述外部电源将被更换。另外,避免了在连接器元件或外部电源故障期间的电源。在其他实施方式中,控制装置的连接设备包括连接到连接器元件的开关单元,该开关单元被配置成使得可以由控制设备来处理外部电源的控制信号和外部用户终端的控制信号二者。例如,由此确保了经由精确地一个连接器元件连接到控制装置的纯电源(不进行进一步数据交换)和仅仅提供数据而心脏泵操作时无需电力的纯数据分析单元二者可以连接到连接器元件。开关单元可以包括例如通信接口,所述通信接口将布置在控制装置中的微控制器、处理器或现场可编程阵列交替地连接到外部电源(例如,电池)和外部数据处理设备的控制信号。这里,在一些示例性实施方式中,开关单元可以确定到达连接器元件的控制信号是否源自电源和/或另外数据处理设备或者控制装置的控制信号是否旨在用于外部电源或另外数据处理设备。另选地,可以选择在可能提供的电源和可能提供的数据处理设备之间以固定时间间隔切换的传输协议。中间插入模块可以包括壳体并且可整体地以刚性方式形成,也就是说,无需诸如线缆的柔性元件。例如,中间插入模块具有:面向控制装置的插入连接器元件,该插入连接器元件被集成在壳体中;以及例如在插入状态下在中间插入模块的背离控制装置的一侧上的另外一个或更多个插入连接器元件,所述插入连接器元件同样地被集成在壳体中。它们在中间插入模块被插入到控制装置中时是可从外部访问的。下文中,将基于附图的图中和稍后描述的示例性实施方式来呈现本发明。在附图中:图1示出了具有植入的心脏泵和控制装置的患者身体截面的示意图,图2示意性地示出了具有中间插入模块的控制装置,图3示出了具有连接于此的一个或更多个电源的中间插入模块的三种不同组合,图4示意性地示出了多路复用器,图5示出了控制装置的详细结构;以及图6示出了控制装置的控制设备的变型。图1示出了具有患者心脏2的患者身体1的视图,心脏泵3作为VAD(心室辅助设备)连接到患者心脏2。心脏泵3被植入患者体内,并且借助于连接线4经皮连接到患者体外的控制装置5。数据(例如,泵参数)和电能二者经由控制装置5与心脏泵3交换。在图2中,以放大方式示意性地例示了控制装置,其中,中间插入模块7被插入到控制装置5的凹槽6中。中间插入模块7借助于第一连接设备8连接到控制装置5。第一连接设备8提供控制装置5上的第一连接器元件8a和中间插入模块7上的第二连接器元件8b。这里,第一连接器元件8a可以是插头,第二连接器元件8b可以是插座,或者反之亦然,或者连接器元件8a和8b可以各包括插头或插座,或者多个混合接触件还可以被设置在第一连接设备的两侧上,其中,插头元件和插座二者被设置在两侧上。在这方面重要的是可一没有困难地插入和拆卸第一连接设备8。实际连接器元件8a、8b在这里被保护在控制装置5的凹槽6中。原则上,本发明可以以最大优势用在植入的心脏泵中,然而,它也可以与布置在患者体外的非植入的人工心脏一起使用,并且经由插管(cannula)连接到患者的循环系统。在图3中,例示了中间插入模块可以在次级侧(即,相对于背离控制装置5和第一连接设备8)连接到不同的其他元件和/或电源。在图3中,中间插入模块7以三种变型例示,其中,在最上面的变型中,中间插入模块连接到主电源单元(mainspowerunit)9,而在中间变型中,中间插入模块连接到电池10形式的电源。在底部示出的变型中,中间插入模块以电池的形式或以电源单元的形式连接到电源元件11,以及以端子的形式连接到数据处理设备12。线路13、14、15和16被分别示出为用于个体电源9、10、11和12的连接,这些线路将个体元件连接到中间插入模块7。这里,线路13、14、15和16中的每条原则上借助于设备13a、16a连接到中间插入模块7。例如,连接设备可以在各种情况下被形成为插入连接设备。然而,其他变型还可以是,线路15将中间插入模块固定地且不可拆卸地连接到电源11,而数据处理设备/终端12可以借助于第三连接设备的框架内的可插拔线路16连接到中间插入模块。借助于该配置,确保了控制装置到电源的永久连接。这里,还可以有利地提供,对于线路15和线路16二者可以借助于连接设备连接到中间插入模块的情况,对应的连接器元件以它们不可能在被插入时被混淆这样的方式不同地形成。数据处理设备12还可以配备有收发器设备12a,所述收发器设备12a用于无线电链路,以便另外经由与有线通信并行的无线电链路联接到控制装置。图4示意性地示出了具有凹槽6的、根据本发明的用于心脏泵装置的控制装置5'的例示,在凹槽6中布置了连接器元件8a。所谓的系统在控制装置5’内被符号地例示,并且由参考符号17来表示。用于控制心脏泵3的控制装置的所有功能元件以及用于测量值和泵参数的存储设备被组合在该系统中。多路复用设备18被示出在系统17和连接器元件8a之间,并且按照不同通信协议下的时分多路复用方式来交替地操作连接器元件的不同连接点。借助于不同总线系统和通信协议进行通信的不同装置因此可以连接到第一连接设备8的不同引脚/接触件。在中间插入模块7内,连接到连接器元件8b的多条线路可以被划分成不同的组,这些组在中间插入模块7的次级侧通向不同的线路和/或连接器元件。这里,例如以端子形式的诸如电源单元、电池/电池组或数据处理设备的不同装置随后可以连接到不同的连接器元件/线路。在图5中,示意性地例示了具有系统部件17的控制装置5,在控制装置5中容纳了诸如用于泵的处理器控制系统、用于泵参数等的存储设备以及电源、电池充电状态等的监视的控制装置的功能元件。系统17一方面连接到具有两个电源19、20的单元,其中,例如,在交换外部电池或连接或更换外部电源单元的同时,这些构成内部电池可以分别向系统和心脏泵供电大约十五分钟。另一方面,系统17连接到第一连接设备8并且经由此连接到中间插入模块7。如果经由中间插入模块7创建到外部电池或主电源单元的连接,则因此可以经由充电线21对两个内部电池19、20中的每个进行充电。借助于外部电源,系统17和与其直接连接的心脏泵可以另外经由其他线路22被供电。原则上,连接线路13、14、15、16至少可选地形成为数据总线连接,即,中间插入模块7与数据处理设备之间的连接16可以是纯数据总线,而其他线路13、14、15应该至少还允许馈送电压或馈送电流通过作为与数据业务协议并行的电力供应。除了上述连接之外并且与上述连接并行地,例如以无线电链路形式的无线连接可以作为控制装置5与数据处理设备12之间的主要连接存在,并且由图3中的天线12a和图2中的5a指示。然后,针对无线连接失败或故障的情况,有线连接16随后形成回退水平(fallbacklevel)。基于图5,可以看出,控制装置仅仅包括用于中间模块的精确地一个连接器元件8。在变型中,不提供其他的连接器元件。连接器元件8例如可以被布置在壳体的凹槽25中(由标记为控制装置5的线示意性指示)。中间模块还可以具有壳体,壳体的外部尺寸使得它们优选地以形式配合的方式被接纳在凹槽25中,使得控制装置的精确地一个连接器元件8可以联接到中间模块的连接器元件。控制装置和中间模块的连接器元件以相互互补的方式形成;在当前情况下,连接器元件是插入连接元件。中间插入模块例如以与控制装置的壳体中的凹槽互补的方式形成,使得中间插入模块的体积的一半以上(优选地,大于70%,更优选地,大于90%)被接纳在凹槽中。中间插入模块的形状和尺寸可以被设计成,使得中间插入模块基本上被接纳在控制装置的凹槽中,并且中间插入模块与控制装置的轮廓齐平。然后,有利的是提供例如孔眼、突片或底切形式的处理装置,在该处理装置的辅助下,可以从凹槽再次移除中间插头-模块(intermediateplug-module)。中间插入模块有利地是无线的,换句话讲,它没有与模块永久且不可拆卸连接的突出线缆,并且替代地排他性地具有插入连接器元件。在特定实施方式中,中间插入式模块可按与控制装置中的凹槽匹配的方式设计,使得它可插入所述凹槽中的多个限定的不同位置,特别是,在它们中的每个中创建到控制装置的不同电插入连接的两个位置。因此,中间插入模块可以在不同插入位置执行不同功能,特别是,可以创建不同的电连接。借助于图5中示意性地指示的凹槽25,另外确保了控制装置的壳体保护中间模块免于被意外沿着方向26抽出,因为凹槽的内壁保护中间模块免于更大地移动。凹槽也可被称为端口,在其壁上,布置有用于到中间模块的连接器元件的连接的连接器元件,该连接器元件优选地被布置在端口或凹槽的底部上。图6示出了控制装置的控制设备的变型。控制设备30包括联接到连接设备32的微控制器31。连接设备例如包括插入连接器元件32a,插入连接器元件32a可以联接到中间模块的对应插入连接器元件。由于本示例中的控制装置包括用于中间模块的精确地一个连接器元件,所以控制装置侧上的连接设备32的实施方式具有用于通信信号或控制信号的电路33和用于电力的电路34(即,使得使电力从连接到中间模块的电源(电源单元或电池)和/或从控制装置的内部电源到泵可用的电路)二者。电路33联接到微控制器31,并且除了开关元件35之外,包括电路36和电路37,电路36用于电源(例如,电池或主电力单元)的控制信号,电路37用于可以经由中间模块联接到控制装置的用户终端的控制信号。这里,开关元件33可以将电路36或电路37交替联接到连接设备32,使得微控制器可以处理电源和用户终端的控制信号二者。这里,微控制器按以下这样的方式形成:不考虑所联接的中间模块,用户终端或电源的控制信号可以被处理和/或可以被发送到中间模块。例如,假如微控制器接收到电路37的对应控制信号,可以经由电路34对控制装置的内部电源(未示出)进行供电。在其他示例性实施方式中,可以选择本领域的技术人员已知的用于控制信号传输的其他方法。在本示例中,中间模块可以将电源或用户终端或这二者连接到控制装置。以这种方式,该精确地一个连接设备不是控制装置的连接性的限制。此外,中间模块到控制装置的连接对于用户而言被大幅简化,并且应用安全性增加。由微控制器31来执行和/或控制中间模块的识别和对应控制信号的处理。当然,微控制器可以例如被处理器替换,或者可以连接到控制装置的处理器。借助于这里描述的发明,心脏泵系统中的错误易感性和操作错误的风险大幅降低。提供了增加患者舒适度的患者的组合可能性。...
当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1