一种估算患者血压和心脏泵位置的方法及系统

本发明涉及医疗器械，尤其涉及一种估算患者血压和心脏泵位置的方法及系统。

背景技术：

1、经皮介入微型轴流血泵作为一种微创循环辅助装置，已广泛应用于高危经皮冠状动脉介入治疗、心源性休克及中长期左心室辅助等临床场景。该装置通过导管经外周动脉逆行置入左心室-主动脉位置，以微型轴流叶轮将左心室内氧合血液泵送至主动脉，从而降低心室负荷、维持体循环灌注。该类血泵的基本功能除提供足够的转速以获得血流动力学支持外，还需实时监测患者血压状态及血泵位置，并及时向医师输出相应的报警提示。作为直接介入循环系统的生命支持设备，其运行可靠性与监测准确性直接关系到患者安全。

2、现有技术中，微型轴流血泵的血压监测方案主要依赖设置于血泵血流出口处的压力传感器实现，同时血泵出口相对于主动脉瓣的位置判断亦依赖于该压力传感器获取的主动脉压力波形特征。当压力传感器正常工作时，系统可通过传感器直接获取实时主动脉压力数据，并根据压力波形形态判断血泵出口位于主动脉还是左心室内，从而保证血流动力学支持的精准性和安全性。此外，部分技术方案为保护传感器免于介入过程或长期运行中的物理损坏，在传感器外部增设了保护结构；另有方案在导管内置入额外的连通管路，利用连通器原理将主动脉压力传递至体外进行监测。

3、然而，上述现有技术仍存在显著的缺陷。其一，当血泵压力传感器在介入递送过程或长期血流动力学支持过程中发生意外失效时，医师将丧失对主动脉压力的直接监测能力，既无法判断患者当前的血压状态是否处于安全范围内，也无法确认血泵出口是否因患者体位变动或心脏搏动而发生位移，从而难以做出准确的治疗决策，甚至在极端情况下不得不中断血流动力学支持，导致患者错失最佳治疗窗口。其二，部分采用连通器原理的替代方案需在导管内置入独立的液路管路，使得体外存在冲洗液路密封管路与血压监测管路两套并行液路系统，这不仅增大了围术期管理的复杂度，而且该位置在人体部位极易发生弯折导致液路堵塞或测压失效；此外，连通器式测压本身存在精度低、实时性差、易受气泡干扰等固有缺陷，难以满足临床对血压监测的准确性要求。

4、上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供了一种估算患者血压和心脏泵位置的方法及系统，旨在解决现有技术中上述的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种估算患者血压和心脏泵位置的方法，应用于微型轴流血泵系统，所述微型轴流血泵系统包括导管泵、压力传感器以及冲洗压力监测单元，所述压力传感器设于所述导管泵的血流出口处，所述方法包括：

3、在所述导管泵位于体内，响应于所述压力传感器失效时，获取所述冲洗压力监测单元测量得到的当前冲洗压力、以及所述压力传感器失效前已存储的第一系统阻力，所述第一系统阻力为根据所述压力传感器失效前存储的第一主动脉压力以及对应时刻的第一冲洗压力计算得到；

4、当当前运行参数相对于所述第一系统阻力所对应的所述导管泵运行参数未发生变化时，根据所述第一系统阻力，确定当前粘性阻力，其中，所述运行参数包括导管泵的转速、冲洗流量以及冲洗介质；

5、当当前运行参数相对于所述第一系统阻力所对应的所述导管泵运行参数发生变化时，根据当前转速、当前冲洗流量以及当前冲洗介质，确定当前粘性阻力；

6、根据确定的当前粘性阻力以及当前冲洗压力，计算当前主动脉压力；

7、根据计算得到的当前主动脉压力，确定患者血压和/或心脏泵位置。

8、优选地，在所述估算患者血压和心脏泵位置的方法中，所述当当前运行参数相对于所述第一系统阻力所对应的所述导管泵运行参数发生变化时，根据当前转速、当前冲洗流量以及当前冲洗介质，确定当前粘性阻力，包括：

9、根据当前转速、当前冲洗流量以及当前冲洗介质，在与所述当前冲洗介质对应的第一关系中查找对应的偏心距，其中所述偏心距为所述导管泵中转轴与远端轴承之间的相对偏心程度，所述第一关系中存储有转速、冲洗流量与偏心距的对应关系；

10、根据得到的偏心距、当前冲洗流量以及当前冲洗介质，确定当前粘性阻力。

11、优选地，在所述估算患者血压和心脏泵位置的方法中，所述根据得到的偏心距、当前冲洗流量以及当前冲洗介质，确定当前粘性阻力，包括：

12、根据得到的偏心距、以及当前冲洗介质，在预设的第二关系中查找对应的粘性阻力作为当前粘性阻力，所述第二关系中存储有偏心距、冲洗介质与粘性阻力的对应关系。

13、优选地，在所述估算患者血压和心脏泵位置的方法中，所述方法还包括：

14、在所述导管泵位于体外时，将所述冲洗压力监测单元测量得到的冲洗压力作为第二系统阻力；

15、根据第二系统阻力，得到粘性阻力并计算同心环间隙，其中，所述同心环间隙为所述导管泵的转轴与远端轴承同心时所述转轴外壁与所述远端轴承内壁之间的单侧间隙宽度；

16、相应地，所述根据得到的偏心距、当前冲洗流量，确定当前粘性阻力，包括：

17、根据得到的偏心距、当前冲洗流量、所述同心环间隙，计算当前粘性阻力。

18、优选地，在所述估算患者血压和心脏泵位置的方法中，所述根据得到的偏心距、当前冲洗流量、所述同心环间隙，计算当前粘性阻力的步骤中，当前粘性阻力的计算公式为：

19、；（1）

20、其中，△p为粘性阻力；

21、q为流经环形间隙的流量；

22、μ为动力粘度；

23、l为远端轴承的长度；

24、h0为同心环间隙；

25、ε为偏心距；

26、为转轴外径与远端轴承内径的平均值。

27、优选地，在所述估算患者血压和心脏泵位置的方法中，所述根据第二系统阻力，得到粘性阻力并计算同心环间隙，包括：

28、将偏心距取1后，与粘性阻力一并代入公式（1）计算得到同心环间隙。

29、偏心距所述根据确定的粘性阻力以及当前冲洗压力，计算当前主动脉压力，包括：

30、根据当前冲洗压力与粘性阻力的差值，计算得到当前主动脉压力。

31、优选地，在所述估算患者血压和心脏泵位置的方法中，所述方法还包括：

32、在所述导管泵位于体内，且所述压力传感器未失效时，获取所述冲洗压力监测单元测量得到的第一冲洗压力以及压力传感器监测到的第一主动脉压力；

33、根据所述第一冲洗压力和所述第一主动脉压力，计算第一系统阻力。

34、为实现上述目的，本发明提供了一种估算主动脉压力的方法，应用于微型轴流血泵系统，所述微型轴流血泵系统包括导管泵、压力传感器以及冲洗压力监测单元，所述压力传感器设于所述导管泵的血流出口处，所述方法包括：

35、在所述导管泵位于体内，响应于所述压力传感器失效时，获取所述冲洗压力监测单元测量得到的当前冲洗压力、以及所述压力传感器失效前已存储的第一系统阻力，所述第一系统阻力为根据所述压力传感器失效前存储的第一主动脉压力以及对应时刻的冲洗压力计算得到；

36、当当前运行参数相对于所述第一系统阻力所对应的所述导管泵运行参数未发生变化时，根据所述第一系统阻力，确定当前粘性阻力，其中，所述运行参数包括导管泵的转速、冲洗流量以及冲洗介质；

37、当当前运行参数相对于所述第一系统阻力所对应的所述导管泵运行参数发生变化时，根据当前转速、当前冲洗流量以及当前冲洗介质，确定当前粘性阻力；

38、根据确定的当前粘性阻力以及当前冲洗压力，计算当前主动脉压力。

39、为实现上述目的，本发明提供了一种微型轴流血泵系统，所述微型轴流血泵系统包括：

40、导管泵，设有血流出口，所述血流出口处设有压力传感器；

41、冲洗液路，与所述导管泵连通；

42、冲洗压力检测单元，设于所述冲洗液路上，用于测量冲洗压力；

43、控制器，与所述压力传感器、所述冲洗压力检测单元电性连接，所述控制器被配置为执行上述的方法。

44、本发明至少具有如下有益效果：

45、本发明在所述导管泵位于体内，响应于所述压力传感器失效时，获取所述冲洗压力监测单元测量得到的当前冲洗压力、以及所述压力传感器失效前已存储的第一系统阻力，所述第一系统阻力为根据所述压力传感器失效前存储的第一主动脉压力以及对应时刻的第一冲洗压力计算得到；当当前运行参数相对于所述第一系统阻力所对应的所述导管泵运行参数未发生变化时，根据所述第一系统阻力，确定当前粘性阻力，其中，所述运行参数包括导管泵的转速、冲洗流量以及冲洗介质；当当前运行参数相对于所述第一系统阻力所对应的所述导管泵运行参数发生变化时，根据当前转速、当前冲洗流量以及当前冲洗介质，确定当前粘性阻力；根据确定的当前粘性阻力以及当前冲洗压力，计算当前主动脉压力；根据计算得到的当前主动脉压力，确定患者血压和/或心脏泵位置。如此在压力传感器失效时可在不增加其他连通器原理的条件下，可直接估算患者血压和血泵位置。

46、进一步地，当介入或血流动力学支持过程中压力传感器损坏时，本发明利用现有的液路密封系统估算患者血压及血泵位置。压力传感器在血流动力学支持过程中损坏，且无需调整血泵转速或者冲洗流量时，通过压力传感器损坏前的数据和冲洗压力即可获得系统阻力，且系统阻力在无参数变化时，始终保持不变，当患者血压变化时，直接用实时的冲洗压力减去固定的系统阻力即可得到实时的主动脉压；介入或血流动力学支持过程中压力传感器损坏，且后续需调整血泵转速或者冲洗流量时，调取通过体外循环建立不同转速、不同冲洗流量与偏心距之间的关系曲线，及偏心距与系统阻力（粘性阻力）在不同介质下的关系曲线数据，从而通过查表得到系统阻力，再结合冲洗压力得到主动脉压。

47、进一步地，由于微型轴流血泵系统在长期支持中需实时提供准确的血压状态监测，当介入过程或长期支持过程中，压力传感器损坏，会导致患者不能够得到及时治疗和获取准确的患者血流动力学参数。本发明可在提供液路系统密封的基础上，实现血压的估算，即压力传感器在不明原因下损坏，仍然可通过该液路系统实时获得血压的参数更新，从而提高了患者治疗的时机，并降低了医师判断失误的风险。