[发明专利]一种人工心脏电源管理系统及其管理方法

说明书

技术领域

本发明涉及人工心脏技术领域，更具体地说，涉及一种人工心脏电源管理系统及其管理方法。

背景技术

有源植入式医疗装置与器械在医疗领域发挥了重要的作用。以人工心脏为典型代表的有源植入式医疗装置要求不间断地能量供给，且要满足人体移动要求，因此必须采取外部电源、电池混合供电系统。外部电源常常来源于不可靠的市电供应，而电池的续航能力非常有限，因此如何在此基础上设计出高可靠的人工心脏供电系统与方法就是事关生命安危的重要问题，这一问题的解决也对有源植入式医疗器械的发展有重要意义。

人工心脏系统研究与发展已经有了几十年的历史，其人工心脏血泵结构(如专利99126259心室辅助循环的方法及其装置)和控制技术也不断有新的方案出现(如专利200910081435多模式心室辅助血泵控制器)。在人工心脏电源管理方面相关专利较少。为了防止触电有人提出了隔离方案(专利201010554518用于人工心脏系统的电隔离模块)。在其它领域有一些类似方案可以借鉴(如专利200910107128双电池控制方法，200610130086双电源自动转换开关控制装置，200880115876双电源系统，以及200910141113，201010216575，201110235549等等)，但这些方案大多是针对电池效能管理或者主要是给设备供电情况下的方案。针对人工心脏特殊对象，采取市电、电池混合供电，满足人体移动的要求，高可靠性的不间断电源管理结构方案和管理方法还不多见。

人工心脏电源管理要满足单一故障可靠性要求。单一故障可靠性要求是指单一电源发生故障时，人工心脏仍旧能够正常工作。

现有的人工心脏通常采用双电源供电方案，如图1所示。电池3、电池4给控制器2供电。控制器2驱动人体内的血泵1的运转。如当电池3电能耗尽时，将电池与控制器2的端口Ia断开，然后连接到市电适配器6上充电。将充好电的电池7连接到控制器2的端口Ia。电池4的更换方式与电池3类似。当然也可以用市电适配器6直接连接控制器2的端口Ia或者Ib进行供电。

这一方案存在2个风险。1)当更换电池时，控制器就只有一个电池供电。如果当前供电的电池发生了故障，则人工心脏就会停止运转，不满足单一故障可靠性要求。2)目前技术条件下，电池电量只能维持一天左右的工作时间，这意味这每天都要拔插控制器的端口一次。频繁的拔插会导致控制器端口老化失效，失效后系统只有一个电池供电，不满足单一故障可靠性要求。并且，在单一电池电能耗尽前对控制器端口进行维修也难以实现。

另外，通常控制器需要与监视器进行通讯，这需要在控制器上保留一个通讯端口Ic，也增加了控制器的体积和防水处理的难度，降低了系统的可靠性。

针对以上问题有如下两种容易想到的改进方案，也是大多数人工心脏实际使用的方案。

1)一种改进的方案是在控制器上增加第四个端口Id连接市电适配器，利用控制器对电池进行充电，电池就不用频繁取下。这一方案的缺点在于不连接市电适配器时，控制器上有一个空置的端口，这造成控制器小型化和防水非常困难，同时将端口老化损坏的风险转嫁到了第四个端口上。

2)另一种方案是在控制器内部再增加一块备用电池。这样保证同一时刻总有两个电源供电。这一方案的缺点在于备用电池装在控制器内部会发热，且损坏了也难以更换，控制器的体积难以缩小，备用电池续航时间极其有限，总体上收益不大。

上述两种方案都需要额外增加端口或电池，无法兼顾小型化和可靠性要求，也没有从根本上解决控制器端口老化损坏的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种能够有效管理人工心脏电源的系统和方法使人工心脏的电源不断电，不需要额外增加端口和电池，节省成本延长使用寿命。 

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种人工心脏电源管理系统，包括血泵，设置在人体内，控制器的输出端口连接所述血泵的输入端口，电源连接所述控制器的输入端口，所述电源由第一电池、第二电池和/或市电适配器组成；所述控制器包括第一输入端口和第二输入端口；

所述第一电池的放电端口连接所述控制器的第一输入端口；

所述第二电池的放电端口连接所述控制器的第二输入端口；

所述市电适配器，连接所述第一电池的充电端口或所述第二电池的充电端口。

优选的，还包括，监视器，连接所述第一电池或第二电池，且不能同时与所述市电适配器连接相同的电池。