一种人工心脏bpm自适应参数辅助设计方法技术

本发明专利技术属电数字数据处理技术领域，为一种人工心脏bpm自适应参数辅助设计方法。该方法利用计算机辅助设计，特适用于人工心脏bpm自适应参数调节，其利用患者运动后一定时间内血氧浓度变化量、桡动脉血压及运动前后血氧浓度变化量的数字数据，得出运动后预期血氧下降速度及血氧恢复难度，将血氧恢复难度相似的运动划为同组，确定组内各运动的人工心脏典型缩放比较其它运动的人工心脏典型缩放比的偏高程度，以偏高程度、人工心脏典型缩放比及预期血氧下降速度，确定当前运动较其它运动的异常程度，对应调节当前运动结束后人工心脏缩放比。该方法以所得异常程度有效表征了患者心肺机能衰退，通过对应提高人工心脏缩放比的方式提高了患者舒适度。高了患者舒适度。高了患者舒适度。

【技术实现步骤摘要】
一种人工心脏bpm自适应参数辅助设计方法


[0001]本专利技术涉及电数字数据处理
，具体涉及一种人工心脏bpm自适应参数辅助设计方法。

技术介绍

[0002]植入人工心脏的患者在运动后，人工心脏会在检测到患者血液中血氧浓度下降时提高自身bpm也即缩放比，提高患者血液循环速度来加快血液中二氧化碳的排出，缓解血氧浓度较低的情况。
[0003]不过，事实上患者在运动后的血氧浓度恢复，是靠两方面努力而实现的，一方面是人工心脏所决定的血液循环速度，另一方面则是患者肺部二氧化碳排出效率，也即患者的心肺机能好坏。所以，即使是同一个患者在不同时间经历完全相同的运动，但如果不同时间该患者的心肺机能不同，或者说心肺机能发生了衰退，那么在心肺机能衰退后所对应的该次运动中，患者血氧浓度恢复速度也是会慢于心肺机能衰退前的恢复速度的，此时，人工心脏虽然会在患者血氧浓度恢复速度较慢的情况下适应性提高自身缩放比，但血氧浓度恢复较慢情况已经产生，现有技术不能准确发现患者心肺机能的衰退情况，并快速有效地恢复血氧浓度，那么患者在该种情况下必然会感到不适。
[0004]也即，现有人工心脏存在着无法有效保证植入人工心脏的患者在日常使用时的舒适性的问题。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术无法有效保证植入人工心脏的患者日常使用的舒适性的问题，本专利技术提供了一种人工心脏bpm自适应参数辅助设计方法，所采用的技术方案具体如下：
[0006]本专利技术的一种人工心脏bpm自适应参数辅助设计方法，包括以下步骤：<br/>[0007]检测运动过程结束后患者的血氧浓度下降量，以及患者的桡动脉血压，确定患者运动过程结束后的预期血氧浓度下降速度；
[0008]根据所述预期血氧浓度下降速度，以及运动过程结束后血氧浓度相较于运动过程开始前血氧浓度的下降量，确定运动过程结束后患者的血氧浓度恢复难度；
[0009]计算当前运动过程所对应运动记录与历史运动过程所对应运动记录之间的相似性，得到一组由当前运动过程所对应运动记录以及若干历史运动过程所对应运动记录所组成的运动记录数据，所述若干历史运动过程所对应运动记录即为与当前运动过程所对应运动记录相似的运动记录；
[0010]获取所述一组内当前运动过程以及若干历史运动过程中患者的人工心脏典型缩放比，在所述一组内，计算当前运动过程中患者的人工心脏典型缩放比相较于所述若干历史运动过程中患者的人工心脏典型缩放比的偏高程度；所述人工心脏典型缩放比为运动过程中血氧浓度达到稳态后人工心脏的缩放比；
[0011]根据所述偏高程度、当前运动过程中人工心脏典型缩放比以及当前运动过程结束
后的预期血氧浓度下降速度，确定当前运动过程所对应运动记录与所述若干历史运动过程所对应运动记录之间的亲缘性，根据所得亲缘性，确定当前运动过程结束后，人工心脏的缩放比从自动调节缩放比向安全缩放比进行调节的程度，所述安全缩放比为医师设计的大于自动调节缩放比的缩放比。
[0012]本专利技术的有益效果为：
[0013]本专利技术首先确定不同运动记录所对应的运动后预期血氧浓度下降速度以及血氧浓度恢复难度，将难度相近的运动记录划入同一组，在组内探究血氧浓度恢复难度相同的情况下，某个运动记录对应运动过程中，人工心脏在血氧浓度稳定状态下的缩放比相较于其它运动记录中人工心脏在血氧浓度稳定状态下的缩放比的偏高程度，以该种偏高程度，有效表征了该运动记录对应的运动过程中，患者身体机能特别是心肺机能的衰退程度；后续，在所得偏高程度的基础上继续结合该运动记录对应的人工心脏在血氧浓度稳定状态下的缩放比，以及该运动记录对应的预期血氧浓度下降速度，确定该运动记录与组内其它运动记录的亲缘性，根据亲缘性大小，来确定该运动记录对应的运动过程结束后人工心脏的缩放比。本专利技术有效确定了单个运动过程中患者身体机能的衰退程度，并根据衰退程度的大小对应提高了运动后血氧浓度恢复阶段患者的人工心脏缩放比，可快速准确地消除因患者身体机能的衰退而导致的血样浓度恢复速度的降低，提高植入人工心脏的患者日常使用的舒适性。
[0014]进一步的，所述运动过程结束后的预期血氧浓度下降速度为：
[0015][0016]其中，U
i
为第i个运动过程结束后患者预期血氧浓度下降速度，mean(I
i
)为第i个运动过程结束后的一个采样周期内患者的平均桡动脉血压，max(T
i运动后
)为第i个运动过程结束后的一个采样周期内患者血氧浓度最大值，min(T
i运动后
)为第i个运动过程结束后的一个采样周期内患者血氧浓度最小值，max(T
i运动后
)
‑
min(T
i运动后
)为第i个运动过程结束后的一个采样周期内患者血氧浓度最大变化量。
[0017]进一步的，所述运动过程结束后患者的血氧浓度恢复难度为：
[0018][0019]其中，J
i
为第i个运动过程结束后患者的血氧浓度恢复难度，min(T
i运动后
)为第i个运动过程结束后的一个采样周期内患者血氧浓度最小值，mean(T
i运动前
)为第i个运动过程开始前的一个采样周期内患者血氧浓度平均值。
[0020]进一步的，所述计算当前运动过程所对应运动记录与历史运动过程所对应运动记录之间的相似性，得到一组由当前运动过程所对应运动记录以及若干历史运动过程所对应运动记录所组成的运动记录数据的过程为：
[0021]计算任意两个运动记录之间的血氧浓度恢复难度的相似度：
[0022][0023]其中，A与B表示所有运动记录中的任意两个运动记录，J
A
以及J
B
分别是这两个运动记录对应的血氧浓度恢复难度；DTW是动态时间规整距离，R(A,B)表示任意两个运动记录之
间的血氧浓度恢复难度的相似性，R(A,B)的值域为[0,1]；
[0024]根据所得任意两个运动记录之间的血氧浓度恢复难度的相似度，以及预设的所要划分的组别的数量，使用k
‑
means聚类将血氧浓度恢复难度相似的运动记录划入相同组，得到设定组数的血氧浓度恢复难度相似的运动记录，完成分组后，得到一组由当前运动过程所对应运动记录以及若干历史运动过程所对应运动记录所组成的运动记录数据。
[0025]进一步的，所述偏高程度计算过程为：
[0026][0027]其中，G
i
为组内第i个运动记录所对应的运动过程中，人工心脏典型缩放比相较于组内其它运动记录所对应的运动过程中，人工心脏典型缩放比的偏高程度，V
i
为组内第i个运动记录所对应的运动过程中人工心脏的典型缩放比，median(V
其他
)为组内其它运动记录所对应的运动过程中，人工心脏典型缩放比的中位数，ReLU(V
i
‑
median(V
其他
))为组内第i本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种人工心脏bpm自适应参数辅助设计方法，其特征在于，包括以下步骤：检测运动过程结束后患者的血氧浓度下降量，以及患者的桡动脉血压，确定患者运动过程结束后的预期血氧浓度下降速度；根据所述预期血氧浓度下降速度，以及运动过程结束后血氧浓度相较于运动过程开始前血氧浓度的下降量，确定运动过程结束后患者的血氧浓度恢复难度；计算当前运动过程所对应运动记录与历史运动过程所对应运动记录之间的相似性，得到一组由当前运动过程所对应运动记录以及若干历史运动过程所对应运动记录所组成的运动记录数据，所述若干历史运动过程所对应运动记录即为与当前运动过程所对应运动记录相似的运动记录；获取所述一组内当前运动过程以及若干历史运动过程中患者的人工心脏典型缩放比，在所述一组内，计算当前运动过程中患者的人工心脏典型缩放比相较于所述若干历史运动过程中患者的人工心脏典型缩放比的偏高程度；所述人工心脏典型缩放比为运动过程中血氧浓度达到稳态后人工心脏的缩放比；根据所述偏高程度、当前运动过程中人工心脏典型缩放比以及当前运动过程结束后的预期血氧浓度下降速度，确定当前运动过程所对应运动记录与所述若干历史运动过程所对应运动记录之间的亲缘性，根据所得亲缘性，确定当前运动过程结束后，人工心脏的缩放比从自动调节缩放比向安全缩放比进行调节的程度，所述安全缩放比为医师设计的大于自动调节缩放比的缩放比。2.根据权利要求1所述的人工心脏bpm自适应参数辅助设计方法，其特征在于，所述运动过程结束后的预期血氧浓度下降速度为：其中，U
i
为第i个运动过程结束后患者预期血氧浓度下降速度，mean(I
i
)为第i个运动过程结束后的一个采样周期内患者的平均桡动脉血压，max(T
i运动后
)为第i个运动过程结束后的一个采样周期内患者血氧浓度最大值，min(T
i运动后
)为第i个运动过程结束后的一个采样周期内患者血氧浓度最小值，max(T
i运动后
)
‑
min(T
i运动后
)为第i个运动过程结束后的一个采样周期内患者血氧浓度最大变化量。3.根据权利要求2所述的人工心脏bpm自适应参数辅助设计方法，其特征在于，所述运动过程结束后患者的血氧浓度恢复难度为：其中，J
i
为第i个运动过程结束后患者的血氧浓度恢复难度，min(T
i运动后
)为第i个运动过程结束后的一个采样周期内患者血氧浓度最小值，mean(T
i运动前
)为第i个运动过程开始前的一个采样周期内患者血氧浓度平均值。4.根据权利要求3所述的人工心脏bpm自适应参数辅助设计方法，其特征在于，所述计算当前运动过程所对应运动记录与历史运动过程所对应运动记录之间的相似性，得到一组由当前运动过程所对应运动记录以及若干历史运动过程所对应运动记录所组成的运动记录数据的过程为：
计算任意两个运动记录之间的血氧浓度恢复难度的相似度：其中，A与B表示所有运动记录中的任意两个运动记录，J
A
以及J
B
分别是这两个运动记录对应的血氧浓度恢复难度；DTW是动态时间规整距离，R(A,B)表示任意两个运动记录之间的血氧浓度恢复难度的相似性，R(A,B)的值域为[0,1]；根据所得任意两个运动记录之间的血氧浓度恢复难度的相似度，以及预设的所要划分的组别的数量，使...

【专利技术属性】
技术研发人员：张登沈，刘达兴，田仁斌，张建，夏宇，宋杨，
申请(专利权)人：遵义医科大学附属医院，
类型：发明
国别省市：