一种心室辅助设备的控制方法及装置制造方法及图纸

本申请实施例提供了一种心室辅助设备的控制方法及装置，涉及医疗器械技术领域，上述方法包括：确定目标心室辅助设备与样本心脏环境相耦合的数学模型，作为仿真耦合模型；基于所述仿真耦合模型，确定表征心脏压力变化值与目标心室辅助设备的控制参数之间映射路径的目标模型；获得目标心脏环境当前的实际心脏压力变化值，基于所述目标模型以及实际心脏压力变化值，确定所述目标心室辅助设备的目标控制参数；按照所述目标控制参数控制所述目标心室辅助设备，以使得目标心室辅助设备维持目标心脏环境的心脏压力变化恒定

【技术实现步骤摘要】
一种心室辅助设备的控制方法及装置


[0001]本申请涉及医疗器械
，特别是涉及一种心室辅助设备的控制方法及装置
。

技术介绍

[0002]心室辅助设备是针对患有心脏相关疾病的患者，如心衰患者，提供支撑或辅助功能的装置，用于辅助心脏将血液泵送至身体其他各部位
。
[0003]心室辅助设备的控制是主要问题
。
控制合理有助于心室卸载
、
满足心输出
、
脉压差和血流搏动性；控制不当则会出现抽吸
、
血栓
、
溶血等异常状态
。
因此，亟需一种心室辅助设备的控制方案
。

技术实现思路

[0004]本申请实施例的目的在于提供一种心室辅助设备的控制方法及装置，以准确对心室辅助设备进行控制
。
具体技术方案如下：第一方面，本申请实施例提供了一种心室辅助设备的控制方法，所述方法包括：确定目标心室辅助设备与样本心脏环境相耦合的数学模型，作为仿真耦合模型；基于所述仿真耦合模型，确定表征心脏压力变化值与目标心室辅助设备的控制参数之间映射路径的目标模型；获得目标心脏环境当前的实际心脏压力变化值，基于所述目标模型以及实际心脏压力变化值，确定所述目标心室辅助设备的目标控制参数；按照所述目标控制参数控制所述目标心室辅助设备，以使得所述目标心室辅助设备维持所述目标心脏环境的心脏压力变化恒定
。
[0005]本申请的一个实施例中，上述基于所述仿真耦合模型，确定表征心脏压力变化值与目标心室辅助设备的控制参数之间映射路径的目标模型，包括：基于所述仿真耦合模型，确定多个第一样本心脏压力变化值，并确定每一第一样本心脏压力变化值所对应的第一样本控制参数，将每一第一样本心脏压力变化值
、
所对应的第一样本控制参数输入所述仿真耦合模型，得到每一第一样本心脏压力变化值所对应单位时间之后相邻单位时间内的第二样本心脏压力变化值；采用多个目标训练样本，对初始模型的权重系数进行迭代调整，其中，每一目标训练样本包含一个第一样本心脏压力变化值
、
所对应的第一样本控制参数以及所对应的第二样本心脏压力变化值，所述初始模型用于表征心脏压力变化值与目标心室辅助设备的控制参数之间初始映射路径；将调整权重系数后的初始模型确定为目标模型
。
[0006]本申请的一个实施例中，上述采用目标训练样本，对初始模型的权重系数进行迭代调整，包括：对目标训练样本进行聚类，得到多个样本集；
基于当前样本集所包含每一目标训练样本中的第一样本心脏压力变化值
、
第一样本控制参数以及初始模型，预测第一样本控制参数的实际适配度，其中，所述实际适配度表征在第一样本心脏压力变化值所反映心脏压力变化情况下
、
第一样本控制参数作为目标心室辅助设备的控制效果的程度；基于当前训练样本中所包含第二样本心脏压力变化值
、
第一样本控制参数，计算第一样本控制参数的期望适配度；基于所述实际适配度与期望适配度之间的差异，对初始模型的权重系数进行调整，在不满足收敛条件的情况下，更新当前样本集，基于更新后的样本集返回执行所述基于当前样本集所包含每一目标训练样本中的第一样本心脏压力变化值
、
第一样本控制参数以及初始模型，预测第一样本控制参数的实际适配度的步骤，直至满足所述收敛条件
。
[0007]本申请的一个实施例中，上述基于所述仿真耦合模型，确定多个第一样本心脏压力变化值，并确定每一第一样本心脏压力变化值所对应的第一样本控制参数，包括：基于仿真耦合模型，确定多个心脏压力变化值，作为第一样本心脏压力变化值；基于仿真耦合模型，确定所述第一样本心脏压力变化值对应的控制参数；基于控制参数阈值
、
随机控制参数以及所确定的控制参数，确定第一样本控制参数
。
[0008]本专利技术的一个实施例中，上述基于所述仿真耦合模型，确定多个第一样本心脏压力变化值，包括：按照以下表达式确定每一第一样本心脏压力变化值：；；其中，为所估计的心脏压力变化值的平均值，为实际测量得到的心脏压力变化值的平均值，
i
为仿真耦合模型中的电流参数值，表示电流变化率，为仿真耦合模型中的转速参数值，
a、b、c
均为预设的系数
。
[0009]本专利技术的一个实施例中，上述实际心脏压力变化值表征主动脉与左心室之间的压差，所述按照所述目标控制参数控制所述目标心室辅助设备，以使得所述目标心室辅助设备维持所述目标心脏环境的心脏压力变化恒定，包括：基于目标心脏环境当前的心脏压力，预测目标心脏环境全支持状态的开始时刻；在所预测全支持状态的开始时刻时，按照所述目标控制参数控制所述目标心室辅助设备，以使得所述目标心室辅助设备在全支持状态下维持所述目标心脏环境内主动脉与左心室之间的压差恒定
。
[0010]第二方面，本申请实施例提供了一种心室辅助设备的控制装置，所述装置包括：第一模型确定模块，用于确定目标心室辅助设备与样本心脏环境相耦合的数学模型，作为仿真耦合模型；第二模型确定模块，用于基于所述仿真耦合模型，确定表征心脏压力变化值与目标心室辅助设备的控制参数之间映射路径的目标模型；控制参数确定模块，用于获得目标心脏环境当前的实际心脏压力变化值，基于所
述目标模型以及实际心脏压力变化值，确定所述目标心室辅助设备的目标控制参数；设备控制模块，用于按照所述目标控制参数控制所述目标心室辅助设备，以使得所述目标心室辅助设备维持所述目标心脏环境的心脏压力变化恒定
。
[0011]本申请的一个实施例中，上述第二模型确定模块，包括：样本确定子模块，用于基于所述仿真耦合模型，确定多个第一样本心脏压力变化值，并确定每一第一样本心脏压力变化值所对应的第一样本控制参数，将每一第一样本心脏压力变化值
、
所对应的第一样本控制参数输入所述仿真耦合模型，得到每一第一样本心脏压力变化值所对应单位时间之后相邻单位时间内的第二样本心脏压力变化值；模型训练子模块，用于采用多个目标训练样本，对初始模型的权重系数进行迭代调整，其中，每一目标训练样本包含一个第一样本心脏压力变化值
、
所对应的第一样本控制参数以及所对应的第二样本心脏压力变化值，所述初始模型用于表征心脏压力变化值与目标心室辅助设备的控制参数之间初始映射路径；模型确定子模块，用于将调整权重系数后的初始模型确定为目标模型
。
[0012]本申请的一个实施例中，上述模型训练子模块，具体用于对目标训练样本进行聚类，得到多个样本集；基于当前样本集所包含每一目标训练样本中的第一样本心脏压力变化值
、
第一样本控制参数以及初始模型，预测第一样本控制参数的实际适配度，其中，所述实际适配度表征在第一样本心脏压力变化值所反映心脏压力变化情况下
、
第一样本控制参数作为目标心室辅助设备的控制效果的程度；基于当前训练样本中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种心室辅助设备的控制方法，其特征在于，所述方法包括：确定目标心室辅助设备与样本心脏环境相耦合的数学模型，作为仿真耦合模型；基于所述仿真耦合模型，确定表征心脏压力变化值与目标心室辅助设备的控制参数之间映射路径的目标模型；获得目标心脏环境当前的实际心脏压力变化值，基于所述目标模型以及实际心脏压力变化值，确定所述目标心室辅助设备的目标控制参数；按照所述目标控制参数控制所述目标心室辅助设备，以使得所述目标心室辅助设备维持所述目标心脏环境的心脏压力变化恒定
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述仿真耦合模型，确定表征心脏压力变化值与目标心室辅助设备的控制参数之间映射路径的目标模型，包括：基于所述仿真耦合模型，确定多个第一样本心脏压力变化值，并确定每一第一样本心脏压力变化值所对应的第一样本控制参数，将每一第一样本心脏压力变化值
、
所对应的第一样本控制参数输入所述仿真耦合模型，得到每一第一样本心脏压力变化值所对应单位时间之后相邻单位时间内的第二样本心脏压力变化值；采用多个目标训练样本，对初始模型的权重系数进行迭代调整，其中，每一目标训练样本包含一个第一样本心脏压力变化值
、
所对应的第一样本控制参数以及所对应的第二样本心脏压力变化值，所述初始模型用于表征心脏压力变化值与目标心室辅助设备的控制参数之间初始映射路径；将调整权重系数后的初始模型确定为目标模型
。3.
根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述采用多个目标训练样本，对初始模型的权重系数进行迭代调整，包括：对目标训练样本进行聚类，得到多个样本集；基于当前样本集所包含每一目标训练样本中的第一样本心脏压力变化值
、
第一样本控制参数以及初始模型，预测第一样本控制参数的实际适配度，其中，所述实际适配度表征在第一样本心脏压力变化值所反映心脏压力变化情况下
、
第一样本控制参数作为目标心室辅助设备的控制效果的程度；基于当前训练样本中所包含第二样本心脏压力变化值
、
第一样本控制参数，计算第一样本控制参数的期望适配度；基于所述实际适配度与期望适配度之间的差异，对初始模型的权重系数进行调整，在不满足收敛条件的情况下，更新当前样本集，基于更新后的样本集返回执行所述基于当前样本集所包含每一目标训练样本中的第一样本心脏压力变化值
、
第一样本控制参数以及初始模型，预测第一样本控制参数的实际适配度的步骤，直至满足所述收敛条件
。4.
根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述基于所述仿真耦合模型，确定多个第一样本心脏压力变化值，并确定每一第一样本心脏压力变化值所对应的第一样本控制参数，包括：基于仿真耦合模型，确定多个心脏压力变化值，作为第一样本心脏压力变化值；基于仿真耦合模型，确定所述第一样本心脏压力变化值对应的控制参数；基于控制参数阈值
、
随机控制参数以及所确定的控制参数，确定第一样本控制参数
。5.
根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于仿真耦合模型，确定多个心脏压
力变化值，包括：按照以下表达式确定每一心脏压力变化值：；；其中，为所估计的心脏压力变化值的平均值，为实际测量得到的心脏压力变化值的平均值，
i
为仿真耦合模型中的电流参数值，表示电流变化率，为仿真耦合模型中的转速参数值，
a、b、c
均为预设的系数
。6.
根据权利要求1‑3中任一项所述的方法，其特征在于，所述实际心脏压力变化值表征主动脉与左心室之间的压差，所述按照所述目标控制参数控制所述目标心室辅助设备，以使得所述目标心室辅助设备维持所述目标心脏环境的心脏压力变化恒定，包括：基于目标心脏环境当前的心脏压力，预测目标心脏环境全支持状态的开始时刻；在所预测全支持状态的开始时刻时，按照所述目标控制参数控制所述目标心室辅助设备，以使得所述目标心室辅助设备在全支持状态...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴明，殷安云，解启莲，王新宇，程洁，杨浩，李修宝，余洪龙，
申请(专利权)人：安徽通灵仿生科技有限公司，
类型：发明
国别省市：