CN116236685B - 电机转速的控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提出了一种电机转速的控制方法及装置，该方法包括：获取第一输出信号曲线和第二输出信号曲线，第一输出信号曲线为在第一时间段内目标用户的心脏波动信号曲线，第二输出信号曲线为在第一时间段测量的心室的压力曲线；根据第一输出信号曲线和第二输出信号曲线确定多个转折点，根据多个转折点确定目标心动周期；在目标心动周期内控制心室辅助装置的电机转速，以使目标特性曲线与目标心动周期同步，目标特性曲线为心室辅助装置在第一时间段内泵送的流量曲线。本申请根据目标用户的心动周期来控制心室辅助装置的电机转速，使得心室辅助装置输出流量的变化与患者的心动周期同步，从而减少或消除心室中不良事件的发生，提高患者的生命安全。

Description

电机转速的控制方法及装置

技术领域

本申请涉及机械控制技术领域，尤其涉及一种电机转速的控制方法及装置。

背景技术

心室辅助装置可用于为心力衰竭患者或患有其他心脏相关疾病的患者提供长期的机械支撑或辅助，其帮助心脏将血液从心脏泵送到身体其他部位。

心室辅助装置通常控制以恒定的速度运行，然而患者的自然心动周期通常不会产生连续和恒定的血流量，左心室内的血流量在心动周期的收缩期达到最高，并在心动周期的舒张期降至最低。因此，心脏和心室辅助装置以不同的方式操作可能会导致左心室泵送的血液过多或心室辅助装置泵送不足，对患者造成有害影响。

发明内容

本申请实施例提供了一种电机转速的控制方法及装置，将心室辅助装置泵送流量的变化与患者的心动周期进行同步，以减少或消除心室中不良事件的发生。

第一方面，本申请实施例提供一种电机转速的控制方法，应用于心室辅助装置，所述心室辅助装置用于将流体从目标用户的心室泵送到主动脉；

所述方法包括：

获取第一输出信号曲线，所述第一输出信号曲线为在第一时间段内所述目标用户的心脏波动信号曲线；

获取第二输出信号曲线，所述第二输出信号曲线为在所述第一时间段测量的所述心室的压力曲线；

根据所述第一输出信号曲线和所述第二输出信号曲线确定多个转折点，所述转折点用于指示目标心动周期的周期变化；

根据所述多个转折点确定所述目标心动周期；

在所述目标心动周期内控制所述心室辅助装置的电机转速，以使目标特性曲线与所述目标心动周期同步，所述目标特性曲线为所述心室辅助装置在所述第一时间段内泵送的流量曲线。

第二方面，本申请实施例提供的一种控制电路，所述控制电路包括一个或多个处理器，所述一个或多个处理器用于：

获取第一输出信号曲线，所述第一输出信号曲线为在第一时间段内目标用户的心脏波动信号曲线；

获取第二输出信号曲线，所述第二输出信号曲线为在所述第一时间段测量的心室的压力曲线；

根据所述第一输出信号曲线和所述第二输出信号曲线确定多个转折点，所述转折点用于指示目标心动周期的周期变化；

根据所述多个转折点确定所述目标心动周期；

在所述目标心动周期内控制心室辅助装置的电机转速，以使目标特性曲线与所述目标心动周期同步，所述目标特性曲线为所述心室辅助装置在所述第一时间段内泵送的流量曲线。

第三方面，本申请实施例提供一种心室辅助装置，所述心室辅助装置包括：

叶轮；

驱动所述叶轮旋转的电机；

与所述电机通信连接的控制电路，所述控制电路用于：

获取第一输出信号曲线，所述第一输出信号曲线为在第一时间段内目标用户的心脏波动信号曲线；

获取第二输出信号曲线，所述第二输出信号曲线为在所述第一时间段测量的心室的压力曲线；

根据所述第一输出信号曲线和所述第二输出信号曲线确定多个转折点，所述转折点用于指示目标心动周期的周期变化；

根据所述多个转折点确定所述目标心动周期；

在所述目标心动周期内控制所述心室辅助装置的电机转速，以使目标特性曲线与所述目标心动周期同步，所述目标特性曲线为所述心室辅助装置在所述第一时间段内泵送的流量曲线。

第四方面，本申请实施例提供一种心室辅助系统，所述心室辅助系统包括：

心室辅助装置；

声学传感器；

所述心室辅助装置包括叶轮、驱动所述叶轮旋转的电机、与所述电机通信连接的控制电路，所述控制电路用于：

获取第一输出信号曲线，所述第一输出信号曲线为在第一时间段内目标用户的心脏波动信号曲线；

获取第二输出信号曲线，所述第二输出信号曲线为在所述第一时间段测量的心室的压力曲线；

根据所述第一输出信号曲线和所述第二输出信号曲线确定多个转折点，所述转折点用于指示目标心动周期的周期变化；

根据所述多个转折点确定所述目标心动周期；

在所述目标心动周期内控制所述心室辅助装置的电机转速，以使目标特性曲线与所述目标心动周期同步，所述目标特性曲线为所述心室辅助装置在所述第一时间段内泵送的流量曲线。

第五方面，本申请实施例提供一种医疗设备，所述医疗设备包括处理器、存储器、通信接口，以及一个或多个程序，所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置由所述处理器执行，所述程序包括用于执行上述第一方面所述的方法中所描述的部分或全部步骤的指令。

第六方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储用于电子数据交换的计算机程序，其中，所述计算机程序使得计算机执行上述第一方面所述的方法中所描述的部分或全部步骤。

第七方面，本申请实施例提供了一种计算机程序产品，其中，上述计算机程序产品包括存储了计算机程序的非瞬时性计算机可读存储介质，上述计算机程序可操作来使计算机执行如本申请实施例第一方面所述的方法中所描述的部分或全部步骤。该计算机程序产品可以为一个软件安装包。

本申请提供的技术方案，获取第一输出信号曲线，该第一输出信号曲线为在第一时间段内所述目标用户的心脏波动信号曲线；获取第二输出信号曲线，该第二输出信号曲线为在第一时间段测量的心室的压力曲线；根据第一输出信号曲线和第二输出信号曲线确定多个转折点，该转折点用于指示目标心动周期的周期变化；根据多个转折点确定目标心动周期；在目标心动周期内控制心室辅助装置的电机转速，以使目标特性曲线与目标心动周期同步，该目标特性曲线为心室辅助装置在第一时间段内泵送的流量曲线。本申请根据目标用户的心动周期来控制心室辅助装置的电机转速，使得心室辅助装置输出流量的变化与患者的心动周期同步，从而减少或消除心室中不良事件的发生，提高患者的生命安全。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种心室辅助系统的结构框图；

图2是本申请实施例提供的一种心室辅助装置的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的一种电机转速的控制方法的流程示意图；

图4是本申请实施例提供的一种心动周期内的各参数周期变化的示意图;

图5是本申请实施例提供的一种心室辅助装置的泵送流量与心动周期同步的示意图；

图6是本申请实施例提供的一种医疗设备的结构示意图。

具体实施方式

为了本技术领域人员更好理解本申请的技术方案，下面结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的部分实施例，而并非全部的实施例。基于本申请实施例的描述，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请所保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、软件、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是还包括没有列出的步骤或单元，或还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本申请中的心室辅助装置可被附接到心脏的左心室、或右心室、或两个心室的心尖上。心室辅助装置进一步可以包括能够根据肺循环或血液循环递送到左心室的整个输出的离心泵、轴流泵或磁悬浮泵。

请参阅图1，图1是本申请实施例提供的一种心室辅助系统的结构框图。如图1所示，心室辅助系统包括心室辅助装置100、外部控制器200、以及将心室辅助装置100连接到外部控制器200的传动组件300。传动组件300的一端连接心室辅助装置100内的电机，另一端穿过患者的腹部皮肤连接到设置在体外的外部控制器200。外部控制器200用于实现对心室辅助装置100的监控，其可以实现对心室辅助装置100的控制和数据显示、故障检测报警以及数据记录等功能。该传动组件300可是经皮线缆，该线缆可包括一条或多条供电线缆和一条或多条通信线缆。

示例的，心室辅助装置可以经由心室连接组件（如顶环、心室套囊、心室袖带）附接到心脏左心室的心尖位置，该心室连接组件可以缝合到心脏左心室的心尖上并被联接到心室辅助装置上，心室辅助装置的另一端可经由出口管和/或与出口管连接的人工血管连接到主动脉上，这样使得心室辅助装置可以有效地转移来自弱化左心室的血液并且将其推进到主动脉，从而循环到患者的血管系统的剩余部分，为患者提供心室辅助功能。

其中，心室辅助装置运行时输出的血液相对连续，而自然心脏的输出是脉动的，因此心室辅助装置不能充分模拟患者的自然心动周期，即难以使用心室辅助装置控制心脏内的压力。在流入心脏的血液减少的情况下，血液可能被心室辅助装置以比心室充盈速率更快的速率泵送出心室，这样通常会导致心室发生抽吸事件。同时心室辅助装置泵送的血液量与输入心脏的血液量之间的微小不匹配也会导致静脉压的危险上升，从而导致肺部或全身静脉出现危机生命的充血。

基于此问题，本申请提出了一种用于心室辅助装置的电机转速的控制方法，该方法通过设置声学传感器来检测患者的心动周期，进而根据心动周期控制心室辅助装置的电机转速，从而使得心室辅助装置输出流量的变化与患者的心动周期同步，以减少或消除心室中不良事件的发生，提高患者的生命安全。

如图2所示，心室辅助装置100包括具有入口管16的壳体组件、用于推动流体的叶轮20以及驱动叶轮悬浮旋转的电机30。壳体组件包括第一壳体和与第一壳体相对的第二壳体，第一壳体与第二壳体合围形成有腔室10，壳体组件上还分别开设有连通腔室10的流体入口14和流体出口15，且该流体入口14开设于入口管16。

第二壳体包括第一侧壁11，第一壳体包括第二侧壁12。电机30包括分列第一侧壁11两侧的定子31和转子32，转子32位于第一侧壁11和第二侧壁12之间。其中，定子31设于腔室10的外侧，相对应的转子32位于腔室10内。进一步，转子32与叶轮20固定连接，当定子31驱动转子32在腔室10内旋转时，叶轮20也随转子32同步在腔室10内旋转。

叶轮20为环状，流体入口14正对环状叶轮20的内环，叶轮20包括相对的第三面22和第四面23，以及流道24。流道24沿环状的叶轮20径向延伸，流道24设置于第三面22和第四面23之间。流体在进入叶轮20的内环之后，从流道24流出叶轮20。流体在流道24内随叶轮20的旋转，其流速增加，进而获得了增压的效果，随后从流体出口15流出。

心室辅助装置100还包括控制电路33，控制电路33用于控制转子32的旋转和悬浮。控制电路33设置为板状，具体可设置为一呈圆板状的PCB电路板。控制电路33可包括上板面和下板面，该上板面和下板面通过柔性数据线连接，该上板面设置在定子31朝向转子32的一侧，该下板面设置在定子31远离转子32的一侧。

进一步地，心室辅助装置100还包括声学传感器40和压力传感器50，该压力传感器50可设置在入口管16上，用于检测患者的心室内压。该声学传感器40可设置在入口管16上，用于检测患者心脏波动，进而根据心脏波动可确定患者的心动周期。其中控制电路33可分别与定子31、声学传感器40和压力传感器50通信连接，声学传感器40和压力传感器50可分别将检测的心脏波动信号和压力信号反馈给控制电路33，控制电路33根据该心脏波动信号和压力信号确定患者的心动周期，进而根据该心动周期控制流经定子31的电流来控制叶轮20的旋转速度，从而通过控制控制叶轮20的旋转速度以使心室辅助装置100的泵送流量与该心动周期同步。

示例的，声学传感器50还可设置于控制电路33的上板面或下板面，并与控制电路33电连接。如图2中的声学传感器40设置于控制电路33的上板面。压力传感器50可以使用无线数据传输的方式与控制电路33连接，该无线数据传输方式包括但不限于：无线电波、超声波和光信号，通过无线数据传输的方式可以消除对连接到控制电路33的导线的需要。

请参阅图3，图3为本申请实施例提供的一种电机转速的控制方法流程示意图，应用于如图1-图2所示的心室辅助装置。如图3所示，该方法包括如下步骤。

S310、获取第一输出信号曲线，所述第一输出信号曲线为在第一时间段内所述目标用户的心脏波动信号曲线。

在本申请中，在将心室辅助装置100植入目标患者的心脏上运行时，声学传感器40可实时测量目标用户的心脏波动信号，并将该心脏波动信号反馈给控制电路33，控制电路33接收到声学传感器40发送的心脏波动信号对其进行处理，以确定目标用户心动周期。其中该第一时间段为目标用户的任意时间段，且该时间段大于正常用户的心动周期。

示例的，该第一输出信号曲线也可以是由贴附在目标用户的心脏对应的皮肤处的传感器测量得到的，或者还可以是由心音图仪测量得到的。该传感器或心音图仪与外部控制器200通信连接，将测量的第一输出信号曲线发送给外部控制器200，进而该外部控制器200可将第一输出信号曲线反馈给控制电路33。

S320、获取第二输出信号曲线，第二输出信号曲线为在第一时间段测量的心室的压力曲线。

在实际应用中，心动周期主要包括收缩期和舒张期。在左心室收缩阶段中，主动脉瓣打开、二尖瓣关闭，血液从左心室流向主动脉；在左心室舒张阶段中，主动脉瓣关闭，二尖瓣打开，血液从左心房流向左心室。其中心动周期中内瓣膜的关闭以及心肌舒缩所产生的心壁机械波均可会产生声音振动，声学传感器40可将检测的声音振动波转变为电信号，经过放大后可得到一个连续时间段的心音图（第一输出信号曲线）。

正常的心动周期主要包括两个明显的心音（声音振动波），第一个心音发生在心室收缩阶段，标志着心室收缩的开始；第二个心音发生在心室舒张阶段，标志着心室舒张的开始。

心脏泵血的周期性会导致心内压、心内瓣膜的启闭、心音等周期变化。其中心动周期中各种变化如图4所示。当心脏进入心室收缩阶段时，心室肌强有力的收缩使左心室内压急剧升高，当超过左心房内压时二尖瓣关闭，左心室内压急剧上升但未超过主动脉压，此时主动脉瓣仍处于关闭状态。在心室收缩阶段的二尖瓣和主动脉瓣均关闭的时间内，左心室压力急剧增加，且产生一个声音振动波（心音）。当左心室内压超过主动脉压时，主动脉瓣被冲开，血液从左心室射入主动脉内，且左心室内压在达到峰值后逐渐减小，当左心室内压小于主动脉压预设值时，主动脉瓣关闭以阻止血液倒流进心室，心脏进入心室舒张阶段。在主动脉瓣关闭时刻，左心室内压仍然大于左心房内压，因此二尖瓣仍处于关闭状态。在心室舒张阶段的二尖瓣和主动脉瓣均关闭的时间内，左心室压力急剧减小，且产生一个声音振动波（心音）。当左心室内压下降到低于左心房内压时，二尖瓣被冲开，血液从左心房射入左心室。二尖瓣打开后，左心室容积迅速扩大，此时左心室内压更低于左心房内压，血液迅速射入左心室，随着左心室血液的快速充盈，从左心房回流入到左心室的血液速度逐渐减慢。

S330、根据第一输出信号曲线和第二输出信号曲线确定多个转折点，转折点用于指示目标心动周期的周期变化。

为更加精确地确定目标用户的心动周期，本申请在心脏振动信号曲线的基础上结合左心室的内压曲线一起确定目标用户的心动周期。

在本申请中，压力传感器50可以实时测量左心室内压，进而将测量的第二输出信号曲线反馈给控制电路33。控制电路33根据第一输出信号曲线和第二输出信号曲线确定心内瓣膜的启闭时刻以及左心室内压达到峰值的时刻，将该时刻作为目标用户心动周期中发生变化的转折点。控制电路33通过代表心动周期变化现象的转折点可确定心动周期的各个阶段。

其中，所述根据所述第一输出信号曲线和所述第二输出信号曲线确定多个转折点，包括：记录所述第一输出信号曲线中的多个第一时刻和多个第二时刻，所述第一时刻为振动波的初始时刻，所述第二时刻为所述振动波的结束时刻；若所述第二输出信号曲线在第一振动波的所述第一时刻的压力值小于在所述第一振动波的所述第二时刻的压力值，则将所述第一振动波的所述第一时刻确定为第一转折点，将所述第一振动波的所述第二时刻确定为第二转折点，所述第一转折点用于指示二尖瓣处于关闭状态的初始时刻，所述第二转折点用于指示主动脉瓣处于打开状态的初始时刻，所述第一振动波为所述第一输出信号曲线中的任一振动波；若所述第二输出信号曲线在所述第一振动波的所述第一时刻的压力值大于在所述第一振动波的所述第二时刻的压力值，则将所述第一振动波的所述第一时刻确定为第三转折点，将所述第一振动波的所述第二时刻确定为第四转折点，所述第三转折点用于指示所述主动脉瓣处于关闭的初始时刻，所述第四转折点用于指示所述二尖瓣处于打开状态的初始时刻；若在所述第一振动波与第二振动波之间所述第二输出信号曲线存在拐点，则将所述拐点确定为第五转折点，所述第五转折点用于指示所述心室的压力达到峰值，所述第一振动波与所述第二振动波相邻。

S340、根据多个转折点确定目标心动周期。

如图4所示，心动周期可包括五个转折点，该五个转折点分别用于指示心室收缩阶段的二尖瓣关闭、心室收缩阶段的主动脉瓣打开、心室舒张阶段的主动脉瓣关闭、心室舒张阶段的二尖瓣打开、以及左心室内压达到峰值。

其中，心脏的振动波的初始时刻可指示心室收缩阶段的二尖瓣关闭时刻或心室舒张阶段的主动脉瓣关闭时刻；第一输出信号的振动波的结束时刻可指示心室收缩阶段的主动脉瓣打开时刻或心室舒张阶段的二尖瓣打开时刻。为进一步明确心动周期的各种周期变化，本申请结合第一输出信号曲线和第二输出信号曲线的变化来确定上述五个转折点。

具体地，若第二输出信号曲线在振动波的第一时刻的压力值小于第二时刻的压力值，则表示该振动波处于心室收缩阶段，则该振动波的第一时刻为心室收缩阶段的二尖瓣关闭时刻，该振动波的第二时刻为心室收缩阶段的主动脉瓣打开时刻。若第二输出信号曲线在振动波的第一时刻的压力值大于第二时刻的压力值，则表示该振动波处于心室舒张阶段，则该振动波的第一时刻为心室舒张阶段的主动脉瓣关闭时刻，该振动波的第二时刻为心室舒张阶段的二尖瓣打开时刻。若相邻两个振动波之间的第二输出信号曲线存在拐点，则该拐点可表示左心室内压达到峰值的时刻。

示例的，在根据第一输出信号曲线和第二输出信号曲线确定了如图4所示五个转折点A、B、C、D、E后，则可将该五个转折点组成的时间周期（A-B-C-D-E-A）确定为目标用户的心动周期。

S350、在所述目标心动周期内控制所述心室辅助装置的电机转速，以使目标特性曲线与所述目标心动周期同步，所述目标特性曲线为所述心室辅助装置在所述第一时间段内泵送的流量曲线。

本申请使用目标用户的心脏波动信号以及左心室的压力信号来反映心动周期，可以确定心室辅助装置100的泵送流量的同步时间点（转折点），基于这些同步时间点设置可自主控制电机转速，以使该同步时间点的泵送流量满足要求，以便心室辅助装置100的泵送流量与目标用户的心动周期同步。

可选的，所述在所述目标心动周期内控制所述心室辅助装置的电机转速，以使目标特性曲线与所述目标心动周期同步，包括：根据所述多个转折点将所述目标心动周期划分为多个目标心动变化阶段；根据心动变化阶段与操作模式之间的映射关系，确定所述目标心动变化阶段对应的目标操作模式；控制所述心室辅助装置以所述目标操作模式运行，以使目标特性曲线与所述目标心动周期同步。

其中，通过上述的五个转折点可将心动周期划分成五个心动变化阶段，分别为第一变化阶段、第二变化阶段、第三变化阶段、第四变化阶段和第五变化阶段。由于不同心动变化阶段的心室内压、心房内压、心内瓣膜状态、血液量不同。在舒张阶段的主动脉瓣和二尖瓣均处于关闭状态时，左心室内压急剧减小，且左心室中的血液量可逐渐降低至最少，此时电机转速过高可能会导致发生心室抽吸的风险；而在收缩阶段的主动脉瓣处于打开状态时，左心室中的血液量会逐渐增加至最高，此时电机转速过低可能会导致心脏过载而出现充血的危险。因此控制电路33可控制电机转速在心动周期内脉动，以使心室辅助装置100的泵送流量与自然心脏在心动周期内的血流量的变化量同步，以避免出现左心室出现不良事件。

如图4所示，心室收缩阶段的二尖瓣关闭时刻A至主动脉瓣打开时刻B之间的t1为第一变化阶段；在该第一变化阶段，左心室压力急剧增加但未超过主动脉压、左心室容积不变、左心室内的血液量达到最大。心室收缩阶段的主动脉瓣打开时刻B至左心室内压达到峰值时刻C之间的t2为第二变化阶段；在该第二变化阶段，左心室压力高于主动脉压，血液从左心室迅速射入主动脉，左心室容积减小，左心室内的血液量急剧减少。心室收缩阶段的左心室内压达到峰值时刻C至主动脉关闭时刻D之间的t3为第三变化阶段；在该第三变化阶段，左心室压力略低于主动脉压，血液从左心室缓慢射入主动脉，左心室内的血液量逐渐减少。心室舒张阶段的主动脉关闭时刻D至二尖瓣打开时刻E之间的t4为第四变化阶段；在该第四变化阶段，左心室压力急剧降低至最小值，左心室容积不变，左心室内的血液量达到最小。心室舒张阶段的二尖瓣打开时刻E至下一心动周期的二尖瓣关闭时刻A之间的t5为第五变化阶段；在该第五变化阶段，左心室的压力小于左心房的压力，左心室容积增大，血液从左心房射入左心室，使得左心室内的血液量逐渐增加至最大。

在本申请中，控制电路33可预先存储每个心动周期阶段对应的电机的操作模式。在根据多个转折点将目标用户的心动周期划分成多个目标心动周期阶段后，确定各个目标心动周期阶段的目标操作模式，进而在心动周期内以对应的目标操作模式控制电机转速，以使心室辅助装置100的泵送流量与目标用户的心动周期同步。

其中，在所述目标心动变化阶段处于所述第一转折点与所述第二转折点之间时，所述目标操作模式为第一操作模式，所述第一操作模式为以第一加速度增加所述电机转速；在所述目标心动变化阶段处于所述第二转折点与所述第五转折点之间时，所述目标操作模式为第二操作模式，所述第二操作模式为增加所述电机转速以使所述心室辅助装置的泵送流量达到第一流量阈值；在所述目标心动变化阶段处于所述第五转折点与所述第三转折点之间时，所述目标操作模式为第三操作模式，所述第三操作模式为以第二加速度降低所述电机转速，所述第二加速度小于所述第一加速度；在所述目标心动变化阶段处于所述第三转折点与所述第四转折点之间时，所述目标操作模式为第四操作模式，所述第四操作模式为降低所述电机转速以使所述心室辅助装置的泵送流量小于所述第二流量阈值；在所述目标心动变化阶段处于所述第四转折点与所述第一转折点之间时，所述目标操作模式为第五操作模式，所述第五操作模式为增加所述电机转速，以使所述心室辅助装置的泵送流量小于所述第三流量阈值。

具体地，如图5所示，在第一变化阶段，左心室内的血液量达到最大，为减小左心室的负载，避免出现充血现象，控制电路33可在第一时间后以第一加速度快速增加电机转速，将左心室内的血液泵送到主动脉内。在该第一变化阶段，心室辅助装置100的泵送流量随着电机转速的增加也逐渐增加。在第二变化阶段，自然心脏中的血液从左心室迅速射入主动脉，控制电路33可以第二加速度增加电机转速，使得心室辅助装置100输出的泵送流量逐渐增加至第一流量阈值，达到泵送流量的最大值，以辅助心脏将左心室内的血液泵送到主动脉内。在第三变化阶段，左心室容积仍在减小，左心室内的血液量也逐渐减少，因此控制电路33以第二加速度降低电机转速，以降低心室辅助装置100的泵送流量。在第四变化阶段，左心室容积不变，左心室内的血液量也不变，因此为避免左心室出现抽吸问题，控制电路33可快速减小电机转速，以使心室辅助装置100的泵送流量小于第二流量阈值，达到泵送流量的最小值。在第五变化阶段，血液从左心房射入左心室，控制电路33可缓慢增加电机转速或维持电机转速不变，使得心室辅助装置100仍输出较低的泵送流量，以便左心室内血液量在该阶段获得充盈。

其中，该第一流量阈值为患者在心室收缩阶段心室辅助装置泵送的合适的血流量，该第二流量阈值为患者在心室舒张阶段心室辅助装置泵送的合适的血流量。示例的，该第一流量阈值可在5.5L/min到6.5L/min范围内；该第二流量阈值可在0.0L/min到1.5L/min的范围内。

本申请通过改变电机转速使心室辅助装置的泵送流量与自然心动周期同步，在心动周期的收缩期增加心室辅助装置的泵送流量，在舒张期减少心室辅助装置的泵送流量，可以在减小心室负载的同时避免出现心室抽吸的风险，建立稳定的血液动力学条件，将血液灌注保持在均匀的水平，以利于患者的康复。

可选的，所述方法还包括：获取目标活动状态和目标压力，所述目标活动状态为所述目标用户在所述第一时间段的活动状态，所述目标压力为所述第二输出信号曲线中的最大压力值；根据所述目标活动状态确定所述第一流量阈值；根据所述目标压力确定所述第二流量阈值和所述第三流量阈值。

其中，该目标活动状态可包括运动状态、静止状态和睡眠状态。该运行状态为目标用户的身体处于运行，即目标用户的运动幅度或心率大于第一阈值。示例的，运行状态可包括跑步、步行、上下蹲等。该静止状态为目标用户的运动幅度或心率小于第一阈值且大于第二阈值。示例的，该静止状态包括站立、坐着、靠坐、蹲着等。该睡眠状态为目标用户睡眠时的状态，即目标用户的运动幅度或心率小于第二阈值。

示例的，目标用户活动状态可通过设置在目标用户皮肤上的心率传感器或加速度传感器测量确定，本申请实施例对此不做限定。

在实际应用中，随着目标用户的活动状态不同，心室的容量状态以及心率会同步发生改变。控制电路33可根据目标用户在第一时间段内的活动状态确定心室舒张阶段的最小血液流量（第二流量阈值），以使心室辅助装置100 泵送流量与目标患者的所需血流量相匹配。

进一步地，心室辅助装置100的泵送流量取决于心室辅助装置100的电机转速和压差，该压差近似于主动脉压与左心室压力的差值。当心室收缩阶段的左心室内压越大时，该压差越大，自然心脏将血液从左心室射入到主动脉的速度也越快，因此左心室内剩余的血液量就越少。

其中，所述目标压力与所述第二流量阈值呈反比。为减少左心室在心室舒张阶段出现抽吸问题，当目标压力越大时，控制电路33需将电机转速控制为更小甚至为零，以在第四变化阶段尽可能地降低心室辅助装置100的泵送流量。

可以看出，本申请提出了一种电机转速的控制方法，提供目标用户的心动周期来控制心室辅助装置的电机转速，从而使得心室辅助装置100输出流量的变化与患者的心动周期同步，以减少或消除心室中不良事件的发生，提高患者的生命安全。

上述主要从方法侧执行过程的角度对本申请实施例的方案进行了介绍。可以理解的是，网络设备为了实现上述功能，其包含了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。本领域技术人员应该很容易意识到，结合本文中所提供的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，本申请能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

示例的，本申请实施例提供一种控制电路33，该控制电路33包括具有一个或多个处理器，所述一个或多个处理器用于：获取第一输出信号曲线，所述第一输出信号曲线为在第一时间段内所述目标用户的心脏波动信号曲线；获取第二输出信号曲线，所述第二输出信号曲线为在所述第一时间段测量的心室的压力曲线；根据所述第一输出信号曲线和所述第二输出信号曲线确定多个转折点，所述转折点用于指示目标心动周期的周期变化；根据所述多个转折点确定所述目标心动周期；在所述目标心动周期内控制所述心室辅助装置的电机转速，以使目标特性曲线与所述目标心动周期同步，所述目标特性曲线为所述心室辅助装置在所述第一时间段内泵送的流量曲线。

示例的，本申请还提供一种心室辅助装置100，该心室辅助装置100包括：叶轮20；驱动所述叶轮20旋转的电机30；与所述电机30通信连接的控制电路33，所述控制电路33用于：获取第一输出信号曲线，所述第一输出信号曲线为在第一时间段内所述目标用户的心脏波动信号曲线；获取第二输出信号曲线，所述第二输出信号曲线为在所述第一时间段测量的心室的压力曲线；根据所述第一输出信号曲线和所述第二输出信号曲线确定多个转折点，所述转折点用于指示目标心动周期的周期变化；根据所述多个转折点确定所述目标心动周期；在所述目标心动周期内控制所述心室辅助装置的电机转速，以使目标特性曲线与所述目标心动周期同步，所述目标特性曲线为所述心室辅助装置在所述第一时间段内泵送的流量曲线。

示例的，本申请实施例还提供一种心室辅助系统，该心室辅助系统包括：心室辅助装置100和声学传感器40；该心室辅助装置100包括叶轮20、驱动所述叶轮20旋转的电机30、与所述电机30通信连接的控制电路33，所述控制电路33用于：获取第一输出信号曲线，所述第一输出信号曲线为在第一时间段内所述目标用户的心脏波动信号曲线；获取第二输出信号曲线，所述第二输出信号曲线为在所述第一时间段测量的心室的压力曲线；根据所述第一输出信号曲线和所述第二输出信号曲线确定多个转折点，所述转折点用于指示目标心动周期的周期变化；根据所述多个转折点确定所述目标心动周期；在所述目标心动周期内控制所述心室辅助装置的电机转速，以使目标特性曲线与所述目标心动周期同步，所述目标特性曲线为所述心室辅助装置在所述第一时间段内泵送的流量曲线。

示例的，本申请还提供一种医疗设备，该医疗设备包括上述所述的控制电路33或心室辅助装置100。

其中，上述各个方案的控制电路33具有实现上述方法中医疗设备执行的相应步骤的功能；所述功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。

在本申请的实施例，控制电路33也可以是芯片或者芯片系统，例如：片上系统（system on chip，SoC）。

请参阅图6，图6是本申请实施例提供的一种医疗设备的结构示意图，该医疗设备包括：一个或多个处理器、一个或多个存储器、一个或多个通信接口，以及一个或多个程序；所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置由所述一个或多个处理器执行。

上述程序包括用于执行以下步骤的指令：获取第一输出信号曲线，所述第一输出信号曲线为在第一时间段内所述目标用户的心脏波动信号曲线；获取第二输出信号曲线，所述第二输出信号曲线为在所述第一时间段测量的心室的压力曲线；根据所述第一输出信号曲线和所述第二输出信号曲线确定多个转折点，所述转折点用于指示目标心动周期的周期变化；根据所述多个转折点确定所述目标心动周期；在所述目标心动周期内控制所述心室辅助装置的电机转速，以使目标特性曲线与所述目标心动周期同步，所述目标特性曲线为所述心室辅助装置在所述第一时间段内泵送的流量曲线。

其中，上述方法实施例涉及的各场景的所有相关内容均可以援引到对应功能模块的功能描述，在此不再赘述。

应理解，上述存储器可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器提供指令和数据。存储器的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器。例如，存储器还可以存储设备类型的信息。

在本申请实施例中，上述装置的处理器可以是中央处理单元（CentralProcessing Unit，CPU），该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器（DSP）、专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件单元组合执行完成。软件单元可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器执行存储器中的指令，结合其硬件完成上述方法的步骤。为避免重复，这里不再详细描述。

本申请实施例还提供一种计算机存储介质，其中，该计算机存储介质存储用于电子数据交换的计算机程序，该计算机程序使得计算机执行如上述方法实施例中记载的任一方法的部分或全部步骤。

本申请实施例还提供一种计算机程序产品，上述计算机程序产品包括存储了计算机程序的非瞬时性计算机可读存储介质，上述计算机程序可操作来使计算机执行如上述方法实施例中记载的任一方法的部分或全部步骤。该计算机程序产品可以为一个软件安装包。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅是示意性的，例如上述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本申请实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

上述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储器中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储器中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可为个人计算机、服务器或者TRP等）执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储器包括：U盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，RandomAccess Memory）、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储器中，存储器可以包括：闪存盘、ROM、RAM、磁盘或光盘等。

以上对本申请实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (8)

1.一种心室辅助装置，其特征在于，所述心室辅助装置包括：

叶轮；

驱动所述叶轮旋转的电机；

与所述电机通信连接的控制电路，所述控制电路用于：

获取第一输出信号曲线，所述第一输出信号曲线为在第一时间段内目标用户的心脏波动信号曲线；

获取第二输出信号曲线，所述第二输出信号曲线为在所述第一时间段测量的心室的压力曲线；

根据所述第一输出信号曲线和所述第二输出信号曲线确定多个转折点，所述转折点用于指示目标心动周期的周期变化；

根据所述多个转折点确定所述目标心动周期；

在所述目标心动周期内控制所述心室辅助装置的电机转速，以使目标特性曲线与所述目标心动周期同步，所述目标特性曲线为所述心室辅助装置在所述第一时间段内泵送的流量曲线；

其中，所述根据所述第一输出信号曲线和所述第二输出信号曲线确定多个转折点，包括：

记录所述第一输出信号曲线中的多个第一时刻和多个第二时刻，所述第一时刻为振动波的初始时刻，所述第二时刻为所述振动波的结束时刻；

若所述第二输出信号曲线在第一振动波的所述第一时刻的压力值小于在所述第一振动波的所述第二时刻的压力值，则将所述第一振动波的所述第一时刻确定为第一转折点，将所述第一振动波的所述第二时刻确定为第二转折点，所述第一转折点用于指示二尖瓣处于关闭状态的初始时刻，所述第二转折点用于指示主动脉瓣处于打开状态的初始时刻，所述第一振动波为所述第一输出信号曲线中的任一振动波；

若所述第二输出信号曲线在所述第一振动波的所述第一时刻的压力值大于在所述第一振动波的所述第二时刻的压力值，则将所述第一振动波的所述第一时刻确定为第三转折点，将所述第一振动波的所述第二时刻确定为第四转折点，所述第三转折点用于指示所述主动脉瓣处于关闭的初始时刻，所述第四转折点用于指示所述二尖瓣处于打开状态的初始时刻；

若在所述第一振动波与第二振动波之间的所述第二输出信号曲线存在拐点，则将所述拐点确定为第五转折点，所述第五转折点用于指示所述心室的压力达到峰值，所述第一振动波与所述第二振动波相邻。

2.根据权利要求1所述的心室辅助装置，其特征在于，所述心室辅助装置包括声学传感器和入口管，所述声学传感器设置于所述入口管中，所述声学传感器用于检测所述目标用户的心脏波动。

3.根据权利要求1所述的心室辅助装置，其特征在于，在所述目标心动周期内控制所述心室辅助装置的电机转速，以使目标特性曲线与所述目标心动周期同步方面，所述控制电路具体用于：

根据所述多个转折点将所述目标心动周期划分为多个目标心动变化阶段；

根据心动变化阶段与操作模式之间的映射关系，确定所述目标心动变化阶段对应的目标操作模式；

控制所述心室辅助装置以所述目标操作模式运行，以使所述目标特性曲线与所述目标心动周期同步。

4.根据权利要求3所述的心室辅助装置，其特征在于，

在所述目标心动变化阶段处于所述第一转折点与所述第二转折点之间时，所述目标操作模式为第一操作模式，所述第一操作模式为以第一加速度增加所述电机转速；

在所述目标心动变化阶段处于所述第二转折点与所述第五转折点之间时，所述目标操作模式为第二操作模式，所述第二操作模式为增加所述电机转速以使所述心室辅助装置的泵送流量达到第一流量阈值；

在所述目标心动变化阶段处于所述第五转折点与所述第三转折点之间时，所述目标操作模式为第三操作模式，所述第三操作模式为以第二加速度降低所述电机转速，所述第二加速度小于所述第一加速度；

在所述目标心动变化阶段处于所述第三转折点与所述第四转折点之间时，所述目标操作模式为第四操作模式，所述第四操作模式为降低所述电机转速以使所述心室辅助装置的泵送流量小于第二流量阈值；

在所述目标心动变化阶段处于所述第四转折点与所述第一转折点之间时，所述目标操作模式为第五操作模式，所述第五操作模式为增加所述电机转速，以使所述心室辅助装置的泵送流量小于第三流量阈值。

5.根据权利要求4所述的心室辅助装置，其特征在于，所述控制电路还用于：

获取目标活动状态和目标压力，所述目标活动状态为所述目标用户在所述第一时间段的活动状态，所述目标压力为所述第二输出信号曲线中的最大压力值；

根据所述目标活动状态确定所述第一流量阈值；

根据所述目标压力确定所述第二流量阈值和所述第三流量阈值。

6.根据权利要求5所述的心室辅助装置，其特征在于，所述目标压力与所述第二流量阈值呈反比。

7.一种控制电路，其特征在于，所述控制电路包括一个或多个处理器，所述一个或多个处理器用于：

获取第一输出信号曲线，所述第一输出信号曲线为在第一时间段内目标用户的心脏波动信号曲线；

获取第二输出信号曲线，所述第二输出信号曲线为在所述第一时间段测量的心室的压力曲线；

根据所述第一输出信号曲线和所述第二输出信号曲线确定多个转折点，所述转折点用于指示目标心动周期的周期变化；

根据所述多个转折点确定所述目标心动周期；

在所述目标心动周期内控制心室辅助装置的电机转速，以使目标特性曲线与所述目标心动周期同步，所述目标特性曲线为所述心室辅助装置在所述第一时间段内泵送的流量曲线；

其中，在根据所述第一输出信号曲线和所述第二输出信号曲线确定多个转折点方面，所述控制电路具体用于：

记录所述第一输出信号曲线中的多个第一时刻和多个第二时刻，所述第一时刻为振动波的初始时刻，所述第二时刻为所述振动波的结束时刻；

若所述第二输出信号曲线在第一振动波的所述第一时刻的压力值小于在所述第一振动波的所述第二时刻的压力值，则将所述第一振动波的所述第一时刻确定为第一转折点，将所述第一振动波的所述第二时刻确定为第二转折点，所述第一转折点用于指示二尖瓣处于关闭状态的初始时刻，所述第二转折点用于指示主动脉瓣处于打开状态的初始时刻，所述第一振动波为所述第一输出信号曲线中的任一振动波；

若所述第二输出信号曲线在所述第一振动波的所述第一时刻的压力值大于在所述第一振动波的所述第二时刻的压力值，则将所述第一振动波的所述第一时刻确定为第三转折点， 将所述第一振动波的所述第二时刻确定为第四转折点， 所述第三转折点用于指示所述主动脉瓣处于关闭的初始时刻，所述第四转折点用于指示所述二尖瓣处于打开状态的初始时刻；

若在所述第一振动波与第二振动波之间的所述第二输出信号曲线存在拐点，则将所述拐点确定为第五转折点，所述第五转折点用于指示所述心室的压力达到峰值，所述第一振动波与所述第二振动波相邻。

8.一种心室辅助系统，其特征在于，所述心室辅助系统包括：

心室辅助装置；

声学传感器；

所述心室辅助装置包括叶轮、驱动所述叶轮旋转的电机、与所述电机通信连接的控制电路，所述控制电路用于：

获取第一输出信号曲线， 所述第一输出信号曲线为在第一时间段内目标用户的心脏波动信号曲线；

获取第二输出信号曲线，所述第二输出信号曲线为在所述第一时间段测量的心室的压力曲线；

根据所述第一输出信号曲线和所述第二输出信号曲线确定多个转折点，所述转折点用于指示目标心动周期的周期变化；

根据所述多个转折点确定所述目标心动周期；

在所述目标心动周期内控制所述心室辅助装置的电机转速，以使目标特性曲线与所述目标心动周期同步，所述目标特性曲线为所述心室辅助装置在所述第一时间段内泵送的流量曲线；

其中，在根据所述第一输出信号曲线和所述第二输出信号曲线确定多个转折点方面，所述控制电路具体用于：

记录所述第一输出信号曲线中的多个第一时刻和多个第二时刻，所述第一时刻为振动波的初始时刻，所述第二时刻为所述振动波的结束时刻；

若所述第二输出信号曲线在第一振动波的所述第一时刻的压力值小于在所述第一振动波的所述第二时刻的压力值，则将所述第一振动波的所述第一时刻确定为第一转折点，将所述第一振动波的所述第二时刻确定为第二转折点，所述第一转折点用于指示二尖瓣处于关闭状态的初始时刻，所述第二转折点用于指示主动脉瓣处于打开状态的初始时刻，所述第一振动波为所述第一输出信号曲线中的任一振动波；

若所述第二输出信号曲线在所述第一振动波的所述第一时刻的压力值大于在所述第一振动波的所述第二时刻的压力值，则将所述第一振动波的所述第一时刻确定为第三转折点， 将所述第一振动波的所述第二时刻确定为第四转折点， 所述第三转折点用于指示所述主动脉瓣处于关闭的初始时刻，所述第四转折点用于指示所述二尖瓣处于打开状态的初始时刻；

若在所述第一振动波与第二振动波之间的所述第二输出信号曲线存在拐点，则将所述拐点确定为第五转折点，所述第五转折点用于指示所述心室的压力达到峰值，所述第一振动波与所述第二振动波相邻。