CN116617558B - 参数优化方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提出了一种参数优化方法及装置，该方法包括：获取当前的第一泵参数，该第一泵参数包括泵的流体域的一个或多个几何参数，该流体域为流体在泵内从流体入口到流体出口所流经的区域；将流体域进行划分，得到n个流体网格区域；计算每个流体网格区域的第一时长，第一时长为在预设流体流速下流体填充流体网格区域的时间；根据第一时长，从n个流体网格区域中确定第一冲刷风险区域；根据该第一冲刷风险区域优化该第一泵参数，得到第二泵参数。本申请通过根据计算当前泵参数的冲刷风险区域来对泵参数进行优化，使得优化后的泵参数在泵运行时能减小流体冲刷时长，以减小冲刷风险区域的血栓形成，优化了泵的流场冲刷效果，提高用户安全。
Description
技术领域
本申请涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种参数优化方法及装置。
背景技术
机械循环支持装置，如心室辅助装置（Ventricular Assist Devices，VAD）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。
VAD使用非接触式轴承，以使叶轮在操作中悬浮在壳体内。使用非接触式轴承时，叶轮与壳体之间不存在接触，因此在操作期间没有机械磨损。非接触式轴承是一种流体动力轴承，在流体动力轴承中，被泵送的液体在叶轮的表面与壳体的表面通过，形成允许流体通过的间隙。但在一些情况下，通过心室辅助装置的血液可能含有导致血栓的颗粒，血栓是在用户体内产生的固体或半固体沉积物。在心室辅助装置运行操作过程中血栓可能会滞留在泵内，如壳体或叶轮的表面，会阻碍心室辅助装置的运行，甚至导致其故障。因此如何有效减少心室辅助装置内血栓的形成是目前亟待解决的问题。
发明内容
本申请实施例提供了一种参数优化方法及装置，能够优化心室辅助装置的结构、减少血栓形成的风险。
第一方面，本申请实施例提供一种参数优化方法，应用于泵，所述泵包括壳体和设置在所述壳体内的叶轮，所述壳体上设置有流体入口和流体出口，所述方法包括：
获取当前的第一泵参数，所述第一泵参数包括所述泵的流体域的一个或多个几何参数，所述流体域为流体在所述泵内从所述流体入口到所述流体出口所流经的区域；
将所述流体域进行划分，得到n个流体网格区域，所述n为大于1的正整数；
计算每个所述流体网格区域的第一时长，所述第一时长为在预设流体流速下流体填充所述流体网格区域的时间；
根据所述第一时长，从所述n个流体网格区域中确定第一冲刷风险区域；
根据所述第一冲刷风险区域优化所述第一泵参数，得到第二泵参数，所述第二泵参数对应的流体冲刷时长小于所述第一泵参数对应的流体冲刷时长。
第二方面，本申请实施例提供的一种参数优化装置，应用于泵，所述泵包括壳体和设置在所述壳体内的叶轮，所述壳体上设置有流体入口和流体出口，所述装置包括：
获取单元，用于获取当前的第一泵参数，所述第一泵参数包括所述泵的流体域的一个或多个几何参数，所述流体域为流体在所述泵内从所述流体入口到所述流体出口所流经的区域；
划分单元，用于将所述流体域进行划分，得到n个流体网格区域，所述n为大于1的正整数；
计算单元，用于计算每个所述流体网格区域的第一时长，所述第一时长为在预设流体流速下流体填充所述流体网格区域的时间；
确定单元，用于根据所述第一时长，从所述n个流体网格区域中确定第一冲刷风险区域；
优化单元，用于根据所述第一冲刷风险区域优化所述第一泵参数，得到第二泵参数，所述第二泵参数对应的流体冲刷时长小于所述第一泵参数对应的流体冲刷时长。
第三方面，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。
第四方面，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。
第五方面，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，获取当前的第一泵参数，该第一泵参数包括泵的流体域的一个或多个几何参数，该流体域为流体在泵内从流体入口到流体出口所流经的区域；将流体域进行划分，得到n个流体网格区域；计算每个流体网格区域的第一时长，第一时长为在预设流体流速下流体填充流体网格区域的时间；根据第一时长，从n个流体网格区域中确定第一冲刷风险区域；根据该第一冲刷风险区域优化该第一泵参数，得到第二泵参数，第二泵参数对应的流体冲刷时长小于第一泵参数对应的流体冲刷时长。本申请通过根据计算当前泵参数的冲刷风险区域来对泵参数进行优化，使得优化后的泵参数在泵运行时能减小流体冲刷时长，以减小冲刷风险区域的血栓形成，优化了泵的流场冲刷效果，提高用户安全。
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装置的结构示意图；
图2是本申请实施例提供的一种参数优化方法的流程示意图；
图3是本申请实施例提供的一种参数优化装置的功能单元组成框图;
图4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。
本申请涉及的医疗设备以及泵可以是心室辅助装置（Ventricular AssistDevices，VAD），例如植入式心室辅助装置等；心室辅助装置可以为左心室辅助装置，也可以为右心室辅助装置；心室辅助装置可以包括至少一个血泵，其中，血泵可以为离心泵、轴流泵等。
如图1所示，心室辅助装置100包括壳体组件和叶轮20，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开设在第一壳体上。第二壳体包括第一侧壁11，第一壳体包括第二侧壁12，叶轮20设置在腔室10内且悬浮于第一侧壁11和第二侧壁12之间。当叶轮20在电机的作用下悬浮旋转于腔室10内时，叶轮20旋转能够产生输送流体的离心力，以使流体能够从流体入口14进入腔室10，并根据流向方向F从流体出口15输出。
叶轮20为环状，流体入口14正对环状叶轮20的中心孔，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。流体从流体入口14通过叶轮20的中心孔进入叶轮20内环，从内环流进流道24，再通过叶轮20旋转的离心力，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。相对应的，第一侧壁11上还朝向叶轮20的内环伸出引流锥113，引流锥113用于将流入叶轮20内环的血液引流至流道24中。
叶轮20悬浮旋转于腔室10内时，叶轮20的第三面22与第一壳体的第二侧壁12之间存在间隙，叶轮20的第四面23与第二壳体的第一侧壁11之间存在间隙。在流体流入叶轮20后，少部分流体从叶轮20的流道24流出后没有直接流向流体出口15，而是通过二次流道（如图中的箭头方向P）重新汇入主流。流体由高压的叶轮外周经过二次流道流向低压的叶轮内周，提供二次流道内充分的冲刷。二次流道内和引流锥113周围的流体流速相对较低，可能会出现流体滞止和无回流现象，从而导致形成血栓，影响泵的运行。
基于此，本申请提出了一种参数优化方法，通过计算当前泵参数的冲刷风险区域来对泵参数进行优化，使得优化后的泵参数在泵运行时能减小流体冲刷时长，以减小冲刷风险区域的血栓形成，优化了泵的流场冲刷效果，提高用户安全。
需要说明的是，本申请的方法可通过模拟、仿真、建模心室辅助装置的几何结构以及心室辅助装置在运行时各种性能（如在预设流体流速下的血液冲刷时间、血液停留时间、冲刷缓慢指数等），进而通过该各种性能对当前心室辅助装置的几何参数进行优化。优化后的心室辅助装置的几何参数再次通过模拟、仿真、建模来评估其各种性能，使得最终优化的心室辅助装置的几何参数满足要求。也就是说，本申请的参数优化方法是在心室辅助装置出厂前进行的优化，在出厂使用前，通过对心室辅助装置的结构进行仿真、优化，以使心室辅助装置的流体动力学性能更加优化，提高用户使用安全。
请参阅图2，图2为本申请实施例提供的一种参数优化方法流程示意图，应用于如图1所示的心室辅助装置。如图2所示，该方法包括如下步骤。
S210、获取当前的第一泵参数，所述第一泵参数包括所述泵的流体域的一个或多个几何参数，所述流体域为流体在所述泵内从所述流体入口到所述流体出口所流经的区域。
血栓形成的风险可以通过泵内流体的冲刷效果评估，通过计算流体动力学(CFD，Computational Fluid Dynamics)识别泵内冲刷不良的区域，可以检验该泵中是否存在造成血栓形成的风险区域，进而通过优化冲刷不良的风险区域的泵结构，来减少泵中出现血栓问题。
其中，该流体域可包括流体从流道24流经流体出口15的主流道的区域，以及流体从叶轮20与第一壳体和/或第二壳体之间的间隙回流到流道24的二次流道的区域。又或者，该流体域可以包括流体从流体入口14到流体出口15所有可能流经的区域。
流体域的几何参数可以包括：叶轮20的第三面22与第一壳体的第二侧壁12之间存在间隙、叶轮20的第四面23与第二壳体的第一侧壁11之间存在间隙、流体入口14的直径、流道24的高度、引流锥113直径等。可以预先获取当前泵结构的所有几何参数，并根据该几何参数进行建模，以构建泵参数的泵模型。例如，采用软件FLUENT 19.0（Ansys Inc.）构建当前泵参数的模型。
S220、将所述流体域进行划分，得到n个流体网格区域，所述n为大于1的正整数。
流体的冲刷效果可以用来判断泵内低流速区域的大小和血液在泵内的停留时间，泵内的低流速区域与停留时间的长短会增加血液中血小板沉积的风险，从而为血栓形成提供条件。为减少泵血栓风险，可以在评估当前泵的冲刷效果，进而根据冲刷效果对泵的结构进行优化，得到流场冲刷效果更优的泵结构，提高用户安全。
为准确评估泵内流体域中每个区域的冲刷效果，可以将流体域划分成大小相同的n个流体网格区域，该流体网格区域的大小可以根据泵的大小、叶轮转速等因素设置，本申请实施例对此不做限定。每个流体网格区域具有一个坐标位置（x，y，z），该坐标位置为流体网格区域中心点的坐标。示例的，以叶轮20的旋转轴线21为z轴、以第一侧壁11所在平面的坐标轴分别为x轴和y轴，分别确定每个流体网格区域和壳体组件内表面的坐标位置。
其中，流体网格区域可以是一个正立方体区域，也可以是正六边体区域，又可以是长方体区域，本申请实施例对此不做限定。
示例的，所述n个流体网格区域中的任一流体网格区域的坐标位置与所述壳体内表面任一区域的坐标位置均不相等。
其中，壳体组件内表面的流体流速可能很低，甚至为零，即壳体组件内表面的冲刷效果整体上会比流体域内的其他区域的冲刷效果差，因此为了避免每次确定的第一风险冲刷区域均为壳体组件内表面的区域，本申请可先从流体域中删除壳体内表面区域，在将删除壳体内表面区域的流体域划分成n个流体网格区域，使得可以准确评估流体网格区域中存在冲刷不良的风险区域。
S230、计算每个所述流体网格区域的第一时长，所述第一时长为在预设流体流速下流体填充所述流体网格区域的时间。
其中，该第一时长可用于指示血液在流体网格区域的停留时间或流体网格区域的冲刷时间，该冲刷时间可以评估该流体网格区域的冲刷效果。第一时长越短表示该流体网格区域的冲刷效果越好，即血液在该流体网格区域停留的时间越短，该流体网格区域会形成血栓的风险也越低。
可选的，所述计算每个流体网格区域的第一时长包括：获取所述流体网格区域的第一时间和第二时间，所述第一时间为在所述预设流体流速下冲刷变量处于第一状态时的时间，所述第二时间为在所述预设流体流速下所述冲刷变量处于第二状态时的时间，所述第一状态用于指示所述流体网格区域均为第一流体，所述第二状态用于指示所述流体网格区域均为第二流体，所述第一流体为在第一时刻流入所述泵的流体，所述第二流体为在第二时刻流入所述泵的流体，所述第一时刻早于所述第二时刻；将第一差值确定为所述第一时长，所述第一差值为所述第二时间与所述第一时间的差值。
在本申请中，流体网格区域的第一时长可以通过该流体网格区域从第二时刻的流体完全替换第一时刻的流体的时长来表示，即流体完全填充流体网格区域的时长。其中泵以预设流体流速持续向流体入口14输送流体，先将在第一时间内填充该流体网格区域的流体标记为第一流体，然后将在第二时间内填充该流体网格区域的流体标记为第二流体，第一流体和第二流体仅是不同时刻输送流体入口14的流体。计算第二时间与第一时间的第一差值，通过该第一差值可指示流体冲刷流体网格区域的冲刷时长，也即在叶轮悬浮旋转时流体在流体网格区域的停留时间。
示例的，上述第一时间和第二时间可通过流体动力学的瞬态运输方程求解冲刷变量S在流场域中的输运过程得到，如第一时间可以表示为冲刷变量S从0到100时所需的时间t1，即t1时流体网格区域内全部充满第一流体；第二时间可表示为冲刷变量S从100到200时所需的时间t2，即t2时流体网格区域内全部充满第二流体。其中对通过瞬态运输方程求解冲刷变量S的计算过程可参照现有方法，本申请在此不再赘述。
S240、根据所述第一时长，从所述n个流体网格区域中确定第一冲刷风险区域。
其中，第一冲刷风险区域可以是在当前泵结构的情形下，最容易导致血栓形成的区域；也可以说冲刷效果最差的区域。
在本申请中，流体网格区域的第一时长可以反映该流体网格区域的冲刷效果，根据冲刷效果可从流体域中确定冲刷不良的风险区域，进而通过改进优化该冲刷不良的风险区域周围附近的泵结构，从而降低该冲刷不良的风险区域形成血栓的风险。
可选的，所述根据所述第一时长，从所述n个流体网格区域中确定第一冲刷风险区域，包括：根据所述第一时长标记一个或多个候选冲刷风险区域；计算所述一个或多个候选冲刷风险区域的冲刷缓慢指数；将冲刷缓慢指数最大的候选冲刷风险区域确定为所述第一冲刷风险区域。
其中，所述根据所述第一时长标记一个或多个候选冲刷风险区域，包括：计算每个所述流体网格区域的第二时长，所述第二时长为目标流体区域内的第一时长的平均值，所述目标流体区域包括所述流体网格区域；若第一时长大于或等于所述第二时长的K倍，则将所述第一时长对应的所述流体网格区域标记为所述候选冲刷风险区域，所述K为大于1。
在本申请中，为识别冲刷慢的流体网格区域，可将每一流体网格区域的冲刷效果与其周围附近的流体网格区域进行比较。具体为按照流体网格区域的坐标位置，分别从坐标x+dx，y+dy，z+dz的方向遍寻每个流体网格区域，dx,dy,dz为流体网格区域各方向长度。例如，在设置dx=4、dy=4、dz=4时，分别将流体网格区域周围附近且包括该流体网格区域的64个流体网格区域确定为目标流体区域。然后计算该目标流体区域中第一时长的平均值。若该流体区域的第一时长大于或等于目标流体区域的第二时长的K倍，则表示该流体网格区域相较其周围的流体网格区域的冲刷效果较差，可能存在形成血栓的风险，因此可将该流体网格区域标记为候选冲刷风险区域。
示例的，K可以为1.3、1.5、1.7、2、2.5等，本申请实施例对此不做限定。
在标记出流体域中的候选冲刷风险区域后，可分别计算每个候选冲刷风险区域的冲刷缓慢指数，该冲刷缓慢指数可用于指示候选冲刷风险区域形成血栓风险的大小程度。其中冲刷缓慢指数越大，该候选冲刷风险区域形成血栓风险的可能性越大。将每个候选冲刷风险区域的冲刷缓慢指数进行从小到大排序，然后将冲刷缓慢指数最大的候选冲刷风险区域确定为第一冲刷风险区域，即第一冲刷风险区域为在第一泵参数下，最可能形成血栓风险的区域。
其中，所述冲刷缓慢指数为所述第一时长与所述第二时长的比值。
S250、根据所述第一冲刷风险区域优化所述第一泵参数，得到第二泵参数，所述第二泵参数对应的流体冲刷时长小于所述第一泵参数对应的流体冲刷时长
在本申请中，在确定了第一冲刷风险区域后，可对第一冲刷风险区域进行优化。具体为根据第一冲刷风险区域的坐标位置，遍寻距离该坐标位置最近的几何壁面（如，流体入口14的内表面、流道24、第一壳体的内表面、第二壳体的内表面、引流锥113、流体出口15的内表面等），微调该几何壁面的几何尺寸（如，流体入口14的直径减小0.02mm、流道24的直径增加0.01mm、叶轮20的第三面22与第一壳体的第二侧壁12之间存在间隙增加0.02mm、叶轮20的第四面23与第二壳体的第一侧壁11之间存在间隙增加0.01mm、引流锥113的直径增加0.01mm、流体出口15的直径增加0.01mm等），得到新的泵参数。然后按照上述方法计算该新的泵参数对应的第一冲刷风险区域，比较该新的泵参数对应的第一冲刷风险区域与第一泵参数对应的第一冲刷风险区域的冲刷效果。若新的泵参数对应的第一冲刷风险区域的冲刷效果优于第一泵参数对应的第一冲刷风险区域的冲刷效果，则将该新的泵参数确定为优化后的第二泵参数，否则继续微调几何壁面的几何尺寸，直至新的泵参数对应的第一冲刷风险区域的冲刷效果优于第一泵参数对应的第一冲刷风险区域的冲刷效果。
其中，所述第二泵参数对应的目标时长小于所述第一泵参数对应的目标时长，所述目标时长为所述多个第一时长中最大值。
其中，在所述第二泵参数下所述第一冲刷风险区域的冲刷缓慢指数小于在所述第一泵参数下所述第一冲刷风险区域的冲刷缓慢指数。
本申请优化后的第二泵参数对应的第一冲刷风险区域的冲刷缓慢指数小于第一泵参数对应的第一冲刷风险区域的冲刷缓慢指数，即优化后的第二泵参数减小了流体域中形成血栓风险的大小程度，使得流体域中冲刷不良的最高风险区域得到了优化。
进一步地，本申请还对流体域内的整体冲刷效果进行优化。具体为优化后的第二泵参数对应的整体冲刷时长小于第一泵参数对应的整体冲刷时长。该整体冲刷时长为流体域中的所有流体网格区域均由第二流体填充的时长，即整体冲刷时长等于n个流体网格区域中最大的第一时长。
在本申请中，通过优化缓冲慢的第一冲刷风险区域的几何参数，使得优化后的泵结构对应的冲刷缓慢指数和整体冲刷时长均小于未优化前的冲刷缓慢指数和整体冲刷时长，从而降低了冲刷不良的最高风险区域形成血栓的风险，以及提高了整体冲刷效果，提高用户安全。
示例的，所述方法还包括：计算每个边缘网格区域的所述第一时长，所述壳体内表面的坐标位置包括所述边缘网格区域的坐标位置；将所述第一时长最长的所述边缘网格区域确定为第二冲刷风险区域；根据所述第二冲刷风险区域对所述第一泵参数或所述第二泵参数进行优化。
其中，在n个流体网格区域中不包括第一壳体和第二壳体的内表面的坐标位置时，本申请还可以从第一壳体和第二壳体的内表面中确定冲刷不良的最高风险区域，进而根据该冲刷不良的最高风险区域对第一壳体和第二壳体的几何参数进行优化。
具体为，将第一壳体和第二壳体的内表面分别划分成多个大小相等的边缘网格区域，每个边缘网格区域的坐标位置可表示为（x，y，z），该坐标位置可为边缘网格区域中心点的坐标。然后按照上述方法分别计算每个边缘网格区域的第一时长。由于壳体组件内表面的流体流速可能很低，甚至为零，因此直接将第一时长作为边缘网格区域的冲刷时长来评估边缘网格区域的冲刷效果。将第一时长最大的边缘网格区域作为壳体组件内表面冲刷不良的最高风险区域，然后对该冲刷不良的最高风险区域的几何参数进行优化，使得优化后的泵结构对应的冲刷缓慢指数和整体冲刷时长均小于未优化前的冲刷缓慢指数和整体冲刷时长，从而降低了冲刷不良的最高风险区域形成血栓的风险，以及提高了整体冲刷效果，提高用户安全。
例如，在第一壳体的内表面与第二壳体内表面的衔接处存在小凹槽时，小凹槽处会使流体聚集以及滞回，使得小凹槽所在的边缘网格区域的第一时长增加，从而将小凹槽所在的边缘网格区域成为第二冲刷风险区域。进而通过优化第一壳体的内表面与第二壳体内表面的衔接处的几何参数，如消除该小凹槽，可减少边缘网格区域的冲刷不良的最高风险区域形成血栓的可能性。
可以看出，本申请提出了一种参数优化方法，获取当前的第一泵参数，该第一泵参数包括泵的流体域的一个或多个几何参数，该流体域为流体在泵内从流体入口到流体出口所流经的区域；将流体域进行划分，得到n个流体网格区域；计算每个流体网格区域的第一时长，第一时长为在预设流体流速下流体填充流体网格区域的时间；根据第一时长，从n个流体网格区域中确定第一冲刷风险区域；根据该第一冲刷风险区域优化该第一泵参数，得到第二泵参数。本申请通过根据计算当前泵参数的冲刷风险区域来对泵参数进行优化，使得优化后的泵参数在泵运行时能减小流体冲刷时长，以减小冲刷风险区域的血栓形成，优化了泵的流场冲刷效果，提高用户安全。
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。
请参阅图3，图3是本申请实施例提供的一种参数优化装置300的功能单元组成框图，该装置300应用于心室辅助装置100，所述装置300包括：获取单元310、划分单元320、计算单元330、确定单元340和优化单元350，其中，
所述获取单元310，用于获取当前的第一泵参数，所述第一泵参数包括所述泵的流体域的一个或多个几何参数，所述流体域为流体在所述泵内从所述流体入口到所述流体出口所流经的区域；
所述划分单元320，用于将所述流体域进行划分，得到n个流体网格区域，所述n为大于1的正整数；
所述计算单元330，用于计算每个所述流体网格区域的第一时长，所述第一时长为在预设流体流速下流体填充所述流体网格区域的时间；
所述确定单元340，用于根据所述第一时长，从所述n个流体网格区域中确定第一冲刷风险区域；
所述优化单元350，用于根据所述第一冲刷风险区域优化所述第一泵参数，得到第二泵参数，所述第二泵参数对应的流体冲刷时长小于所述第一泵参数对应的流体冲刷时长。
可选的，所述n个流体网格区域中的任一流体网格区域的坐标位置与所述壳体内表面任一区域的坐标位置均不相等。
可选的，在根据所述第一时长，从所述n个流体网格区域中确定第一冲刷风险区域方面，所述确定单元340具体用于：根据所述第一时长标记一个或多个候选冲刷风险区域；计算所述一个或多个候选冲刷风险区域的冲刷缓慢指数；将冲刷缓慢指数最大的候选冲刷风险区域确定为所述第一冲刷风险区域。
可选的，在计算每个流体网格区域的第一时长方面，所述确定单元340具体用于：获取所述流体网格区域的第一时间和第二时间，所述第一时间为在所述预设流体流速下冲刷变量处于第一状态时的时间，所述第二时间为在所述预设流体流速下所述冲刷变量处于第二状态时的时间，所述第一状态用于指示所述流体网格区域均为第一流体，所述第二状态用于指示所述流体网格区域均为第二流体，所述第一流体为在第一时刻流入所述泵的流体，所述第二流体为在第二时刻流入所述泵的流体，所述第一时刻早于所述第二时刻；将第一差值确定为所述第一时长，所述第一差值为所述第二时间与所述第一时间的差值。
可选的，在根据所述第一时长标记一个或多个候选冲刷风险区域方面，所述确定单元340具体用于：计算每个所述流体网格区域的第二时长，所述第二时长为目标流体区域内的第一时长的平均值，所述目标流体区域包括所述流体网格区域；若第一时长大于或等于所述第二时长的K倍，则将所述第一时长对应的所述流体网格区域标记为所述候选冲刷风险区域，所述K为大于1。
可选的，所述冲刷缓慢指数为所述第一时长与所述第二时长的比值。
可选的，所述第二泵参数对应的目标时长小于所述第一泵参数对应的目标时长，所述目标时长为所述多个第一时长中最大值。
可选的，在所述第二泵参数下所述第一冲刷风险区域的冲刷缓慢指数小于在所述第一泵参数下所述第一冲刷风险区域的冲刷缓慢指数。
可选的，所述优化单元350还用于：从所述n个流体网格区域中筛选出一个或多个所述边缘网格区域；计算每个所述边缘网格区域的所述第一时长；将所述第一时长最长的所述边缘网格区域确定为第二冲刷风险区域；根据所述第二冲刷风险区域对所述第一泵参数或所述第二泵参数进行优化。
应理解，这里的装置300以功能单元的形式体现。这里的术语“单元”可以指应用特有集成电路（application specific integrated circuit，ASIC）、电子电路、用于执行一个或多个软件或固件程序的处理器（例如共享处理器、专有处理器或组处理器等）和存储器、合并逻辑电路和/或其它支持所描述的功能的合适组件。在一个可选例子中，本领域技术人员可以理解，装置300可以具体为上述实施例中的医疗设备，装置300可以用于执行上述方法实施例中与医疗设备对应的各个流程和/或步骤，为避免重复，在此不再赘述。
上述各个方案的装置300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。所述硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块；例如获取单元310可以由发送机替代，划分单元320、计算单元330、确定单元340和优化单元350可以由处理器代替，分别执行各个方法实施例中的收发操作以及相关的处理操作。
在本申请的实施例，装置300也可以是芯片或者芯片系统，例如：片上系统（systemon chip，SoC）。对应的，收发单元可以是该芯片的收发电路，在此不做限定。
请参阅图4，图4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：
获取当前的第一泵参数，所述第一泵参数包括所述泵的流体域的一个或多个几何参数，所述流体域为流体在所述泵内从所述流体入口到所述流体出口所流经的区域；
将所述流体域进行划分，得到n个流体网格区域，所述n为大于1的正整数；
计算每个所述流体网格区域的第一时长，所述第一时长为在预设流体流速下流体填充所述流体网格区域的时间；
根据所述第一时长，从所述n个流体网格区域中确定第一冲刷风险区域；
根据所述第一冲刷风险区域优化所述第一泵参数，得到第二泵参数，所述第二泵参数对应的流体冲刷时长小于所述第一泵参数对应的流体冲刷时长。
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。
应理解，本申请实施例中涉及的“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A,B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项（个）或复数项（个）的任意组合。例如，a,b,或c中的至少一项（个），可以表示：a,b,c,a-b,a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c可以是单个，也可以是多个。
以及，除非有相反的说明，本申请实施例提及“第一”、“第二”等序数词是用于对多个对象进行区分，不用于限定多个对象的顺序、时序、优先级或者重要程度。例如，第一信息和第二信息，只是为了区分不同的信息，而并不是表示这两种信息的内容、优先级、发送顺序或者重要程度等的不同。
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 (11)
1.一种参数优化方法，其特征在于，应用于泵，所述泵包括壳体和设置在所述壳体内的叶轮，所述壳体上设置有流体入口和流体出口，所述叶轮具有供流体流动的流道；所述方法包括：
获取当前的第一泵参数，所述第一泵参数包括所述泵的流体域的一个或多个几何参数，所述流体域包括流体从所述流道流经所述流体出口的主流道的区域、以及从所述叶轮与所述壳体之间的间隙回流到所述流道的二次流道的区域；
将所述流体域进行划分，得到n个流体网格区域，所述n为大于1的正整数；
计算每个流体网格区域的第一时长，其中计算每个流体网格区域的第一时长包括：获取所述流体网格区域的第一时间和第二时间，所述第一时间为在预设流体流速下冲刷变量处于第一状态时的时间，所述第二时间为在所述预设流体流速下所述冲刷变量处于第二状态时的时间，所述第一状态用于指示所述流体网格区域均为第一流体，所述第二状态用于指示所述流体网格区域均为第二流体，所述第一流体为在第一时刻流入所述泵的流体，所述第二流体为在第二时刻流入所述泵的流体，所述第一时刻早于所述第二时刻，将第一差值确定为第一时长，所述第一差值为所述第二时间与所述第一时间的差值，所述第一时长为在所述预设流体流速下流体填充所述流体网格区域的时间；
根据所述第一时长，从所述n个流体网格区域中确定第一冲刷风险区域，所述第一冲刷风险区域为在所述第一泵参数下形成血栓风险程度最大的区域；
根据所述第一冲刷风险区域优化所述第一泵参数，得到第二泵参数，所述第二泵参数对应的流体冲刷时长小于所述第一泵参数对应的流体冲刷时长。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述n个流体网格区域中的任一流体网格区域的坐标位置与所述壳体内表面任一区域的坐标位置均不相等。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一时长，从所述n个流体网格区域中确定第一冲刷风险区域，包括：
根据所述第一时长标记一个或多个候选冲刷风险区域；
计算所述一个或多个候选冲刷风险区域的冲刷缓慢指数；
将所述冲刷缓慢指数最大的候选冲刷风险区域确定为所述第一冲刷风险区域。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一时长标记一个或多个候选冲刷风险区域，包括：
计算每个所述流体网格区域的第二时长，所述第二时长为目标流体区域内的第一时长的平均值，所述目标流体区域包括所述流体网格区域；
若所述第一时长大于或等于所述第二时长的K倍，则将所述第一时长对应的所述流体网格区域标记为所述候选冲刷风险区域，所述K为大于1。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述冲刷缓慢指数为所述第一时长与所述第二时长的比值。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二泵参数对应的目标时长小于所述第一泵参数对应的目标时长，所述目标时长为多个第一时长中最大值。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述第二泵参数下所述第一冲刷风险区域的冲刷缓慢指数小于在所述第一泵参数下所述第一冲刷风险区域的冲刷缓慢指数。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
计算每个边缘网格区域的所述第一时长，所述壳体内表面的坐标位置包括所述边缘网格区域的坐标位置；
将所述第一时长最长的所述边缘网格区域确定为第二冲刷风险区域；
根据所述第二冲刷风险区域对所述第一泵参数或所述第二泵参数进行优化。
9.一种参数优化装置，其特征在于，应用于泵，所述泵包括壳体和设置在所述壳体内的叶轮，所述壳体上设置有流体入口和流体出口，所述叶轮具有供流体流动的流道；所述装置包括：
获取单元，用于获取当前的第一泵参数，所述第一泵参数包括所述泵的流体域的一个或多个几何参数，所述流体域包括流体从所述流道流经所述流体出口的主流道的区域、以及从所述叶轮与所述壳体之间的间隙回流到所述流道的二次流道的区域；
划分单元，用于将所述流体域进行划分，得到n个流体网格区域，所述n为大于1的正整数；
计算单元，用于计算每个流体网格区域的第一时长，其中计算每个流体网格区域的第一时长包括：获取所述流体网格区域的第一时间和第二时间，所述第一时间为在预设流体流速下冲刷变量处于第一状态时的时间，所述第二时间为在所述预设流体流速下所述冲刷变量处于第二状态时的时间，所述第一状态用于指示所述流体网格区域均为第一流体，所述第二状态用于指示所述流体网格区域均为第二流体，所述第一流体为在第一时刻流入所述泵的流体，所述第二流体为在第二时刻流入所述泵的流体，所述第一时刻早于所述第二时刻，将第一差值确定为第一时长，所述第一差值为所述第二时间与所述第一时间的差值，所述第一时长为在所述预设流体流速下流体填充所述流体网格区域的时间；
确定单元，用于根据所述第一时长，从所述n个流体网格区域中确定第一冲刷风险区域，所述第一冲刷风险区域为在所述第一泵参数下形成血栓风险程度最大的区域；
优化单元，用于根据所述第一冲刷风险区域优化所述第一泵参数，得到第二泵参数，所述第二泵参数对应的流体冲刷时长小于所述第一泵参数对应的流体冲刷时长。
10.一种医疗设备，其特征在于，包括处理器、存储器和通信接口，所述存储器存储有一个或多个程序，并且所述一个或多个程序由所述处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行如权利要求1-8任一项所述的方法中的步骤的指令。
11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，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如权利要求1-8任一项所述的方法的步骤。
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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