CN116870354A - 一种心室辅助设备的转速控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供了一种心室辅助设备的转速控制方法及装置,涉及医疗器械技术领域,上述方法包括:获取心室辅助设备当前时刻的实际转速以及实际电流,并获取预设数量个历史时刻的历史转速;基于所述实际转速、历史转速与期望转速的第一取值,计算目标转速误差,其中,所述目标转速误差包括静态转速误差和动态转速误差;基于所述实际转速、实际电流以及目标转速误差,控制所述心室辅助设备的转速,以使得所述心室辅助设备的转速达到所述第一取值。应用本实施例提供的方案,能够实现对心室辅助设备进行转速控制。
Description
技术领域
本申请涉及医疗器械技术领域,特别是涉及一种心室辅助设备的转速控制方法及装置。
背景技术
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。
心室辅助设备的主要问题是转速控制。转速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;转速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转速控制方案。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种心室辅助设备的转速控制方法及装置,以实现心室辅助设备的转速控制。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转速控制方法,所述方法包括:
获取心室辅助设备当前时刻的实际转速以及实际电流,并获取预设数量个历史时刻的历史转速;
基于所述实际转速、历史转速与期望转速的第一取值,计算目标转速误差,其中,所述目标转速误差包括静态转速误差和动态转速误差;
基于所述实际转速、实际电流以及目标转速误差,控制所述心室辅助设备的转速,以使得所述心室辅助设备的转速达到所述第一取值。
本申请的一个实施例中,上述方法还包括:
计算所述实际转速与第一取值之间的相关度;
若所计算的相关度大于预设相关度阈值,计算所述第一取值与预设转速阈值之间的目标距离,基于所述目标距离,确定第二取值,并将期望转速的取值更新为第二取值;
在到达下一时刻时,基于期望转速的第二取值,开始执行所述获取心室辅助设备当前时刻的实际转速以及实际电流,并获取预设数量个历史时刻的历史转速的步骤,以使得心室辅助设备的转速达到第二取值。
本申请的一个实施例中,上述基于所述实际转速、实际电流以及目标转速误差,控制所述心室辅助设备的转速,包括:
计算所述实际转速相较于第一取值的转速偏移值,基于所述目标转速误差,调整所述转速偏移值;
基于所述实际转速与调整后的转速偏移值,计算心室辅助设备下一时刻的第一输入转速;
基于下一时刻的第一输入转速,确定心室辅助设备下一时刻的期望电流;
计算所述期望电流相较于实际电流的电流偏移值,基于所述电流偏移值,控制所述心室辅助设备的转速。
本申请的一个实施例中,在所述基于所述实际转速与调整后的转速偏移值,计算心室辅助设备下一时刻的第一输入转速之前,还包括:
基于目标转速序列,计算表征所述心室辅助设备发生不良事件的实际概率值,其中,所述目标转速序列中包含所述实际转速与历史转速、且所包含的每一转速是按照该转速的发生时刻的时间顺序排列的;
计算所述实际概率相较于预设概率阈值的概率偏移值,基于所述目标转速误差,调整所述概率偏移值;
所述基于所述实际转速与调整后的转速偏移值,计算心室辅助设备下一时刻的第一输入转速,包括:
基于所述实际转速、调整后的转速偏移值以及调整后的概率偏移值,计算所述心室辅助设备下一时刻的第一输入转速。
本申请的一个实施例中,上述基于目标转速序列,计算表征所述心室辅助设备发生不良事件的实际概率值,包括:
针对目标转速序列所包含的每一转速,计算得到表征该转速的转速变化趋势的转速变化值;
从所计算的转速变化值中确定大于预设转速变化阈值的目标转速变化值;
基于所述目标转速序列所包含每一转速以及目标转速变化值,计算表征所述心室辅助设备发生不良事件的实际概率值。
本申请的一个实施例中,上述基于所述实际转速、历史转速与期望转速的第一取值,计算目标转速误差,包括:
基于所述历史转速、以及表征转速与转速误差之间映射关系的目标函数,计算得到初始转速误差,其中,所述目标函数包含多个权重系数,每一权重系数的取值为预设初始值;
基于所述实际转速与初始转速误差,预测所述心室辅助设备下一时刻的第二输入转速;
若第二输入转速与第一取值之间的差值大于预设阈值,按照预设权重调整算法,调整所述目标函数所包含权重系数的取值,直至满足预设收敛条件,得到调整权重系数取值后的目标函数;
基于所述历史转速与调整权重系数取值后的目标函数,计算目标转速误差。
第二方面,本申请实施例提供了一种心室辅助设备的转速控制装置,所述装置包括:
信息获取模块,用于获取心室辅助设备当前时刻的实际转速以及实际电流,并获取预设数量个历史时刻的历史转速;
误差计算模块,用于基于所述实际转速、历史转速与期望转速的第一取值,计算目标转速误差,其中,所述目标转速误差包括静态转速误差和动态转速误差;
转速控制模块,用于基于所述实际转速、实际电流以及目标转速误差,控制所述心室辅助设备的转速,以使得所述心室辅助设备的转速达到所述第一取值。
本申请的一个实施例中,上述装置还包括:
相关度计算模块,用于计算所述实际转速与第一取值之间的相关度;
转速更新模块,用于若所计算的相关度大于预设相关度阈值,计算所述第一取值与预设转速阈值之间的目标距离,基于所述目标距离,确定第二取值,并将期望转速的取值更新为第二取值;在到达下一时刻时,基于期望转速的第二取值,触发所述信息获取模块,以使得心室辅助设备的转速达到第二取值。
本申请的一个实施例中,上述转速控制模块,包括:
转速调整子模块,用于计算所述实际转速相较于第一取值的转速偏移值,基于所述目标转速误差,调整所述转速偏移值;
转速计算子模块,用于基于所述实际转速与调整后的转速偏移值,计算心室辅助设备下一时刻的第一输入转速;
电流确定子模块,用于基于下一时刻的第一输入转速,确定心室辅助设备下一时刻的期望电流;
转速控制子模块,用于计算所述期望电流相较于实际电流的电流偏移值,基于所述电流偏移值,控制所述心室辅助设备的转速。
本申请的一个实施例中,上述转速控制模块还包括,
概率计算子模块,用于在所述转速计算子模块之前,基于目标转速序列,计算表征所述心室辅助设备发生不良事件的实际概率值,其中,所述目标转速序列中包含所述实际转速与历史转速、且所包含的每一转速是按照该转速的发生时刻的时间顺序排列的;
概率调整子模块,用于计算所述实际概率相较于预设概率阈值的概率偏移值,基于所述目标转速误差,调整所述概率偏移值;
所述转速计算子模块,具体用于基于所述实际转速、调整后的转速偏移值以及调整后的概率偏移值,计算所述心室辅助设备下一时刻的第一输入转速。
本申请的一个实施例中,上述概率计算子模块,具体用于针对目标转速序列所包含的每一转速,计算得到表征该转速的转速变化趋势的转速变化值;从所计算的转速变化值中确定大于预设转速变化阈值的目标转速变化值;基于所述目标转速序列所包含每一转速以及目标转速变化值,计算表征所述心室辅助设备发生不良事件的实际概率值。
本申请的一个实施例中,上述误差计算模块,具体用于基于所述历史转速、以及表征转速与转速误差之间映射关系的目标函数,计算得到初始转速误差,其中,所述目标函数包含多个权重系数,每一权重系数的取值为预设初始值;基于所述实际转速与初始转速误差,预测所述心室辅助设备下一时刻的第二输入转速;若第二输入转速与第一取值之间的差值大于预设阈值,按照预设权重调整算法,调整所述目标函数所包含权重系数的取值,直至满足预设收敛条件,得到调整权重系数取值后的目标函数;基于所述历史转速与调整权重系数取值后的目标函数,计算目标转速误差。
第三方面,本申请实施例提供了一种处理器,通信接口,存储器通过通信总线完成相互间的通信;
存储器,用于存放计算机程序;
处理器,用于执行存储器上所存放的程序时,实现上述第一方面所述的方法步骤。
第四方面,本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面所述的方法步骤。
由以上可见,应用本发明实施例提供的方案,在控制转速时,既考虑转速方面的信息:即实际转速和目标转速误差,目标转速误差中包括静态转速误差和动态转速误差;还考虑电流方面的信息:即实际电流。综合上述两方面控制心室辅助设备的转速,既能克服静态转速误差和动态转速误差带来的影响,还考虑了心室辅助设备的当前实际电流,从而能够精准控制心室辅助设备的转速。
另外,目标转速误差是基于实际转速、历史转速以及期望转速项的第一取值计算得到的。由于实际转速表征心室辅助设备的当前运行情况,历史转速表征心室辅助设备的历史运行情况,第一取值则是表征心室辅助设备的期望转速,那么,通过当前运行情况、历史运行情况与期望转速,能够准确地确定目标转速误差,进而更进一步精准控制心室辅助设备的转速。
当然,实施本申请的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,还可以根据这些附图获得其他的实施例。
图1为本申请实施例提供的一种心室辅助设备的结构示意图;
图2为本申请实施例提供的第一种心室辅助设备的转速控制方法的流程示意图;
图3为本申请实施例提供的第二种心室辅助设备的转速控制方法的流程示意图;
图4为本申请实施例提供的第三种心室辅助设备的转速控制方法的流程示意图;
图5为本申请实施例提供的第四种心室辅助设备的转速控制方法的流程示意图;
图6为本申请实施例提供的第一种心室辅助设备的转速控制装置的结构示意图;
图7为本申请实施例提供的第二种心室辅助设备的转速控制装置的结构示意图;
图8为本申请实施例提供的第三种心室辅助设备的转速控制装置的结构示意图;
图9为本申请实施例提供的第四种心室辅助设备的转速控制装置的结构示意图
图10为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将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,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员基于本申请所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
本申请中的心室辅助设备可被附接到心脏的左心室、右心室或者两个心室的心尖上。心室辅助设备可以是轴流泵、离心泵或磁悬浮泵。
以下结合图1以轴流泵为例,对心室辅助设备的结构进行说明。图1示出了轴流泵的结构示意图,包括依次连接固定的猪尾管106、血液流入口105、血液流道104、血液流出口103、电机壳体102和导管101,电机壳体102内部安装有电机,电机的转轴贯穿电机壳体,与在血液流道104内部的轴流叶轮固定连接。
电机带动轴流叶轮旋转,在此驱动作用下,心脏中的血液从血液流入口105流入,经过血液流道104,从血液流出口103流出。
在图1所示的结构中,心室辅助设备置于患者体内时,电机位于心脏内。除了这种结构之外,还可以将电机通过柔性驱动轴与叶轮连接,这样当心室辅助设备置于患者体内时,电机位于心脏外,从而缩小心室辅助设备的尺寸,电机通过柔性驱动轴驱动叶轮旋转,实现心室辅助设备的辅助泵血功能。
本申请各实施例的执行主体可以是心室辅助设备的控制器,控制器用于检测心室辅助设备/患者的相关参数、以及控制心室辅助设备的运行。
参见图2,图2为本申请实施例提供的第一种心室辅助设备的转速控制方法的流程示意图,上述方法包括下述步骤S201-S203。
步骤S201:获取心室辅助设备当前时刻的实际转速以及实际电流,并获取预设数量个历史时刻的历史转速。
由于设备损耗、体内复杂环境影响等原因,向心室辅助设备输入的转速,即期望转速,与心室辅助设备实际达到的转速通常不相同,而当实际转速与期望转速差异较大时,会使得心室辅助设备出现异常。因此,需要对心室辅助设备进行转速控制,以期达到期望转速。在此基础上,可以按照预设控制周期对心室辅助设备进行控制,上述预设控制周期可以是以一个心电周期,在每一预设控制周期开始时,采用本申请所采用的转速控制方案进行转速控制。
上述实际转速是指当前时刻心室辅助设备实际运转的转速,上述实际电流是指当前时刻心室辅助设备实际产生的电流。
上述历史转速是指当前时刻之前的预设数量个历史时刻心室辅助设备实际运转的转速。上述预设数量可以为10、50、80、100等。例如:当前时刻为10:00:30,预设数量为10,历史转速包括:10:00:27时刻的实际转速、10:00;24时刻的实际转速、10:00:21时刻的实际转速、……、10:00:03时刻的实际转速、10:00:00时刻的实际转速。
在心室辅助设备运行过程中,控制器可以实时采集心室辅助设备的运行参数,如转速、电流等,并将所采集的数据存储至存储器中。基于此,控制器可以从存储器中读取当前时刻的实际转速以及实际时刻,并读取预设数量个历史时刻的历史转速。
步骤S202:基于实际转速、历史转速与期望转速的第一取值,计算目标转速误差。
上述目标转速误差包括静态转速误差和动态转速误差。上述静态转速误差用于表征心室辅助设备固有的误差,如心室辅助设备中电机、电线等固有损耗;上述动态转速误差用于表征心室辅助设备转动过程中的动态误差,如由于电磁效应所产生的阻力等。
上述第一取值是期望转速的取值,上述第一取值可以是医护人员基于患者状态预先设定的。
由于目标转速误差是基于实际转速、历史转速以及期望转速项的第一取值计算得到的。又由于实际转速表征当前时刻心室辅助设备的实际运行情况,历史转速表征历史时刻心室辅助设备的实际运行情况,第一取值则是表征心室辅助设备的期望转速。那么,通过当前时刻、历史时刻的实际运行情况与期望转速,能够准确地确定目标转速误差。
在计算上述目标转速误差时,一种实施方式中,可以计算实际转速与第一取值之间的差值,并计算每一历史转速与第一取值之间的差值,对上述差值形成的差值序列采用FPN(Feature Pyramid Networks for Object Detection,金字塔特征网络)进行特征提取,并将第一层特征的特征值作为表征静态转速误差的静态转速误差、将第三层特征的特征值作为表征动态转速误差的动态转速误差。
FPN为一种自上而下的网络结构,用来构建不同尺寸的具有高级语义信息的特征图。经多次实验证明,对上述差值序列采用FPN进行特征提取后,所提取的多层特征中,第一层特征的特征值最能表征静态转速误差,第三层特征的特征值最能表征动态转速误差。
计算目标转速可以参见后续其他实施例,在此不进行详述。
步骤S203:基于实际转速、实际电流以及目标转速误差,控制心室辅助设备的转速,以使得心室辅助设备的转速达到第一取值。
在控制转速时,既考虑转速方面的信息:即实际转速和目标转速误差,还考虑电流方面的信息:即实际电流。这样,经过控制后的心室辅助设备的转速,既能克服转速误差带来的影响,还考虑了心室辅助设备的当前实际电流,避免产生电流过大或者过小的情况,从而能够精准控制心室辅助设备的转速。
一种实施方式中,可以预先训练转速预测模型,将上述实际转速、实际电流以及目标转速误差输入训练后的转速预测模型,得到转速预测模型输出的转速,按照所得到的转速控制心室辅助设备。
上述转速预测模型是以样本实际转速、样本实际电流以及样本转速误差作为训练样本,以标定转速作为训练基准,对初始神经网络模型进行训练得到的,用于预测心室辅助设备的转速的模型。
基于实际转速、实际电流以及目标转速误差控制转速的其他方式还可以参见后续实施例,在此不进行详述。
由以上可见,应用本实施例提供的方案,在控制转速时,既考虑转速方面的信息:即实际转速和目标转速误差,目标转速误差中包括静态转速误差和动态转速误差;还考虑电流方面的信息:即实际电流。综合上述两方面控制心室辅助设备的转速,既能克服静态转速误差和动态转速误差带来的影响,还考虑了心室辅助设备的当前实际电流,从而能够精准控制心室辅助设备的转速。
另外,目标转速误差是基于实际转速、历史转速以及期望转速项的第一取值计算得到的。由于实际转速表征心室辅助设备的当前运行情况,历史转速表征心室辅助设备的历史运行情况,第一取值则是表征心室辅助设备的期望转速,那么,通过当前运行情况、历史运行情况与期望转速,能够准确地确定目标转速误差,进而更进一步精准控制心室辅助设备的转速。
在前述图2对应的实施例的基础上,还可以包括下述步骤S304-S306。参见图3,图3为本申请实施例提供的第二种心室辅助设备的转速控制方法的流程示意图,上述方法包括下述步骤S301-S306。
步骤S301:获取心室辅助设备当前时刻的实际转速以及实际电流,并获取预设数量个历史时刻的历史转速;
步骤S302:基于实际转速、历史转速与期望转速的第一取值,计算目标转速误差。
上述目标转速误差包括静态转速误差和动态转速误差。
步骤S303:基于实际转速、实际电流以及目标转速误差,控制心室辅助设备的转速,以使得心室辅助设备的转速达到第一取值。
上述步骤S301-S303与前述图2对应的实施例的步骤S201-S203相同,在此不再赘述。
步骤S304:计算实际转速与第一取值之间的相关度。
上述相关度表征实际转速与第一取值之间的关联程度。相关度越高,表示实际转速与第一取值之间关联程度越高;相关度越低,表示实际转速与第一取值之间关联程度越低。
在计算实际转速与第一取值之间的相关度时,可以采用现有技术中任意一种相关度算法来计算上述相关度,如计算线性相关系数等,本申请对此并不限定。
步骤S305:若所计算的相关度大于预设相关度阈值,计算第一取值与预设转速阈值之间的目标距离,基于目标距离,确定第二取值,并将期望转速的取值更新为第二取值。
当确定相关度大于预设相关度阈值,表示实际转速与第一取值之间关联程度较大,可以认为实际转速趋近于第一取值,也即实际转速趋近于期望转速。在这种情况下,重新确定期望转速的取值,并在下一时刻开始时,按照重新确定的期望转速的取值控制心室辅助设备。
当确定相关度小于预设相关度阈值,表示实际转速与第一取值之间关联程度较小,可以认为实际转速与第一取值的差距较大,也即实际转速与期望转速的差距较大。在这种情况下,需要持续基于第一取值对心室辅助设备的转速进行调整,也就是不更新期望转速的取值,在后续控制周期内继续按照前述步骤S301-S303控制转速。
由于是在相关度大于预设相关度阈值的情况下,重新确定期望转速的取值,又由于当相关度大于预设相关度阈值,表示实际转速是趋近于期望转速的,也就是当前心室辅助设备运行处于固定运行状态。在这种情况下,本申请更新转速控制的目标,使得心室辅助设备的运行处于动态变化状态,达到自动变速运行模式,从而能够更好适应心脏自身动态变化规律,以更好满足心脏自身特性需求。
在确定第二取值时,一种情况为:第一取值大于预设转速阈值,在这种情况下,表示第一取值较高,可以确定第一候选取值中与预设转速阈值间隔目标距离的候选取值,作为第二取值,上述第一候选取值为:预设转速取值范围中小于预设转速阈值的各转速取值。
另一种情况为:第一取值小于预设转速阈值,在这种情况下,表示第一取值较低,可以确定第二候选取值中与预设转速阈值间隔目标距离的候选取值,作为第二取值,上述第二候选取值为:预设转速取值范围中大于预设转速阈值的各转速取值。
例如:第一取值为50000r/min,预设转速阈值为30000r/min,预设转速取值范围为[100,100000]r/min。由于第一取值50000r/min大于预设转速阈值30000r/min,所以,第一候选取值选择上述预设转速取值范围中小于预设转速阈值的转速取值,即[100,30000]r/min。又由于第一取值50000r/min与预设转速阈值30000r/min之间的目标距离为20000r/min,在上述第一候选取值[100,30000]r/min中,与预设转速阈值30000r/min间隔目标距离20000r/min的候选取值为10000r/min,所以第二取值为1000r/min。
步骤S306:在到达下一时刻时,基于期望转速的第二取值,开始执行步骤S301,以使得心室辅助设备的转速达到第二取值。
可以看到,若当前时刻实际转速与第一取值之间相关度大于预设相关度阈值,在到达下一时刻时,基于期望转速的第二取值,开始执行步骤S301,即获取下一时刻的实际转速、实际电流、以及预设数量个历史时刻的历史转速,基于实际转速、历史转速与期望转速的第二取值,计算目标转速误差,目标转速误差包括静态转速误差和动态转速误差;基于实际转速、实际电流以及目标转速误差,控制心室辅助设备的转速,以使得心室辅助设备的转速达到第二取值。
由以上可知,由于是在相关度大于预设相关度阈值的情况下,按照重新确定期望转速的第二取值控制心室辅助设备,又由于相关度大于预设相关度表示心室辅助设备当前运行是处于固定运行状态,通过更新心室辅助设备转速控制的目标,使得心室辅助设备的运行处于动态变化状态,达到自动变速运行模式,从而能够更好适应心脏自身动态变化规律,以更好满足心脏自身特性需求。
在前述图2/图3对应的实施例的基础上,前述步骤S203/步骤S303除了可以采用前述所提及的方式实现之外,还可以包括下述步骤S403-S406。参见图4,图4为本申请实施例提供的第三种心室辅助设备的转速控制方法的流程示意图,上述方法包括下述步骤S401-S406。
需要说明的是,图4对应的实施例是以前述图2对应的实施例作为基础的。本申请还包括以图3对应的实施例作为基础的实施例,为避免重复内容,略去了以图3对应的实施例为基础实施例补充步骤S303具体实施方式的实施例。
步骤S401:获取心室辅助设备当前时刻的实际转速以及实际电流,并获取预设数量个历史时刻的历史转速。
步骤S402:基于实际转速、历史转速与期望转速的第一取值,计算目标转速误差。
上述目标转速误差包括静态转速误差和动态转速误差。
上述步骤S401-S402与前述图2对应的实施例的步骤S201-S202相同,在此不再赘述。
步骤S403:计算实际转速相较于第一取值的转速偏移值,基于目标转速误差,调整转速偏移值。
上述转速偏移值能够表征实际转速与第一取值之间的偏移程度。在计算上述转速偏移值时,可以计算实际转速与第一取值之间差值的绝对值,将计算得到的绝对值确定为转速偏移值。
由于是基于目标转速误差调整转速偏移值,又由于目标转速误差包含静态转速误差和动态转速误差,而转速偏移值很大情况下是由于静态转速误差和动态转速误差导致的,所以,利用目标转速误差能够精准地调整转速偏移值。
在调整转速偏移值时,一种实施方式中,可以计算动态转速误差与转速偏移值的乘积,并计算转速偏移值的积分值和/或微分值,计算静态转速误差与上述积分值的乘积,和/或动态转速误差与上述微分值的乘积,得到上述各乘积之和,作为调整后的转速偏移值。
步骤S404:基于实际转速与调整后的转速偏移值,计算心室辅助设备下一时刻的第一输入转速。
上述第一转速是指下一时刻心室辅助设备的第一输入转速。
在计算第一转速时,一种实施方式中,若实际转速大于第一取值,可以计算实际转速与调整后的转速偏移值之间的差值,作为下一时刻的第一输入转速;若实际转速小于第一取值,可以计算实际转速与调整后的转速偏移值之间的和值,作为下一时刻的第一输入转速。
步骤S405:基于下一时刻的第一输入转速,确定心室辅助设备下一时刻的期望电流。
上述期望电流表示期望心室辅助设备下一时刻达到的电流。在确定期望电流时,一种实施方式中,可以预先确定表征转速与电流之间映射关系的函数,在此基础上,利用上述函数,计算下一时刻的第一输入转速对应的电流,作为下一时刻的期望电流。
步骤S406:计算期望电流相较于实际电流的电流偏移值,基于电流偏移值,控制心室辅助设备的转速。
上述电流偏移值用于表征实际电流与期望电流之间的偏离程度。在计算电流偏移值时,可以计算期望电流与实际电流之间的差值的绝对值,作为电流偏移值。
由于是基于电流偏移值控制心室辅助设备的转速,使得经过控制的转速考虑了电流偏离的影响,从而实现更精准控制心室辅助设备的转速。
在控制心室辅助设备的转速时,一种实施方式中,可以利用预设电流误差,调整电流偏移值,基于实际电流与调整后的电流偏移值,预测心室辅助设备下一时刻需要达到的电流,基于所预测的电流,确定心室辅助设备的控制参数值,按照控制参数值控制心室辅助设备转速。
在调整电流偏移值时,可以以预设电流误差作为调整系数,计算电流偏移值与预设电流误差的乘积,并计算电流偏移值的积分值和/或微分值,计算预设电流误差与上述积分值,和/或计算预设电流误差与上述微分值的乘积,得到上述各乘积之和,作为调整后的电流偏移值。
在预测心室辅助设备下一时刻需要达到的电流时,若实际电流大于期望电流,可以计算实际电流与调整后的电流偏移值之间的差值,作为心室辅助设备下一时刻需要达到的电流;若实际电流小于期望电流,可以计算实际电流与调整后的电流偏移值之间的和值,作为心室辅助设备下一时刻需要达到的电流。
上述控制参数值用于直接控制心室辅助设备的控制参数项,从而达到控制转速的目的。上述控制参数值可以是心室辅助设备的脉冲信号的占空比。在确定上述控制参数值时,可以预先建立表征电流与控制参数值之间映射关系的函数,在此基础上,利用上述函数,确定所预测的电流对应的控制参数值。
由以上可知,首先利用反馈的转速偏移值确定下一时刻的第一输入转速,随后利用反馈的电流偏移值控制心室辅助设备的转速,采用这种多层反馈结构,使得经过控制的转速既考虑心室辅助设备的转速运行情况,又考虑心室辅助设备的电流情况,从而实现精准控制心室辅助设备的转速。
在前述图4对应的实施例的步骤S404之前,还可以包括下述步骤S504-S505。在此基础上,前述步骤S404,可以包括下述步骤S506。基于此,本申请的一个实施例中,参见图5,图5为本申请实施例提供的第四种心室辅助设备的转速控制方法的流程示意图,上述方法可以包括下述步骤S501-S508。
步骤S501:获取心室辅助设备当前时刻的实际转速以及实际电流,并获取预设数量个历史时刻的历史转速。
步骤S502:基于实际转速、历史转速与期望转速的第一取值,计算目标转速误差。
上述目标转速误差包括静态转速误差和动态转速误差。
步骤S503:计算实际转速相较于第一取值的转速偏移值,基于目标转速误差,调整转速偏移值。
上述步骤S501-S503与前述图4对应的实施例的步骤S401-S403相同,在此不再赘述。
步骤S504:基于目标转速序列,计算表征心室辅助设备发生不良事件的实际概率值。
上述目标转速序列中包含实际转速与历史转速、且所包含的每一转速是按照该转速的发生时刻的时间顺序排列的。
上述不良事件可以是心室辅助设备转速异常、出现反流等异常事件。
上述实际概率值用于表征心室辅助设备发生不良事件的可能性,实际概率值越高,表示发生不良事件的可能性越高;实际概率值越低,表示发生不良时间的可能性越低。在计算实际概率值时,一种实施方式中,可以提取目标转速序列的转速序列特征值,将上述转速序列特征值输入预先训练的概率预测模型,得到概率预测模型输出的表征心室辅助设备发生不良事件的实际概率值。
上述概率预测模型可以是采用样本心室辅助设备的转速序列作为训练样本,以表征样本心室辅助设备发生不良事件的真实概率作为训练基准,对初始神经网络模型进行训练得到的,用于预测心室辅助设备发生不良事件的概率。
在计算实际概率值时,另一种实施方式中,可以针对目标转速序列所包含的每一转速,计算得到表征该转速的转速变化趋势的转速变化值;从所计算的转速变化值中确定大于预设转速变化阈值的目标转速变化值;基于目标转速序列所包含每一转速以及目标转速变化值,计算表征心室辅助设备发生不良事件的实际概率值。
在计算上述转速变化值时,可以针对目标转速序列所包含的每一转速,计算该转速与相邻转速之间差值与间隔时间之间的比值,上述间隔时间为该转速对应的时刻与相邻转速对应的时刻之间的间隔时长,将计算得到的比值确定为转速变化值;还可以针对目标转速序列所包含的每一转速,计算该转速的导数,作为转速变化值。
在计算实际概率值时,一种实施方式中,可以基于目标转速序列所包含的每一转速,计算目标转速序列的转速平均值,并计算上述目标转速变化值的转速变化平均值,计算上述转速变化平均值与转速平均值之间的比值,作为心室辅助设备发生不良事件的实际概率值。
由于目标转速变化值为大于预设转速变化阈值的转速变化值,目标转速变化值所对应的转速为异常转速的概率大,利用目标转速变化值与转速序列所包含每一转速,能够准确地确定心室辅助设备发生不良事件的可能性,从而使得所计算的实际概率值的准确度高。
步骤S505:计算实际概率相较于预设概率阈值的概率偏移值,基于目标转速误差,调整概率偏移值。
在计算概率偏移值时,可以计算实际概率与预设概率阈值之间差值的绝对值,作为概率偏移值。
在调整概率偏移值时,一种实施方式中,可以计算概率偏移值的积分值和/或微分值,计算目标转速误差与概率偏移值之间的乘积,并计算目标转速误差与概率偏移值的积分值之间的乘积,和/或,目标转速误差与概率偏移值的微分值之间的乘积,得到上述各乘积之和,作为调整后的概率偏移值。
步骤S506:基于实际转速、调整后的转速偏移值以及调整后的概率偏移值,计算心室辅助设备下一时刻的第一输入转速。
在计算上述第一输入转速时,一种实施方式中,可以基于实际转速与调整后的转速偏移值,计算第一候选转速,并基于实际转速与调整后的概率偏移值,计算第二候选转速,基于第一候选转速与第二候选转速,确定心室辅助设备下一时刻的第一输入转速。
在计算上述两类候选转速时,若实际转速小于第一取值,可以计算实际转速与调整后的转速偏移值之和,作为第一候选转速,并计算实际转速与调整后的概率偏移值之和,作为第二候选转速;若实际转速大于第一取值,可以计算实际转速与调整后的转速偏移值之差,作为第一候选转速,并计算实际转速与调整后的概率偏移值之差,作为第二候选转速;
在基于上述两类候选转速确定下一时刻的第一输入转速时,可以计算上述两类候选转速的平均值,将计算得到的平均值确定为下一时刻的第一输入转速。还可以基于实际转速与第一取值之间的大小关系,从两类候选转速中确定下一时刻的第一输入转速,例如,若实际转速大于第一取值,则可以将两类候选转速中最小值确定为下一时刻的第一输入转速,若实际转速小于第一取值,则可以将两类候选转速中最大值确定为下一时刻的第一输入转速。
步骤S507:基于下一时刻的第一输入转速,确定心室辅助设备下一时刻的期望电流。
步骤S508:计算期望电流相较于实际电流的电流偏移值,基于电流偏移值,控制心室辅助设备的转速。
上述步骤S507-S508与前述图4对应的实施例的步骤S405-S406相同,在此不再赘述。
由以上可见,在本实施例中,在计算下一时刻的第一输入转速时,还引入表征心室辅助设备所发生不良事件的概率值,结合所反馈的概率偏移值、转速偏移值综合确定下一时刻的第一输入转速,使得所确定的第一输入转速既考虑当前转速运行情况,还考虑心室辅助设备所发生不良事件的情况,这样,提高了所确定的下一时刻的第一输入转速的精准度,从而高精准实现转速控制。
在前述图2-图5对应的每一实施例中,均涉及基于实际转速、历史转速与期望转速的第一取值,计算目标转速误差的步骤,除了可以采用前述图2对应的实施例所提及的方式计算之外,还可以采用下述步骤A1-A4实现。
步骤A1:基于历史转速、以及表征转速与转速误差之间映射关系的目标函数,计算得到初始转速误差。
上述目标函数包含多个权重系数,每一权重系数的取值为预设初始值。由于上述目标函数是表征转速与转速误差之间的映射关系的函数,利用上述目标函数,可以确定历史转速对应的转速误差,作为初始转速误差。
上述目标函数还可以是神经网络结构的表达函数,神经网络结构包含输入层、隐含层以及输出层,输入层包含多个输入节点,将多个历史转速输入至输入层,通过网络节点的传递,得到输出层输出的转速误差,作为初始转速误差。
由于目标函数所包含权重系数的取值为预设初始值,那么利用目标函数并不能准确地确定转速误差,所以,当前所得到的转速误差的准确度较低,需要进一步调整。
步骤A2:基于实际转速与初始转速误差,预测心室辅助设备下一时刻的第二输入转速。
一种实施方式中,可以计算初始转速误差与实际转速之间的乘积,并计算实际转速的积分值和/或微分值,计算初始转速误差与实际转速的积分值之间的乘积,和/或,初始转速误差与实际转速的微分值之间的乘积,得到上述各乘积之和,作为心室辅助设备下一时刻的第二输入转速。
步骤A3:若第二输入转速与第一取值之间的差值大于预设阈值,按照预设权重调整算法,调整目标函数所包含权重系数的取值,直至满足预设收敛条件,得到调整权重系数取值后的目标函数。
当第二输入转速与第一取值之间的差值大于预设阈值,表示第二输入转速与第一取值之间的差距过大,认为当前目标函数所包含权重系数的取值的准确度不高,因此,需要对上述权重系数的取值进行调整。
上述预设权重调整算法是预先设定的,上述预设权重调整算法可以是梯度下降法、随机梯度下降法等。利用上述预设权重调整算法,调整权重系数的取值,直至满足预设收敛条件,如调整次数达到预设次数、调整结果符合预设条件等,得到调整权重系数取值后的目标函数。
步骤A4:基于历史转速与调整权重系数取值后的目标函数,计算目标转速误差。
一种实施方式中,可以利用上述调整权重系数取值后的目标函数,确定上述历史转速对应的转速误差,作为目标转速误差。
由以上可见,首先利用调整权重系数取值前的目标函数计算得到初始转速误差,利用初始转速误差与实际转速,预测得到输入转速,利用输入转速与第一取值之间的差值,按照预设权重调整算法调整上述权重系数的取值,从而使得调整后目标函数的权重系数的取值的准确度更高,这样目标函数能够更好表征转速与转速误差之间的映射关系,进而利用上述目标函数能够准确地预测目标转速误差。
与上述心室辅助设备的转速控制方法相对应,本申请实施例还提供了一种心室辅助设备的转速控制装置。
参见图6,图6为本申请实施例提供的第一种心室辅助设备的转速控制装置的结构示意图,上述装置包括601-603。
信息获取模块601,用于获取心室辅助设备当前时刻的实际转速以及实际电流,并获取预设数量个历史时刻的历史转速;
误差计算模块602,用于基于所述实际转速、历史转速与期望转速的第一取值,计算目标转速误差,其中,所述目标转速误差包括静态转速误差和动态转速误差;
转速控制模块603,用于基于所述实际转速、实际电流以及目标转速误差,控制所述心室辅助设备的转速,以使得所述心室辅助设备的转速达到所述第一取值。
由以上可见,应用本实施例提供的方案,在控制转速时,既考虑转速方面的信息:即实际转速和目标转速误差,目标转速误差中包括静态转速误差和动态转速误差;还考虑电流方面的信息:即实际电流。综合上述两方面控制心室辅助设备的转速,既能克服静态转速误差和动态转速误差带来的影响,还考虑了心室辅助设备的当前实际电流,从而能够精准控制心室辅助设备的转速。
另外,目标转速误差是基于实际转速、历史转速以及期望转速项的第一取值计算得到的。由于实际转速表征心室辅助设备的当前运行情况,历史转速表征心室辅助设备的历史运行情况,第一取值则是表征心室辅助设备的期望转速,那么,通过当前运行情况、历史运行情况与期望转速,能够准确地确定目标转速误差,进而更进一步精准控制心室辅助设备的转速。
参见图7,图7为本申请实施例提供的第二种心室辅助设备的结构示意图,上述装置包括以下701-705。其中,701-703与前述图6对应的实施例的601-603相同。
信息获取模块701,用于获取心室辅助设备当前时刻的实际转速以及实际电流,并获取预设数量个历史时刻的历史转速;
误差计算模块702,用于基于所述实际转速、历史转速与期望转速的第一取值,计算目标转速误差,其中,所述目标转速误差包括静态转速误差和动态转速误差;
转速控制模块703,用于基于所述实际转速、实际电流以及目标转速误差,控制所述心室辅助设备的转速,以使得所述心室辅助设备的转速达到所述第一取值。
相关度计算模块704,用于计算所述实际转速与第一取值之间的相关度;
转速更新模块705,用于若所计算的相关度大于预设相关度阈值,计算所述第一取值与预设转速阈值之间的目标距离,基于所述目标距离,确定第二取值,并将期望转速的取值更新为第二取值;在到达下一时刻时,基于期望转速的第二取值,触发所述信息获取模块701,以使得心室辅助设备的转速达到第二取值。
由以上可知,由于是在相关度大于预设相关度阈值的情况下,按照重新确定期望转速的第二取值控制心室辅助设备,又由于相关度大于预设相关度表示心室辅助设备当前运行是处于固定运行状态,通过更新心室辅助设备转速控制的目标,使得心室辅助设备的运行处于动态变化状态,达到自动变速运行模式,从而能够更好适应心脏自身动态变化规律,以更好满足心脏自身特性需求。
参见图8,图8为本申请实施例提供的第三种心室辅助设备的结构示意图,上述装置包括以下801-806。其中,801-802与前述图6对应的实施例的601-602相同。
需要说明的是,图8对应的实施例是以前述图6对应的实施例作为基础的。本申请还包括以图7对应的实施例作为基础的实施例,为避免重复内容,略去了以图7对应的实施例为基础实施例补充模块703具体实施例的内容。
信息获取模块801,用于获取心室辅助设备当前时刻的实际转速以及实际电流,并获取预设数量个历史时刻的历史转速;
误差计算模块802,用于基于所述实际转速、历史转速与期望转速的第一取值,计算目标转速误差,其中,所述目标转速误差包括静态转速误差和动态转速误差;
转速调整子模块803,用于计算所述实际转速相较于第一取值的转速偏移值,基于所述目标转速误差,调整所述转速偏移值;
转速计算子模块804,用于基于所述实际转速与调整后的转速偏移值,计算心室辅助设备下一时刻的第一输入转速;
电流确定子模块805,用于基于下一时刻的第一输入转速,确定心室辅助设备下一时刻的期望电流;
转速控制子模块806,用于计算所述期望电流相较于实际电流的电流偏移值,基于所述电流偏移值,控制所述心室辅助设备的转速。
由以上可知,首先利用反馈的转速偏移值确定下一时刻的第一输入转速,随后利用反馈的电流偏移值控制心室辅助设备的转速,采用这种多层反馈结构,使得经过控制的转速既考虑心室辅助设备的转速运行情况,又考虑心室辅助设备的电流情况,从而实现精准控制心室辅助设备的转速。
参见图9,图9为本申请实施例提供的第四种心室辅助设备的转速控制装置的结构示意图,上述装置包括下述901-908。
信息获取模块901,用于获取心室辅助设备当前时刻的实际转速以及实际电流,并获取预设数量个历史时刻的历史转速;
误差计算模块902,用于基于所述实际转速、历史转速与期望转速的第一取值,计算目标转速误差,其中,所述目标转速误差包括静态转速误差和动态转速误差;
转速调整子模块903,用于计算所述实际转速相较于第一取值的转速偏移值,基于所述目标转速误差,调整所述转速偏移值;
上述901-903与前述图8对应的实施例的801-803相同。
概率计算子模块904,用于在所述转速计算子模块之前,基于目标转速序列,计算表征所述心室辅助设备发生不良事件的实际概率值,其中,所述目标转速序列中包含所述实际转速与历史转速、且所包含的每一转速是按照该转速的发生时刻的时间顺序排列的;
概率调整子模块905,用于计算所述实际概率相较于预设概率阈值的概率偏移值,基于所述目标转速误差,调整所述概率偏移值;
所述转速计算子模块906,具体用于基于所述实际转速、调整后的转速偏移值以及调整后的概率偏移值,计算所述心室辅助设备下一时刻的第一输入转速。
电流确定子模块907,用于基于下一时刻的第一输入转速,确定心室辅助设备下一时刻的期望电流;
转速控制子模块908,用于计算所述期望电流相较于实际电流的电流偏移值,基于所述电流偏移值,控制所述心室辅助设备的转速。
上述907-908与前述图8对应的实施例的805-806相同。
由以上可见,在本实施例中,在计算下一时刻的第一输入转速时,还引入表征心室辅助设备所发生不良事件的概率值,结合所反馈的概率偏移值、转速偏移值综合确定下一时刻的第一输入转速,使得所确定的第一输入转速既考虑当前转速运行情况,还考虑心室辅助设备所发生不良事件的情况,这样,提高了所确定的下一时刻的第一输入转速的精准度,从而高精准实现转速控制。
本申请的一个实施例中,上述概率计算子模块,具体用于针对目标转速序列所包含的每一转速,计算得到表征该转速的转速变化趋势的转速变化值;从所计算的转速变化值中确定大于预设转速变化阈值的目标转速变化值;基于所述目标转速序列所包含每一转速以及目标转速变化值,计算表征所述心室辅助设备发生不良事件的实际概率值。
由于目标转速变化值为大于预设转速变化阈值的转速变化值,目标转速变化值所对应的转速为异常转速的概率大,利用目标转速变化值与转速序列所包含每一转速,能够准确地确定心室辅助设备发生不良事件的可能性,从而使得所计算的实际概率值的准确度高。
本申请的一个实施例中,上述误差计算模块,具体用于基于所述历史转速、以及表征转速与转速误差之间映射关系的目标函数,计算得到初始转速误差,其中,所述目标函数包含多个权重系数,每一权重系数的取值为预设初始值;基于所述实际转速与初始转速误差,预测所述心室辅助设备下一时刻的第二输入转速;若第二输入转速与第一取值之间的差值大于预设阈值,按照预设权重调整算法,调整所述目标函数所包含权重系数的取值,直至满足预设收敛条件,得到调整权重系数取值后的目标函数;基于所述历史转速与调整权重系数取值后的目标函数,计算目标转速误差。
由以上可见,首先利用调整权重系数取值前的目标函数计算得到初始转速误差,利用初始转速误差与实际转速,预测得到输入转速,利用输入转速与第一取值之间的差值,按照预设权重调整算法调整上述权重系数的取值,从而使得调整后目标函数的权重系数的取值的准确度更高,这样目标函数能够更好表征转速与转速误差之间的映射关系,进而利用上述目标函数能够准确地预测目标转速误差。
与上述心室辅助设备的转速控制方法相对应,本申请实施例还提供了一种电子设备。
参见图10,图10为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图,包括处理器1001、通信接口1002、存储器1003和通信总线1004,其中,处理器1001,通信接口1002,存储器1003通过通信总线1004完成相互间的通信,
存储器1003,用于存放计算机程序;
处理器1001,用于执行存储器1003上所存放的程序时,实现本申请实施例提供的心室辅助设备的转速控制方法。
上述电子设备提到的通信总线可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect,PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture,EISA)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示,图中仅用一条粗线表示,但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
通信接口用于上述电子设备与其他设备之间的通信。
存储器可以包括随机存取存储器(Random Access Memory,RAM),也可以包括非易失性存储器(Non-Volatile Memory,NVM),例如至少一个磁盘存储器。可选的,存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。
上述的处理器可以是通用处理器,包括中央处理器(Central Processing Unit,CPU)、网络处理器(Network Processor,NP)等;还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessor,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,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。
在本申请提供的又一实施例中,还提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质内存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现本申请实施例提供的心室辅助设备的转速控制方法。
在本申请提供的又一实施例中,还提供了一种包含指令的计算机程序产品,当其在计算机上运行时,使得计算机执行时实现本申请实施例提供的心室辅助设备的转速控制方法。
由以上可见,应用本实施例提供的方案,在控制转速时,既考虑转速方面的信息:即实际转速和目标转速误差,目标转速误差中包括静态转速误差和动态转速误差;还考虑电流方面的信息:即实际电流。综合上述两方面控制心室辅助设备的转速,既能克服静态转速误差和动态转速误差带来的影响,还考虑了心室辅助设备的当前实际电流,从而能够精准控制心室辅助设备的转速。
另外,目标转速误差是基于实际转速、历史转速以及期望转速项的第一取值计算得到的。由于实际转速表征心室辅助设备的当前运行情况,历史转速表征心室辅助设备的历史运行情况,第一取值则是表征心室辅助设备的期望转速,那么,通过当前运行情况、历史运行情况与期望转速,能够准确地确定目标转速误差,进而更进一步精准控制心室辅助设备的转速。
在上述实施例中,可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时,可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时,全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中,或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输,例如,所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质,(例如,软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如,DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk (SSD))等。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于装置、电子设备、计算机可读存储介质实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已,并非用于限定本申请的保护范围。凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均包含在本申请的保护范围内。
Claims (12)
1.一种心室辅助设备的转速控制方法,其特征在于,所述方法包括:
获取心室辅助设备当前时刻的实际转速以及实际电流,并获取预设数量个历史时刻的历史转速;
基于所述实际转速、历史转速与期望转速的第一取值,计算目标转速误差,其中,所述目标转速误差包括静态转速误差和动态转速误差;
基于所述实际转速、实际电流以及目标转速误差,控制所述心室辅助设备的转速,以使得所述心室辅助设备的转速达到所述第一取值。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
计算所述实际转速与第一取值之间的相关度;
若所计算的相关度大于预设相关度阈值,计算所述第一取值与预设转速阈值之间的目标距离,基于所述目标距离,确定第二取值,并将期望转速的取值更新为第二取值;
在到达下一时刻时,基于期望转速的第二取值,开始执行所述获取心室辅助设备当前时刻的实际转速以及实际电流,并获取预设数量个历史时刻的历史转速的步骤,以使得心室辅助设备的转速达到第二取值。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述基于所述实际转速、实际电流以及目标转速误差,控制所述心室辅助设备的转速,包括:
计算所述实际转速相较于第一取值的转速偏移值,基于所述目标转速误差,调整所述转速偏移值;
基于所述实际转速与调整后的转速偏移值,计算心室辅助设备下一时刻的第一输入转速;
基于下一时刻的第一输入转速,确定心室辅助设备下一时刻的期望电流;
计算所述期望电流相较于实际电流的电流偏移值,基于所述电流偏移值,控制所述心室辅助设备的转速。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,
在所述基于所述实际转速与调整后的转速偏移值,计算心室辅助设备下一时刻的第一输入转速之前,还包括:
基于目标转速序列,计算表征所述心室辅助设备发生不良事件的实际概率值,其中,所述目标转速序列中包含所述实际转速与历史转速、且所包含的每一转速是按照该转速的发生时刻的时间顺序排列的;
计算所述实际概率相较于预设概率阈值的概率偏移值,基于所述目标转速误差,调整所述概率偏移值;
所述基于所述实际转速与调整后的转速偏移值,计算心室辅助设备下一时刻的第一输入转速,包括:
基于所述实际转速、调整后的转速偏移值以及调整后的概率偏移值,计算所述心室辅助设备下一时刻的第一输入转速。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述基于目标转速序列,计算表征所述心室辅助设备发生不良事件的实际概率值,包括:
针对目标转速序列所包含的每一转速,计算得到表征该转速的转速变化趋势的转速变化值;
从所计算的转速变化值中确定大于预设转速变化阈值的目标转速变化值;
基于所述目标转速序列所包含每一转速以及目标转速变化值,计算表征所述心室辅助设备发生不良事件的实际概率值。
6.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述基于所述实际转速、历史转速与期望转速的第一取值,计算目标转速误差,包括:
基于所述历史转速、以及表征转速与转速误差之间映射关系的目标函数,计算得到初始转速误差,其中,所述目标函数包含多个权重系数,每一权重系数的取值为预设初始值;
基于所述实际转速与初始转速误差,预测所述心室辅助设备下一时刻的第二输入转速;
若第二输入转速与第一取值之间的差值大于预设阈值,按照预设权重调整算法,调整所述目标函数所包含权重系数的取值,直至满足预设收敛条件,得到调整权重系数取值后的目标函数;
基于所述历史转速与调整权重系数取值后的目标函数,计算目标转速误差。
7.一种心室辅助设备的转速控制装置,其特征在于,所述装置包括:
信息获取模块,用于获取心室辅助设备当前时刻的实际转速以及实际电流,并获取预设数量个历史时刻的历史转速;
误差计算模块,用于基于所述实际转速、历史转速与期望转速的第一取值,计算目标转速误差,其中,所述目标转速误差包括静态转速误差和动态转速误差;
转速控制模块,用于基于所述实际转速、实际电流以及目标转速误差,控制所述心室辅助设备的转速,以使得所述心室辅助设备的转速达到所述第一取值。
8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:
相关度计算模块,用于计算所述实际转速与第一取值之间的相关度;
转速更新模块,用于若所计算的相关度大于预设相关度阈值,计算所述第一取值与预设转速阈值之间的目标距离,基于所述目标距离,确定第二取值,并将期望转速的取值更新为第二取值;在到达下一时刻时,基于期望转速的第二取值,触发所述信息获取模块,以使得心室辅助设备的转速达到第二取值。
9.根据权利要求7或8所述的装置,其特征在于,所述转速控制模块,包括:
转速调整子模块,用于计算所述实际转速相较于第一取值的转速偏移值,基于所述目标转速误差,调整所述转速偏移值;
转速计算子模块,用于基于所述实际转速与调整后的转速偏移值,计算心室辅助设备下一时刻的第一输入转速;
电流确定子模块,用于基于下一时刻的第一输入转速,确定心室辅助设备下一时刻的期望电流;
转速控制子模块,用于计算所述期望电流相较于实际电流的电流偏移值,基于所述电流偏移值,控制所述心室辅助设备的转速。
10.根据权利要求9所述的装置,其特征在于,所述转速控制模块还包括,
概率计算子模块,用于在所述转速计算子模块之前,基于目标转速序列,计算表征所述心室辅助设备发生不良事件的实际概率值,其中,所述目标转速序列中包含所述实际转速与历史转速、且所包含的每一转速是按照该转速的发生时刻的时间顺序排列的;
概率调整子模块,用于计算所述实际概率相较于预设概率阈值的概率偏移值,基于所述目标转速误差,调整所述概率偏移值;
所述转速计算子模块,具体用于基于所述实际转速、调整后的转速偏移值以及调整后的概率偏移值,计算所述心室辅助设备下一时刻的第一输入转速。
11.根据权利要求10所述的装置,其特征在于,所述概率计算子模块,具体用于针对目标转速序列所包含的每一转速,计算得到表征该转速的转速变化趋势的转速变化值;从所计算的转速变化值中确定大于预设转速变化阈值的目标转速变化值;基于所述目标转速序列所包含每一转速以及目标转速变化值,计算表征所述心室辅助设备发生不良事件的实际概率值。
12.根据权利要求7或8所述的装置,其特征在于,所述误差计算模块,具体用于基于所述历史转速、以及表征转速与转速误差之间映射关系的目标函数,计算得到初始转速误差,其中,所述目标函数包含多个权重系数,每一权重系数的取值为预设初始值;基于所述实际转速与初始转速误差,预测所述心室辅助设备下一时刻的第二输入转速;若第二输入转速与第一取值之间的差值大于预设阈值,按照预设权重调整算法,调整所述目标函数所包含权重系数的取值,直至满足预设收敛条件,得到调整权重系数取值后的目标函数;基于所述历史转速与调整权重系数取值后的目标函数,计算目标转速误差。
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CN202310775240.8A CN116870354A (zh) | 2023-06-28 | 2023-06-28 | 一种心室辅助设备的转速控制方法及装置 |
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- 2023-06-28 CN CN202310775240.8A patent/CN116870354A/zh active Pending
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