[发明专利]一种基于无创测量的LVAD无差别自适应的模糊PI控制方法

权利要求书

1.基于无创测量的LVAD无差别自适应的模糊PI控制系统，该系统包括左心室辅助装置LVAD，左心室辅助装置LVAD能够通过模糊PI控制系统的调节，产生满足人体生理需求的泵转速ω，左心室辅助装置LVAD的一端与左心室的心尖部吻合，另一端连接一带瓣管道,带瓣管道与病人的升主动脉作端侧吻合，其特征在于，通过无创测量的遥测系统EMKA测量左心室容积LVV,作为低通滤波器的输入值，从中提取出心率HR和舒张末期容积EDV，结合预负荷搏动功PRSW控制器和心率控制器,得到期望的泵水利功率PP_des，再通过低通滤波器进行滤波处理以及泵功率-流量查找表得到期望的平均泵流量参考值使用Golay-Savizky传感器和Extended-Kalman滤波器，对提取的泵转速信号进行除噪声处理，同时估算出平均泵流量测量值将平均泵流量测量值与平均泵流量参考值作比较得到流量偏差值e，将流量偏差值e和流量偏差的变化率de/dt进行模糊化得到模糊量E和EC，流量环节模糊PI控制器根据不同的E和EC确定出自适应的比例系数和积分系数的变化值Δk_p和Δk_i，将流量偏差值e以及根据不同的E和EC确定比例系数和积分系数的变化值Δk_p和Δk_i作为PI控制器的输入值，通过PI控制器的处理，输出的电流信号直接调节左心室辅助装置LVAD。

2.根据权利要求1所述的一种基于无创测量的LVAD无差别自适应的模糊PI控制系统，其特征在于，在泵的入口套管中通过无创测量的遥测系统EMKA测量左心室容积LVV；通过模糊PI控制调节泵转速ω使得估算的平均泵流量测量值尽可能的接近平均泵流量参考值

3.根据权利要求1所述的一种基于无创测量的LVAD无差别自适应的模糊PI控制系统，其特征在于，预负荷搏动功PRSW是一个线性映射，从测量到的舒张末期容积EDV来获得每个心跳的泵功率PW_des：

PW_des(t)＝(EDV(t)-EDV₀)×k_prsw

这里的EDV₀为x轴截距，k_prsw为预负荷搏动功PRSW的系数；EDV₀，k_prsw都是常数；

进一步求取期望的泵水利功率PP_des：

PP_des(t)＝PW_des(t)×HR(t)/60

然后通过低通滤波器和查找表得到期望的平均泵流量参考值

4.根据权利要求3所述的一种基于无创测量的LVAD无差别自适应的模糊PI控制系统，其特征在于，EDV₀，k_prsw分别为80ml和10J/L。

5.根据权利要求1所述的一种基于无创测量的LVAD无差别自适应的模糊PI控制系统，其特征在于，左心室辅助装置LVAD使用的是无刷直流电机，通过输出的电流信号直接对无刷直流电机的转速进行控制。