[发明专利]一种介入式心室导管泵的控制系统及方法

权利要求书

1.一种介入式心室导管泵的控制系统，其特征在于，所述系统包括模型构建模块、数据监测模块以及泵转速反馈控制模块，所述数据监测模块中包括柔性传感器，其中：

所述模型构建模块，用于构建表征介入式心室导管泵与心血管相耦合的3D形态的耦合三维模型；

所述数据监测模块，用于获取所述柔性传感器所采集的患者的多个生理参数信息，并将所述生理参数信息输入所述模型构建模块；

所述模型构建模块，用于获得所述数据监测模块采集的生理参数信息，将所述生理参数信息作为所述耦合三维模型的输入信息，得到所述耦合三维模型输出的所述患者的血液动力学参数信息，将所述血液动力学参数信息输入所述泵转速反馈控制模块；

所述泵转速反馈控制模块，用于获得所述模型构建模块输入的所述血液动力学参数信息，基于所述血液动力学参数信息，计算所述心室导管泵的转速，并按照所计算的转速实现泵转速反馈控制；

所述泵转速反馈控制模块，包括：

模糊处理子模块，用于针对每一血液动力学参数，对该血液动力学参数信息进行模糊化处理，计算该血液动力学参数信息所对应的目标量化等级；

调整量确定子模块，用于基于每一血液动力学参数所对应的目标量化等级，确定预设控制系数的调整量；

转速计算子模块，用于基于所述调整量对预设控制系数进行调整，基于所述血液动力学参数信息以及调整后的预设控制系数，计算所述心室导管泵的转速，并按照所计算的转速实现泵转速反馈控制；

所述模糊处理子模块，具体用于针对每一血液动力学参数，对该血液动力学参数信息进行模糊化处理，计算该血液动力学参数信息所对应的目标量化等级，以及该血液动力学参数信息所对应每一目标量化等级的隶属度；

所述调整量确定子模块，包括：

模糊值计算单元，用于基于每一血液动力学参数信息所对应的目标量化等级以及预设的模糊规则，计算用于调整预设控制系数的调整量的模糊值，其中，所述预设的模糊规则为：每一预设血液动力学参数信息所对应的量化等级组与用于调整预设控制系数的调整量的预设模糊值之间的对应关系；

调整量计算单元，用于基于所述隶属度，对所述模糊值进行解模糊，得到所述预设控制系数的调整量；

所述调整量计算单元，具体用于按照以下表达式计算所述预设控制系数的调整量：

；

其中，表示预设控制系数的调整量，表示预设控制系数的预设比例因子，N表示目标量化等级组的数量，n表示目标量化等级组的编号，表示目标量化等级组对应的模糊值，表示目标量化等级组内所包含的目标量化等级，所述目标量化等级组为：每一血液动力学参数信息所对应的一个目标量化等级形成的组合。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述泵转速反馈控制模块，具体用于将血液动力学参数信息输入预设的转速预测模型中，得到所述转速预测模型输出的转速，作为心室导管泵的转速，其中，所述预设的转速预测模型为：采用测试患者的血液动力学参数信息作为训练样本，以所述测试患者所采用的样本心室导管泵的实际转速作为训练基准，对初始神经网络模型进行训练得到的，用于预测心室导管泵的转速的模型。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述模型构建模块，具体用于获取包含所述患者的心血管的第一医学影像，基于所述第一医学影像生成表征所述患者的心血管的3D形态的心血管三维模型；获取包含所述心室导管泵的第二医学影像，基于所述第二医学影像生成表征所述心室导管泵的3D形态的泵三维模型；对所述心血管三维模型以及泵三维模型进行耦合，得到耦合三维模型。

4.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述柔性传感器的电路为静电纺丝柔性电路，在所述静电纺丝柔性电路上整合多类微型传感器，所述多类微型传感器包括：血压微型传感器、心率微型传感器以及血流量微型传感器。

5.一种介入式心室导管泵的控制方法，其特征在于，所述方法包括：

构建表征介入式心室导管泵与心血管相耦合的3D形态的耦合三维模型；

获取柔性传感器所采集的患者的多个生理参数信息；

将所述生理参数信息作为所述耦合三维模型的输入信息，得到所述耦合三维模型输出的所述患者的血液动力学参数信息；

基于所述血液动力学参数信息，计算所述心室导管泵的转速，并按照所计算的转速实现泵转速反馈控制；

所述基于所述血液动力学参数信息，计算所述心室导管泵的转速，包括：

针对每一血液动力学参数，对该血液动力学参数信息进行模糊化处理，计算该血液动力学参数信息所对应的目标量化等级；

基于每一血液动力学参数所对应的目标量化等级，确定预设控制系数的调整量；

基于所述调整量对预设控制系数进行调整，基于所述血液动力学参数信息以及调整后的预设控制系数，计算所述心室导管泵的转速；

所述针对每一血液动力学参数，对该血液动力学参数信息进行模糊化处理，计算该血液动力学参数信息所对应的目标量化等级，包括：

针对每一血液动力学参数，对该血液动力学参数信息进行模糊化处理，计算该血液动力学参数信息所对应的目标量化等级，以及该血液动力学参数信息所对应每一目标量化等级的隶属度；

所述基于每一血液动力学参数所对应的目标量化等级，确定预设控制系数的调整量，包括：

基于每一血液动力学参数信息所对应的目标量化等级以及预设的模糊规则，计算用于调整预设控制系数的调整量的模糊值，其中，所述预设的模糊规则为：每一预设血液动力学参数信息所对应的量化等级组与用于调整预设控制系数的调整量的预设模糊值之间的对应关系；

基于所述隶属度，对所述模糊值进行解模糊，得到所述预设控制系数的调整量；

所述基于所述隶属度，对所述模糊值进行解模糊，得到所述预设控制系数的调整量，包括：

按照以下表达式计算所述预设控制系数的调整量：

；

其中，表示预设控制系数的调整量，表示预设控制系数的预设比例因子，N表示目标量化等级组的数量，n表示目标量化等级组的编号，表示目标量化等级组对应的模糊值，表示目标量化等级组内所包含的目标量化等级，所述目标量化等级组为：每一血液动力学参数信息所对应的一个目标量化等级形成的组合。