[发明专利]灌注升温疗法用的血液温度控制方法及变温装置

摘要

灌注升温疗法用的血液温度控制方法及变温装置涉及到医用热疗技术领域。其特征在于，该控制方法是将水箱中的水温升高到一定温度值后，在计算机中进行的以热交换器出血口的血液温度为外环控制量，以热交换器进水口的水温为内环控制量的双环PID控制方法；根据该控制方法设计的变温装置，含有功率可调的大功率半导体加热器，该加热器的输入端还依次串联一个换向继电器和一个大功率直流电源。本发明所采用的控制方法能够减小振荡，使血液温度平稳、快速的稳定在设定值，本变温装置能够配合控制输出量，使温度快速稳定，由于具有制冷功能，当温度超过设定值时，能够迅速降温并稳定。

主权项

1、灌注升温疗法用的血液温度控制方法，其特征在于，它是将水箱中的水温升高到温度tem20后，开始在计算机中进行以热交换器出血口的血液温度为外环主控制量，以热交换器进水口的水温为内环辅控制量的双环PID控制，它含有：1)初始化：外环PID初始化：给定热交换器出血口的血液温度控制目标值为tem1；设计算机采集到的热交换器出血口的血液温度值为c1(k)；设计算机采集到的热交换器出血口的血液温度值与目标值的差值为e1(k)＝tem1-c1(k)；设热交换器进水口温度应增加的量为：Δtem2＝Kpw(1+Tw/Tiw+Tdw/Tw)×e1(k)-Kpw(1+2×Tdw/Tw)×e1(k-1)+(Kpw/Tw)×e1(k-2)；其中：Kpw、Tiw、Tdw分别为给定的外环PID控制的比例系数、积分系数和微分系数，Tw为热交换器出血口血液温度的采集周期；e1(k-1)和e1(k-2)分别为热交换器出血口血液温度的上一次和上上次采集值和目标值之间的差值，e1(k-1)和e1(k-2)的初始值设为0；内环初始化：设热交换器进水口水温的动态控制值为：tem2＝tem2+Δtem2，tem2的初始值设定为刚开始控制时，热交换器进水口的水温的值，即tem20；设计算机采集到的热交换器进水口的水温值为：c2(L)；设计算机采集到的热交换器进水口的水温值与水温动态控制值的差值为e2(L)＝tem2-c2(L)；设变温装置的动态调节量的增量为：Δu＝Kpn(1+Tn/Tin+Tdn/Tn)×e2(L)-Kpn(1+2×Tdn/Tn)×e2(L-1)+(Kpn/Tn)×e2(L-2)；其中：Kpn、Tin、Tdn分别为给定的内环PID控制的比例系数、积分系数和微分系数，Tn为热交换器进水口水温的采集周期；e2(L-1)和e2(L-2)分别为热交换器进水口水温的上一次和上上次采集值和动态控制值之间的差值，e2(L-1)和e2(L-2)的初始值设为0；设输出给变温装置的动态调节量为u＝u+Δu，u的初始值设定为刚开始控制时，热交换器进水口的水温的值，即tem20；给定内环PID控制的连续循环次数n；2)计算热交换器进水口水温的动态控制值：采集热交换器出血口的血液温度值c1(k)，与目标值进行差值运算得到e1(k)，进行PID计算，得到Δtem2；计算热交换器进水口水温的动态调节值tem2＝tem2+Δtem2；3)计算输出到变温装置的温度调节值：采集热交换器进水口的水温度值c2(L)，与动态控制值进行差值运算得到e2(L)，并进行PID计算，得到Δu；计算变温装置的动态调节量u＝u+Δu，将u输出给变温装置，对水温进行调节；4)重复n次内环PID计算，并输出调节值后，回到外环PID计算。