一种右心室辅助系统以及右心室辅助设备的控制方法与流程

本技术涉及医疗器械，特别是涉及一种右心室辅助系统以及右心室辅助设备的控制方法。

背景技术：

1、右心室辅助系统是用于辅助心脏右心室泵血的系统。右心室辅助系统包括右心室辅助设备、控制器，右心室辅助设备植入患者心脏内，控制器则位于患者体外控制右心室辅助设备。控制器用于检测右心室辅助设备的运行参数以及患者的生理参数，并且控制右心室辅助设备的运行。

2、当前，通常是由医护人员设定固定控制参数，右心室辅助设备按照固定控制参数运行。然而，心脏一直处于动态变化状态，按照固定控制参数控制右心室辅助设备难以适应于心脏实时变化状态。

技术实现思路

1、本技术实施例的目的在于提供一种右心室辅助系统以及右心室辅助设备的控制方法，以实现右心室辅助设备的控制自适应于心脏实时变化状态。具体技术方案如下：

2、第一方面，本技术实施例提供了一种右心室辅助系统，所述右心室辅助系统包括右心室辅助设备、控制器；

3、所述右心室辅助设备包括出血笼、入血笼、泵送组件、驱动组件，所述驱动组件、泵送组件、入血笼位于下腔静脉，所述出血笼位于肺动脉；所述驱动组件驱动所述泵送组件沿顺时针方向旋转，将血液从入血笼推入出血笼，直至排入肺动脉内；

4、所述驱动组件中的目标电机为无刷空心杯电机，所述目标电机由转子和定子组合而成；所述转子磁场磁感线与所述定子磁场磁感线之间夹角为固定角度，所述固定角度为40度-50度之间的角度；

5、所述控制器，包括：

6、等级确定模块，用于确定表征所述目标电机的电流波动变化的电流变化曲线，并确定表征目标对象的主动脉压力波动变化的压力变化曲线，基于所述电流变化曲线与压力变化曲线，确定表征所述目标对象的右心室恢复程度的目标等级，其中，所述目标对象为所述心室辅助设备所植入的对象；

7、电流确定模块，用于获取目标电机的当前电流，并基于所述目标等级，确定适用于所述目标对象的当前右心室恢复程度的电机电流，作为期望电流；

8、电流映射模块，用于确定所述目标电机的当前电流的第一映射分量和第二映射分量，其中，所述第一映射分量为：当前电流映射于预设坐标系中第一坐标轴的电流分量，第二映射分量为：当前电流映射于所述预设坐标中第二坐标轴的电流分量，所述预设坐标系为：以转子中心为原点、以转子磁场所在方向为第一坐标轴、垂直于转子磁场所在方向为第二坐标轴所构建的坐标系；

9、电流融合模块，用于对所述第一映射分量和第二映射分量进行融合，得到目标电流；

10、电压确定模块，用于计算所述期望电流与目标电流之间的目标电流差，按照预设的电流差与电压之间的映射关系，确定所述目标电流差对应的电压，基于所确定的电压，确定所述目标电机的控制电压；

11、电机控制模块，用于获取所述转子的当前磁场方向，确定所述定子沿着所述当前磁场方向的顺时针的磁场旋转目标方向；确定所述磁场旋转目标方向相对应的定子的线圈导通顺序；按照所述线圈导通顺序以及控制电压，导通所述定子的线圈，以控制所述目标电机。

12、本技术的一个实施例中，上述等级确定模块，具体用于将所述电流变化曲线与压力变化曲线输入预先训练的等级预测模型，得到等级预测模型输出的等级，作为表征所述目标对象的右心室恢复程度的目标等级；

13、其中，所述等级预测模型为：以样本电流变化曲线以及样本压力变化曲线为训练样本，以表征样本对象的右心室恢复程度的实际等级为训练基准，对初始神经网络训练得到的，用于确定表征对象的右心室恢复程度的等级的模型，所述样本电流变化曲线为：植入所述样本对象的心室辅助设备的表征电流波动变化的电流变化曲线，所述样本压力变化曲线为：表征所述样本对象的主动脉压力波动变化的压力变化曲线。

14、本技术的一个实施例中，上述电流确定模块，具体用于基于预设的等级与转速之间的对应关系，确定所述目标等级对应的转速，作为期望转速；获取所述目标电机的当前转速，计算所述期望转速与当前转速之间的目标转速差；按照预设的转速差与电流之间的映射关系，对所述目标转速差进行映射，得到适应于所述目标对象的当前右心室恢复程度的电流，作为期望电流。

15、本技术的一个实施例中，上述电机控制模块，具体用于迭代执行获取所述转子的当前磁场方向，作为基准方向，确定沿着所述基准方向的顺时针方向、与所述基准方向最接近的预设定子磁场方向，将每一迭代执行所确定的预设定子磁场方向确定为磁场旋转目标方向；根据预设的磁场旋转方向与线圈导通顺序之间的关系，确定所述磁场旋转目标方向所对应的定子线圈的导通顺序；按照所述导通顺序以及控制电压，导通所述定子线圈，以控制所述目标电机。

16、本技术的一个实施例中，上述控制器，还包括角度预测模块；

17、所述角度预测模块，用于在所述电流融合模块之前，基于所述第一映射分量与第二映射分量，预测所述转子磁场磁感线与定子磁场磁感线之间夹角的参数值，作为预测角度；若所述预测角度与所述固定角度一致，触发所述电流融合模块。

18、第二方面，本技术实施例提供了一种右心室辅助设备的控制方法，所述方法应用于右心室辅助系统中的控制器，所述右心室辅助系统还包括右心室辅助设备；

19、所述右心室辅助设备包括出血笼、入血笼、泵送组件、驱动组件，所述驱动组件、泵送组件、入血笼位于下腔静脉，所述出血笼位于肺动脉；所述驱动组件驱动所述泵送组件沿顺时针方向旋转，将血液从入血笼推入出血笼，直至排入肺动脉内；

20、所述驱动组件中的目标电机为无刷空心杯电机，所述目标电机由转子和定子组合而成；所述转子磁场磁感线与所述定子磁场磁感线之间夹角为固定角度，所述固定角度为40度-50度之间的角度；

21、所述方法，包括：

22、确定表征所述目标电机的电流波动变化的电流变化曲线，并确定表征目标对象的主动脉压力波动变化的压力变化曲线，基于所述电流变化曲线与压力变化曲线，确定表征所述目标对象的右心室恢复程度的目标等级，其中，所述目标对象为所述心室辅助设备所植入的对象；

23、获取目标电机的当前电流，并基于所述目标等级，确定适用于所述目标对象的当前右心室恢复程度的电机电流，作为期望电流；

24、确定所述目标电机的当前电流的第一映射分量和第二映射分量，其中，所述第一映射分量为：当前电流映射于预设坐标系中第一坐标轴的电流分量，第二映射分量为：当前电流映射于所述预设坐标中第二坐标轴的电流分量，所述预设坐标系为：以转子中心为原点、以转子磁场所在方向为第一坐标轴、垂直于转子磁场所在方向为第二坐标轴所构建的坐标系；

25、对所述第一映射分量和第二映射分量进行融合，得到目标电流；

26、计算所述期望电流与目标电流之间的目标电流差，按照预设的电流差与电压之间的映射关系，确定所述目标电流差对应的电压，基于所确定的电压，确定所述目标电机的控制电压；

27、获取所述转子的当前磁场方向，确定所述定子沿着所述当前磁场方向的顺时针的磁场旋转目标方向；确定所述磁场旋转目标方向相对应的定子的线圈导通顺序；按照所述线圈导通顺序以及控制电压，导通所述定子的线圈，以控制所述目标电机。

28、本技术的一个实施例中，上述基于所述电流变化曲线与压力变化曲线，确定表征所述目标对象的右心室恢复程度的目标等级，包括：

29、将所述电流变化曲线与压力变化曲线输入预先训练的等级预测模型，得到等级预测模型输出的等级，作为表征所述目标对象的右心室恢复程度的目标等级；其中，所述等级预测模型为：以样本电流变化曲线以及样本压力变化曲线为训练样本，以表征样本对象的右心室恢复程度的实际等级为训练基准，对初始神经网络训练得到的，用于确定表征对象的右心室恢复程度的等级的模型，所述样本电流变化曲线为：植入所述样本对象的心室辅助设备的表征电流波动变化的电流变化曲线，所述样本压力变化曲线为：表征所述样本对象的主动脉压力波动变化的压力变化曲线。

30、本技术的一个实施例中，上述基于所述目标等级，确定适用于所述目标对象的当前右心室恢复程度的电机电流，作为期望电流，包括：

31、基于预设的等级与转速之间的对应关系，确定所述目标等级对应的转速，作为期望转速；

32、获取所述目标电机的当前转速，计算所述期望转速与当前转速之间的目标转速差；

33、按照预设的转速差与电流之间的映射关系，对所述目标转速差进行映射，得到适应于所述目标对象的当前右心室恢复程度的电流，作为期望电流。

34、本技术的一个实施例中，上述获取所述转子的当前磁场方向，确定所述定子沿着所述当前磁场方向的顺时针的磁场旋转目标方向，包括：

35、迭代执行获取所述转子的当前磁场方向，作为基准方向，确定沿着所述基准方向的顺时针方向、与所述基准方向最接近的预设定子磁场方向，将每一迭代执行所确定的预设定子磁场方向确定为磁场旋转目标方向；

36、所述确定所述磁场旋转目标方向相对应的定子的线圈导通顺序，包括：

37、根据预设的磁场旋转方向与线圈导通顺序之间的关系，确定所述磁场旋转目标方向所对应的定子线圈的导通顺序。

38、本技术的一个实施例中，在所述对所述第一映射分量和第二映射分量进行融合，得到目标电流之前，还包括：

39、基于所述第一映射分量与第二映射分量，预测所述转子磁场磁感线与定子磁场磁感线之间夹角的参数值，作为预测角度；若所述预测角度与所述固定角度一致，执行所述对所述第一映射分量和第二映射分量进行融合，得到目标电流。

40、由以上可见，应用本实施例提供的右心室辅助系统，右心室辅助系统中控制器按照控制电压控制目标电机，控制电压是基于期望电流与目标电流之间的目标电流差计算得到的，而期望电流是基于表征当前右心室恢复程度的目标等级确定得到的，期望电流是适应于当前右心室恢复程度的电流值，那么上述目标电流差反映当前实时电流与适应于当前右心室恢复程度的期望电流之间的差距。通过上述目标电流差计算得到的控制电压，能够适应于当前右心室恢复程度，按照上述控制电压所控制的目标电机，能够使得电机控制自适应于目标对象当前右心室恢复程度，从而实现自适应控制。

41、当然，实施本技术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。