[发明专利]一种提高人工心脏泵血流仿生搏动性的方法、装置及存储介质

权利要求书

1.一种提高人工心脏泵血流仿生搏动性的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

建立心血管循环系统和人工心脏泵的耦合模型；

针对脉压差设计具有模糊PI控制器的闭环控制系统，根据主动脉压与左心室压的实际压差△P设定两个相互转换的高低参考值△PH和△PL，将△PH和△PL分别输入至模糊PI控制器1中，控制器输出为电机的调制转速w_P；

在上述闭环控制系统中引入平均主动脉压模糊PI控制器，形成双闭环控制系统，根据主动脉压与左心室压的平均压差△Pm设定两个相互转换的高低参考值△PHm和△PLm，将△PHm和△PLm输入至模糊PI控制器2中，控制器输出为电机的调制转速w_m；

通过周期性地调制人工心脏泵转速，将平均主动脉压和脉压差都稳定在设定值，在每一次△PH、△PL和△PHm、△PLm相互转换期间，控制系统产生主动脉压差，为人体循环系统提供生理灌注。

2.根据权利要求1所述的提高人工心脏泵血流仿生搏动性的方法，其特征在于，所述模糊PI控制器1调整所述闭环控制系统的输入，使得当压差参考值为△PH时，控制系统的输出逼近△PH，人工心脏泵流量增大并且主动脉压力明显大于左心室压力，此时左心室的负载减弱；随后控制系统将参考值由△PH自动转换为△PL，人工心脏泵流量减少，此时主动脉压力小于左心室压力；所述模糊PI控制器2的控制原理与所述模糊PI控制器1的控制原理一致；

优选地，所述模糊PI控制器1和模糊PI控制器2的隶属函数采用三角形隶属函数。

3.根据权利要求1或2所述的提高人工心脏泵血流仿生搏动性的方法，其特征在于，所述方法提供至少3个反映循环系统中血液仿生搏动性的表征指标，包括残余血流动力能SHE、搏动率PR与搏动衰减指数PAI。

4.根据权利要求3所述的提高人工心脏泵血流仿生搏动性的方法，其特征在于，所述残余血流动力能SHE表征血液流动中用来产生搏动的能量。

5.根据权利要求3或4所述的提高人工心脏泵血流仿生搏动性的方法，其特征在于，所述搏动率PR表征血压仿生搏动性的变化，定义为动脉血压峰值与平均值之比。

6.根据权利要求3-5中任一项所述的提高人工心脏泵血流仿生搏动性的方法，其特征在于，所述搏动衰减指数PAI表征血流通过人工心脏泵前后的血液仿生搏动性的损失，定义为动脉血压的峰值与主动脉血压的峰值之比。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的提高人工心脏泵血流仿生搏动性的方法，其特征在于，所述耦合模型包含人工心脏泵从左心室连接至主动脉的整个部分，采用等效电路的形式。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的提高人工心脏泵血流仿生搏动性的方法，其特征在于，所述方法由MATLAB进行仿真测试，测试心衰下循环系统的血液动力学状态及仿生搏动性提高的效果。

9.一种提高人工心脏泵血流仿生搏动性的装置，其特征在于，所述装置包括系统监控界面、计算机、控制器、人工心脏泵、流量计、压力传感器、阻力调节器；

所述计算机执行权利要求1-8中任一项所述的提高人工心脏泵血流仿生搏动性的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行权利要求1-8中任一项所述的提高人工心脏泵血流仿生搏动性的方法。