本發(fā)明屬于生物醫(yī)療器械使用，特別涉及一種全人工心臟的自適應(yīng)驅(qū)動方法。
背景技術(shù)：
1、隨著全球人口老齡化程度不斷加劇，心血管疾病的發(fā)病率正處于上升階段，而心血管疾病的終末病程就是心衰，全稱為心力衰竭。根據(jù)《2023中國心衰行業(yè)白皮書》數(shù)據(jù)顯示，2000年到2015年間，我國心衰患者的患病率增加了44%，每年約有50萬左右的新增心衰患者，其中約有5%的患者會進(jìn)展為難治性終末期心衰。現(xiàn)有市場上針對難治性終末期心衰患者，心臟移植被認(rèn)為是最佳的有效的治療方案。根據(jù)我國心臟移植注冊系統(tǒng)數(shù)據(jù)，截至2022年，我國共有72所醫(yī)療機(jī)構(gòu)具備心臟移植資質(zhì)，但由于供體的極度短缺，使每年心臟移植手術(shù)的數(shù)量與難治性心衰患者數(shù)量之間還存在著巨大的差距，僅很少的一部分心衰患者有望接受心臟移植手術(shù)。
2、在心臟供體極度缺乏的情況下，機(jī)械循環(huán)支持裝置是可以替代心臟部分功能的裝置，能夠?yàn)樾牧λソ吣┢诨颊咛峁┯行У膸椭?，給終末期心衰患者帶來新的生存希望。其基本原理是輔助或替代衰竭的心臟，完成人體的血液循環(huán)，使之能夠滿足人體血流動力學(xué)。
3、機(jī)械循環(huán)支持裝置包括全人工心臟（tah）和心室輔助系統(tǒng)（vad）。目前，在國內(nèi)尚未有全人工心臟用于臨床，國內(nèi)醫(yī)療機(jī)構(gòu)治療心衰的臨床應(yīng)用多采用心臟輔助裝置，也稱心室輔助裝置。
4、申請?zhí)?018115611044、申請日2018.12.20、授權(quán)公告日2021.10.08的發(fā)明專利，公開了一種基于左心室輔助裝置lvad的無差別自適應(yīng)的生理控制方法，首先通過測量來自左心室的預(yù)負(fù)荷，作為控制系統(tǒng)的輸入值，從而產(chǎn)生患者所需平均泵流量的參考值和泵流量的搏動值參考值。下一步再對信號進(jìn)行處理，最后通過系統(tǒng)處理結(jié)果對控制器進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過輸出的電流信號直接對lvad進(jìn)行控制，以達(dá)到希望的泵轉(zhuǎn)速。
5、申請?zhí)?024101914475、申請日2024.02.21、申請公布日2024.05.31的發(fā)明專利，公開了一種基于frank-starling機(jī)制的心臟泵多目標(biāo)自適應(yīng)控制方法，該方法通過流量和壓力傳感器得到的平均泵流量及左心室舒張末期壓即預(yù)負(fù)荷作為frank-starling模塊輸入，根據(jù)自然心臟frank-starling機(jī)制建立算法迭代計算回歸點(diǎn)的期望泵流量與預(yù)負(fù)荷，再利用雙反饋pi控制壓力和流量趨近理想值。
6、如上兩種技術(shù)方案都只適用于左心室輔助裝置（lvad），且都是根據(jù)測量的預(yù)負(fù)荷數(shù)據(jù)進(jìn)行理論計算，然后再通過調(diào)節(jié)lvad的運(yùn)行轉(zhuǎn)速，來產(chǎn)生自適應(yīng)的流量控制。兩種方案都基于frank-starling曲線模型進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析和計算，但frank-starling曲線會受個體間差異的影響而有所不同，不同個體心臟的大小、形狀、功能狀態(tài)，個體年齡、健康情況、體液和內(nèi)分泌情況，個體運(yùn)動、休息等不同狀態(tài)都會對frank-starling曲線產(chǎn)生影響，因此僅靠數(shù)據(jù)采集和理論數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和計算，很難產(chǎn)生完全符合個體frank-starling曲線的適應(yīng)性效果。
7、總之，現(xiàn)有技術(shù)方案的理論算法都依賴于對原生心臟預(yù)負(fù)荷數(shù)據(jù)的采集和計算，數(shù)據(jù)的分析過程受信號采集靈敏度、響應(yīng)速度、控制精度等多種因素影響，很難實(shí)時的對個體血流動力學(xué)的狀態(tài)進(jìn)行適應(yīng)性反饋，也不適用于全人工心臟（tah）的驅(qū)動控制。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種控制簡單、無需實(shí)時監(jiān)控參數(shù)、無需額外分析計算的全人工心臟的自適應(yīng)驅(qū)動方法。
2、本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
3、一種全人工心臟的自適應(yīng)驅(qū)動方法，其特征是：包括以下步驟：
4、（1）、在舒張期，驅(qū)動空氣流出tah心室氣腔，氣腔部分的氣體開始排出，血腔的流出閥門關(guān)閉，流入閥門打開，血液進(jìn)入tah心室，同時氣體繼續(xù)從氣腔排出，在tah心室仍有部分容積沒被血液填充時即進(jìn)入收縮期；
5、（2）、在收縮期，驅(qū)動空氣流入tah心室氣腔，血腔的流入閥門關(guān)閉，當(dāng)tah心室氣腔內(nèi)壓力克服了后負(fù)荷阻力時，流出閥門被打開，tah心室內(nèi)的隔膜向上擴(kuò)張移動，將血液射出tah心室，當(dāng)tah心室內(nèi)隔膜不能再進(jìn)一步移動時，此時tah心室內(nèi)壓力呈等容變化，隨著壓縮空氣繼續(xù)進(jìn)入，氣腔的壓力進(jìn)一步快速增加，將tah心室內(nèi)血液完全射出。
6、優(yōu)選的，在步驟（1）中，當(dāng)人體的靜脈回心血量增加時，tah心室的預(yù)留容積能夠自適應(yīng)的增加舒張期的血液的填充量。
7、優(yōu)選的，在步驟（1）中，預(yù)留容積為tah心室總?cè)莘e的10％-20％。
8、優(yōu)選的，在步驟（2）中，驅(qū)動壓力比動脈壓高30-40mmhg實(shí)現(xiàn)完全射血。
9、優(yōu)選的，在步驟（2）中，能夠通過氣腔壓力的突然升高，判斷在收縮期內(nèi)已經(jīng)完成完全射血。
10、本發(fā)明的有益效果是：采用“部分填充、完全射血”的驅(qū)動理念，可以在不調(diào)節(jié)驅(qū)動器參數(shù)的情況下，使心輸出量能夠自適應(yīng)人體靜脈回心血量的波動變化，使全人工心臟起到自適應(yīng)人體的驅(qū)動效果；控制原理簡單清晰，無需實(shí)時監(jiān)控人體的各種機(jī)理參數(shù)，也無需額外的復(fù)雜分析和數(shù)據(jù)計算。
1.一種全人工心臟的自適應(yīng)驅(qū)動方法，其特征是：包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全人工心臟的自適應(yīng)驅(qū)動方法，其特征是：在步驟（1）中，當(dāng)人體的靜脈回心血量增加時，tah心室的預(yù)留容積能夠自適應(yīng)的增加舒張期的血液填充量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全人工心臟的自適應(yīng)驅(qū)動方法，其特征是：在步驟（1）中，預(yù)留容積為tah心室總?cè)莘e的10％-20％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全人工心臟的自適應(yīng)驅(qū)動方法，其特征是：在步驟（2）中，驅(qū)動壓力比動脈壓高30-40mmhg實(shí)現(xiàn)完全射血。