專利名稱：用于藥液推注的預(yù)測自適應(yīng)控制方法及其控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及臨床手術(shù)推藥自控技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于藥液推注的預(yù)測自適應(yīng)控制方法及其控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，臨床上對癌癥的治療，普遍采用的是經(jīng)血管介入注藥的化學(xué)療法，即在數(shù)字減影X光機(DSA)的監(jiān)控下穿刺、插管，將導(dǎo)管引入給腫瘤供血動脈分支入口，在導(dǎo)管入口端推注化療藥。該方法最先用于心血管疾病，以后很快應(yīng)用到神經(jīng)系統(tǒng)、腫瘤等全身各部位多種疾病診斷與治療。在我國介入治療用于腫瘤特別多，已占介入治療大部分，已成為腫瘤綜合治療中ー種常用的療法。介入方式也從血管性介入到肺動肺介入、支氣管動脈介入，腔內(nèi)介入，腫瘤內(nèi)直接介入。
當(dāng)前臨床上經(jīng)血管介入推藥時，普遍存在著只關(guān)注腫瘤病灶、癌細(xì)胞，因而采取了以消滅癌細(xì)胞為目標(biāo)，用簡單手推式注射器進(jìn)行大劑量、高速灌注的攻擊性推藥化療。但利用這種傳統(tǒng)手工推藥方式吋，藥液進(jìn)入血管后便跟隨著血管內(nèi)血液流動方向流向全身各部，無法與病人的血壓值、心率等會隨著病人自身的調(diào)節(jié)機制做出反應(yīng)而改變的參數(shù)相聯(lián)系，使得藥液只有部分進(jìn)入病變腫瘤血管，造成該藥液既殺了癌細(xì)胞、也殺了正常細(xì)胞的結(jié)果；并且推藥過程中，藥液的推進(jìn)量過大或者速度過快還會引發(fā)諸多臨床問題，不但増加病人的經(jīng)濟負(fù)擔(dān)，也増加了醫(yī)護(hù)人員的工作量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述不足，提供一種可減少傷害健康組織的用于藥液推注的預(yù)測自適應(yīng)控制方法及其控制系統(tǒng)。為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案一種用于藥液推注的預(yù)測自適應(yīng)控制方法，包括以下步驟(I)采集血壓值通過主控制模塊中的檢測模塊實時采集人體血壓值，以遞推的方式儲存至主控制模塊中的內(nèi)存區(qū)形成血壓值數(shù)組；(2)得到相關(guān)參數(shù)主控制模塊中的識別模塊通過識別血壓值數(shù)組得到實時的心動周期及周期中的特征參數(shù)；通過體檢得到患者的病征參數(shù)；(3)計算推藥時刻根據(jù)病征參數(shù)設(shè)置推藥時刻；主控制模塊根據(jù)推藥時刻、實時的心動周期及周期中的特征參數(shù)，通過預(yù)測控制算法計算出下一個心動周期中的推藥時刻tr(k+l)；(4)啟動藥液推注模塊主控制模塊將計算出的下一個心動周期中的推藥時刻tr (k+1)發(fā)送至藥液推注模塊中的微控制器，所述微控制器根據(jù)該推藥時刻并提前tdelay，啟動藥液推注模塊中微推注器進(jìn)行藥液推注，所述tdelay為藥液推注模塊的時延；(5)推注的自適應(yīng)檢測模塊采集新的血壓值，將新得到的采樣血壓值、新識別出的心動周期及周期中的特征參數(shù)與之前采集的血壓值、心動周期及周期中的特征參數(shù)加權(quán)平均，更新預(yù)測控制算法的參數(shù)，實現(xiàn)藥液預(yù)測控制推注的自適應(yīng)性。依據(jù)解算出的心動周期及周期中的特征參數(shù)，預(yù)測在下一心動周期中推出的藥液進(jìn)入血管入口處的時相，提前啟動藥液推注模塊的時間，可方便醫(yī)護(hù)人員快速處理。推藥時刻根據(jù)患者的血壓值、心動周期及周期中的特征參數(shù)相關(guān)聯(lián)，可即時調(diào)整推藥時刻，避免造成患者的不適而影響治療后果。優(yōu)選的，上述用于藥液推注的預(yù)測自適應(yīng)控制方法中，所述步驟(I)中，遞推的方式是指采樣新血壓值進(jìn)入血壓值數(shù)組時，同時丟掉ー組最早的采樣血壓值，使血壓值數(shù)組的維數(shù)保持不變。優(yōu)選的，上述用于藥液推注的預(yù)測自適應(yīng)控制方法中，所述步驟(3)中，下ー個心動周期中的推藥時刻tjk+l)通過等式tjk +l)’ =tr(k) +Tm(k) +I [(tr(k)-tr(k)’，tr(k-l)-tr(k-l)’，...tr(k-m)-tr(k=m)’]T 來計算，其中，tr(k)為當(dāng)前心動周期中該時相的起始時刻，即當(dāng)前的推藥時刻；b(k)’為預(yù)測控制算法根據(jù)上一次心動周期中的特征參數(shù)計算得出的當(dāng)前心動周期中該時相的起始時刻；Tm(k)為灰色預(yù)測模型根據(jù)之前的心動周期波動規(guī)律計算出的當(dāng)前心動周期的時長；m為預(yù)測時域長度，且m>0 ； I為誤差系數(shù)向量，決定各誤差分量的權(quán)重，ln]，0〈ln〈l，n=l,2,6, “.，m。優(yōu)選的，上述用于藥液推注的預(yù)測自適應(yīng)控制方法中，所述步驟(3)中，推藥時刻是指心動周期的特征參數(shù)的其中一個時相的起始時刻。一種用于藥液推注的預(yù)測自適應(yīng)控制系統(tǒng)，包括主控制模塊和藥液推注模塊，所述主控制模塊包括用于采集人體血壓值的檢測模塊，所述檢測模塊將該血壓值傳遞至內(nèi)存區(qū)進(jìn)行儲存，形成血壓值數(shù)組，所述內(nèi)存區(qū)連接有識別模塊，所述識別模塊識別內(nèi)存區(qū)的血壓值數(shù)組得到實時的心動周期及周期中的特征參數(shù)，所述識別模塊還連接有預(yù)測控制算法模塊，所述預(yù)測控制算法模塊通過對特征參數(shù)的計算得到下一個心動周期的推注時刻；所述藥液推注模塊連接于主控制模塊的預(yù)測控制算法模塊，所述藥液推注模塊包括微控制器和醫(yī)用注射器，所述藥液推注模塊通過微控制器連接于預(yù)測控制算法模塊，所述預(yù)測控制算法模塊將下一個心動周期的推注時刻發(fā)送至微控制器，所述微控制器連接有微推進(jìn)器，所述微推進(jìn)器連接有醫(yī)用注射器，所述微控制器控制微推進(jìn)器的推進(jìn)速度、推注時刻和推注停止時刻，進(jìn)而控制醫(yī)用注射器的注射速度、推注時刻和推注停止時刻。優(yōu)選的，上述用于藥液推注的預(yù)測自適應(yīng)控制系統(tǒng)中，所述檢測模塊包括血壓傳感器。優(yōu)選的，上述用于藥液推注的預(yù)測自適應(yīng)控制系統(tǒng)中，所述藥液推注模塊中的微控制器連接于主控制模塊的預(yù)測控制算法模塊；所述微推進(jìn)器包括外殼和步進(jìn)電機，所述步進(jìn)電機通過聯(lián)軸器連接有絲桿，所述絲桿另一端固定干與步進(jìn)電機相対的ー側(cè)，所述絲桿連接有針筒頂頭；所述醫(yī)用注射器固定于所述微推進(jìn)器的外殼，所述醫(yī)用注射器的活塞桿尾端與所述針筒頂頭的位置相適配。步進(jìn)電機通過聯(lián)軸器帶動針筒頂頭運動，絲桿可將聯(lián)軸器的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為針筒頂頭的直線運動，從而使針筒頂頭可推動活塞桿推注藥液。優(yōu)選的，上述用于藥液推注的預(yù)測自適應(yīng)控制系統(tǒng)中，所述微推進(jìn)器外売上還設(shè)置有用于限制針筒頂頭移動的第一限位開關(guān)和第二限位開關(guān)，當(dāng)針筒內(nèi)活塞與針筒頂端接觸時，所述第一限位開關(guān)與針筒頂頭接觸，所述第一限位開關(guān)與第二限位開關(guān)之間的距離小于針筒長度，且第二限位開關(guān)位于活塞桿的運動方向并遠(yuǎn)離針筒的ー側(cè)。優(yōu)選的，上述用于藥液推注的預(yù)測自適應(yīng)控制系統(tǒng)中，所述第一限位開關(guān)和第二限位開關(guān)連接有報警裝置。第一限位開關(guān)在與針筒頂頭接觸時進(jìn)行報警，通知醫(yī)護(hù)人員針筒內(nèi)藥液注射完畢，可提醒醫(yī)護(hù)人員及時更換針筒。第二限位開關(guān)與針筒頂頭接觸時進(jìn)行報警，提醒醫(yī)護(hù)人員針筒內(nèi)的活塞桿已到達(dá)最后位置。優(yōu)選的，上述用于藥液推注的預(yù)測自適應(yīng)控制系統(tǒng)中，所述針筒頂頭與所述活塞桿尾端之間還設(shè)置有壓カ應(yīng)變片。微控制器通過壓カ應(yīng)變片感知的壓カ進(jìn)行計算，并控制步進(jìn)電機的速度，使得步進(jìn)電機的推進(jìn)カ與血壓回推力相平衡，在不進(jìn)行藥液推注時，可避免藥液被推出針筒且血液也不會回流，處于壓力平衡狀態(tài)。藥液推注模塊中的推藥速度以及推藥量通過主控制模塊來控制，提高了藥液推注模塊的反應(yīng)速度和實時控制能力，井能實現(xiàn)在血流速度緩慢的心舒張期時相進(jìn)行藥液的推注，使得藥液進(jìn)入人體血管時不被高速的血流迅速稀釋，從而保持較高濃度，更利于藥液殺死癌細(xì)胞，因而實現(xiàn)了科學(xué)、合理、安全用藥，即以較少的藥物劑量，在局部器官獲得最大的 藥物濃度并停留足夠長的時間而無返流，減少傷害健康組織。不僅改變了當(dāng)前經(jīng)血管介入推藥中靠手工推注不可忽視的不規(guī)范、高速、大劑量注藥而引發(fā)的諸多臨床問題，還極大地減輕了國家和病人的經(jīng)濟負(fù)擔(dān)、減少了醫(yī)務(wù)人員體力和精力。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果1、本發(fā)明中藥液推注模塊中的推藥速度以及推藥量通過主控制模塊來控制，提高了藥液推注模塊的反應(yīng)速度和實時控制能力，井能實現(xiàn)在血流速度緩慢的心舒張期時相進(jìn)行藥液的推注，使得藥液進(jìn)入人體血管時不被高速的血流迅速稀釋，從而保持較高濃度，更利于藥液殺死癌細(xì)胞，因而實現(xiàn)了科學(xué)、合理、安全用藥，即以較少的藥物劑量，在局部器官獲得最大的藥物濃度并停留足夠長的時間而無返流，減少傷害健康組織。2、本發(fā)明使用微控制器、微推進(jìn)器和醫(yī)用注射器等組成藥液推注模塊，不僅改變了當(dāng)前經(jīng)血管介入推藥中靠手工推注不可忽視的不規(guī)范、高速、大劑量注藥而引發(fā)的諸多臨床問題，還極大地減輕了國家和病人的經(jīng)濟負(fù)擔(dān)、減少了醫(yī)務(wù)人員體力和精力。3、由于本發(fā)明采用預(yù)測控制算法進(jìn)行心動周期及周期中的特征參數(shù)的計算，依據(jù)解算出的心動周期及周期中的特征參數(shù)，預(yù)測在下一心動周期中推出的藥液進(jìn)入血管入口處的時相，提前啟動藥液推注模塊，可即時調(diào)整推藥時刻，避免造成患者的不適而影響治療后果。4、由于本發(fā)明的推藥時刻是根據(jù)患者的血壓值、心動周期及周期中的特征參數(shù)計算的，醫(yī)護(hù)人員在觀察推藥情況的同時還可看到病人血壓的動態(tài)波形，可方便醫(yī)護(hù)人員快速處理突發(fā)狀況。


圖1為本發(fā)明用于藥液推注的預(yù)測自適應(yīng)控制系統(tǒng)原理示意圖。圖2為本發(fā)明中藥液推注模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明用于藥液推注的預(yù)測自適應(yīng)控制方法的流程圖。圖中標(biāo)記1-外売，2-步進(jìn)電機，3-聯(lián)軸器，4-第一限位開關(guān)，5-第二限位開關(guān)，6-絲桿，7-針筒頂頭，8-壓カ應(yīng)變片，9-活塞桿，10-針筒。
具體實施例方式下面結(jié)合試驗例及具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本發(fā)明內(nèi)容所實現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。實施例一種用于藥液推注的預(yù)測自適應(yīng)控制系統(tǒng)，如圖1所示，包括主控制模塊和藥液推注模塊，所述主控制模塊包括用于采集人體血壓值的檢測模塊，所述檢測模塊將該血壓值傳遞至內(nèi)存區(qū)進(jìn)行儲存，形成血壓值數(shù)組，所述內(nèi)存區(qū)連接有識別模塊，所述識別模塊識別內(nèi)存區(qū)的血壓值數(shù)組得到實時的心動周期及周期中的特征參數(shù)，所述識別模塊還連接有預(yù)測控制算法模塊，所述預(yù)測控制算法模塊通過對特征參數(shù)的計算得到下一個心動周期的推注時刻；
所述藥液推注模塊連接于主控制模塊的預(yù)測控制算法模塊，所述藥液推注模塊包括微控制器和醫(yī)用注射器，所述藥液推注模塊通過微控制器連接于預(yù)測控制算法模塊，所述預(yù)測控制算法模塊將下一個心動周期的推注時刻發(fā)送至微控制器，所述微控制器連接有微推進(jìn)器，所述微推進(jìn)器連接有醫(yī)用注射器，所述微控制器控制微推進(jìn)器的推進(jìn)速度、推注時刻和推注停止時刻，進(jìn)而控制醫(yī)用注射器的注射速度、推注時刻和推注停止時刻。藥液推注模塊包括微控制器、微推進(jìn)器和醫(yī)用注射器，所述微控制器連接于主控制模塊的預(yù)測控制算法模塊；如圖2所示，所述微推進(jìn)器包括外殼I和步進(jìn)電機2，所述步進(jìn)電機2通過聯(lián)軸器3連接有絲桿6，所述絲桿6另一端固定于與步進(jìn)電機2相對的一側(cè)，所述絲桿6連接有針筒頂頭7 ;所述醫(yī)用注射器固定于所述微推進(jìn)器的外殼1，所述醫(yī)用注射器的活塞桿9尾端與所述針筒頂頭7的位置相適配，所述針筒頂頭7與所述活塞桿9尾端之間還設(shè)置有壓力應(yīng)變片8 ;所述微推進(jìn)器外殼I內(nèi)還設(shè)置有用于限制針筒頂頭7移動的第一限位開關(guān)4和第二限位開關(guān)5，當(dāng)針筒10內(nèi)活塞與針筒頂端接觸時，所述第一限位開關(guān)4與針筒頂頭7接觸，所述第一限位開關(guān)4與第二限位開關(guān)5之間的距離小于針筒10長度，且第二限位開關(guān)5位于活塞桿9的運動方向并遠(yuǎn)離針筒10的一側(cè)；當(dāng)主控制模塊通過預(yù)測控制算法模塊向藥液推注模塊發(fā)送下一個心動周期的推藥時刻時，微控制器啟動步進(jìn)電機帶動聯(lián)軸器旋轉(zhuǎn)，并通過絲桿將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運動，帶動針筒頂頭使活塞桿運動，推動針筒內(nèi)的藥液進(jìn)入人體；壓力應(yīng)變片用于感應(yīng)推注藥液時所遇的阻力，并將該阻力發(fā)送至微控制器，通過推力的大小判斷藥液進(jìn)入人體時血管遇到的阻力；當(dāng)針筒頂頭接觸第一限位開關(guān)時，發(fā)出警報通知醫(yī)護(hù)人員注射完畢，當(dāng)針筒頂頭接觸第二限位開關(guān)時，發(fā)出警報通知醫(yī)護(hù)人員活塞桿到達(dá)最后位置。步進(jìn)電機在藥液推注任務(wù)開始后，不進(jìn)行藥液推注時，處于低速狀態(tài)，微控制器通過壓力應(yīng)變片感知的壓力進(jìn)行計算，并控制步進(jìn)電機的速度，使得步進(jìn)電機的推進(jìn)力與血壓回推力相平衡，在不進(jìn)行藥液推注時，可避免藥液被推出針筒且血液也不會回流，處于壓力平衡狀態(tài)。如圖3所示，上述用于藥液推注的預(yù)測自適應(yīng)控制系統(tǒng)按照以下步驟處理信號(I)采集血壓值通過主控制模塊中的檢測模塊實時采集人體血壓值，以遞推的方式儲存至主控制模塊中的內(nèi)存區(qū)形成血壓值數(shù)組；(2)得到相關(guān)參數(shù)主控制模塊中的識別模塊通過識別血壓值數(shù)組得到實時的心動周期及周期中的特征參數(shù)；通過體檢得到患者的病征參數(shù)；(3)計算推藥時刻根據(jù)病征參數(shù)設(shè)置推藥時刻；主控制模塊根據(jù)推藥時刻、實時的心動周期及周期中的特征參數(shù)，通過預(yù)測控制算法計算出下一個心動周期中的推藥時刻；(4)啟動藥液推注模塊主控制模塊將計算出的下一個心動周期中的推藥時刻發(fā)送至藥液推注模塊中的微控制器，所述微控制器根據(jù)該推藥時刻并提前tdelay，啟動藥液推注模塊中微推注器進(jìn)行藥液推注，所述tdelay為藥液推注模塊的時延；(5)推注的自適應(yīng)檢測模塊采集新的血壓值，將新得到的采樣血壓值、新識別出的心動周期及周期中的特征參數(shù)與之前采集的血壓值、心動周期及周期中的特征參數(shù)加權(quán)平均，更新預(yù)測控制算法的參數(shù)，實現(xiàn)藥液預(yù)測控制推注的自適應(yīng)性。推藥時刻根據(jù)患者的血壓值、心動周期及周期中的特征參數(shù)相關(guān)聯(lián)，可即時調(diào)整推藥時刻，避免造成患者的不適而影響治療后果。步驟(I)中，檢測模塊包括血壓傳感器；遞推的方式是指采樣新血壓值進(jìn)入血壓值數(shù)組時，同時丟掉一組最早的采樣血壓值，使血壓值數(shù)組的維數(shù)保持不變。步驟(2)中，心動周期中的特征參數(shù)包括收縮壓，舒張壓，心舒張期時長、心收縮期時長等；病征參數(shù)包括腫瘤直徑、腫瘤供血動脈、腫瘤距預(yù)設(shè)的藥液推注點距離等。步驟(3)中，推藥時刻是指心動周期的特征參數(shù)中的一個時相的起始時刻；下一個心動周期中的推藥時刻t (k+Ι)通過等式& (k+Ι) ’ =tr (k) +Tffl (k) +ξ [(tr(k)-tr(k)’，tr(k-l)-tr(k-l)’，...tr(k-m)-tr(k=m)’]τ 來計算，其中，tr(k)為當(dāng)前心動周期中該時相的起始時刻，即當(dāng)前的推藥時刻；k(k)’為預(yù)測控制算法根據(jù)上一次心動周期中的特征參數(shù)計算得出的當(dāng)前心動周期中該時相的起始時刻；Tm(k)為灰色預(yù)測模型GM(1，I)根據(jù)之前的心動周期波動規(guī)律計算出的當(dāng)前心動周期的時長；m為預(yù)測時域長度，且m>0 ； ξ為誤差系數(shù)向量，決定各誤差分量的權(quán)重，€=[€J2··· ξη]，0〈ξη〈1，η=1，2，3，…，m0灰色預(yù)測模型GM(1，1)的具體實現(xiàn)如下設(shè)心動周期原始數(shù)據(jù)列為1'°(10&=1，2^"11)，1'1(10&=1，2，···!!)為T°(k) 一
次累加和，即力
權(quán)利要求
1.一種用于藥液推注的預(yù)測自適應(yīng)控制方法，其特征在于，該方法包括以下步驟(1)采集血壓值通過主控制模塊中的檢測模塊實時采集人體血壓值，以遞推的方式儲存至主控制模塊中的內(nèi)存區(qū)形成血壓值數(shù)組；(2)得到相關(guān)參數(shù)主控制模塊中的識別模塊通過識別血壓值數(shù)組得到實時的心動周期及周期中的特征參數(shù)；通過體檢得到患者的病征參數(shù)；(3)計算推藥時刻根據(jù)病征參數(shù)設(shè)置推藥時刻；主控制模塊根據(jù)推藥時刻、實時的心動周期及周期中的特征參數(shù)，通過預(yù)測控制算法計算出下一個心動周期中的推藥時刻 tr (k+1)；(4)啟動藥液推注模塊主控制模塊將計算出的下一個心動周期中的推藥時刻tjk+l) 發(fā)送至藥液推注模塊中的微控制器，所述微控制器根據(jù)該推藥時刻并提前tdelay，啟動藥液推注模塊中微推注器進(jìn)行藥液推注，所述tdelay為藥液推注模塊的時延；(5)推注的自適應(yīng)檢測模塊采集新的血壓值，將新得到的采樣血壓值、新識別出的心動周期及周期中的特征參數(shù)與之前采集的血壓值、心動周期及周期中的特征參數(shù)加權(quán)平均，更新預(yù)測控制算法的參數(shù)，實現(xiàn)藥液預(yù)測控制推注的自適應(yīng)性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于藥液推注的預(yù)測自適應(yīng)控制方法，其特征在于，所述步驟(I)中遞推的方式是指采樣新血壓值進(jìn)入血壓值數(shù)組時，同時丟掉一組最早的采樣血壓值，使血壓值數(shù)組的維數(shù)保持不變。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于藥液推注的預(yù)測自適應(yīng)控制方法，其特征在于，所述步驟(3沖，下一個心動周期中的推藥時刻tr (k+1)通過等式tr (k+1) ’ =tr (k) +Tffl (k) + ξ [ (tr (k )-tr(k)'，tr (k-l)-tr (k-1)'，…tjk-m)-1^(k=m) ’ ]T 來計算，其中，tr (k)為當(dāng)前心動周期中該時相的起始時刻，即當(dāng)前的推藥時刻；k(k)’為預(yù)測控制算法根據(jù)上一次心動周期中的特征參數(shù)計算得出的當(dāng)前心動周期中該時相的起始時刻；Tm(k)為灰色預(yù)測模型根據(jù)之前的心動周期波動規(guī)律計算出的當(dāng)前心動周期的時長；111為預(yù)測時域長度，且m>0 ； ξ為誤差系數(shù)向量，決定各誤差分量的權(quán)重，I=Kj2…ξη]，0〈ξη〈1，η=1，2，3，…，m。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于藥液推注的預(yù)測自適應(yīng)控制方法，其特征在于，所述步驟(3)中推藥時刻是指心動周期的其中一個時相的起始時刻。
5.一種用于藥液推注的預(yù)測自適應(yīng)控制系統(tǒng)，包括主控制模塊和藥液推注模塊，其特征在于，所述主控制模塊包括用于采集人體血壓值的檢測模塊，所述檢測模塊將該血壓值傳遞至內(nèi)存區(qū)進(jìn)行儲存，形成血壓值數(shù)組，所述內(nèi)存區(qū)連接有識別模塊，所述識別模塊識別內(nèi)存區(qū)的血壓值數(shù)組得到實時的心動周期及周期中的特征參數(shù)，所述識別模塊還連接有預(yù)測控制算法模塊，所述預(yù)測控制算法模塊通過對特征參數(shù)的計算得到下一個心動周期的推注時刻；所述藥液推注模塊連接于主控制模塊的預(yù)測控制算法模塊，所述藥液推注模塊包括微控制器和醫(yī)用注射器，所述藥液推注模塊通過微控制器連接于預(yù)測控制算法模塊，所述預(yù)測控制算法模塊將下一個心動周期的推注時刻發(fā)送至微控制器，所述微控制器連接有微推進(jìn)器，所述微推進(jìn)器連接有醫(yī)用注射器，所述微控制器控制微推進(jìn)器的推進(jìn)速度、推注時刻和推注停止時刻，進(jìn)而控制醫(yī)用注射器的注射速度、推注時刻和推注停止時刻。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于藥液推注的預(yù)測自適應(yīng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測模塊包括血壓傳感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于藥液推注的預(yù)測自適應(yīng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述藥液推注模塊中的微控制器連接于主控制模塊的預(yù)測控制算法模塊；所述微推進(jìn)器包括外殼和步進(jìn)電機，所述步進(jìn)電機通過聯(lián)軸器連接有絲桿，所述絲桿另一端固定于與步進(jìn)電機相對的一側(cè)，所述絲桿連接有針筒頂頭；所述醫(yī)用注射器固定于所述微推進(jìn)器的外殼，所述醫(yī)用注射器的活塞桿尾端與所述針筒頂頭的位置相適配。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于藥液推注的預(yù)測自適應(yīng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述微推進(jìn)器外殼上還設(shè)置有用于限制針筒頂頭移動的第一限位開關(guān)和第二限位開關(guān)，當(dāng)針筒內(nèi)活塞與針筒頂端接觸時，所述第一限位開關(guān)與針筒頂頭接觸，所述第一限位開關(guān)與第二限位開關(guān)之間的距離小于針筒長度，且第二限位開關(guān)位于活塞桿的運動方向并遠(yuǎn)離針筒的一側(cè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于藥液推注的預(yù)測自適應(yīng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第一限位開關(guān)和第二限位開關(guān)連接有報警裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于藥液推注的預(yù)測自適應(yīng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述針筒頂頭與所述活塞桿尾端之間還設(shè)置有壓力應(yīng)變片。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于藥液推注的預(yù)測自適應(yīng)控制方法及其控制系統(tǒng)，涉及臨床手術(shù)推藥自控技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明用于藥液推注的預(yù)測自適應(yīng)控制方法包括以下步驟(1)采集血壓值；(2)得到相關(guān)參數(shù)；(3)計算推藥時刻；(4)啟動藥液推注模塊；(5)推注的自適應(yīng)。本發(fā)明中藥液推注模塊中的推藥速度、推注時刻、推注停止時刻以及推藥量通過主控制模塊來控制，提高了藥液推注模塊的反應(yīng)速度和實時控制能力，實現(xiàn)了科學(xué)、合理、安全用藥，即以較少的藥物劑量，在局部器官獲得最大的藥物濃度并停留足夠長的時間而無返流，減少傷害健康組織。
文檔編號A61M5/172GK103007391SQ201210553849
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月19日
發(fā)明者涂海燕, 袁支潤, 熊瑞平 申請人:四川大學(xué)