【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及心脏辅助设备，尤其涉及一种人工智能心脏体外控制器及其使用方法。
技术介绍
1、心力衰竭简称心衰，是指由于心脏的收缩功能和(或)舒张功能发生障碍，不能将静脉回心血量充分排出心脏，导致静脉系统血液淤积，动脉系统血液灌注不足，从而引起心脏循环障碍症候群，此种障碍症候群集中表现为肺淤血、腔静脉淤血。心力衰竭并不是一个独立的疾病，而是心脏疾病发展的终末阶段。
2、目前失代偿性心力衰竭的患者，多是因为心肌梗塞、心肌炎、心肌病以及心脏手术后出现的急、慢性心力衰竭，该类患者死亡率较高，预后极差；当前的医学介入包括施予静脉影响肌肉收缩力的药剂。这样的药剂增加心肌对氧气的需求并且因此会有恶化心肌损伤的风险，因此增加灾难性心率失常的风险。
3、其中治疗药剂的备选方案是使用心脏辅助设备，在临床应用中往往是血液接触型的心脏辅助设备，其原理是通过从心室抽出血液，通过人工血管将血液泵入主动脉，从而输送全身，减轻患者心脏负荷。由于装置中的部件长期与血液接触，难以避免地破坏血液系统，发生出现、血栓及相关并发症；目前，成熟的非血液接触型心脏辅助设备尚未投入临床应用，其原理主要是通过对心脏周围的球囊充气放气，直接为心脏提供收缩舒张的动力，辅助心脏功能。
4、当非血液接触型心脏辅助设备在临床中应用时，心脏体外辅助设备，对心脏提供收缩和舒张的程度，所施加压力大小的控制极为关键，针对心力衰竭程度不同的患者，当球囊所施加的压力过大，可能会导致心脏受到过度挤压，进而引起心脏肌肉受损或心脏血管损伤；压力过小时，无法提供足够的支持
技术实现思路
1、本专利技术克服了现有技术的不足，提供一种人工智能心脏体外控制器及其使用方法。
2、为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种人工智能心脏体外控制器及其使用方法，包括：控制器壳体和设置在所述控制器壳体正面的控制面板，以及设置在所述控制器壳体内壁的固定框；
3、所述固定框一侧设置有高压腔、低压腔、第一电磁阀和第二电磁阀，所述固定框的内侧设置有高压腔真空泵和低压腔真空泵；所述控制器壳体的内壁位于所述固定框的底部设置有安全盘，所述安全盘的形状为中空椭圆型，所述安全盘的中部周向固定有气动膜；
4、所述高压腔真空泵的出气端依次与所述高压腔、所述第一电磁阀、所述安全盘和ath体内功能单元连接，所述低压真空泵的进气端依次与所述低压腔、所述第二电磁阀和所述安全盘连接，所述安全盘和所述ath体内功能单元的球囊连通管道之间的气体为氦气。
5、本专利技术一个较佳实施例中，所述高压腔的出气端设置有第一压力传感器，所述低压腔的进气端设置有第二压力传感器，所述安全盘与所述第一电磁阀之间设置有第三压力传感器，所述安全盘与所述第二电磁阀之间设置有第四压力传感器。
6、本专利技术一个较佳实施例中，所述所述高压腔真空泵的输入端设置有用于对所述高压腔真空泵抽入的气体进行过滤的空气滤清器。
7、本专利技术一个较佳实施例中，所述高压腔的出气端设置有用于进行充气时防止气体回流到高压腔的止回阀。
8、本专利技术一个较佳实施例中，还包括：数学模型、电阻测量仪、电阻应变计、光学传感器，所述数学模型基于将收集到的不同气压值、所述气动膜的变形量和所述球囊的变化量进行拟合的模型；所述电阻测量仪用于测量所述气动膜的电阻值；所述电阻应变计用于测量所述气动膜发生应变时的应变量；所述光学传感器用于监测不同所述气动膜变形量下所述球囊体积的变形量。
9、本专利技术一个较佳实施例中，所述气动膜的制备方法，包括以下步骤：
10、s1、将聚甲基丙烯酸甲酯涂覆在基底材料表面，将石墨烯放置在基底上，采用热压转印法将石墨烯转印至基底表面，得到石墨烯片；
11、s2、采用光刻技术，在石墨烯片的两端制备电极沉积模板，通过印刷在电极沉积模板上沉积导电材料，形成电极，将石墨烯片浸泡在溶剂中，通过超声波震荡去除电极沉积模板，得到结合电极的石墨烯片；
12、s3、将有机粘合剂涂覆在结合电极的石墨烯片表面，将弹性材料贴合在石墨烯片表面，压实后，通过紫外线照射10～30min，完成气动膜的制备。
13、本专利技术一个较佳实施例中，在所述s1中，热压转印时的温度为120～150℃，压强为1～4mpa，时间为3～10min。
14、本专利技术一个较佳实施例中，所述基底材料为聚酰亚胺薄膜和聚乙烯薄膜中的一种；所述导电材料为铜、铝、银和碳纳米管中的一种；所述溶剂为甲醇、乙醇和丙酮中的一种；所述有机粘合剂为环氧树脂粘合剂、聚氨酯粘合剂和丙烯酸酯粘合剂中的一种；所述弹性材料为聚氨酯和聚丙乙烯中的一种。
15、一种人工智能心脏体外控制器的使用方法，包括以下步骤：
16、s1、对气动膜施加不同的气压值，测量并计算出不同气压值下气动膜的变形量；
17、s2、监测并测量出气动膜不同的变形量下，球囊体积的变化量；
18、s3、将收集到的不同气压值、气动膜的变形量和球囊的变化量与数学模型进行拟合，需要球囊进行不同的变化量时，能够根据数学模型精准控制输入施加向气动膜的气压；
19、s4、进行实时监测，将气动膜因多次应变导致变形，使得不同气压值下，气动膜的变形量对球囊的变化量发生改变的数据，输入到数学模型中拟合，用于更新数学模型参数。
20、本专利技术一个较佳实施例中，通过高压腔真空泵将气体输送至高压腔内部，关闭第二电磁阀，通过所需气压打开对应第一电磁阀的开闭程度，气体会进入到安全盘的内部，同时气动膜在气压的作用下，会向安全盘的一侧变形贴合，进而将安全盘和aih体内功能单元之间的氦气充入球囊内部完成充气效果；
21、关闭第一电磁阀后，打开第二电磁阀，通过低压腔真空泵将低压腔内部的气体抽出，安全盘内部的气动膜通过气体形成的负压，进而向安全盘的另一侧变形贴合，可以将球囊内部的氦气吸回安全盘和aih体内功能单元之间，反复充气排气的过程即可实现对心脏提供辅助收缩或舒张的动力。
22、本专利技术解决了
技术介绍
中存在的缺陷，本专利技术具备以下有益效果：
23、(1)本专利技术提供了一种人工智能心脏体外控制器及其使用方法，通过在不同气压值下，收集到气动膜的变形量和球囊的变化量，并与数学模型拟合后，当需要球囊进行不同的变化量时，通过高压腔真空泵、高压腔、第一电磁阀和第三压力传感器的配合，可以对安全盘内部施加所需的气压，同时推气膜在气压推动下达到所需的变形量，进而将安全盘和球囊连通管道内的氦气挤压至球囊内，使得球囊达到所需的变化量，从而对心脏收缩时的压力实现精准控制的效果，避免压力过大或过小影响心脏收缩和舒张的程度。
24、(2)本专利技术中通过在使用时，对不同气压值下，气动膜的变形量对球囊的变化量的数据实时监测，并将数据输入到数学模型中拟合，用于更新数学模型参数，防止气动膜因长时间使用下，材料疲劳导致的气动膜变形量对球囊变化量的改本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种人工智能心脏体外控制器，包括：控制器壳体和设置在所述控制器壳体正面的控制面板，以及设置在所述控制器壳体内壁的固定框，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的一种人工智能心脏体外控制器，其特征在于：所述高压腔的出气端设置有第一压力传感器，所述低压腔的进气端设置有第二压力传感器，所述安全盘与所述第一电磁阀之间设置有第三压力传感器，所述安全盘与所述第二电磁阀之间设置有第四压力传感器。
3.根据权利要求1所述的一种人工智能心脏体外控制器，其特征在于：所述所述高压腔真空泵的输入端设置有用于对所述高压腔真空泵抽入的气体进行过滤的空气滤清器。
4.根据权利要求1所述的一种人工智能心脏体外控制器，其特征在于：所述高压腔的出气端设置有用于进行充气时防止气体回流到高压腔的止回阀。
5.根据权利要求1所述的一种人工智能心脏体外控制器，其特征在于，还包括：数学模型、电阻测量仪、电阻应变计、光学传感器，所述数学模型基于将收集到的不同气压值、所述气动膜的变形量和所述球囊的变化量进行拟合的模型；所述电阻测量仪用于测量所述气动膜的电阻值；所述电阻应变计用于测
6.根据权利要求1所述的一种人工智能心脏体外控制器，其特征在于，所述气动膜的制备方法，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的一种人工智能心脏体外控制器，其特征在于：在所述S1中，热压转印时的温度为120～150℃，压强为1～4Mpa，时间为3～10min。
8.根据权利要求6所述的一种人工智能心脏体外控制器，其特征在于：所述基底材料为聚酰亚胺薄膜和聚乙烯薄膜中的一种；所述导电材料为铜、铝、银和碳纳米管中的一种；所述溶剂为甲醇、乙醇和丙酮中的一种；所述有机粘合剂为环氧树脂粘合剂、聚氨酯粘合剂和丙烯酸酯粘合剂中的一种；所述弹性材料为聚氨酯和聚丙乙烯中的一种。
9.基于权利要求1-8中任一项所述的一种人工智能心脏体外控制器的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的一种人工智能心脏体外控制器的使用方法，其特征在于：通过高压腔真空泵将气体输送至高压腔内部，关闭第二电磁阀，通过所需气压打开对应第一电磁阀的开闭程度，气体会进入到安全盘的内部，同时气动膜在气压的作用下，会向安全盘的一侧变形贴合，进而将安全盘和AIH体内功能单元之间的氦气充入球囊内部完成充气效果；
...【技术特征摘要】
1.一种人工智能心脏体外控制器，包括：控制器壳体和设置在所述控制器壳体正面的控制面板，以及设置在所述控制器壳体内壁的固定框，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的一种人工智能心脏体外控制器，其特征在于：所述高压腔的出气端设置有第一压力传感器，所述低压腔的进气端设置有第二压力传感器，所述安全盘与所述第一电磁阀之间设置有第三压力传感器，所述安全盘与所述第二电磁阀之间设置有第四压力传感器。
3.根据权利要求1所述的一种人工智能心脏体外控制器，其特征在于：所述所述高压腔真空泵的输入端设置有用于对所述高压腔真空泵抽入的气体进行过滤的空气滤清器。
4.根据权利要求1所述的一种人工智能心脏体外控制器，其特征在于：所述高压腔的出气端设置有用于进行充气时防止气体回流到高压腔的止回阀。
5.根据权利要求1所述的一种人工智能心脏体外控制器，其特征在于，还包括：数学模型、电阻测量仪、电阻应变计、光学传感器，所述数学模型基于将收集到的不同气压值、所述气动膜的变形量和所述球囊的变化量进行拟合的模型；所述电阻测量仪用于测量所述气动膜的电阻值；所述电阻应变计用于测量所述气动膜发生应变时的应变量；所述光学传感器用于监测不同所述气动膜变形量下...
【专利技术属性】
技术研发人员：卫洪超，
申请(专利权)人：苏州心动智能医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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