[發(fā)明專利]用于藥液推注的預測自適應控制方法及其控制系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2012-12-19
• 公開（公告）號: CN103007391A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設計）人: 涂海燕;袁支潤;熊瑞平
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: A61M5/172
• 分類號: A61M5/172
• 代理公司: 四川力久律師事務所 51221
• 代理人: 王蕓;熊曉果

技術領域

本發(fā)明涉及臨床手術推藥自控技術領域，特別涉及一種用于藥液推注的預測自適應控制方法及其控制系統(tǒng)。

背景技術

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療法，即在數(shù)字減影X光機（DSA）的監(jiān)控下穿刺、插管，將導管引入給腫瘤供血動脈分支入口，在導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一種常用的療法。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。

當前臨床上經(jīng)血管介入推藥時，普遍存在著只關注腫瘤病灶、癌細胞，因而采取了以消滅癌細胞為目標，用簡單手推式注射器進行大劑量、高速灌注的攻擊性推藥化療。但利用這種傳統(tǒng)手工推藥方式時，藥液進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)機制做出反應而改變的參數(shù)相聯(lián)系，使得藥液只有部分進入病變腫瘤血管，造成該藥液既殺了癌細胞、也殺了正常細胞的結果；并且推藥過程中，藥液的推進量過大或者速度過快還會引發(fā)諸多臨床問題，不但增加病人的經(jīng)濟負擔，也增加了醫(yī)護人員的工作量。

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測自適應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)明提供了以下技術方案：

一種用于藥液推注的預測自適應控制方法，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)，通過預測控制算法計算出下一個心動周期中的推藥時刻t_r(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t_r(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t_delay，啟動藥液推注模塊中微推注器進行藥液推注，所述t_delay為藥液推注模塊的時延；

（5）推注的自適應：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)加權平均，更新預測控制算法的參數(shù)，實現(xiàn)藥液預測控制推注的自適應性。

依據(jù)解算出的心動周期及周期中的特征參數(shù)，預測在下一心動周期中推出的藥液進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測自適應控制方法中，所述步驟（1）中，遞推的方式是指采樣新血壓值進入血壓值數(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。

優(yōu)選的，上述用于藥液推注的預測自適應控制方法中，所述步驟（3）中，下一個心動周期中的推藥時刻t_r(k+1)通過等式t_r(k+1)'=t_r(k)+Tm(k)+