ニューラルネットワークを用いた全人口心臓制御方式の開発研究

利用神经网络的全人群心脏控制方法的研发

• 批准号: 05771004
• 负责人: 増澤 徹
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: National Cardiovascular Center Research Institute
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05771004/
• 关键词: ニューラルネットワーク; 人工心臓; 全人口心臓; 生体制御

1.人口ニューラルネットワーク(ANN)の制御系への応用可能性を検討するために、2頭の正常成山羊を用いて循環系データの収集を行い、個体差に対するANNの処理能力の検討を行った。具体的には、正常成山羊に血圧測定用カテーテル、血流量測定用プローブを植え込み、トレッドミル運動負荷試験を行い、心拍数、動脈圧、静脈酸素飽和度、身体活動度、心拍出量のデータ収集を行った。トレッドミル運動負荷試験は計16回行い、計1134セットのデータを収集し、そのデータを基に、心拍出量を他データから推定するモデルをANNを用いて構築した。ANNの構造は入力相56セル、中間相32セル、出力相12セルの3相構造とし、バックプロパゲーション法による学習方法を採用した。モデルの妥当性及び生体の個体差へのANNの適応性を検討するため(1)同一個体のみのデータによる学習、(2)複数個体のデータによる学習を行い、各学習における、推定心拍出量と計測心拍出量の相関を調べた。相関係数はそれぞれ0.856、0.580で一個体用モデルでは良好な結果を得たが、複数個体のデータを扱った場合、モデルの推定能力が劣化することが判明した。生体を対象とした制御を行う場合、個体差に対する対応が必要不可欠であるため、ANNを全人口心臓の制御系の一部として用いるためには、今後、より多くのデータ収集ならびにANNの構造改良が必要であることが判明した。2.全人口心臓の制御方式の開発の一環として、空気駆動型補助人工心臓駆動装置をコンピューター制御可能なように改良した。今後は、上記、ANNの改良を押し進め、本空気駆動型補助人工心臓駆動装置を用いて、全人工心臓制御システムの構築を図る予定である。

1. A study on the possibility of controlling the system of population, population and population (ANN); 2. A study on the processing ability of ANN in the normal adult population; 3. Specific parameters include: blood pressure measurement, blood flow measurement, exercise load test, heart rate, arterial pressure, venous acid saturation, body activity, and heart rate output. 16 cycles, 1134 cycles, 16 cycles, 16 cycles, The ANN structure is composed of three phases, i.e., 56 phases, 32 phases and 12 phases. The appropriateness of the data and the adaptability of the ANN to individual differences in organisms are discussed in (1) learning from the data of the same individual,(2) learning from the data of a plurality of individuals, and the correlation between the estimated and measured cardiac output during each learning. The correlation coefficients are 0.856 and 0.580, respectively, and it is clear that the estimation ability of an individual is degraded when the results of an individual are good and when the results of an individual are poor. A part of the control system of the whole population is necessary for the improvement of the structure of the ANN 2. The development of the control method of the whole population is a step forward in improving the control possibility of the air-powered auxiliary artificial heart control device. In the future, the improvement of ANN will be discussed, and the application of artificial heart control system will be discussed.