Developmental Research of Learning and Adaptive Control System for Artificial Hearts

人工心脏学习与自适应控制系统的发展研究

基本信息

  • 批准号:
    08558091
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 10.24万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
  • 财政年份:
    1996
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1996 至 1998
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The purpose of this research was to develop a learning and adaptive control system of artificial hearts whose reference model is the cardiovascular center in the brain and to enable the system to carry out an artificial circulatory control, coping with the cardiovascular system whose structure and parameters are unknown and time varying.First, a control algorithm of total artificial heart (Peripheral Vascular Resistance-Based Adaptive Control ; PVRBAC) was developed. This algorithm could make the controller be reflected by the autonomic nervous system via the peripheral vascular resistance (PVR). This may be because the decoupling control is used to remove the effect of the PVR on aortic pressure. This may enable the cardiovascular center to control cardiac output by manipulating the PVR.Second, a controller for animal experiments based on the above algorithm was implemented in a personal computer system. An experimental system named effectively total artificial heart system was used to ascertain the adequacy of the PVRBAC.From this system, it could be shown that the contribution of right atrial pressure to heart rate was as good as that of aortic pressure. This implies that the PVRBAC is adequate because it uses the PVR consisting of both right atrial pressure and aortic pressure.Third, it was shown that the PVRBAC is feasible for continuous-flow artificial heart as well as pulsatile-flow one. This indicates that the PVRBAC is versatile and does not depend on the kind of blood pump or drive type.
本研究的目的是研制一种以脑内心血管中枢为参考模型的人工心脏的学习和自适应控制系统,使该系统能够对结构和参数未知的时变心血管系统进行人工循环控制(基于外周血管阻力的自适应控制; PVRBAC)。该算法可使自主神经系统通过外周血管阻力(PVR)反映控制者的行为。这可能是因为解耦控制用于消除PVR对主动脉压的影响。这可能使心血管中心通过操纵PVR来控制心输出量。其次,基于上述算法的动物实验控制器在个人计算机系统中实现。利用一个名为有效全人工心脏系统的实验系统来确定PVRBAC的充分性,从该系统可以看出,右心房压力对心率的贡献与主动脉压力一样好。这表明PVRBAC是适当的,因为它使用了右心房压力和主动脉压力组成的PVR。第三,表明PVRBAC是可行的,连续流人工心脏和脉动流的。这表明PVRBAC是通用的,不依赖于血泵的种类或驱动器类型。

项目成果

期刊论文数量(48)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
T.Yambe: "Spectral analysis of hemodynamics during left ventricular assistance" Int.J.Artificial Organs. 19 (6). 367-371 (1996)
T.Yambe:“左心室辅助期间血流动力学的频谱分析”​​Int.J.Artificial Organs。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
T.Yambe: "Fluctuations of the hemodynamic derivatives during left ventricular assistance using oscillted blood flow" Artificial Organs. 20 (6). 637-640 (1996)
T.Yambe:“使用振荡血流辅助左心室期间血流动力学导数的波动”人工器官。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
M.Osaka: "Mutual information discloses relationship between hemodynamic variables in artificial heart-implanted dogs" American J.Physiology. 275・44. H1419-H1433 (1998)
M.Osaka:“相互信息揭示了人工心脏植入狗的血流动力学变量之间的关系”American J.Physiology 275・44(1998)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
阿部裕輔: "完全人工心臓1/R制御による532日生存ヤギの長期血行動態と病態生理" 人工臓器. 26・1. 21-26 (1996)
Yusuke Abe:“使用完全人工心脏 1/R 控制存活 532 天的山羊的长期血流动力学和病理生理学”人工器官 26・1(1996)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Akira Tanaka: "Open-loop analysis of transfer characteristics from blood pressure to heart rate using effectively total artificial heart" Proc.of 20th Annu.Int.Conf.of IEEE Eng.Med.and Biolo.454-457 (1998)
Akira Tanaka:“使用有效的全人工心脏对从血压到心率的传输特性进行开环分析”Proc.of 20th Annu.Int.Conf.of IEEE Eng.Med.and Biolo.454-457 (1998)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
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知道了