基于模拟退火算法的AEI-CPR外作用力优化

华南理工大学学报（自然科学版） ›› 2009, Vol. 37 ›› Issue (12): 95-99.

基于模拟退火算法的AEI-CPR外作用力优化

徐林¹ 吴效明² 张燕儒¹ 袁衡新³

1.华南理工大学计算机科学与工程学院, 广东广州 510640； 2.华南理工大学生物科学与工程学院, 广东广州 510006； 3.中山大学中山医学院, 广东广州 510080

收稿日期:2008-12-16 修回日期:2009-03-08 出版日期:2009-12-25 发布日期:2009-12-25
通信作者: 徐林（1975-），女，博士生，主要从事生理系统的仿真、建模及其模型的优化研究． E-mail:conyxu@163．com
作者简介:徐林（1975-），女，博士生，主要从事生理系统的仿真、建模及其模型的优化研究．
基金资助:
国家自然科学基金资助项目（30670538）

Optimization of External Force of AEI-Cardiopulmonary Resuscitation Based on Simulated Annealing Algorithm

Xu Lin¹ Wu Xiao-ming² Zhang Yan-ru¹ Yuan Heng-xin³

1. School of Computer Science and Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510640, Guangdong, China; 2. School of Biological Science and Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510006, Guangdong, China; 3. Zhongshan School of Medicine, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510080, Guangdong, China

Received:2008-12-16 Revised:2009-03-08 Online:2009-12-25 Published:2009-12-25
Contact: 徐林（1975-），女，博士生，主要从事生理系统的仿真、建模及其模型的优化研究． E-mail:conyxu@163．com
About author:徐林（1975-），女，博士生，主要从事生理系统的仿真、建模及其模型的优化研究．
Supported by:
国家自然科学基金资助项目（30670538）

摘要/Abstract

摘要： 辅以增强型体外反搏和吸气阻力阀的主动按压放松心肺复苏术（AEI-CPR）可以达到较好的血流动力学效果，而不同的外力作用决定了其复苏效果的好坏．文中在已建立的AEI-CPR数学模型基础上，利用NP完全组合优化问题的有效算法——模拟退火算法，对AEI-CPR外力作用的多个控制参数进行了优化，其目标函数为冠脉灌注压的平均值．优化后的结果表明，当胸部按压的最大值为438N、主动放松的最大值为199N、下肢按压的最大值为390mmHg、按压频率为102min^-1、下肢从小腿到髂部的按压时序分别为O．20、0．21、0．22 s时，可达到较好的血流动力学效果．

关键词: 心肺复苏术, 数学模型, 优化, 模拟退火算法, 冠脉灌注压

Abstract:

Active compression-decompression cardiopulmonary resuscitation （CPR） with enhanced external counterpulsation and inspiratory impedance threshold valve, namely, AEI-CPR, helps to achieve excellent hemodynamic effect. However, the resuscitation effect is subjected to the influence of the external force. In this paper, an efficient algorithm for NP complete combinatorial optimization problem, namely, simulated annealing algorithm, is used to optimize the control parameters of the external force for AEI-CPR based on an established mathematical model, with the average coronary perfusion pressure as the objective function. Optimization results show that optimal hemodynamic effect can be achieved when the maximum chest compression, chest decompression and lower limbs compression are respectively 438 N, 199 N and 390mmHg with a frequency of 102 min^-1, and when the compression on calf, thigh and hip is in a time sequence of 0. 20, 0. 21 and 0.22 s.

Key words: cardiopulmonary resuscitation, mathematical model, optimization, simulated annealing algorithm, coronary perfusion pressure

徐林吴效明张燕儒袁衡新. 基于模拟退火算法的AEI-CPR外作用力优化[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2009, 37(12): 95-99.

Xu Lin Wu Xiao-ming Zhang Yan-ru Yuan Heng-xin. Optimization of External Force of AEI-Cardiopulmonary Resuscitation Based on Simulated Annealing Algorithm[J]. Journal of South China University of Technology (Natural Science Edition), 2009, 37(12): 95-99.

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