Employing deep reinforcement learning to maximize lower limb blood flow using intermittent pneumatic compression

计算机科学 强化学习 压缩(物理) 血流 人工智能 医学 材料科学 心脏病学 复合材料
作者
Iara Santelices,Cederick LandryMember,Arash AramiMember,Sean D. Peterson
出处
期刊:IEEE Journal of Biomedical and Health Informatics [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:: 1-9
标识
DOI:10.1109/jbhi.2024.3423698
摘要

Intermittent pneumatic compression (IPC) systems apply external pressure to the lower limbs and enhance peripheral blood flow. We previously introduced a cardiac-gated compression system that enhanced arterial blood velocity (BV) in the lower limb compared to fixed compression timing (CT) for seated and standing sub7 jects. However, these pilot studies found that the CT that maximized BV was not constant across individuals and could change over time. Current CT modelling methods for IPC are limited to predictions for a single day and one heartbeat ahead. However, IPC therapy for may span weeks or longer, the BV response to compression can vary with physiological state, and the best CT for eliciting the desired physiological outcome may change, even for the same individual. We propose that a deep reinforcement learning (DRL) algorithm can learn and adaptively modify CT to achieve a selected outcome using IPC. Herein, we target maximizing lower limb arterial BV as the desired out19 come and build participant-specific simulated lower limb environments for 6 participants. We show that DRL can adaptively learn the CT for IPC that maximized arterial BV. Compared to previous work, the DRL agent achieves 98% ± 2 of the resultant blood flow and is faster at maximizing BV; the DRL agent can learn an "optimal" policy in 15 minutes ± 2 on average and can adapt on the fly. Given a desired objective, we posit that the proposed DRL agent can be implemented in IPC systems to rapidly learn the (potentially time-varying) "optimal" CT with a human-in-the-loop.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
整齐豆芽完成签到 ,获得积分10
刚刚
传奇3应助墨小芃采纳,获得10
1秒前
Jack80发布了新的文献求助20
2秒前
彩色亿先完成签到 ,获得积分10
6秒前
阿明完成签到 ,获得积分10
6秒前
吉吉国王完成签到,获得积分10
11秒前
不安的晓灵完成签到 ,获得积分10
11秒前
12秒前
Research完成签到 ,获得积分10
13秒前
如意的蹇发布了新的文献求助10
16秒前
cssc完成签到,获得积分10
17秒前
cdercder应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
2316690509完成签到 ,获得积分10
18秒前
Biscuit完成签到 ,获得积分10
19秒前
悬铃木发布了新的文献求助10
19秒前
zozox完成签到 ,获得积分10
20秒前
31秒前
Jzhaoc580完成签到 ,获得积分10
34秒前
FashionBoy应助悬铃木采纳,获得10
35秒前
luis完成签到 ,获得积分10
35秒前
英勇雅琴完成签到 ,获得积分10
36秒前
陈米完成签到 ,获得积分10
44秒前
49秒前
zhuosht完成签到 ,获得积分10
58秒前
可靠铸海应助顺心的梦容采纳,获得10
1分钟前
歪比巴卜发布了新的文献求助10
1分钟前
清水完成签到 ,获得积分10
1分钟前
智文完成签到 ,获得积分10
1分钟前
思源应助与武术采纳,获得10
1分钟前
DrSong完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
莫道桑榆完成签到,获得积分10
1分钟前
耕牛热完成签到,获得积分10
1分钟前
悬铃木发布了新的文献求助10
1分钟前
Whatever_dai完成签到,获得积分10
1分钟前
ddzzgz完成签到 ,获得积分10
1分钟前
CharlesRoue完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
橘子味完成签到 ,获得积分10
1分钟前
与武术发布了新的文献求助10
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Health Psychology 600
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
When Is Two-Stage Sample Robust Optimization Asymptotically Optimal? 500
APA handbook of comparative psychology: Basic concepts, methods, neural substrate, and behavior 500
Discerning Saints: Moralization of Intrinsic Motivation and Selective Prosociality at Work 500
Handbuch Trainingswissenschaft – Trainingslehre 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7592454
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9169713
关于积分的说明 19626130
捐赠科研通 7170507
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3267514
关于科研通互助平台的介绍 2432371
邀请新用户注册赠送积分活动 2260009