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
斯文夏柳完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
传奇3应助GGG采纳,获得10
2秒前
西瓜i发布了新的文献求助10
3秒前
特拉法尔加完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
4秒前
大模型应助不想当打工人采纳,获得10
5秒前
songchaohui完成签到,获得积分20
5秒前
6秒前
霡霂发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
8秒前
Hello应助甜甜纲手采纳,获得10
9秒前
可爱的函函应助Lynth_iota采纳,获得10
10秒前
zts完成签到 ,获得积分10
10秒前
归尘应助大意的姿采纳,获得10
10秒前
乐乐应助漂亮白云采纳,获得10
10秒前
关你屁事发布了新的文献求助10
11秒前
FOODHUA完成签到,获得积分10
11秒前
田様应助西瓜i采纳,获得10
11秒前
炙热夏山发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
12秒前
霡霂完成签到,获得积分10
12秒前
风清扬发布了新的文献求助30
13秒前
酷波er应助小潘采纳,获得10
14秒前
14秒前
花花哈完成签到,获得积分10
14秒前
帅气采枫发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
17秒前
17秒前
17秒前
科研通AI6.2应助111采纳,获得10
18秒前
wjunj发布了新的文献求助10
18秒前
大模型应助韩55采纳,获得10
18秒前
18秒前
yu发布了新的文献求助10
18秒前
sss识发布了新的文献求助10
19秒前
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
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Malcolm Fraser : a biography 700
Handbook of Optical Systems,Volume 6:Advanced Physical Optics 666
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6514458
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8307932
关于积分的说明 17753619
捐赠科研通 5616319
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2924675
邀请新用户注册赠送积分活动 1901619
关于科研通互助平台的介绍 1763068