Sistema de controle fisiológico para bombas de sangue rotativas.

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: MELO, Thamiles Rodrigues de.
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Campina Grande; Brasil; Centro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEI; PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA; UFCG
• Palavras-chave em Português: Rotary blood pump; Ventricular assist device; Mathematical model; Physiological control system; Pulsatility; Bomba de sangue rotativa; Dispositivo de assistência ventricular; Modelo matemático; Sistema de controle fisiológico; Pulsatilidade; Engenharia Elétrica
• Link de acesso: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/17330

Neste trabalho trata-se do projeto e da implementação de um sistema de controle fisiológico para bombas de sangue rotativas utilizadas como dispositivos de assistência ventricular. O objetivo neste sistema de controle é restaurar a energia hemodinâmica basal de um paciente na condição de insuficiência cardíaca, a partir do cumprimento de requisitos fisiológicos, tais como os índices de pulsatilidade MAP, EEP e SHE. A estrutura de controle proposta contempla uma hierarquia de malhas de controle, com o controle de baixo nível dedicado ao ajuste da corrente elétrica e da velocidade de rotação; e o controle de alto nível direcionado à regulação da diferença de pressão nos terminais da bomba rotativa. O sinal de referência da malha de controle de alto nível é pulsátil, sendo gerado por meio de um algoritmo de busca que considera a restauração individual dos índices MAP, EEP e SHE, de acordo com o requisito fisiológico definido pelo especialista. O projeto dos controladores das malhas de baixo nível e de alto nível é efetuado mediante técnicas analíticas de sintonia baseadas nos modelos matemáticos do sistema cardiovascular humano e da bomba de sangue rotativa. A implementação do sistema de controle fisiológico é validada por meio de testes in silico e in vitro, utilizando um simulador hidráulico e uma bomba de sangue rotativa pediátrica, que foram projetados e fornecidos pelo Instituto do Coração, Hospital das Clínicas, Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (InCor - HCFMUSP). Os modelos matemáticos do simulador hidráulico e da bomba rotativa pediátrica são propostos a partir de procedimentos experimentais de caracterização para a identificação paramétrica. A hierarquia de malhas de controle opera em sistemas embarcados, a qual é acionada e monitorada a partir de um supervisório. Os resultados obtidos em ambos tipos de teste indicaram a viabilidade do sistema de controle fisiológico proposto, uma vez que verificou-se o rastreamento do sinal de referência pulsátil e a consequente restauração dos índices MAP, EEP e SHE para condição basal.