Diagnostyka stanu napełnienia sztucznej komory serca POLVAD

• Autorzy: Siewnicka A. , Fajdek B. , Janiszowski K. , Chołost K.

Warianty tytułu

EN

Diagnosis of the POLVAD artificial assist device filling state

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Niniejszy artykuł zawiera opis przeprowadzonego eksperymentu identyfikacyjnego dla sztucznej komory serca POLVAD-MEV oraz opracowanych algorytmów wykrywania stanu całkowitego napełnienia oraz wyrzutu z komory krwistej tego urządzenia. Przedstawiono metody diagnostyczne bazujące na różnych sygnałach wejściowych oraz ich implementację w programie symulacyjnym PExSim. Zawarto oraz omówiono uzyskane wyniki oraz opracowano wnioski dotyczące poszczególnych metod wyznaczania stanów granicznych napełnienia komory.

EN

The paper presents an identification experiment for the POLVAD-MEV artificial heart and the developed detection algorithms for complete filling and full emptying the device blood chamber. In Section 1 the subject is presented and the problem of thrombus formation, as a result of incomplete range of the assist device membrane motion, is discussed. Section 2 presents the research methodology. In Subsection 2.1 the ventricle assist device construc-tion (Fig. 1) and the test bench are described. The stand consists of a hybrid model of the circulatory system [10] with attached POLVAD device and the following measuring equipment: ultrasonic flow measurements at the inlet and outlet cannula, pressure sensors at the inlet and outlet of the blood chamber and the air pressure in pneumatic drain. In Subsection 2.2 the impact of complete filling and full ejection on the transients of the measured values is dis-cussed (Fig. 2). Two algorithms for detection of complete filling and full ejection are presented. One of them is based on the analysis of pressure changes in the cannulas and pneumatic drain, the second one is based only on the pneumatic pressure variation. Section 3 presents the results of the diagnostic algorithm examination. The effectiveness of the proposed methods is compared. In the last section the obtained results are summarized and some proposals for further improvements are given when focusing on the development of diagnostic features based on analysis of the pneumatic pressure variation only.

Słowa kluczowe

PL

sztuczna komora serca; urządzenie wspomagające pracę serca; POLVAD; pełen wyrzut; całkowite napełnienie; PExSim

EN

artificial heart; ventricle assist device; POLVAD; complete filling; full emptying; PExSim

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2012
• Tom: R. 58, nr 1
• Strony: 40--43
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., fot., rys., wykr.

Twórcy

autor

Siewnicka A.

autor

Fajdek B.

autor

Janiszowski K.

autor

Chołost K.

• Instytut Automatyki i Robotyki, ul. Św. A. Boboli 8, 02-525 Warszawa,

Bibliografia

• [1] Główny Urząd Statystyczny (GUS), Mały rocznik statystyczny Polski, 2010, http://www.stat.gov.pl [access 15.03.2011].
• [2] World Health Organization (WHO), The top 10 causes of death, 2004, http://www.who.int [access 15.03.2011].
• [3] Ferrari G., De Lazzari C., Mimmoa R., Tostia G., Ambrosia D.: A modular numerical model of the cardiovascular system for studying and training in the field of cardiovascular physiopathology, Journal of Biomedical Engineering, 1992, vol. 14, pp. 91-107.
• [4] Mari A., Valerio A.: A circulatory model for the estimation of insulin sensitivity, Control Engineering Practice, 1997, vol. 5, pp. 1747-1752.
• [5] Avrahami I., Rosenfeld M., Einav S.: The Hemodynamics of the Berlin Pulsatile VAD and the Role of its MHV Configuration, Annals of Biomedical Engineering, 2006, vol. 34, pp. 1373-1388.
• [6] König C. S., Clark C., Mokhtarzadeh-Dehghan M. R.: Investigation of unsteady flow in a model of a ventricular assist device by numerical modeling and comparison with experiment, Medical Engineering & Physics, 1998, vol. 21, pp. 53-64.
• [7] Paszkowski M., Nawrat Z.: Influence of the inlet and outlet compliance on the effectiveness and work safety of a pneumatically-driven paracorporeal prosthetic ventricle, Acta of Bioengineering and Biomechanics, 2005, vol. 7, pp. 41-50.
• [8] Gawlikowski M., Pustelny T., Kustosz R., Darłak M.: Non invasive blood volume measurment in pneumatic ventricular assist device POLVAD, Molecular and Quantum Acoustics, 2006, vol. 27, pp. 97-106.
• [9] Ferrari G., De Lazzari C., Kozarski M., Darowski M.: Hybrid (Numerical-Physical) Circulatory Models: Description and Possible Applications, Biomedical Robotics and Biomechatronics, 2006, pp. 249-253.
• [10] Kozarski M., Ferrari G., Clemente F., et al.: A hybrid mock circulatory system: development and testing of an electro-hydraulic impedance simulator., Int J Artif Organs, 2003, Volume 26, pp. 53-63.
• [11] Kozarski M., Ferrari G., Zieliński K., Górczyńska K., Pałko K. J., Tokarz A., Darowski M.: A new hybrid electro-numerical model of the left ventricle, Computers in Biology and Medicine, 2008, Volume 38 (september), Pages 979-989.
• [12] Janiszowski K., Wnuk P.: A novel approach to the problem of the investigation of complex dynamic systems in an industrial environment, Problemy Eksploatacji, 2006, Vol. 4, 17-36.