Разработка и исследование моделей, алгоритмов, программно-аппаратного обеспечения для измерительно-управляющего комплекса технико-биологической системы : На примере аппаратов вспомогательного кровообращения

• Автор: Сурков, Дмитрий Александрович
• Шифр специальности: 05.13.01, 14.00.41
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 149 с. : ил.

1.1. Обзор математических моделей организмаппарат, системы кровообращения, сердца .

1.1.1. Обзор математических моделей организмаппарат

1.1.2. Обзор математических моделей системы кровообращения

1.1.3. Обзор моделей сердца.

1.2. Вспомогательное кровообращение, обход левою желудочка сердца. Аппараты, применяемые при обходе .левого желудочка сердца. мммммчнитмнмнннммми1мн
1.3. Принципы управления аппаратами вспомогательного кровообращения пульсирующего типа, подключаемых по схеме желудочекаорта

1.4. Постановка задачи исследования

Выводы по первой главе

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ КОМПЛЕКСНОЙ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ СИСТЕМЫ КРОВООБРАЩЕНИЯ И АППАРАТА ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ ПУЛЬСИРУЮЩЕГО ТИПА.

2.1. Структурная схема модели кровообращения.м.миммммммммимммимиммммммммммтммммм.

2.2. Разработка отдельных блоков модели системы кровообращения

2.2.1. Разработка модели сердца.
2.2.2. Тканевый метаболизм
2.2.3. Артериальный резервуар.
2.2.4. Венозный резервуар.
2.2.5. Периферическая система.
2.2.6. Нейрогуморалыюе управление
2.3. Адекватность обобщенной математической модели системы кровообращения
2.3.1. Моделирование состояния покоя
2.3.2. Моделирование умеренной физической нагрузки
2.3.3. Моделирование умеренной эмоциональной нагрузки.
2.3.4. Моделирование искусственного ритмоводителя сердца
2.3.5. Моделирование сердечной недостаточности
2.4. Описание разрабатываемой системы М1ММММММ1ИММ1НИММ1Мт1НММММИМММММИМММММНН
2.4.1.Описание имплантируемой части.
2.4.2.0писание носимой части
2.4.3. Описание устройства Монитор
2.4.4. Блоки питания
2.5. Разработка модели аппарата вспомогательного кровообращения пульсирующего типа
2.6. Разработка комплексной модели ММ1ММММММММММИМИМ1МтММНН1МН1ММИНМ1ММИМНМММ1М Выводы по второй главе
ГЛАВА 3. АНАЛИЗ ПАРАМЕТРОВ И АЛГОРИТМА РАБОТЫ АППАРАТА ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ ПУЛЬСИРУЮЩЕГО ТИПА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОМПЛЕКСНОЙ МОДЕЛИ.
3.1. Анализ и выбор параметров разрабатываемого аппарата вспомогательного кровообращения и исследование алгоритма управления с использованием комплексной математической модели
3.2. Влияние скорости опорожнения камеры насоса на параметры ссрдсчнососудистой системы. Зависимость опорожнения камеры насоса от е наполнения
3.2.1. Работа аппарата вспомогательного кровообращения.
3.2.2. Исследование влияния объма камеры насоса на параметры
системы кровообращения.
3.2.3. Исследование комплексного влияния параметров камеры насоса на функциональное состояние системы кровообращения при различных возмущающих воздействиях
3.2.4. Выбор формы потока крови из насоса в аорту.
3.2.5. Работа насоса при восстановлении функционального состояния миокарда
3.3. Применение косвенного метода измерения времени полного наполнения камеры искусственного желудочка сердца .
3.4. Алгоритм управления, разработанный для привода насоса вспомогательного кровообращения пульсирующего типа ММ1М1МММИММ1ММММММММ1ММММИМММ1ММММММИИМНМ1МММН1НММН1МНМММ
Блоксхема алгоритма работы АВК.
Выводы по третьей главе.
ГЛАВА 4. РЕАЛИЗАЦИЯ АЛГОРИТМА УПРАВЛЕНИЯ АППАРАТОМ ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ ПУЛЬСИРУЮЩЕГО ТИПА И ПРОВЕДЕНИЕ СТЕНДОВЫХ ИСПЫТАНИЙ.
4.1. Структурная схема управления приводом ИЖС. Выбор микроконтроллера. .
4.2. Беспроводное управление,
4.3. Работа с комплексом ИЖС. Описание системы отображения параметров работы комплекса ИЖС. Управление комплексом ИЖС
4.4. Стендовые испытания 1ММММММ1НМ1ММММММММММНМММММММ1М1МММ1МИММММ1МММ
4.4.1. Определение ударного выброса привода ИЖС при максимальном ходе толкателя.
4.4.2. Определение качества работы датчика, основанного на эффекте Холла, регистрирующего полное наполнение камеры насоса
4.4.3. Определение величины регургитации клапана
4.4.4. Определение зависимости выходного напряжения с оптического датчика от давления внутри камеры насоса.
4.4.5. Оценка точности реализации выбранного эвристического алгоритма.
4.4.6. Опробование работы двух независимых комплексов АВК, подключенных к одному стенду.
Выводы по четвртой главе.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


ИоБКт , исследуя эластичный резервуар Франка, использовал простейшую модель левого желудочка в виде источника, импульсы объмной скорости тока крови которого поступают в камеру модели. Эти импульсы имеют во времени синусоидальную форму, которая была выбрана, исходя из экспериментальных данных и возможности относительно простого аналитического исследования модели. Позже , при использовании модели желудочка сердца в виде источника импульсов кровотока, было показано, что модель недостаточно адекватна живому сердцу. Графики давления этой модели довольно далеки от физиологических рис. Рис. Де Патер и Ван ден Берг увеличили число элементов модели сосудистой системы, а также создали свою модель сердца рис. Каждый из отделов сердца моделировался как источник электрических импульсов напряжения, имеющих вполне определнную фор. В схему модели входят также диоды, моделирующие клапаны сердца, и элементы, учитывающие сопротивление клапанов и инерционность масс вытекающей крови. Параллельно с разработкой моделей сердца, представляющих собой источники давления или кровотока, проводилось широкое исследование модели сердца в виде переменной электрической мкости. Эта модель заняла довольно прочное место в последних разработках в связи с общим представлением желудочков сердца как эластичных камер, простотой и наглядностью модели. Совершенная модель, в которой в качестве модели желудочков сердца использована переменная электрическая мкость, описана ОеГагсБ е1 а рис 4. Похожие модели представлены в , . Рис. В модели Дефара величина жсткости 1 С1 рассчитывается непрерывно.