Математическое и алгоритмическое обеспечение автоматизированной системы радиочастотной деструкции

• Автор: Кирдяшкин, Дмитрий Александрович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 129 с. : ил

Содержание

ф Содержание.

Введение.

1. Математическое обеспечение системы радиочастотной деструкции.

1.1.Введени е

1.2.Постановка задачи .

1.3.Физикоматематическая модель области прогрева при воздействии током высокой частоты на сердечную ткань.

1.4. Расчет температурного профиля в миокарде при радиочастотной деструкции сердца

1.5.Вывод ы

2. Алгоритмическое обеспечение системы радиочастотной деструкции

2.1.Введени е

2.2.Постановка задачи
2.3.Адаптивная система управления радиочастотным деструктором
2.4. Алгоритм контроля температуры и мощности с ПИД
4 регулированием
2.5.Вывод ы
3. Практическая реализация математикоалгоритмического обеспечения.
3.1.Введени е
3.2. Постановка задачи.
3.3.Аппаратнопрограммный комплекс радиочастотной деструкции
сердца.
3.4.Выводы
Заключение.
Литература


Таким образом, из вышеприведенного анализа видно, что разные работы в области радиочастотной абляции касались главным образом исследований параметров и техники процесса. Основная же проблема создания надежных алгоритмов для безопасного управления процессами воздействия на миокард, а также контроля температуры и мощности в процедуре РЧ абляции, осталась в стороне. Для качественного управления технологическим процессом , необходимо полное знание всех его статических и динамических свойств, характеристик и параметров. Причем чем полнее будет проведено исследование объекта управления (ОУ), тем лучше. Рис. Для наиболее полного и точного описания ОУ, с возможностью дальнейшей подстройки и корректировки его параметров, лучше всего подойдут методы математического моделирования. Таким образом, один из главных этапов автоматизации технологического процесса - это его исследование и разработка его математической модели рис. Качественный, надежный алгоритм управления, использующий максимум полученных знаний об объекте из результатов исследования и математического описания - это второй, не менее важный шаг на пути к автоматизации. И, наконец, реализация и внедрение новых технологий в технических системах управления - это заключительный этап автоматизации технологического процесса. Для создания алгоритма управления радиочастотной деструкцией необходимо математическое описание процесса воздействия токами высокой частоты на ткани миокарда с учетом максимального количества его параметров и особенностей. Математическая постановка задачи развития областей прогрева ткани сердца и коагуляции белка базируется на уравнениях, описывающих процесс распространения тепла по среде с кусочно-постоянными электрическими и теплофизическими характеристиками. Разработке термодинамической модели и результатам математического моделирования процесса РЧ абляции посвящены работы диссертанта, Н. М. Федотова, С. С. Бондарчука, А. А.Шелупанова [-], результаты которых достаточно хорошо согласуются с выводами других исследователей [-, ]. РЧ мощностью. Анализ результатов моделирования показал, что хотя контроль температуры является наиболее приемлемым, адекватное значение температуры в подповерхностном слое невозможно получить температурными датчиками электрода-катетера. В результате экспериментов, проведенных диссертантом совместно с Н. М. Федотовым и A. С. Перегрев, возникающий при этом, может приводить к неучтенной коагуляции и разрушению участков миокарда [8]. Учет в термодинамической модели фактора охлаждения электрода потоком крови позволит преодолеть эту проблему. Диссертантом в работах [, -] была предложена математическая модель прогрева с учетом фактора охлаждения электрода и расчетом возникающих при этом максимальных температур в толще сердечной ткани и ее использование в дальнейшем для идентификации процесса воздействия в системе адаптивного регулирования мощностью. Работа алгоритма контроля и корректировки мощности в процедуре радиочастотной абляции заключается в эффективном управлении величиной мощности высокочастотного генератора, и, следовательно, температурой катетера. Важным является предотвращение перегрева рабочей зоны, а также ее постепенный прогрев при включении мощности. Все вышеперечисленные требования к управлению должны быть учтены при проектировании системы автоматического управления радиочастотной деструкцией. Как правило, простейшая система автоматического управления состоит из объекта управления (ОУ) и регулятора (Р) (рис. Объектом управления в системе радиочастотной деструкции сердца является область сердечной ткани, которая подвергается абляции. Рис. На объект могут оказывать воздействие возмущения в видец(0, например охлаждение электрода и стенки сосуда потоком крови. Регулирующее воздействие и(0 на объект формируется регулятором по определенной зависимости исходя из первичной информации 6(0, х{Х)9к(г). Такая зависимость называется законом регулирования (управления) [-]. В настоящее время у ряда производителей можно отметить несколько разных подходов к решению задач, связанных с разработкой систем управления процессом радиочастотной деструкции. В таблице 1. Таблица 1.