Arquitectura de Control de Seguridad para Dispositivos de Asistencia Ventricular
Autores: Cavalheiro, André C. M.; Santos Filho, Diolino J.; Dias, Jônatas C.; Andrade, Aron J. P.; Cardoso, José R.; Tsuzuki, Marcos S. G.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Arquitectura de Control de Seguridad para Dispositivos de Asistencia Ventricular
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Enfermedad cardíaca
Dispositivo de asistencia ventricular
Bomba de sangre implantable
Garantía de rendimiento
Sistema de control
Sistema cardiovascular.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 25
Citaciones: Sin citaciones
En pacientes con enfermedad cardíaca severa, la implantación de un dispositivo de asistencia ventricular (VAD) puede ser necesaria, especialmente en pacientes con indicación para trasplante de corazón. Para esto, el Instituto Dante Pazzanese de Cardiología (IDPC) ha desarrollado una bomba de sangre centrífuga implantable que podrá ayudar a un corazón humano enfermo a mantener el flujo y la presión sanguínea fisiológicos. Este dispositivo se utilizará como un VAD totalmente o parcialmente implantable. Por lo tanto, la garantía de rendimiento y la correcta especificación del VAD son factores importantes para lograr una interacción segura entre el dispositivo y el comportamiento o condición del paciente. Incluso con dispositivos confiables, pueden ocurrir algunas fallas si el control de bombeo no se mantiene al día con los cambios en el comportamiento o condición del paciente. Si el sistema de control del VAD no tiene tolerancia a fallos y no hay adaptación dinámica del sistema que ocurra de acuerdo con los cambios en el sistema cardiovascular del paciente, se pueden observar una serie de limitaciones en los resultados y la efectividad de estos dispositivos, especialmente en pacientes con comorbilidades agudas. Este trabajo propone la aplicación de un enfoque mecatrónico a esta clase de dispositivos basado en técnicas avanzadas de control, instrumentación y automatización para definir un método para desarrollar un sistema de control supervisado jerárquico capaz de controlar el VAD de manera dinámica, automática y segura. Para esta metodología, se utilizaron conceptos basados en redes bayesianas (BN) para diagnosticar las condiciones del sistema cardiovascular del paciente, redes de Petri (PN) para generar el algoritmo de control del VAD y sistemas instrumentados de seguridad para garantizar la seguridad del sistema VAD.
Descripción
En pacientes con enfermedad cardíaca severa, la implantación de un dispositivo de asistencia ventricular (VAD) puede ser necesaria, especialmente en pacientes con indicación para trasplante de corazón. Para esto, el Instituto Dante Pazzanese de Cardiología (IDPC) ha desarrollado una bomba de sangre centrífuga implantable que podrá ayudar a un corazón humano enfermo a mantener el flujo y la presión sanguínea fisiológicos. Este dispositivo se utilizará como un VAD totalmente o parcialmente implantable. Por lo tanto, la garantía de rendimiento y la correcta especificación del VAD son factores importantes para lograr una interacción segura entre el dispositivo y el comportamiento o condición del paciente. Incluso con dispositivos confiables, pueden ocurrir algunas fallas si el control de bombeo no se mantiene al día con los cambios en el comportamiento o condición del paciente. Si el sistema de control del VAD no tiene tolerancia a fallos y no hay adaptación dinámica del sistema que ocurra de acuerdo con los cambios en el sistema cardiovascular del paciente, se pueden observar una serie de limitaciones en los resultados y la efectividad de estos dispositivos, especialmente en pacientes con comorbilidades agudas. Este trabajo propone la aplicación de un enfoque mecatrónico a esta clase de dispositivos basado en técnicas avanzadas de control, instrumentación y automatización para definir un método para desarrollar un sistema de control supervisado jerárquico capaz de controlar el VAD de manera dinámica, automática y segura. Para esta metodología, se utilizaron conceptos basados en redes bayesianas (BN) para diagnosticar las condiciones del sistema cardiovascular del paciente, redes de Petri (PN) para generar el algoritmo de control del VAD y sistemas instrumentados de seguridad para garantizar la seguridad del sistema VAD.