Un banco de pruebas automatizado de hardware en bucle cerrado para evaluar controladores de resucitación de shock hemorrágico
Autores: Snider, Eric. J.; Berard, David; Vega, Saul J.; Hernandez Torres, Sofia I.; Avital, Guy; Boice, Emily N.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Un banco de pruebas automatizado de hardware en bucle cerrado para evaluar controladores de resucitación de shock hemorrágico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Bioingeniería
Palabras clave
Hemorragia
Controladores de reanimación
Banco de pruebas hardware-in-loop
Resistencia fluidica
Controladores de circuito cerrado
Métricas de rendimiento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 25
Citaciones: Sin citaciones
La hemorragia sigue siendo una de las principales causas de muerte, con la resucitación de líquidos dirigida a objetivos tempranos siendo un pilar de prevención de mortalidad. Aunque la resucitación de circuito cerrado puede beneficiar potencialmente este esfuerzo, el desarrollo de estos sistemas es intensivo en recursos, lo que dificulta la comparación de controladores de infusión y hardware respectivo dentro de una variedad de escenarios de hemorragia fisiológicamente relevantes. Aquí presentamos un banco de pruebas automatizado de hardware en bucle para controladores de resucitación (HATRC) que proporciona una metodología simple pero robusta para evaluar controladores. HATRC es un sistema de banco de pruebas de bucle de flujo compuesto por múltiples PhysioVessels que imitan la capacidad de respuesta presión-volumen para diferentes infusatos de resucitación. Se integraron la variabilidad del sujeto y el cambio de infusato para pruebas más complejas. Además, HATRC puede modular la resistencia fluida para imitar los cambios de resistencia arterial después de la administración de vasopresores. Finalmente, todas las tasas de salida son controladas por computadora, con reglas para dictar tasas de hemorragia, coagulación y orina. Utilizando HATRC, evaluamos un controlador de tabla de decisiones a dos tasas de muestreo con diferentes escenarios de hemorragia. HATRC permite la cuantificación de doce métricas de rendimiento para cada configuración y escenario de controlador, produciendo resultados heterogéneos y resaltando la necesidad de evaluar controladores con múltiples escenarios de hemorragia. En conclusión, HATRC se puede utilizar para evaluar controladores de circuito cerrado a través de escenarios de hemorragia definidos por el usuario mientras se califica su rendimiento. La resolución extensiva de problemas del controlador utilizando HATRC puede acelerar el desarrollo del producto y la posterior traducción.
Descripción
La hemorragia sigue siendo una de las principales causas de muerte, con la resucitación de líquidos dirigida a objetivos tempranos siendo un pilar de prevención de mortalidad. Aunque la resucitación de circuito cerrado puede beneficiar potencialmente este esfuerzo, el desarrollo de estos sistemas es intensivo en recursos, lo que dificulta la comparación de controladores de infusión y hardware respectivo dentro de una variedad de escenarios de hemorragia fisiológicamente relevantes. Aquí presentamos un banco de pruebas automatizado de hardware en bucle para controladores de resucitación (HATRC) que proporciona una metodología simple pero robusta para evaluar controladores. HATRC es un sistema de banco de pruebas de bucle de flujo compuesto por múltiples PhysioVessels que imitan la capacidad de respuesta presión-volumen para diferentes infusatos de resucitación. Se integraron la variabilidad del sujeto y el cambio de infusato para pruebas más complejas. Además, HATRC puede modular la resistencia fluida para imitar los cambios de resistencia arterial después de la administración de vasopresores. Finalmente, todas las tasas de salida son controladas por computadora, con reglas para dictar tasas de hemorragia, coagulación y orina. Utilizando HATRC, evaluamos un controlador de tabla de decisiones a dos tasas de muestreo con diferentes escenarios de hemorragia. HATRC permite la cuantificación de doce métricas de rendimiento para cada configuración y escenario de controlador, produciendo resultados heterogéneos y resaltando la necesidad de evaluar controladores con múltiples escenarios de hemorragia. En conclusión, HATRC se puede utilizar para evaluar controladores de circuito cerrado a través de escenarios de hemorragia definidos por el usuario mientras se califica su rendimiento. La resolución extensiva de problemas del controlador utilizando HATRC puede acelerar el desarrollo del producto y la posterior traducción.