مدلسازی و کنترل غیر تهاجمی پمپ های خون قابل کاشت در بدن برای بیماران نارسایی قلبی

تجهیزات کمکی بطن چپ(lvad)، پمپ های مکانیکی است که به کمک عمل جراحی در بدن بیمارانی که در مراحل خطرناک و نهایی نارسایی تراکمی قلب هستند، قرار می گیرد و به ادامه یافتن جریان خون همچون حالت طبیعی از قلب بیمار کمک می نماید. پمپ های نوع روتاری یا چرخان، میزان جریان خون عبوری از lvad را به کمک کنترل سرعت متغیر پره های پمپ کنترل می نماید. یکی از چالش های مهم در بکار بردن این تجهیزات، اجتناب از پمپاژ بیش از اندازه خون از بطن چپ (که به عنوان پدیده مکش یا suction شناخته می شود) می باشد، که باعث تخریب قلب بخاطر سرعت بالای پمپ می شود. یکی از نوآوری های این سیستم کنترلی، کنترل سرعت برای اجتناب از قرارگیری در این محدوده می باشد. در این پایان نامه، ابتدا مدار ترکیبی مدل غیر خطی متغیر با زمان، lvadبا سیستم قلبی- عروقی مورد بررسی قرار خواهد گرفت. با استفاده از این مدل، مشخصه مکش (suction index) برای تشخیص حالت مکش مورد آزمایش قرار می گیرد. در پایان، سیستمی کنترلی، بر پایه منطق فازی و مدل پیشگویانه ارائه خواهد شد که سیگنال جریان پمپ را برای تنظیم سرعت پمپ بر اساس مشخصه مکش و آستانه مربوطه تنظیم می کند. هدف این روش کنترلی، بروزرسانی و متناسب سازی سرعت چرخش پمپ برای تطابق با تغییرات فیزیولوژیکی بیمار در کمترین زمان و بدون رخداد پدیده مکش می باشد. نتایج شبیه سازی برای شرایط مختلف و سطح فعالیت های مختلف بیمار ارائه خواهد شد و قدرتمندی کنترلر در کاهش اثرات نویز نیز مورد بحث و بررسی قرار خواهد گرفت.