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InCor pediatric simulator development of a pediatric mock circulation loop with an automated adjustment of pressures.

Daniel Seidenberger Torres Idágene Aparecida Cestari

2017

Localização: EPBC - Esc. Politécnica-Bib Central    (FT-3939 versão corr. )(Acessar)

  • Título:
    InCor pediatric simulator development of a pediatric mock circulation loop with an automated adjustment of pressures.
  • Autor: Daniel Seidenberger Torres
  • Idágene Aparecida Cestari
  • Assuntos: BIOENGENHARIA; DISPOSITIVOS E INSTRUMENTOS MÉDICOS; MODELOS FISIOLÓGICOS
  • Notas: Tese (Doutorado)
  • Notas Locais: Programa Engenharia Elétrica
  • Descrição: Os dispositivos de assistência ventricular (DAVs) podem ser utilizados para a estabilização hemodinâmica de pacientes à espera do transplante cardíaco. Os avanços nas tecnologias e a utilização de materiais biocompatíveis vem contribuindo para o desenvolvimento de dispositivos com dimensões reduzidas e menor trauma ao sangue. A avaliação do desempenho desses dispositivos demanda a utilização de simuladores hidráulicos do sistema circulatório que reproduzam as pressões e fluxos existentes nas condições fisiológicas de interesse. Este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de um simulador da circulação pediátrica com ajustes automatizados de pressões. O simulador é composto por um circuito hidráulico modelando os laços sistêmico e pulmonar e um sistema microcontrolado com uma interface de usuário para medição e visualização dos fluxos e pressões ventriculares e automatização dos ajustes das pressões arteriais aórtica e pulmonar (PAo, PAP) e das pressões atriais esquerda e direita (PAE, PAD). Duas bombas pulsáteis com 15 ml de volume de ejeção são utilizadas para modelar os comportamentos mecânicos dos ventrículos esquerdo e direito. As complacências da aorta e da artéria pulmonar e as pré-cargas dos ventrículos são simuladas por câmaras com volumes ajustáveis de ar e líquido (análogo sanguíneo) utilizando uma bomba de ar. As resistências hidráulicas dos laços são ajustadas por oclusores motorizados. Os sinais instantâneos dos fluxos de entrada e saída dos DAVs e das pressões arteriais, atriais e ventriculares são obtidos por transdutores e digitalizados em um microcontrolador que comanda os oclusores e a bomba de ar. Foram desenvolvidos algoritmos para ajustes das resistências, complacências e pré-cargas. Uma interface gráfica de usuário apresenta os sinais em tempo real
    (ou gravados) permitindo a escolha dos parâmetros e condições de simulação. O desempenho do sistema de automatização foi avaliado nas simulações de: 1) condições definidas pelo aplicativo da interface e 2) condições fisiológicas (normal e redução na contratilidade do miocárdio). No modelo hidráulico sistêmico as pressões foram ajustadas em ambas as situações com erro máximo de 0,5% para a PAo e 5% para a PAE em aproximadamente 80 segundos. No modelo completo da circulação o erro máximo para as simulações de condições fisiológicas foi de 4% para as pressões arteriais e 5% para as atriais. Os resultados obtidos demonstram que o simulador desenvolvido permite reproduzir adequadamente as características da circulação pediátrica essenciais para a avaliação do desempenho de dispositivos de assistência mecânica. O simulador é portátil, de fácil utilização e pode ser utilizado como ferramenta didática ou para o treinamento de profissionais da saúde envolvidos em assistência a pacientes com suporte circulatório.
  • Data de criação/publicação: 2017
  • Formato: 107 p.
  • Idioma: Português
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