Adaptivní model kardiovaskulárního...
Transcript of Adaptivní model kardiovaskulárního...
![Page 1: Adaptivní model kardiovaskulárního systémubmeg.fel.cvut.cz/wp-content/uploads/2014/04/ni_days_2013_amcs... · Data Dashboard for LabVIEW ... • ČVUT – akademická licence,](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022042620/5a9e4d307f8b9a2e688d38d9/html5/thumbnails/1.jpg)
ni.com bmeg.fel.cvut.cz NIDays 2013
Adaptivní model kardiovaskulárního
systému NIDays 2013
7.11.2013, Praha Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze
Matouš Pokorný
![Page 2: Adaptivní model kardiovaskulárního systémubmeg.fel.cvut.cz/wp-content/uploads/2014/04/ni_days_2013_amcs... · Data Dashboard for LabVIEW ... • ČVUT – akademická licence,](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022042620/5a9e4d307f8b9a2e688d38d9/html5/thumbnails/2.jpg)
ni.com bmeg.fel.cvut.cz NIDays 2013
Obsah prezentace
• Obsah prezentace • Celkem 14 stran, odhadovaný čas prezentace 20 minut
• Kdo jsme a co děláme?
• Co je adaptivní model kardiovaskulárního systému a k čemu slouží?
• Technické řešení • Struktura systému • Popis hardware • Popis software
• Budoucnost projektu
• Shrnutí a závěr
![Page 3: Adaptivní model kardiovaskulárního systémubmeg.fel.cvut.cz/wp-content/uploads/2014/04/ni_days_2013_amcs... · Data Dashboard for LabVIEW ... • ČVUT – akademická licence,](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022042620/5a9e4d307f8b9a2e688d38d9/html5/thumbnails/3.jpg)
ni.com bmeg.fel.cvut.cz NIDays 2013
Kdo jsme?
• Biomedical Electronics Group – bmeg.fel.cvut.cz • Katedra teorie obvodů FEL ČVUT
• Co děláme v oboru biomedicíny a asistivních technologií? • Telemonitoring a telemedicínu obecně • Sběr a analýzu biologických signálů • Návrh související elektroniky • Výuka předmětů, závěrečné práce
• Spolupráce • S lékaři
o Neurologická klinika 1. LF UK a VFN v Praze a ÚŽFG AV ČR o II. interní klinika FNKV
• Zahraniční o TU Tampere (Finsko), RWTH Aachen (Německo)
![Page 4: Adaptivní model kardiovaskulárního systémubmeg.fel.cvut.cz/wp-content/uploads/2014/04/ni_days_2013_amcs... · Data Dashboard for LabVIEW ... • ČVUT – akademická licence,](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022042620/5a9e4d307f8b9a2e688d38d9/html5/thumbnails/4.jpg)
ni.com bmeg.fel.cvut.cz NIDays 2013
Co je AMCS a k čemu slouží?
• Mechanický simulátor lidského krevního řečiště • Soustava trubic, ventilů, čerpadla a „inteligentního“ řízení • Praktické dovednosti, možnost „podívat se dovnitř“ bez
ohrožení zdravotního stavu • Závěrečné práce
• Výzkumná činnost • Modelování kardiovaskulárního systému • Určování hemodynamických parametrů • Telemetrické systémy
• Neustálý vývoj • Spolupráce více projektů
![Page 5: Adaptivní model kardiovaskulárního systémubmeg.fel.cvut.cz/wp-content/uploads/2014/04/ni_days_2013_amcs... · Data Dashboard for LabVIEW ... • ČVUT – akademická licence,](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022042620/5a9e4d307f8b9a2e688d38d9/html5/thumbnails/5.jpg)
ni.com bmeg.fel.cvut.cz NIDays 2013
Jak to funguje?
![Page 6: Adaptivní model kardiovaskulárního systémubmeg.fel.cvut.cz/wp-content/uploads/2014/04/ni_days_2013_amcs... · Data Dashboard for LabVIEW ... • ČVUT – akademická licence,](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022042620/5a9e4d307f8b9a2e688d38d9/html5/thumbnails/6.jpg)
ni.com bmeg.fel.cvut.cz NIDays 2013
Struktura systému
![Page 7: Adaptivní model kardiovaskulárního systémubmeg.fel.cvut.cz/wp-content/uploads/2014/04/ni_days_2013_amcs... · Data Dashboard for LabVIEW ... • ČVUT – akademická licence,](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022042620/5a9e4d307f8b9a2e688d38d9/html5/thumbnails/7.jpg)
ni.com bmeg.fel.cvut.cz NIDays 2013
Mechanický model
• Proměnné parametry: • Tepová frekvence • Tepový objem • Vaskulární rezistence
• Periférní rezistence pomocí kapilárního dializačního filtru
• Pružnost hadic • Klinické cévní zavaděče • Lékařské vybavení
• Katétry, senzory
![Page 8: Adaptivní model kardiovaskulárního systémubmeg.fel.cvut.cz/wp-content/uploads/2014/04/ni_days_2013_amcs... · Data Dashboard for LabVIEW ... • ČVUT – akademická licence,](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022042620/5a9e4d307f8b9a2e688d38d9/html5/thumbnails/8.jpg)
ni.com bmeg.fel.cvut.cz NIDays 2013
Telemetrická jednotka
• Snímané biosignály: • Elektrokardiogram (EKG) • Fotopletysmogram (PPG)
• Přenos dat pomocí WiFi • Vývojový kit STM32 Primer2
• Kapesní a elegantní provedení • Rozšiřující moduly
• Projekt snímání PPG v uchu • Dlouhodobý monitoring osob v reálném životě
![Page 9: Adaptivní model kardiovaskulárního systémubmeg.fel.cvut.cz/wp-content/uploads/2014/04/ni_days_2013_amcs... · Data Dashboard for LabVIEW ... • ČVUT – akademická licence,](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022042620/5a9e4d307f8b9a2e688d38d9/html5/thumbnails/9.jpg)
ni.com bmeg.fel.cvut.cz NIDays 2013
Centrální a vzdálená řídicí jednotka
• Vzdálená jednotka ovládání
a vizualizace • Tablet a aplikace Data Dashboard for LabVIEW • Vizualizace • Manuální ovládání
• Centrální jednotka • Sběr a ukládání naměřených dat • Výpočty • Řízení / manuální ovládání • Vizualizace
![Page 10: Adaptivní model kardiovaskulárního systémubmeg.fel.cvut.cz/wp-content/uploads/2014/04/ni_days_2013_amcs... · Data Dashboard for LabVIEW ... • ČVUT – akademická licence,](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022042620/5a9e4d307f8b9a2e688d38d9/html5/thumbnails/10.jpg)
ni.com bmeg.fel.cvut.cz NIDays 2013
Software
• Komunikace • Sériová linka (VISA) – mechanický model • Sockety – telemetrická jednotka
• Algoritmy • Určení tepové frekvence
• Detekce R vln EKG pomocí plovoucího prahu • Rychlost šíření pulzní vlny
• Měření zpoždění mezi R vlnou EKG a následujícím maximem PPG • Barvivová diluce a termodiluce
• Integrace křivky změřené na detekčním senzoru, změny jsou vyvolány chladným fyziologickým roztokem nebo barvivem
• Řízení • Řízení mechanického modelu v otevřené smyčce
![Page 11: Adaptivní model kardiovaskulárního systémubmeg.fel.cvut.cz/wp-content/uploads/2014/04/ni_days_2013_amcs... · Data Dashboard for LabVIEW ... • ČVUT – akademická licence,](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022042620/5a9e4d307f8b9a2e688d38d9/html5/thumbnails/11.jpg)
ni.com bmeg.fel.cvut.cz NIDays 2013
Využití NI LabVIEW
• Centrální a vzdálená jednotka (Data Dashboard LabVIEW)
• Rozhraní s vlastním systémem • Komplexní pokrytí funkcionality • Podpora
• National Intruments • ČVUT – akademická licence, výuka => studenti znají LabVIEW
• Přehledný kód • Lokalizace chyb • Rychlé ladění
![Page 12: Adaptivní model kardiovaskulárního systémubmeg.fel.cvut.cz/wp-content/uploads/2014/04/ni_days_2013_amcs... · Data Dashboard for LabVIEW ... • ČVUT – akademická licence,](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022042620/5a9e4d307f8b9a2e688d38d9/html5/thumbnails/12.jpg)
ni.com bmeg.fel.cvut.cz NIDays 2013
Budoucnost projektu
• Vytvořit věrný model kardiovaskulárního systému • Malý a velký krevní oběh
• Části lidského těla => části systému
• Zpětnovazební řízení • Více proměnných parametrů • Závěrečné práce
![Page 13: Adaptivní model kardiovaskulárního systémubmeg.fel.cvut.cz/wp-content/uploads/2014/04/ni_days_2013_amcs... · Data Dashboard for LabVIEW ... • ČVUT – akademická licence,](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022042620/5a9e4d307f8b9a2e688d38d9/html5/thumbnails/13.jpg)
ni.com bmeg.fel.cvut.cz NIDays 2013
Shrnutí a závěr
• Realizace AMCS • Propojení více projektů • Demonstrace ve výuce
• Praktické dovednosti • Možnost „podívat se dovnitř“ • Souvislosti
• Výzkumná činnost • Stále se rozvíjející projekt • Bohatá funkcionalita a rychlá implementace díky
NI LabVIEW
![Page 14: Adaptivní model kardiovaskulárního systémubmeg.fel.cvut.cz/wp-content/uploads/2014/04/ni_days_2013_amcs... · Data Dashboard for LabVIEW ... • ČVUT – akademická licence,](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022042620/5a9e4d307f8b9a2e688d38d9/html5/thumbnails/14.jpg)
ni.com bmeg.fel.cvut.cz NIDays 2013
Adaptivní model kardiovaskulárního
systému NIDays 2013
7.11.2013, Praha Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze
Matouš Pokorný