00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) IC - INSTITUTO DE COMPUTAÇÃO TRABALHOS DE CONCLUSÃO DE CURSO (TCC) - GRADUAÇÃO - IC Trabalhos de Conclusão de Curso (TCC) - Bacharelado - ENGENHARIA DE COMPUTAÇÃO- IC
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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: A framework for studies of physiological control systems applied to ventricular assist devices
Autor(es): Matos Júnior, Roger de Almeida
Primeiro Orientador: Cordeiro, Thiago Damasceno
metadata.dc.contributor.referee1: Almeida, Tiago Alves de
metadata.dc.contributor.referee2: Silva, Luís Felipe Vieira
Resumo: Dispositivos de assistência ventricular são bombas mecânicas usadas como suporte para pacientes com insuficiência cardíaca. Esses dispositivos são um grande objeto de pesquisa no campo da engenharia biomédica, com foco no control de sistemas fisiológicos com o objetivo de melhorar a performance desses dispositivos. Pesquisadores da Universidade Federal de Alagoas têm investigado diversas estratégias de controle aplicadas a eles há anos. Nessas investigações anteriores, um modelo numérico do coração esquerdo foi utilizado com sucesso para performar simulações de controle. Entretanto, para que se obtenham resultados ainda mais acurados, um modelo mais complexo é necessário. Esse trabalho desenvolve um framework de um modelo do sistema cardiovascular humano que considera ambos os lados do coração e outras variáveis hemodinâmicas. Esse framework permite que um dispositivo de assistência ventricular seja acoplado a ele e controlado. Como prova de conceito, o modelo numérico foi inteiramento simulado utilizando um script em MATLAB® e obteve uma boa performance com um controlador Starling-like, que é uma técnica de controle que usa variáveis do modelo desenvolvido, como o fluxo da bomba e a pressão ventricular esquerda final diastólica. As simulações alcançaram os resultados esperados e o código open source desse framework está disponível para download.
Abstract: Ventricular assist devices are mechanical pumps used as support to patients with heart failure. These devices are a great object of research in the biomedical engineering field, with focus on physiological control systems in order to improve the performance of these devices. Researchers at the Universidade Federal de Alagoas have investigated several control strategies applied to them for years. In these previous investigations, a left heart numerical model was successfully used to perform control simulations. However, in order to have even more accurate results, a more complex model is necessary. This work develops a human cardiovascular system model framework that considers both sides of the heart and other hemodynamical variables. This framework allows a ventricular assist device to be coupled to it and controlled. As a proof of concept, the entire numerical model was simulated using a script in MATLAB® and performed well with a Starling-like controller, which is a control technique that uses variables from the developed model, such as the pump flow and the left-ventricular end-diastolic pressure. The simulations reached the expected results and the open source code of this framework is available to download.
Palavras-chave: Modelo do sistema cardiovascular
Dispositivo de assistência ventricular
Sistemas fisiológicos
Controle starling-like
Engenharia biomédica
Cardiovascular system model
Ventricular assist device
Physiological systems
Starling-like control
Biomedical engineering
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
Idioma: eng
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.department: Curso Engenharia da Computação
Citação: MATOS JÚNIOR, Roger de Almeida. A framework for studies of physiological control systems applied to ventricular assist devices. 2023. 46 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia da Computação) – Instituto de Computação, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2023.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/12332
Data do documento: 30-jan-2023
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