e–learningová výuka medicíny

Umělá plicní ventilace

Jan Rusz - Diplomová práce 2008 1/15

Cíle práce

• Vývoj modelu umělé plicní ventilace Návrh respiračního systému Návrh ventilátoru Realizace modelu Identifikace modelu metodou ARX

• Navržení grafického rozhraní (trenažéru)

• Implementace modelu základních propojených fyziologických funkcí člověka

Motivace: „e-learningová výuka medicíny“

Jan Rusz - Diplomová práce 2008 2/15

Respirační systém

Jan Rusz - Diplomová práce 2008 3/15

Analogie elektrického systému

Weibelův morfologický model plic

Jan Rusz - Diplomová práce 2008 4/15

Dostupné modely

Jan Rusz - Diplomová práce 2008 5/15

Model umělé plicní ventilace

Jan Rusz - Diplomová práce 2008 5/15

Model umělé plicní ventilace

Jan Rusz - Diplomová práce 2008 5/15

Model umělé plicní ventilace

Jan Rusz - Diplomová práce 2008 5/15

Model umělé plicní ventilace

Jan Rusz - Diplomová práce 2008 6/15

Výstupy modelu

Jan Rusz - Diplomová práce 2008 7/15

Výstupy modelu

Jan Rusz - Diplomová práce 2008 8/15

Realizace modelu

• Matlab/Simulink

• Simscape

• Stavový popis

• Řízení času – StateFlow

• Využití Enabled/Triggered Subsystémů

Jan Rusz - Diplomová práce 2008 9/15

Identifikace metodou ARX

Jan Rusz - Diplomová práce 2008 10/15

Model globálních fyziologických funkcí dle A. Guytona

Jan Rusz - Diplomová práce 2008 10/15

Model globálních fyziologických funkcí dle A. Guytona

Jan Rusz - Diplomová práce 2008 10/15

Model globálních fyziologických funkcí dle A. Guytona

Jan Rusz - Diplomová práce 2008 11/15

Grafický interface - trenažer modelu

Jan Rusz - Diplomová práce 2008 12/15

Grafický interface - trenažer modelu

Jan Rusz - Diplomová práce 2008 13/15

Shrnutí dosažených výsledků

• Matematický model globálních fyziologických funkcí dle Prof. A. Guytona

• Návrh modelu respiračního systému• Nelineární model ventilátoru• Spojení modelu respiračního sytému a ventilátoru

Elektrické schéma Stavový popis Řízení modelu

• ARX identifikace• Grafický interface• Publikace

Jan Rusz - Diplomová práce 2008 14/15

Další rozšíření práce

• Model Jednotlivé módy řízené plicní ventilace Simulace spontánního dýchání Patologie respiračního systému Rozšíření o přenos krevních plynů Ovlivnění cirkulačního systému Spojení s globálním modelem fyziologických funkcí Vytvoření GUI v jazyce C#, a grafických prvků, které umožní

vytvořit výukové simulátory dostupné přímo z webových stránek

Jan Rusz - Diplomová práce 2008 15/15

Další rozšíření práce

• Získání klinických dat

• Lepší metody identifikace

• Online identifikace

• Automatické řízení ventilátoru při různých patologických aspektech