Wizyjny sensor dla precyzyjnej kontroli pracy VAD
W 2024 przypadł jubileusz 30-lecia instytutów Wydziału Cybernetyki. Jubileusz ten jest znakomitą okazją, aby przypomnieć wybrane projekty i wdrożenia opracowane na przestrzeni ostatnich trzydziestu lat przez pracowników tychże instytutów. W ramach prac Instytutu Teleinformatyki i Cyberbezpieczeństwa pod kierownictwem prof. Krzysztofa Murawskiego opracowano m.in. wizyjny sensor dla precyzyjnej kontroli pracy VAD.
W badaniu opracowano czujnik i metodę wyznaczania objętości wyrzutowej (SV) pulsacyjnej, pozaustrojowej, pneumatycznej pompy wspomagania pracy serca (VAD). VAD użyta w eksperymentach, składa się z komory krwistej i komory pneumatycznej, które rozdziela zespół membranowy (membrana wiotka). Naprzemienne, cykliczne, ruchy membrany wykonywane w dół i w górę wraz z wymuszonym przez ruch krwi zamykaniem i otwieraniem się sztucznych zastawek, powodują wyrzut i zasysanie krwi z i do komory krwistej.
Celem tej pracy było opracowanie czujnika i metody zdolnej do precyzyjnego określania objętości wyrzutowej krwi, dla dowolnego położenia i dowolnego kształtu zespołu membranowego. Zaproponowana technika powstała w wyniku analizy własności metod obecnie używanych. Nowa metoda objętość wyrzutową określa ona na podstawie kształtu 3D powierzchni membrany wiotkiej. Kształt membrany jest wyznaczany na podstawie analizy jednego zdjęcia przedstawiającego widok membrany, dzięki czemu uzyskuje się snaczną szybkość przetwarzania. W eksperymentach użyto silikonową membranę kompozytową z wkładem wykonanym z włókniny. Dzięki temu uzyskana membrana jest wiotka i jednocześnie nierozciągliwa. Dla niej przeprowadzono badania z użyciem wytworzonego sensora i opracowanej metody wyznaczania objętości wyrzutowej. W trakcie badań błąd bezwzględny pomiaru SV wyniósł średnio 1,83 ml przy pojemności komory krwistej równej 120 ml i maksymalnej objętości wyrzutowej równej 70 ml. Średni błąd względny wyznaczany w tych samych warunkach nie przekroczył 1,5% w całym zakresie pomiarowym, co jest więcej niż zadowalające.
Grafika: WCY