کاربرد نامساوی ماتریسی خطی برای کنترل غیر تهاجمی دیوایس کمکی بطن چپ قلب

دستگاه کمکی بطن چپ قلب (lvad) یک پمپ مکانیکی قابل کاشت در بدن بیمارانی است که قلب آنها نارسایی تراکمی دارد و به قلب برای پمپاژ خون کمک می کند. یکی از بزرگترین چالش های استفاده از این ابزار ، مهیا کردن شرایط ایده آل برای بیمار ( تا حد ممکن نزدیک به شرایط نرمال) است. طراحی کنترلری که بتواند به صورت اتوماتیک سرعت پمپ را متناسب با نیاز شخص تنظیم کند، یکی از دشوارترین مراحل کار است. هم چنین قابلیت تطبیق سرعت پمپ، متناسب با تغییر میزان فعالیت بیمار برای جلوگیری از پمپاژ بیش از حد خون (که در اصلاح مکش گفته می شود و سبب فروپاشی بطنی و آسیب رسیدن به ماهیچه های قلبی می شود) نیز از اهمیت زیادی برخوردار است. در این پایان نامه، مدل غیر خطی سیستم قلبی عروقی به همراه مدل پمپ مکانیکی موازی شده با بطن چپ معرفی می شود. سپس، روشی مفید برای کنترل دقیق سرعت پمپ، بدون استفاده از اندیس های مکش ارائه می گردد. بر همین مبنا دو هدف کنترلی مجزا قابل تعریف است. هدف کنترلی اول تعقیب الگوی فلوی پمپ از الگوی فلوی خارج شده از قلب سالم و صفر کردن خطای تعقیب تعریف می شود. در این پژوهش، برای رسیدن به این منظور از کنترلر فیدبک حالت استاتیک، دینامیک و همچنین pid استفاده می شود. ایده کنترلی دوم افزایش سرعت پمپ تا مرز رسیدن به سرعت مکش می باشد. برای رسیدن به این هدف از کنترلر جستجوگر اکسترمم برای حداقل سازی دامنه سیکل حدی استفاده می شود. نشان داده می شود که در این حالت بطن چپ تقریبا از چرخه گردش خون حذف می شود و خروجی قلبی مناسب توسط پمپ تامین می شود.