Sistemas de controle e supervisão para Dispositivos de Assistência Ventricular

Abstract

Em pacientes com cardiopatias graves, o implante de Dispositivo de Assistência Ventricular (DAV) pode ser necessário, principalmente em pacientes com indicação de transplante cardíaco. Para tanto, o Instituto Dante Pazzanese de Cardiologia (IDPC) tem desenvolvido uma bomba de sangue centrífuga implantável que será capaz de ajudar um coração humano doente a manter o fluxo sanguíneo fisiológico e a pressão. Este dispositivo será usado como DAV total ou parcialmente implantável. Portanto, a garantia de desempenho e a correta especificação do DAV são importantes fatores para obter uma interação segura entre o dispositivo e o comportamento ou condições do paciente. Mesmo com dispositivos confiáveis, algumas falhas podem ocorrer se o controle de bombeamento não acompanhar as mudanças no comportamento ou nas condições do paciente. Se o sistema de controle do DAV não tiver tolerância a falhas e nenhuma adaptação dinâmica no sistema ocorrer de acordo com as alterações do sistema cardiovascular do paciente, uma série de limitações podem ser observadas nos resultados e na eficácia desses dispositivos principalmente em pacientes com comorbidades agudas. Este trabalho propõe a aplicação de uma abordagem mecatrônica a esta classe de dispositivos baseada em técnicas avançadas de controle, instrumentação e automação para definir um método de desenvolvimento de um sistema de controle supervisório hierárquico capaz de realizar o controle de DAVs de forma dinâmica, automática e segura. Para esta metodologia, foram utilizados conceitos baseados em rede Bayesiana para o diagnóstico das condições do sistema cardiovascular do pacientes, redes de Petri para gerar algoritmo de controle do DAV e de Sistemas Instrumentados de Segurança para garantir a segurança do sistema do DAV.