Otomatik Kalp Masaj Sistemi Tasarımı ve Akıllı Denetimi

Özet

Bu kitap, otomatik kalp masajı sistemi tasarımı ve akıllı denetimi üzerine kapsamlı bir doktora çalışmasıdır. Öncelikle kardiyopulmoner resüsitasyonun (KPR) tarihçesi, önemi ve manuel KPR uygulamasının zorlukları anlatılmaktadır. Otomatik KPR sistemlerinin avantajları ve piyasa örnekleri (AutoPulse, Lucas 2, Animax) tanıtılmıştır. Sistem tasarımında sürekli mıknatıslı doğru akım (SMDA) motorları tercih edilmiştir ve bu motorların matematiksel modelleri, elektriksel ve mekanik denklemleri detaylı biçimde çıkarılmıştır. Kontrol amaçlı oransal (P), integral (I), türevsel (D) ve PID denetleyicilerin yanı sıra bulanık mantık temelli denetleyiciler kullanılmıştır. Kompresyon derinliği için hastanın göğüs yüksekliği ve ağırlığı kullanılarak bulanık mantık tabanlı kompresyon derinlik kestirimi yapılmıştır. Kompresyon için scotch-yoke mekanizması tercih edilmiştir ve sistemde motor sürücü devresi ile kontrol kartı bulunmaktadır. Kontrol için PSO algoritması ile optimize edilmiş PI denetleyici (PSO-PI) ve bulanık mantık denetleyicisi (BM) tasarlanarak hem simülasyon hem deneysel testler yapılmıştır. PSO-PI denetleyici, sistemde daha iyi performans sağlamıştır. Ayrıca, KPR uygulayıcılarının performanslarını değerlendirmek için LabVIEW tabanlı bir performans yazılımı geliştirilmiştir. Çalışmada KPR uygulamasının zorluğu, hastanın fiziksel özelliklerine göre kompresyon derinliği ve kuvvetinin belirlenmesi ve sistemin dakikada 100 kompresyonu etkin şekilde gerçekleştirmesi hedeflenmiştir. Sonuçlar, PSO-PI denetleyicisinin daha başarılı olduğunu, sistemin istenilen performansa ulaştığını ve otomatik KPR cihazlarının manuel KPR'ye göre önemli avantajlar sağladığını göstermektedir. Öneriler arasında fırçasız DA motorları kullanımı, farklı optimizasyon algoritmaları ve daha hassas sensörler kullanımı yer almaktadır.