عنوان پایان‌نامه
کنترل عمق بی هوشی در حین عمل جراحی با رویکرد کنترل پیش بین در حضورنایقینی مدل
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق-کنترل
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 3002;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 76409;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 3002;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 76409
- تاریخ دفاع
- ۲۳ شهریور ۱۳۹۵
- دانشجو
- رامین وفاداری
- استاد راهنما
- فریبا بهرامی بوده لالو
- چکیده
- نقش متخصص بیهوشی در اتاق عمل، قرار دادن بیمار در سطح مناسب بیهوشی به گونه‌ایست که شرایط ایده‌الی برای جراحان ایجاد شده و امنیت بیمار را تامین نماید. با وجود پیشرفت‌های همه جانبه در زمینه پزشکی، هنوز یکی از عمده‌ترین مشکلات متخصصان بیهوشی اطمینان نداشتن از مطلوب بودن سطح بیهوشی ایجاد شده برای بیمار در طی عمل است. ایجاد بیهوشی مطلوب با کنترل میزان اعمال داروهای بیهوشی به بیمار صورت می‌پذیرد. تزریق بیش از حد داروهای بیهوشی، علاوه بر عوارض جانبی متعدد، باعث می‌شود پروسه به هوش آمدن بیمار دچار اختلال گردد. تزریق کمتر از حد این داروها باعث می‌شود بیمار تحریک‌های دردآور ناشی از عمل جراحی را درک نماید. از این رو استفاده از روش‌های کنترلی مورد توجه قرار گرفته است. در این تحقیق، کنترل داروهای بیهوشی (پروپوفول) و بی‌دردی (رمیفنتانیل) در حین عمل جراحی مدنظر است. برای رسیدن به این هدف، کنترل‌کننده‌های چند ورودی چند خروجی برای کنترل نرخ تزریق داروی پروپوفول و رمیفنتانیل طراحی شده است. کنترل‌کننده‌های طراحی شده در مواجهه با عدم قطعیت و تغییرات فرآیند تحت کنترل، می‌توانند با دقت بالا به کنترل پروسه بیهوشی بپردازند. در این پایان‌نامه، شاخص BIS به عنوان شاخص تعیین سطح بیهوشی و نرخ ضربان قلب به عنوان شاخص تعیین سطح بی‌دردی مورد استفاده قرار گرفته است. همچنین در شبیه‌سازی‌های کامپیوتری، از مدل چند قسمتی که پارامترهای آن به صورت کلینیکی به دست آمده‌اند، به عنوان مدل بیمار تحت عمل جراحی استفاده شده است.با توجه به اینکه تغییرات ضربان قلب معیار مناسبی برای نشان دادن سطح بی دردی است، مدلی برای بیان ارتباط بین داروهای بیهوشی و بی دردی (ضربان قلب) شناسایی شد و از آن برای طراحی کنترل کننده چند ورودی-چند خروجی به منظور کنترل همزمان بیهوشی و بی دردی استفاده گردید. با توجه به اهمیت بررسی حساسیت بیماران مختلف نسبت به داروی بیهوشی، تفاوت‌های فردی، تغییر شرایط در حین عمل جراحی و میزان مقاوم بودن کنترل‌کننده نسبت به این شرایط بررسی گردید. از نظر میزان مصرف داروی بیهوشی و خطای بین خروجی مطلوب و خروجی سیستم، کنترل‌کننده پیش بین مقاوم به ترتیب نسبت به سایر کنترل‌کننده‌های پیش بین و PID بهتر بوده است. نتایج حاصل از شبیه سازی نشان می‌دهد که کنترل‌کننده به خوبی توانسته است عمق بیهوشی را در سطح مطلوب (BIS=50) نگه دارد. کلید واژه ها : نایقینی - بیهوشی - رویکرد کنترل
- Abstract
- Measurement and control of hypnosis during surgery is one of the important problems in biomedical field. In clinical practice, anesthetics administer drugs and adjust several infusion devices to achieve desired anesthetic state in the patient. In this sense, the anesthetic is acting as a manual feedback controller. It is desirable to have an automatic controller that infuses drugs based on patient’s anesthetic level. A well designed automatic control system can avoid both overdosage and underdosage of the drugs. Overdosage of drugs will increase the recovery time and underdosage of drugs will result in awareness of the patient during surgery. The anesthetic state is a dynamic combination of hypnosis, analgesia and neuromuscular blockade that is maintained by infusing a cocktail of drugs. This work at first focuses on controlling the hypnosis individually during a surgical procedure by automatic regulation of Propofol and Remifentanil and employs Bispectral Index (BIS) as the primary controlled variable. Three different methods for regulation of BIS has been used and the performance of these controllers has been tested for a range of patients. For the second part, the problem of controlling anesthetic drugs is investigated with the aim of achieving suitable hypnosis and analgesia levels simultaneously. HR is employed as the analgesia variable. A model to show the relationship between HR and infusion drugs is developed based on the clinical data. Then a MIMO controller is designed to control both the hypnosis(BIS) and the analgesia(HR). The various type of controllers were(PID,MPC and RMPC) validated via series of simulation experiments.simulation results show that The RMPC has the advantages of being robust against unknown disturbances and model uncertainties and will decreases the recovery time.
