Automatisierung der Extrakorporalen Zirkulation: Modellbildung, Entwurf und Test von Regelungen

Konferenz: VDE-Kongress 2006 - Innovations for Europe - Fachtagungsberichte der ITG/BMBF - GMM - ETG - GMA - DGBMT
23.10.2006 - 25.10.2006 in Aachen, Deutschland

Tagungsband: VDE-Kongress 2006

Seiten: 6Sprache: DeutschTyp: PDF

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Autoren:
Hexamer, Martin; Misgeld, Berno; Werner, Jürgen (Medizinische Fakultät, Abteilung für Biomedizinische Technik, MA 4/63, Ruhr-Universität Bochum, 44780 Bochum)

Inhalt:
Die Extrakorporale Zirkulation (EKZ) ist eine intensivmedizinische Maßnahme, bei der Blut dem Körper entnommen wird, um es außerhalb aufzubereiten und dann dem Körper wieder zuzuführen. Dieser Artikel beschreibt Automatisierungsansätze für zwei Teilaufgaben, die bei der EKZ regelmäßig entstehen: die bedarfsgerechte Regelung von Blutflüssen und des Gasaustausches im Blut. Die Modellbildung der zu Grunde liegenden Prozesse wird skizziert. Eine darauf aufbauende Analyse zeigt die Herausforderungen für die Automatisierung auf: Nichtlinearitäten, variable Totzeiten und Parameterunsicherheiten. Demzufolge kommen die folgenden Verfahren zum Einsatz: Robuste PI-Regler, H-unendlich-Regler, Zustandslinearisierung und Smith-Prädiktor mit variabler Modelltotzeit. Die entwickelten Ansätze wurden in Versuchsständen erfolgreich getestet.