Physiological hardware-in-the-loop test bench for mechanical ventilation
- Resource Type
- research-article
- Authors
- von Platen, Philip; Lesch, Lennard; Lohse, Arnhold; Leonhardt, Steffen; Walter, Marian
- Source
- at - Automatisierungstechnik. 72(5):429-439
- Subject
- mechanical ventilation
hardware-in-the-loop
physiological closed-loop control
simulator
Maschinelle Beatmung
Hardware-in-the-Loop
physiologische Regelkreise
Simulator
Applications
- Language
- English
- ISSN
- 0178-2312
2196-677X
In diesem Artikel wird ein Hardware-in-the-Loop System vorgestellt, welches die physiologischen Reaktionen eines Patienten auf die maschinelle Beatmung nachbilden kann. Das System umfasst eine Hardwareplattform mit einer mechatronischen Lunge, die variable Eigenschaften der Atemmechanik physisch simulieren kann. Ein computergestütztes Patientenmodell bildet das Druck/Volumen-Verhalten der Lunge und den beeinträchtigten Gasaustausch ab. Basierend auf aktuellen Beatmungsparametern werden mithilfe des Patientenmodells Signalverläufe berechnet, die an die physisch existierenden Sensoren des Beatmungsgerätes weitergeleitet werden. Somit kann der Prüfstand das Druck/Volumen-Verhalten der Lunge und den Gasaustausch eines simulierten Patienten auf die maschinelle Beatmung abbilden. Zukünftig könnten solche Hardware-in-the-Loop Systeme als Testumgebung eine zunehmend wichtige Rolle für die Prüfung und Validierung hochautomatisierter Funktionen in der maschinellen Beatmung spielen. Außerdem stellt dieser Ansatz eine mögliche Alternative zu Tierversuchen dar.