Συστημα Εμφυτευσιμου Αισθητηρα Για Τη Διαπιστωση Στεφανιαιας Στενωσης

Abstract

Σκοπός αυτής της εργασίας είναι η μελέτη ενός συστήματος εμφυτεύσιμου αισθητήρα για την διαπίστωση της ύπαρξης στεφανιαίας στένωσης. Το σενάριο πάνω στο οποίο βασίστηκε η μελέτη είναι αυτό της εγχείρησης bypass στο οποίο οι αισθητήρες θα τοποθετηθούν στο φλεβικό μόσχευμα.Στα πρώτα δύο κεφάλαια παρουσιάζονται τα βασικά στοιχεία της θεωρίας των αισθητήρων καθώς και μια μελέτη των βιοσυμβατών υλικών που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή του εμφυτεύσιμου κομματιού του συστήματος. Βρέθηκε ότι το πιο κατάλληλο υλικό είναι το ChronoFlex C. Στη συνέχεια ακολουθεί μια εισαγωγή στο καρδιαγγειακό σύστημα. Σε αυτό το κεφάλαιο παρουσιάζονται οι βασικές αρχές του κυκλοφορικού συστήματος καθώς και ένα μοντέλο συστηματικής κυκλοφορίας στο οποίο έχει δημιουργηθεί στένωση και εξετάζεται η πτώση πίεσης κατά μήκος της στένωσης.Στο επόμενο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα μοντέλα της καρδιάς και των περιφερικών αγγείων. Ακολουθεί μια παρουσίαση των μεθόδων μέτρησης αιματικής ροής που ήδη εφαρμόζονται στη διάγνωση και θεραπεία και γίνεται ιδιαίτερη αναφορά στην επιλεγμένη μέθοδο μέτρησης για το σύστημα του αισθητήρα. Η κεντρική ιδέα της μεθόδου είναι η μεταβολή της χωρητικότητας ενός πυκνωτή προσαρμοσμένου σε ένα σωλήνα στον οποίο παρουσιάζεται στένωση. Προκαλείται διαστολή του σωλήνα κοντά στο σημείο της στένωσης και μεταβολή του διαστήματος των οπλισμών του πυκνωτή. Αυτό επιφέρει μεταβολή της χωρητικότητας η οποία ανιχνεύεται από ένα κύκλωμα το οποίο στην περίπτωση αυτή είναι μια γέφυρα AC και ένας ενισχυτής οργάνων στην έξοδο της γέφυρας. Γίνεται μια αναφορά των πηγών θορύβου, σφαλμάτων και παρεμβολών και προσδιορίζεται θεωρητικά η ευαισθησία του χωρητικού αισθητήρα που είναι κρίσιμο μέγεθος για την διάταξη.Ακολουθούν στο επόμενο κεφάλαιο η παρουσίαση της πειραματικής διάταξης με αναφορά τόσο στην υδραυλική διάταξη που υλοποιεί ένα μοντέλο του κυκλοφορικού συστήματος, όσο και στο ηλεκτρονικό κομμάτι του πειράματος που ανιχνεύει τις μεταβολές χωρητικότητας του πυκνωτή στην γέφυρα. Επιπλέον γίνεται προσομοίωση με το Electronics Workbench του κυκλώματος και παρουσιάζονται οι καμπύλες της προσομοίωσης, ενώ στο τέλος μέσα από δεδομένα προσομοίωσης παρουσιάζεται το διάγραμμα μεταβολής της διαφοράς των δύο κλάδων της γέφυρας σε συνάρτηση με την μεταβολή του διαστήματος οπλισμών του πυκνωτή.Στο τέλος της εργασίας γίνεται μια εκτενής αναφορά στο σύστημα τηλεμετρίας και παρουσιάζεται και η πρόοδος σε αυτό το σημείο από ερευνητικές ομάδες. Ακολουθούν η μεθοδολογία των μετρήσεων και το μοντέλο προσδιορισμού του βαθμού στένωσης. Στη συνέχεια αναφέρεται η διαδικασία φιλτραρίσματος του σήματος με τη βοήθεια του MATLAB και ακολουθούν τα διαγράμματα των μετρήσεων για τα διάφορα σημεία παρατήρησης κατά μήκος του σωλήνα και για τους δύο χωρητικούς αισθητήρες. Γίνεται σχολιασμός των αποτελεσμάτων και ερμηνεία τους και αναφέρονται κάποιες παρατηρήσεις και προτάσεις για τη συνέχεια του πειράματος.