Integrace a testování real-time řídicí jednotky pro simulaci plic
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Abstract
Aktivní mechanický plicní simulátor (iLung) nabízí možnost simulace lidského dýchání. Cílem této práce je implementovat a otestovat řídící a akviziční systém cRIO pracující v reálném čase, jako řídící jednotku simulátoru. Výsledné propojení obou zařízení je zdokumentováno ve formě tabulek a původních osazovacích výkresů, které jsou doplněny o popis funkce každého pinu. Významného zlepšení bylo dosaženo laděním motoru a modifikací proporcionálně-integračního regulátoru v řídícím programu. Tyto modifikace mají za následek významné snížení oscilací v okolí nuly. Pro zvýšení využitelnosti a přístupnosti simulátoru byl vytvořen uživatelský manuál a s ním související laboratorní cvičení. Validace funkce implementované řídící jednotky nebyla omezena pouze na jednoduché testovací rutiny, ale rozšířena na testování funkce simulátoru jako celku. Měření na simulátoru byly porovnány a diskutovány s klidovým spirometrickým vyšetřením 20ti probandů. Měření prokázala velkou míru podobnosti mezi simulovaný dýcháním iLung a klidovým lidským dýcháním.
An active mechanical lung simulator (iLung) provides the possibility of simulating human breathing patterns. The aim of this thesis is to implement and test an real time embedded control and acquisition system cRIO as iLung control unit. Resulting connections are documented in tables and also by labelling assembly drawings with corresponding pin functions. One of the major improvements was made by tuning the motor and modifying the proportional-integral controller in the software. Those modifications resulted in significantly reduced motor oscillations around zero value. In order to increase usability and accessibility of the simulator a user manual and corresponding laboratory experiment were additionally created. The Validation of cRIO implementation was not limited to simple testing routines, but also extended on testing the simulator as a whole functioning unit. The results of simulator based measurements were compared and discussed to the spirometry measurements, taken from 20 subjects. Measurements showed a high degree of similarity between breathing patterns simulated by iLung and normal human breathing supporting the possibility for further research applications.
An active mechanical lung simulator (iLung) provides the possibility of simulating human breathing patterns. The aim of this thesis is to implement and test an real time embedded control and acquisition system cRIO as iLung control unit. Resulting connections are documented in tables and also by labelling assembly drawings with corresponding pin functions. One of the major improvements was made by tuning the motor and modifying the proportional-integral controller in the software. Those modifications resulted in significantly reduced motor oscillations around zero value. In order to increase usability and accessibility of the simulator a user manual and corresponding laboratory experiment were additionally created. The Validation of cRIO implementation was not limited to simple testing routines, but also extended on testing the simulator as a whole functioning unit. The results of simulator based measurements were compared and discussed to the spirometry measurements, taken from 20 subjects. Measurements showed a high degree of similarity between breathing patterns simulated by iLung and normal human breathing supporting the possibility for further research applications.
Description
Citation
PAŠTĚKA, R. Integrace a testování real-time řídicí jednotky pro simulaci plic [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2016.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
en
Study field
Biomedicínské a ekologické inženýrství
Comittee
prof. Ing. Jiří Jan, CSc. (předseda)
doc. Ing. Jiří Rozman, CSc. (místopředseda)
Ing. Josef Halámek, CSc. (člen)
MUDr. Michal Jurajda, Ph.D. (člen)
MUDr. Šárka Sekorová (člen)
Ing. Ondřej Číp, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2016-06-07
Defence
Student prezentoval výsledky své práce a komise byla seznámena s posudky.
Prof. Jan položil otázku, jak funguje celá Vaše práce? Mohl byste přehledněji uvést hlavní bloky? Vstupem do systému je vzduch z atmosféry? Výstupem je tedy motor s měchem? A to je to, co vy řídíte? Jaké jsou vstupní parametry? Jak jste potlačil parazitní jevy? Co jste myslel "normalizací"? Dá se tento systém používat již teď, či bude doplněn?
MUDr. Jurajda položil otázku, jak je realizován výdech? Co bylo zdrojem oscilací kolem nulové hodnoty?
Doc. Rozman položil otázku, systém navrhovala univerzita či firma? Proč se výzkum dělá v tomto rozsahu, k čemu to koncepčně je? Je to užitečné pro člověka?
Ing. Halámek položil otázku, jaký bude mít cíl navazující projekt? Proč jste do práce zahrnul porovnání s dýchaním dobrovolníků?
Student obhájil diplomovou práci a odpověděl na otázky členů komise a oponenta.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení