Integração de sistemas avançados de controle fisiológico e monitoramento inteligente para dispositivos de assistência ventricular.

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Santos, Bruno Jesus dos
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Bioengenharia; Bioengineering; Controle fisiológico; Dispositivo de assistência ventricular; Intelligent monitoring; Monitoramento inteligente; Physiological control; Ventricular assist device
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3154/tde-29012026-095012/

Esse trabalho apresenta o desenvolvimento de interface para Integração de Sistemas Avançados para Dispositivos de Assistência Ventricular (ISA-DAV), composta pelos subsistemas: a. Sistema de Controle Fisiológico (ISACF-DAV), b. Sistema de Detecção de Refluxo e Sucção (ISADRS-DAV) e c. Sistema de Monitoramento Inteligente (ISAMI-DAV). Esta arquitetura tem como objetivo melhorar o desempenho da resposta dos dispositivos de assistência ventricular (DAVs) de fluxo contínuo em relação a adaptação à demanda do paciente. A ISACF-DAV incorpora um Sistema de Controle Automático (SCA) baseado na medição da pressão na cânula de entrada do DAV, permitindo estimar frequência cardíaca e a pressão de enchimento do ventrículo. Essa abordagem possibilita o ajuste dinâmico do fluxo gerado pelo DAV para compensar variações na pós-carga, otimizando a interação do DAV com o sistema cardiovascular. A ISAMI-DAV adota técnicas avançadas para estimação redundante de variáveis de controle, maximizando a adaptabilidade do sistema a mudanças fisiológicas. O sistema integra um módulo de segurança para mitigar eventos de sucção ventricular e refluxo, combinando algoritmos estruturados e modelos de inteligência artificial (IA). Os resultados experimentais demonstraram uma acurácia de até 99,7% para sucção e até 98,4% para refluxo, reforçando a viabilidade da aplicação da abordagem redundante para detecção de eventos adversos no suporte. O uso de modelos de IA superou estimadores tradicionais, com acurácia superior a 99% em diversas condições. Além disso, os protótipos de medição apresentaram erro médio inferior a 1 mmHg e elevada correlação com padrão-ouro (R² = 0,99). Os experimentos confirmaram que a ISA-DAV melhorou a segurança e eficácia do controle do DAV, possibilitando ajustes automáticos de rotação, prevenção de eventos adversos. Os resultados experimentais mostram que o sistema desenvolvido pode melhorar o controle do DAV com adaptação à demanda de fluxo do paciente, redução de eventos de sucção ventricular e refluxo. A solução desenvolvida representa um sistema avançado de controle de bombas de fluxo contínuo utilizadas no suporte circulatório.