Intelligent Generating Controller a Desflurane Concentration Value Which Helps to Decrease Blood Pressure

Pawel Ratajczyk,1 Bartosz Dominikowski,2 Agnieszka Czylkowska,3 Bartlomiej Rogalewicz,3 Cezary Kulak,4 Tomasz Gaszynski1 1Department of Anaesthesiology and Intensive Therapy, Medical University of Lodz, Lodz, Poland; 2Institute of Electrical Engineering Systems, Lodz University of Technology, Lodz, Poland; 3Institute of General and Ecological Chemistry, Lodz University of Technology, Lodz, Poland; 4Medical Simulation Center, Medical University of Lodz, Lodz, PolandCorrespondence: Tomasz Gaszynski, Department of Anaesthesiology and Intensive Therapy, Medical University of Lodz, Kopcinskiego Str 22, Lodz, 90-153, Poland, Email [email protected]: The aim of the article is to determine the appropriate concentration of desflurane to effectively counteract the increase in blood pressure resulting from surgical stress. In medical practice, this increase is often limited by using additional doses of opioid drugs. Additional medications or higher doses of those already used may adversely affect your health. During anesthesia, physician must note the use of drugs and remember them, especially those that he has recently administered, which affect his concentration. For this purpose, the authors decided to propose support for the selection of desflurane concentration so that frequent use of opioid drugs is not necessary. The authors used a system based on AI issues to accomplish this task. The learned system supports the anesthesiologist’s work by imitating him.Patients and Methods: The proposed method for selecting the desflurane concentration is based on a fuzzy controller. This system includes a learning mechanism that allows for minimizing the operating error. The main advantage of this system is the ability to build a function allowing the selection of anesthesia parameters without knowledge of the mathematical description of the process. To accomplish this task, you need an expert who will provide information in the construction of logical if-then sentences (points in space). The fuzzy controller connects the points in the consideration space appropriately, generating a hypersurface. The algorithm test was performed only by computer without the participation of patients.Results: The operation of the proposed algorithm was verified by computer simulation. The authors of the article analyzed the compliance of the obtained results with the table provided by the expert. The desflurane concentration values obtained by computer simulation are similar to those given in the table Minimal driver error does not affect the patient’s clinical response. This error results from the functions used in the fuzzy system and its settings. The results of the performance test of the proposed algorithm are presented in a time course, and it has the shape of a step function. The work proposes a function that allows you to enter the time needed for the body’s reaction to reach the desired Etdes level.Conclusion: In this study, a controller was created to support the selection of the concentration of desflurane allowing for a reduction in blood pressure (resulting from surgical stress). The results obtained by computer simulation provide valuable insights for optimizing anesthesia. This system can also be used as an important simulation program for teaching purposes.Keywords: fuzzy logic, anesthetic support, desflurane, mathematical models of desfluran

Optimized fuzzy controller in precise circuits monitoring the current from resistance shunt in high-voltage DC circuits

Abstract Due to the low value of the resistance shunt, the measurement of low value current is a metrological problem. Properly selected processing constant and measurement system allows to minimize the metrological error. The proposed system consists of two identical non-inductive resistance shunts (125 µΩ) for measurement current. One of them is used to estimate the gain, the other is to measure the current. The amplification of the signal from the measuring shunt is controlled digitally by the fuzzy controller algorithm. The role of the intelligent system is to select the processing constant in order to use the dynamic range of the measuring system. The microprocessor parameters affect the efficiency of the intelligent algorithm. For this reason, part of the fuzzy controller should be implemented in the optimized form in order to relieve the microcontroller from calculations. The easiest way is to use operational amplifiers. Mention above the circuits act as a controller function block for fuzzification the output signal from the additional shunt. Takagi Sugeno Kang's inference system was selected in the proposed system due to the lack of a defuzzifier, which influences into its speed of operation. Carrying out computer simulations proved the effectiveness of the proposed system.</jats:p

Automatic control of desflurane concentration in surgical procedures using laparoscopic technique

AbstractCurrently computer programs are known to predict what value of desflurane concentration will be required during general anesthesia. None of them are coupled with the vaporizer of this anesthetic. The authors of the article presented the possibilities of automating the selection of desflurane concentration for vaporizers equipped with an adjustable knob during the conduction phase of balanced anesthesia. The value of the delivered concentration of the volatile anesthetic should be such as to ensure the hemodynamic stability of the anesthetized patient. The above-mentioned solution is based on the values of circulatory parameters such as: mean blood arterial pressure (MAP) and heart rate (HR). The proposed system is equipped with limiters containing upper and lower limits to prevent decrease or excessive deepening of anesthesia which resulting in hemodynamic instability. The system also reacts to rapid changes in blood circulation values adjusting the concentration of anesthetic to the strength of the surgical stimulus and the circulatory response to the course of anesthesia and the surgical procedure. The authors of the article showed the usefulness of automating the selection of desflurane concentration in low-flow anesthesia. The algorithm controlling the setting of the desflurane vaporizer knob does not bind the input and output spaces with mathematical relationships.</jats:p

Correction of metrological properties for fast changing electronic signal of transducer

Autorzy przedstawili w sposób syntetyczny mankamenty wejściowych wzmacniaczy programowalnych stosowanych w układach wejściowych przetworników pomiarowych oraz zaprezentowali sposób działania scalonych układów o wzmocnieniu regulowanym napięciowo. W artykule przestawiono także możliwości wykorzystania ww. wzmacniaczy w układzie automatycznej korekcji wzmocnienia toru prądowego przetwornika mocy czynnej lub licznika energii elektrycznej.The authors of this paper presented in synthetic way the metrological drawbacks of input programmable operational amplifier used in the input channel of integrated transducer also shown the principle of operation integrated operational amplifier with programmable gain. In this paper authors also presented the capability of using mentioned earlier in paper operational amplifier in automatic gain correction circuit in the current channel of active power transducer or watt-hours meter

Minimization of error traction watt-hour meter

W artykule przestawiono sposób korekcji błędu liczników energii elektrycznej przeznaczonych do montażu na pokładzie pojazdów trakcyjnych szynowych i kołowych. Sposób ten polega na odpowiednim doborze współczynnika wzmocnienia toru prądowego licznika.The paper presents the way of correction error of watt-hour meters installed in the board rolling stock traction and wheel traction vehicle. This method based on appropriate selection amplification coefficient the meter current circuit

The model of the voltage traction inverter

W artykule przedstawiono model falownika napięciowego typu DC/AC wykorzystywany w zmodernizowanych elektrycznych zespołach trakcyjnych (EZT). W przekształtniku tym wykorzystano metodę sterowania typu SVPWM (ang. Space Vector Pulse Width Modulation), która pozwala w sposób dokładny odwzorować na jego zaciskach wyjściowych przebiegi napięcia sinusoidalnie zmiennego. Obwód tego typu pracujący w sieci trakcyjnej generuje tętnienia wartości wejściowego prądu o częstotliwości sześciokrotnie wyższej niż częstotliwość jego napięcia wyjściowego. Na wejściu DC obwodu pośredniczącego falownika w elektrycznej trakcji szynowej monitoruje się wartość prądu obciążenia sieci jezdnej m.in. do wyznaczenia pobieranej energii elektrycznej pobranej przez zespół trakcyjny.In the paper presented the model of the voltage inverter type DC/AC used in modernized electrical traction. In this inverter, the SVPWM (Space Vector Pulse Width Modulation) control method was used which allow to the accurately imitate the voltage sinusoidal variable waveforms on its output connectors. The circuit of this type working in overhead contact line generates pulsations of input-current at a frequency six times higher than the frequency of its output voltage. At the DC input of the inverter circuit in the electric traction rail, the load current of the mains network is monitored. to determine the electricity consumed by the traction unit

Wireless temperature measurement

W artykule opisano mikroprocesorowy system pomiarowy przeznaczony do zdalnego pomiaru temperatury. System składa się nadajnika mierzącego temperaturę oraz odbiornika wizualizującego wartość temperatury na wyświetlaczu LCD. Przesyłanie danych odbywa się za pośrednictwem transmisji radiowej na częstotliwości 433 MHz. Pierwsza część artykułu zawiera krótki wstęp poruszający kwestię komunikacji bezprzewodowej. Kolejne punkty zawierają opis zastosowanych elementów, sposób wykonania układu pomiarowego, oraz zasadę jego działania. Na zakończenie przedstawiona została weryfikacja działania wykonanego układu, zbadano zasięg w zależności od typu anteny oraz napięcia zasilającego układ pomiarowy.The aim of this article was the development and implementation of microprocessor measurement system designed to measure the temperature. The system includes a transmitter for measuring temperature and a receiver that displays the temperature value on the LCD display. Data transmission between the transmitter and the receiver uses radio waves at a frequency of 433 MHz. The first part of the article contains a brief introduction to wireless communication. Next chapter contains description created measuring system, used components, manufacturing method and the principle of action. In experimental part tested operation of the created system and range depending on the type of antenna and the supply voltage

Temperature measurement system of electric motor stator windings

Silniki elektryczne powinny mieć w fazie produkcyjnej przeprowadzane testy temperaturowe ze względu na możliwość powstawania w uzwojeniu małych wnęk powietrznych, których przewodność cieplna jest mniejsza w porównaniu z przewodnością cieplną miedzi. Na skutek tego może dojść do powstania tzw. punktu gorącego, przyśpieszającego degradację i starzenie izolacji uzwojenia. Dzięki pomiarom punkty uzwojenia, podatne na znaczne przyrosty temperatur mogą być korygowane w fazie produkcji. Przedmiotem artykułu jest układ pomiarowy przeznaczony do badań termicznych uzwojeń silników elektrycznych. Kontaktowe pomiary temperatury w silnikach elektrycznych należą do bardzo trudnych, bowiem czujniki powinny cechować się dużą dokładnością oraz bardzo małymi wymiarami. Montaż ich nie może być inwazyjny, czyli taki, po którym zostałaby zmieniona charakterystyka magnesowania silnika na skutek wykonania odwiertu w korpusie silnika do wyprowadzenia przewodów łączeniowych lub montażu sensora pomiarowego. Układy przedstawione w artykule przeznaczone są do kondycjonowania sygnałów wyjściowych czujników temperatury. Zadaniem układów jest filtracja, wzmocnienie oraz dopasowanie poziomu tych sygnałów do zakresu pracy przetworników analogowo-cyfrowych systemu mikroprocesorowego nadzorującego pracę układu pomiarowego, przeznaczonego do badań termicznych silników elektrycznych.The article presents the measuring systems for testing thermal contact single-phase induction motors with the short circuit low power. During laboratory tests it was found that such engines should be tested through the system using a miniature thermocouple circuit, combined with specialized conditioner. Such a systems as opposed to the system using resistive sensors type PT 100 is resistant to electromagnetic interference generated by the test engine AC. This fact is confirmed by laboratory tests

Analysis of the precision and quality of braking accuracy of an underground train

W artykule omówiona została teoria i metoda generacji krzywej hamowania. Zaprezentowano wyniki badań dokładności i jakości hamowania oraz pokazano wpływ zmiany parametrów regulatora na modelowanie krzywej hamowania, a wyniki zostały zinterpretowane. Omówiono ogólny wskaźnik jakości hamowania oraz pokazano obliczenia jakości procesu hamowania docelowego uwzględniające realizację wzorcowej krzywej hamowania dla przykładowego procesu hamowania. Obliczenia krzywej hamowania zostały zrealizowane w oparciu o autorskie programowe odwzorowanie systemu realizującego także funkcję hamowania docelowego. Przedstawione zostały także wstępnie dobrane wagi poszczególnych składników wskaźnika jakości oraz rezultaty obliczeń jakości hamowania docelowego pociągu metra. Przedyskutowano wpływ awarii taboru (zanik napięcia) na proces bezpiecznego automatycznego zatrzymania pociągu.In the paper a basic function of an Automatic Train Operation (ATO) called target braking has been discussed. The most important assumptions of this function have been discussed in detail. The author's simulation model, which was developed to study the impact of the propulsion systems on the precision and quality of train braking also allows to perform in dynamic conditions the target braking process and it provides the ability to calculate braking accuracy. There was shown that the simulator allows to calculate the quality factor, which makes possible the assessment of generated braking curve and the results was discussed

Generating and modeling of braking curve and the assessment of the quality of automatic stopping of the train

This paper presents the theory about generating the braking curve and the analysis of the influence of the braking controller parameters on the generation of the braking curve of the train. In this paper, computed examples of braking quality developed using generic quality factor are shown, and on the basis of the calculations, weight components of the factor and an additional criterion for assessing the quality of braking were proposed. It has been demonstrated that the developed algorithms can be used to verify the effectiveness of the braking controller and the adjustment of the terms, and the change of these algorithms affects the shape of the generated braking curve of the train. It has been shown that the analysis of a failure of the propulsion car revealed the existence of a safe braking area. The performed statistical analysis confirmed the normal distribution of the scatter of braking results, for which the regression model fitted