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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.3.2006.tde-11122006-144841
Document
Author
Full name
Erick Darío León Bueno de Camargo
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2006
Supervisor
Committee
Fleury, Agenor de Toledo (President)
Lima, Raul Gonzalez
Trigo, Flavio Celso
Title in Portuguese
Desenvolvimento de um sistema de alarme inteligente para equipamentos de monitorização multiparamétrica de pacientes.
Keywords in Portuguese
Engenharia biomédia
Filtros de Kalman
Fuzzy
Sinais biomédicos
Sistemas especialistas
Abstract in Portuguese
O objetivo deste trabalho é desenvolver a arquitetura de um Sistema de Alarme Inteligente visando à aplicação deste em um Equipamento de Monitorização Multiparamétrica de Pacientes que deverá estar em conformidade com normas internacionais de segurança de equipamentos eletromédicos, tema este que surgiu durante o projeto de um Equipamento de Monitorização Multiparamétrica de Pacientes desenvolvido na Intermed Equipamento Médico Hospitalar Ltda. Esta arquitetura propõe o uso de um método robusto para fusão de sensores através de Filtro de Kalman, como apresentado por Ebrahim, Feldman e Bar-Kana (1997), onde a partir de diferentes sensores fornecendo valores de freqüência cardíaca obtemos um valor ótimo da freqüência cardíaca livre de artefatos e mais preciso do que o disponível por qualquer sensor individualmente. Os sinais fisiológicos do paciente, juntamente com o valor ótimo da freqüência cardíaca, são então transformados em variáveis semânticas e analisados através de lógica fuzzy a fim de se identificar condições de alarme presentes no paciente. O sistema desenvolvido é detalhado para um cenário clínico, correspondendo a uma Unidade de Tratamento Intensivo Cardíaca, onde os principais parâmetros de configuração do sistema foram obtidos através de entrevistas com profissionais da área de saúde. O desenvolvimento do sistema foi focado no atendimento às Normas Internacionais aplicáveis mais atuais, que passaram a permitir Sistemas de Alarme Inteligente em 2003. O sistema foi simulado para o cenário clínico detalhado, onde foram analisados três pacientes em diferentes casos. Durante a simulação foi mostrada a influência de um valor mínimo do grau de coincidência para validação das condições de alarme, onde obtivemos valores adequados utilizando para isso um valor de 50%. Ao final mostramos também a importância de se levar em consideração a prioridade das condições de alarme no sistema proposto, o que além de ser um requisito de norma, influencia diretamente no comportamento do sistema, e conseqüentemente na resposta esperada pelo operador em função da mensagem a ele apresentada.
Title in English
Development of an intelligent alarm system for patient multiparametric monitoring equipaments.
Keywords in English
Biomedic engineering
Biomedic signals
Expert sytems
Fuzzy
Kalman filters
Abstract in English
The objective of this work is the development of an Intelligent Alarm System architecture aiming at its application on a Multiparameter Patient Monitoring Equipment, which must be in compliance to international electrical medical equipment safety standards. This theme was raised during the project of a Multiparameter Patient Monitoring Equipment developed at Intermed Equipamento Médico Hospitalar Ltda. This architecture proposes a robust method for sensor fusion using a Kalman Filter as presented by Ebrahim, Feldman and Bar-Kana (1997), in which sensor measurements of heart rate are used to derive a predicted value for this parameter free of artifacts and more precise than any of the individual measurements. The patient vital signs are then, together with the predicted value of the heart rate, transformed into semantic variables and analyzed through fuzzy logic in order to identify alarm conditions. The proposed system is detailed for a clinic scenario, corresponding to a Cardiac Intensive Care Unit, where the main configuration parameters were obtained through interviews with health care professionals. The system development was focused on the compliance to International Standards at present day, which allow the use of Intelligent Alarm Systems since 2003. The system was simulated for the detailed clinic scenario with three patients in different cases. The simulations show the influence of a minimal grade of coincidence value for the validation of the alarm conditions, where we obtained good results using a value of 50%. At the end of this work, it is shown the importance of considering the alarm priority, which not only is a standard requirement, but also interferes directly on the system behavior, and consequently, on the operator´s expected response to the message.
 
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Publishing Date
2006-12-19
 
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