Figura 13 Comparación del BIS calculado según el modelo de Schnider con el obtenido de un caso real
9. Anexo I: Plataforma software
PC de monitorización y control 9.1.
Para ejecutar el software implementado en este proyecto y realizar las labores de monitorización y control se utiliza un ordenador portátil estándar, preferiblemente de pequeño tamaño para ocupar el menor espacio posible en quirófano, bajo sistema operativo Windows.
Aplicación de monitorización y control 9.1.1.
La aplicación está desarrollada en Visual Basic 6.0, bajo una arquitectura modular y corre sobre cualquier sistema operativo Windows. El alcance funcional básico es el siguiente:
Gestor de comunicaciones: tiene la función de configurar, establecer y gestionar las comunicaciones con los periféricos utilizados en el proyecto (Aspect 2000 y perfusor Graseby). Gestor de base de datos: tiene como función almacenar la información recibida del A2000 y enviada al perfusor de manera estructurada en una base de datos SQL y/o en fichero de texto para su visualización y/o posterior exportación. Módulo de simulación: permite el desarrollo de simulaciones del BIS según los modelos farmacocinéticos más usuales (Marsh, Schnider), y utilizando los distintos controladores implementados en la aplicación.
Módulo de control: permite seleccionar y configurar los parámetros del controlador a utilizar en modo simulación o en modo producción.
Módulo de seguridad: permite establecer condiciones y restricciones a las variables controladas, para prevenir potenciales situaciones de riesgo (por ejemplo establecer un límite máximo a la velocidad de infusión) y gestiona diferentes alarmas (por ejemplo la pérdida de comunicación con uno de los dispositivos).
Módulo de gestión de eventos: permite al anestesiólogo la entrada de datos relevantes durante el transcurso de la operación para registrar eventos de interés (intubación, etc.)
Módulo de visualización: muestra las señales gestionadas (BIS, velocidad de infusión, etc.) tanto en modo simulación como en modo producción. Figura 66. Pantalla principal de la aplicación Recepción de datos del A2000 9.1.2. Para poder comunicarnos con el A2000, se deben cumplir dos requisitos: que los datos del paciente no estén vacíos y que el A2000 tenga un puerto del ordenador asignado. Por lo tanto, para capturar los datos que nos envía el monitor A‐2000 o ejecutar cualquier acción con el programa lo primero que debemos hacer es, en la pantalla principal, introducir los datos del paciente, accediendo a través de la opción “Datos del paciente y operación” del menú “Datos”, tal como se muestra en las siguientes figuras.
Figura 67. Acceso a la ventana de datos del paciente Figura 68. Introducción de datos del paciente
A continuación, para capturar los datos que nos envía el A‐2000, primero hay que asignarle un puerto del ordenador al A2000 en el menú configuración, tal y como podemos ver en la figura siguiente.
Figura 69. Asignación de puertos de comunicaciones al A2000
Para establecer la conexión con el A2000 hay que pulsar sobre el botón “CONECTAR A2000”. Figura 70. Conexión de la aplicación con el A2000 Al realizar esta acción el programa entra en el modo real, y comenzará a establecer la conexión con el A2000. La figura siguiente muestra el estado del programa al realizar la conexión. Figura 71. Visualización del estado de la aplicación al intentar establecer la conexión
Una vez ha sido establecida la conexión, el programa comenzará a mostrarnos en la gráfica BIS de la pantalla principal el resultado de la captura de la señal del paciente, así como los últimos datos de BIS medidos y la cantidad de anestésico infundida. La señal se actualizará en intervalos de 5 segundos. Figura 72. Visualización del BIS Figura 73. Valor actual del BIS
Simulador del BIS 9.2.
Como ya hemos comentado anteriormente uno de los objetivos planteados en esta tesis consiste en dotar al programa con una herramienta que permita al usuario simular la señal de BIS.
Esta herramienta permitirá trabajar con el programa sin necesidad de disponer de un paciente, de modo que se pueda simular de manera aproximada el efecto producido de las estrategias de control planteadas. Esto permitirá por un lado depurar los algoritmos implementados, hacer una valoración de la eficiencia de la estrategia y realizar los ajustes básicos en los parámetros de los controladores para conseguir un comportamiento estable y eficiente en los mismos. Otra de las ventajas que supone disponer de un simulador es que nos va a permitir analizar en poco tiempo múltiples situaciones de trabajo. Por ejemplo podremos observar la respuesta producida por diferentes valores de los parámetros de los controladores ante diferentes consignas de forma inmediata. De este modo se ahorra tiempo de trabajo en analizar las prestaciones del controlador en todo el espacio de estados considerado. Esto es importante si se tiene en cuenta la naturaleza no lineal del mismo.
Para desarrollar este simulador, el primer paso que hemos realizado ha sido trabajar con el programa MATLAB sobre un modelo del proceso real. MATLAB es un programa de cálculo numérico con excelentes prestaciones de cálculo y gráficas. Sus capacidades se amplían por medio de diferentes Toolboxes destinadas a lógica difusa, procesado digital de señales, etc. También cuenta con otras herramientas como Simulink, que nos permite simular sistemas. El modelo que gobierna el proceso de infusión de anestesia ya se ha comentado en la sección 3 de la memoria. Este modelo ha sido implementado en MATLAB por medio de un fichero “.m”. En este script además de construir el modelo, se realiza la simulación del BIS ante una señal de entrada (velocidad de infusión). Este simulador fue utilizado para ajustar los parámetros del modelo mediante comparación de su respuesta con la de los casos reales estudiados. Una vez ajustado el modelo, este simulador en MATLAB se utilizó como elemento de comparación con el simulador que se implementó dentro de la aplicación ANCYC. Así, se realizaron comparaciones del sistema simulado en lazo cerrado en MATLAB y en ANCYC.