Masterarbeit Medizintechnik
Verfasst: Di 7. Mai 2013, 15:25
Masterarbeit
Entwicklung eines Funkmoduls für die Steuereinheit des ReinHeart Kunstherzens
Derzeit ist die Herztransplantation die Therapiemöglichkeit bei fortgeschrittenem Herzversagen. Allerdings sind deutlich weniger Spenderherzen verfügbar als benötigt würden. Somit versterben viele Patienten bevor ihnen ein Organ transplantiert werden kann. Als Alternative zu einem natürlichen Spenderherz wird am CVE-AME Aachener Helmholtz-Institut in Kooperation mit dem IEM ein künstliches Herz entwickelt. Das Kunstherz ReinHeart ist eine doppeltwirkende Membranpumpe, welche die natürlichen Herzventrikel anatomisch und funktionell ersetzt.
Zur Regelung des Kunstherzantriebs wird in aktuell laufenden Tierversuchen eine extrakorporale Steuereinheit verwendet. Der Entwicklungsschwerpunkt für weitere Tierversuche liegt in der Implantierbarkeit dieser Steuereinheit. Dazu ist es notwendig, die derzeitige kabelgebundene Übertragung durch ein Funkmodul zu ersetzen.
In dieser Masterarbeit soll ein Funkmodul ausgewählt und eine erste Funkübertragung getestet werden. Die bestehende Kommunikationsschnittstelle der Steuereinheit soll sowohl hardware- als auch softwareseitig durch eine drahtlose Übertragung ersetzt werden.
Es müssen die besonderen Anforderungen einer Funkübertragung im Menschen berücksichtigt und eine ausreichende Performance zur Überwachung und Steuerung des ReinHeart sichergestellt werden. Dazu muss ein entsprechendes Übertragungsprotokoll unter Berücksichtigung der für das ReinHeart notwendigen Parameter definiert werden (Position, Temperatur, Statusparameter der Energieversorgung, etc.). Zur Kommunikation zwischen Funkmodul und ReinHeart-Controller ist eine Schnittstelle zu definieren und mittels Mikrocontroller und der Programmiersprache C umzusetzen. Weiterhin sollen die Register des Funkchips so programmiert werden, dass eine sichere Übertragung gewährleistet wird. Die Funkübertragung soll in abschließenden Tests validiert werden. Nach Möglichkeit ist die Hardware des Funkmoduls in einem weiteren Entwicklungsschritt in den ReinHeart-Controller zu integrieren.
Die Masterarbeit wird durch eine ausführliche schriftliche Dokumentation abgeschlossen.
Entwicklung eines Funkmoduls für die Steuereinheit des ReinHeart Kunstherzens
Derzeit ist die Herztransplantation die Therapiemöglichkeit bei fortgeschrittenem Herzversagen. Allerdings sind deutlich weniger Spenderherzen verfügbar als benötigt würden. Somit versterben viele Patienten bevor ihnen ein Organ transplantiert werden kann. Als Alternative zu einem natürlichen Spenderherz wird am CVE-AME Aachener Helmholtz-Institut in Kooperation mit dem IEM ein künstliches Herz entwickelt. Das Kunstherz ReinHeart ist eine doppeltwirkende Membranpumpe, welche die natürlichen Herzventrikel anatomisch und funktionell ersetzt.
Zur Regelung des Kunstherzantriebs wird in aktuell laufenden Tierversuchen eine extrakorporale Steuereinheit verwendet. Der Entwicklungsschwerpunkt für weitere Tierversuche liegt in der Implantierbarkeit dieser Steuereinheit. Dazu ist es notwendig, die derzeitige kabelgebundene Übertragung durch ein Funkmodul zu ersetzen.
In dieser Masterarbeit soll ein Funkmodul ausgewählt und eine erste Funkübertragung getestet werden. Die bestehende Kommunikationsschnittstelle der Steuereinheit soll sowohl hardware- als auch softwareseitig durch eine drahtlose Übertragung ersetzt werden.
Es müssen die besonderen Anforderungen einer Funkübertragung im Menschen berücksichtigt und eine ausreichende Performance zur Überwachung und Steuerung des ReinHeart sichergestellt werden. Dazu muss ein entsprechendes Übertragungsprotokoll unter Berücksichtigung der für das ReinHeart notwendigen Parameter definiert werden (Position, Temperatur, Statusparameter der Energieversorgung, etc.). Zur Kommunikation zwischen Funkmodul und ReinHeart-Controller ist eine Schnittstelle zu definieren und mittels Mikrocontroller und der Programmiersprache C umzusetzen. Weiterhin sollen die Register des Funkchips so programmiert werden, dass eine sichere Übertragung gewährleistet wird. Die Funkübertragung soll in abschließenden Tests validiert werden. Nach Möglichkeit ist die Hardware des Funkmoduls in einem weiteren Entwicklungsschritt in den ReinHeart-Controller zu integrieren.
Die Masterarbeit wird durch eine ausführliche schriftliche Dokumentation abgeschlossen.