5.2 Наш гомеостат
Требования к создаваемойy нашей системы
1. Конструкция системы состоит из сменяемых блоков. Это позволяет экспериментировать со схемой установки и модернизировать технологии без значительной перестройки конструкции.
2_ В ходе работы система собирает в автоматическом режиме информацию о состояние органа и параметрах перфузионного раствора и на основе полученной информации меняет эти параметры при необходимости.
3_ Система оснащена искусственным интеллектом, который после машинного обучения сможет подбирать параметры и терапию оптимально подходящие для особенностей данного органа.
4_ Важно обеспечить роботизацию всех процессов, от изъятия до имплантации органа на систему.
Пользователь может в случае критической ситуации осуществить самостоятельный перенос головы на перфузионную систему с последующей возможностью взаимодействовать с миром через роботизированное тело.
Общий план разрабатываемой перфузионной системы
Прототип 1 продемонстрирует базовые варианты этих характеристик системы для потенциальных инвесторов. Полноценная система появится в ходе дальнейшей реализации проекта.
Ход сборки гомеостата (подробнее) многое будет меняться.
Схема перфузионной системы (прототип 1)
В данной момент мы собираем систему для длительной перфузии изолированного мозга в контуре с печенью. Схема системы прежде всего основана на двух научных работах (1, 2).
1_ Long-term normothermic machine preservation of human livers: what is needed to succeed? https://journals.physiology.org/doi/full/10.1152/ajpgi.00257.2021#:~:text=Nutrients%20and%20bile%20salts%2C%20generally,should%20allow%20maintenance%20of%20sterility.
2_ Liver protects neuron viability and electrocortical activity in post-cardiac arrest brain injury. https://www.embopress.org/doi/full/10.1038/s44321-024-00140-z
Наша схема (версия 7) дорабатывается и будет меняться в зависимости от результатов экспериментов.
Вопросы и требования к работе системы (подробнее)
Общая схема построения гомеостатической системы (Прототип 1)
Установка должна состоять из модулей подключаемых к общему управляющему контроллеру. Модули: 1. Модуль климатической системы; 2. Модуль искусственных лёгких ( Оксигенатор – Газоснабжение — Движение диафрагмы); 3. Модуль основной насосной станции (сердце, сосуды, давление, конюляция); 4. Модуль накопительного бака; 5. Модуль камеры для размещения органа; 6. Модуль датчиков для сбора биологических данных и передачу их на компьютер. 7. Модуль сбора продуктов обмена. Почки 8. Модуль системы управления установкой ИИ 9. Иммунная система.
Дополнение.
Думаю, имеет смысл реализовать систему в виде независимых блоков объеденных общей шиной rs485 и управляемых основным контроллером.
Контроллер при включении проверяет некоторый набор адресов, если на проверяемом адресе присутствует устройство, то оно предоставляет контроллеру свое меню конфигурации, по средствам которого это устройство можно настроить, а так же включить или выключить его функционирование.
Функционирование установки. При запуске центральный контроллер опрашивает устройства и формирует на экране меню управления. Пользователь может настроить параметры каждого из устройств по средствам этого меню, и сохранить настроенные параметры. Далее при запуске установки достаточно будет просто нажать кнопку старт, чтобы установка начала работать с использованием сохраненных параметров. Кроме меню настроек на дисплее должны отображаться кнопка старт, и текущие параметры системы. После активации кнопки старт, мы запускаем функционирование системы параметры которые находятся в значениях нормы, отображаются зеленым цветом, с отклонениями первого типа желтым, отклонением второго типа красным цветом. Посл того как мы запустили установку, у нас появляются еще кнопка запуска/остановка перфузии органа и кнопка стоп вместо кнопки старт. При этом чтобы остановить перфузию или выключить установку нужно будет дополнительно подтвердить действие в контекстном меню.
При нажатии кнопки старт, запускается система термостабилизации и оксигенации жидкости. После того, как заданные параметры будут достигнуты, загорается индикатор «готов» после подключения органа к системе, можно будет нажать кнопку активирования перфузии, тогда откроются клапана и раствор с заданными параметрами поступит в орган. Для приостановления перфузии можно будет нужно нажать кнопку остановить перфузию и подтвердить выбор. Тогда клапана закроются и система перейдет в режим поддержания температуры. Для полного выключения установки нужно нажать кнопку стоп, по уму при этом надо не только остановить оксигенацию и поддержку температуры, но и обеспечить слив перфузионной жидкости и промывку системы.