Otomatik kemerli kardiyopulmoner resisütasyon (CPR) cihazı ve test sistemi tasarımı
Automatic belt cardiopulmonary resisutation (CPR) device and test system design
Yazar: MEHMET ALİ TAMOKUR
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET REŞİT KAVSAOĞLU
Karabük Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Kalp durması gibi önemli vakalarda el ile manuel olarak yapılan kalp masajının (CPR) yanısıra hiçbir insan gücü olmadan kalp masajı yapabilen otomatik CPR cihazları son yıllarda hızla büyüyen bir sektör olmuştur ve gün geçtikçe daha da büyümektedir. Hayati önem taşıyan kalp masajı uygulaması için kullanılan cihazların, geliştirilmesi veya yenilerinin üretilmesi için çalışmalar yapılmaktadır. Bu çalışmada otomatik CPR cihazı ve test sistemi olarak iki farklı cihaz tasarlanmıştır. Taşınabilir, kullanımı kolay ve boyutları küçük olan otomatik CPR cihazı, dahili batarya ve Doğru Akım (DC) motor ile çalışmaktadır. DC motor sürücü kartı ve Ardunio Mega kartı kullanılarak cihazın çalışması kontrol edilebilmektedir. Böylece kalp masajı, sürekli ve 30:2 solunum desteği beklemeli olarak iki mod şeklinde yapılabilmektedir. Sürekli modda cihaz başlatıldığında durdurulana kadar kalp masajı yapılmaktadır. 30:2 olan diğer modda ise otuz adet kalp masajı yaptıktan sonra kullanıcının hastaya suni nefes verebilmesi için iki nefes verebilme süresince kalp masajı işlemi durdurulup, nefes verme süresi bittiğinde otomatik olarak tekrar kalp masajı işlemi başlamaktadır. Test sistemi yetişkin bir insana göğüs sertliğini verebilecek bir yay bulunan, yapay yetişkin manken üzerinde uygulanan kalp masajı sonuçlarının değerlendirilmesinin yapılabilmesi için bu mankene flex ve kuvvet sensörleri eklenerek oluşturulmuştur. Bu test sistemi, otomatik CPR cihazı veya manuel olarak kişi tarafından yapılan CPR uygulamasının gözlemlenmesi ve analizini gerçekleştirmektedir. Sensörden alınan sinyaller Ardunio Uno kartıyla seri port üzerinden bilgisayara aktarılıp MATLAB GUI arayüz tasarımında gerçek zamanlı olarak görüntülenmektedir. Ayrıca bu MATLAB GUI arayüz tasarımı kalp masajı sonucu olarak sensör sinyallerini analiz ederek CPR uygulama süresince kullanıcı veya otomatik CPR cihazının gerçekleştirdiği dakikadaki bası adeti, her bir basının derinliğini ve bası hız değişim grafiğini vermektedir. Oluşturulan bu test sistemi hem bu çalışmada gerçekleştirilen otomatik CPR cihazının hemde manuel olarak yapılan CPR uygulamasının doğruluğunu değerlendirebilmektedir. Bu açıdan tasarlanan test sistemi ortaöğretim, önlisans, lisans ve mesleki eğitim kurslarında ilk yardım derslerinin içeriğinde bulunan kalp masajı uygulaması eğitiminde ve değerlendirilmesinde kullanılabilir.

Abstract:
In important cases such as cardiac arrest, automatic CPR devices that can perform heart massage without any human power, as well as manual CPR, have been a rapidly growing sector in recent years and it is growing day by day. Efforts are being made to develop the devices used for the vitally important heart massage application 
or to produce new ones. In this study, two different devices were designed as automatic CPR device and test 
system. Portable, easy to use and small in size, automatic CPR device works with internal battery and Direct Current (DC) motor. The operation of the device can be controlled by using the DC motor driver card and the ArduinoMega card. Thus, heart massage can be performed in two modes, continuous and 30:2 respiratory support 
with waiting is done. In the other mode, which is 30:2, after thirty heart massages, the heart massage process is stopped for two breaths so that the user cangive artificial respiration to the patient, and when the exhalation time ends, the heart massage process starts again. The test system was created by adding flex and force sensors to this manikin in order to evaluate the results of heart massage applied on an artificial adult manikin, which 
has a spring that can give the chest stiffness of an adult human. This test system performs the monitoring and analysis of CPR application performed by the automated CPR device or manually by the person. The signals received from the sensor are transferred to the computer via the serial port with the Arduino Unocard and displayed in real time in the MATLAB GUI interface design. In addition, this MATLAB GUI interface design analyzes the sensor signals as a result of CPR and gives a graph of the number of pressures per minute, the depth of each press and the 
pressure velocity change performed by the user or the automatic CPR device during the CPR application. This created test system can evaluate the accuracy of both the automatic CPR device performed in this study and the manual CPR application. The test system designed in this respect can be used in the training and evaluation of 
cardiac massage application, which is included in the first aid courses in secondary education, associate degree, undergraduate and vocational education courses.