Στην παρούσα διπλωματική εργασία, σκοπός μας είναι η μελέτη, οργάνωση και υλοποίηση πρωτοκόλλων ελέγχου. Το κάθε πρωτόκολλο ελέγχου ευθύνεται για τη διεξαγωγή των ελέγχων στα ιατρικά μηχανήματα. Περιλαμβάνει δε, τα δομικά στοιχεία των ελέγχων, που είναι οι μετρήσεις ελέγχου, καθώς και τις αντίστοιχες ομάδες μηχανημάτων. Στην εργασία μας, για την εκτέλεση των εργασιών, χρησιμοποιήσαμε, κατά βάση, την εφαρμογή PRAXIS, μια εφαρμογή που διαχειρίζεται τη βιοϊατρική τεχνολογία σε νοσοκομειακό επίπεδο. Επίσης, υλοποιήσαμε έναν εναλλακτικό τρόπο διαχείρισης των πρωτοκόλλων/μετρήσεων ελέγχου, μέσω της εφαρμογής ACME, με την οποία παρέχουμε και κάποιες βελτιωτικές δυνατότητες ως προς το PRAXIS. Περιληπτικά η διάρθρωση της εργασίας μας έχει ως εξής: Στο 1ο Κεφάλαιο, εισάγουμε τον αναγνώστη στην επιστήμη της Βιοϊατρικής Τεχνολογίας. Στο 2ο Κεφάλαιο, παρουσιάζουμε τις βασικές αρχές της Κλινικής Μηχανικής, δηλαδή του τομέα εκείνου της Βιοϊατρικής Τεχνολογίας, που είναι υπεύθυνος για τη διαχείριση του ιατρικού εξοπλισμού, στα νοσοκομεία. Αναλύονται τόσο το Τμήμα Κλινικής Μηχανικής (CED), όσο και οι ομάδες ιατρικών μηχανημάτων, μαζί με το πρόγραμμα ελέγχων-συντήρησης IPM. Στο 3ο Κεφάλαιο, αναφερόμαστε στα συστήματα διαχείρισης βιοϊατρικής τεχνολογίας και πιο συγκεκριμένα στην εφαρμογή PRAXIS, στα τεχνικά χαρακτηριστικά, την οργάνωση και τις δυνατότητες που παρέχει. Στο 4ο Κεφάλαιο, παρουσιάζουμε τον τρόπο διαχωρισμού-ομαδοποίησης των μετρήσεων ελέγχου, προβλήματα που αντιμετωπίσαμε και τρόπους επίλυσης και τελικά τη διαδικασία καταχώρησης των μετρήσεων ελέγχου μέσω του PRAXIS. Στο 5ο Κεφάλαιο, καθορίζουμε τους κανόνες που διέπουν τη διασύνδεση μετρήσεων ελέγχου-πρωτοκόλλων ελέγχου-ομάδων μηχανημάτων και τελικά τη διαδικασία υλοποίησης των πρωτοκόλλων ελέγχου μέσω του PRAXIS, παράλληλα με την προσθήκη σε αυτά των αντίστοιχων μετρήσεων ελέγχου και ομάδων μηχανημάτων. Στο 6ο Κεφάλαιο, αναλύουμε την εφαρμογή ACME, μια εφαρμογή που υλοποιήσαμε ως εναλλακτικό τρόπο διαχείρισης, τη συγκρίνουμε με το PRAXIS, παρουσιάζουμε τις δυνατότητές και τις βελτιώσεις της και περιγράφουμε τον τρόπο χρήσης της για την διεκπεραίωση των εργασιών. Στο 7ο Κεφάλαιο, παρέχουμε χρήσιμα περιληπτικά στατιστικά στοιχεία από την όλη μελέτη μας, καταλήγουμε σε συμπεράσματα και κάνουμε προτάσεις. Τέλος, στο Παράρτημα, παραθέτουμε πλήρη εκτυπωμένα παραδείγματα πρωτοκόλλων, τόσο μέσω του PRAXIS, όσο και μέσω της ACME. / -

Το Πανεπιστημιακό Γενικό Νοσοκομείο Πατρών ( Π.Γ.Ν.Π.) είναι το μεγαλύτερο νοσοκομείο της Δυτικής Ελλάδος. Υπάρχουν πάνω από 2.500 ιατρικές συσκευές στο Π.Γ.Ν.Π. οι οποίες χρησιμοποιούνται για διάγνωση, παρακολούθηση και θεραπεία ασθενειών. Η χρήση αυτού του μεγάλου αριθμού από τις πολύπλοκες αυτές συσκευές συνεπάγεται αυξημένη εμπλοκή του Τμήματος Κλινικής Μηχανικής ( ΤΚΜ ) στις επισκευαστικές ενέργειες και στις ενέργειες προληπτικής συντήρησης. Υπάρχει ανάγκη για παρακολούθηση και καταγραφή ενός μεγάλου αριθμού διαδικασιών όπως επισκευές ιατρικού εξοπλισμού, προληπτικές συντηρήσεις, έλεγχοι ηλεκτρικής ασφάλειας, αιτήσεις αγοράς εξοπλισμού, εποπτεία συμβολαίων συντήρησης και εκπαίδευση τεχνικών και χρηστών. Οπωσδήποτε, οι παραπάνω ανάγκες οδηγούν στη χρήση εγκατάστασης υπολογιστικών συστημάτων διαχείρισης ιατρικού εξοπλισμού (MEMS). Το MEMS που χρησιμοποιείται από το ΤΚΜ του Π.Γ.Ν.Π. είναι το σύστημα PRAXIS που αναπτύχθηκε από το Ινστιτούτο Βιοιατρικής Τεχνολογίας ( ΙΝΒΙΤ) και έχει εγκατασταθεί σε πάνω από 12 Ελληνικά νοσοκομεία. Η χρήση του συστήματος PRAXIS βελτιώνει την αποτελεσματική διαχείριση του ιατρικού εξοπλισμού και βοηθάει το ΤΚΜ του Π.Γ.Ν.Π. στην καλύτερη οργάνωση των υπηρεσιών του. Επίσης το σύστημα PRAXIS παρέχει την δυνατότητα για παρακολούθηση και ανάλυση ενός τυποποιημένου set δεικτών ποιότητας. Σ’ αυτήν την εργασία παρουσιάζονται αποτελέσματα από την δουλειά του ΤΚΜ στο Π.Γ.Ν.Π. με τη χρήση του PRAXIS. Πρώτα παρουσιάζονται αποτελέσματα που αφορούν επισκευαστικούς ελέγχους και ελέγχους προληπτικής συντήρησης στα πιο σημαντικά μηχανήματα των εταιρειών PHILIPS και SIEMENS. Κατόπιν υπάρχει μια αναφορά στην παραγωγή και χρήση των δεικτών ποιότητας του PRAXIS που θα μπορούσαν να αποτιμήσουν την απόδοση του ΤΚΜ και δίνουν στατιστική πληροφορία για τις ιατρικές συσκευές στο Π.Γ.Ν.Π. Τέλος, υπάρχει μια πιο εκτεταμένη πληροφορία για την χρήση του συστήματος PRAXIS στην παρακολούθηση του συστήματος Μαγνητικής Τομογραφίας Philips Gyroscan Intera στο Π.Γ.Ν.Π. / The University Hospital of Patras ( P.G.N.P. ) is the largest Hospital in Western Greece. There are over 2500 medical devices in P.G.N.P that are used for diagnosis, monitoring of patient condition and therapy. The use of this large number complex devices causes an increased involvement of the Clinical Engineering Dep ( CED ) in repair and maintenance actions accomplishment . There is a necessity for monitoring and recording a large number of procedures such as medical equipment repair and maintenance functions, electrical safety, equipment acquisition, supervision of service contracts and user training. Therefore, the need arises for establishing a computerized medical equipment management system (MEMS). The MEMS that is used in CED of P.G.N.P. hospital is the PRAXIS system that is developed by the Institution of Biomedical Technology (INBIT) and has been installed in > 12 Greek hospitals. The use of PRAXIS system improves the effective management of medical equipment and assists the CED of P.G.N.P. in organizing their services in better way. Also the PRAXIS system offers the ability of monitoring and analyzing a standardized set of quality indicators. In this work results of CED work with the PRAXIS system use in P.G.N.P. are presented. At first the results that are presented concerned the medical equipment repair and maintenance functions of the most important PHILIPS and SIEMENS medical devices. Secondly, there is a reference in production of quality indicators by the PRAXIS system that could evaluate the performance of CED and they give statistical information about the medical devices in P.G.N.P. Finally, there is a more extended information about the use of PRAXIS system in monitoring of Philips Gyroscan Intera MRI system in P.G.N.P hospital.

Mathematical models and simulation studies of the electrical function of the heart contribute significantly to better understanding and treatment of cardiac arrhythmias. Although great progress has been made in this area, particularly in single cell models, many problems related to macroscopic electrical behavior of the heart remain unsolved or require reevaluation as new experimental data appear. The scope of this thesis is the development of mathematical models of effects of heterogeneity and loss of channel function on electrocardiographic (ECG) signal and cardiac vulnerability. Our studies contribute to better arrhythmia understanding, prediction and prevention. In the first study theoretical body-surface potentials were computed from single, branching and tortuous strands of the Luo-Rudy model cells, representing different areas of an infarct scar. When action potential (AP) propagation either in longitudinal or transverse direction was slow (3-12 cm/s), the depolarization signals contained high-frequency (100- 300 Hz) oscillations. The frequencies were related to macroscopic propagation velocity and strand architecture by simple formulas. Next, we proposed a mathematical model of the QRS-complex that simulates unstable activation wavefront. It combines signals from different strands with small timing fluctuations relative to a large repetitive QRS-like waveform and can account for dynamic changes of real arrhythmogenic micropotentials. Variance spectrum of wavelet coefficients calculated from the composite QRS-complex contained the high frequencies of the individual abnormal signals. We concluded that slow AP propagation through fibrotic regions after myocardial infarction is a source of high-frequency arrhythmogenic components that increase beat-to-beat variability of the QRS, and wavelet variance parameters can be used for ventricular tachycardia risk assessment. xv In the second study we quantify the vulnerable period (VP) in heterogeneous models of ventricular wall and its modulation by loss of cardiac sodium channel function (NaLOF). According to several articles, NaLOF prolongs the VP and, therefore, increases risk of reentrant arrhythmias, but the studies used uniform models neglecting spatial variation of action potential duration (APD). Here, we introduce physiological transmural heterogeneity into one-dimensional cables of the Luo-Rudy model cells. We propose a generalized formula for the VP and describe new phenomena pertaining to the VP that are not present in homogeneous excitable media. We conclude that realistic models of cardiac vulnerability should take into account spatial variations of cellular refractoriness. It reveals several new qualitative and quantitative aspects of the VP and the modulation of the VP by NaLOF differs significantly in heterogeneous and homogeneous models. Finally we examine proarrhythmic potential of E-4031, a class III antiarrhythmic agent that blocks selectively rapid potassium current (IKr), during ischemia. Effective refractory periods (ERP) and action potential durations of the Luo-Rudy dynamic model cell were measured for normal and ischemic conditions, after IKr block and at different basic cycle lengths (BCL). Acute ischemia is introduced into the model by hyperkalemia, acidosis and anoxia. The IKr block caused reverse use-dependent prolongation of APD and ERP for normal and the ischemic conditions. Differences in APD and ERP between normal and acutely ischemic cells increased after the IKr block for all BCLs. We conclude that E-4031 has the potential to amplify electrophysiologic heterogeneity between normal and ischemic cardiac tissue that underlies some serious ventricular arrhythmias. This increased dispersion can cancel out the poor antiarrhythmic effect of AP and ERP prolongation at fast heart rates. / Τα µαθηµατικά µοντέλα και οι µελέτες εξοµοίωσης της ηλεκτρικής δραστηριότητας της καρδιάς συνεισφέρουν σηµαντικά στην καλύτερη κατανόηση και θεραπευτική αγωγή της καρδιακής αρρυθµίας. Παρόλο που έχει πραγµατοποιηθεί µεγάλη πρόοδος στον τοµέα αυτό, ειδικά σε µοντέλα µεµονωµένων κυττάρων, πολλά προβλήµατα που σχετίζονται µε την µακροσκοπική ηλεκτρική δραστηριότητα ακόµη παραµένουν άλυτα ή χρειάζονται επαναξιολόγηση καθώς νέα πειραµατικά δεδοµένα συνεχώς εµφανίζονται. Ο σκοπός αυτής της διατριβής είναι η ανάπτυξη µαθηµατικών µοντέλων µελέτης των επιπτώσεων ετερογένειας και απώλειας της καναλικής λειτουργίας στο Ηλεκτροκαρδιογράφηµα (ΗΚΓ) και στην καρδιακή ευπάθεια. Οι µελέτες µας συνεισφέρουν στην καλύτερη κατανόηση, πρόβλεψη και πρόληψη της καρδιακής αρρυθµίας. Στην πρώτη µελέτη, υπολογίζονται θεωρητικά δυναµικά επιφανείας του σώµατος από µεµονωµένα, διακλαδωτά και µε ελικοειδή µορφή πλέγµατα των κύτταρων βασισµένα στο µοντέλο Luo-Rudy, τα οποία αντιπροσωπεύουν διαφορετικές περιοχές µε ουλή εµφράγµατος. Στις περιπτώσεις αργής µετάδοσης του δυναµικού δράσεως (∆∆) είτε κατά την διαµήκη ή εγκάρσια κατεύθυνση (3-12cm/s), τα σήµατα εκπόλωσης εµπεριείχαν ταλαντώσεις υψηλής συχνότητας (100- 300Hz). Οι συχνότητες συσχετίστηκαν µε την µακροσκοπική ταχύτητα µετάδοσης και µε την αρχιτεκτονική του πλέγµατος µε τη χρήση απλών µοντέλων. Κατόπιν, προτείνουµε ένα µαθηµατικό µοντέλο για το σύµπλεγµα-QRS το οποίο εξοµοιώνει κυµατοµορφές διάδοσης µε µη σταθερή µορφή. Το µοντέλο συνδυάζει σήµατα από διαφορετικά πλέγµατα µε µικρές διακυµάνσεις σε σχέση προς µία µεγάλη επαναληπτική κυµατοµορφή τύπου QRS και µπορεί να λάβει υπόψη τις δυναµικές µεταβολές πραγµατικών µικρό-δυναµικών αρρυθµογενών περιοχών Το φάσµα των συντελεστών κυµατίου (wavelet) το οποίο υπολογίστηκε από το σύνθετο σύµπλεγµα-QRS, εµπεριείχε τις υψηλές συχνότητες από τα µεµονωµένα ανώµαλα σήµατα. Συµπεράναµε ότι η αργή µετάδοση του ∆∆ δια µέσου ινωµατωειδών περιοχών µετά από έµφραγµα µυοκαρδίου, αποτελεί πηγή αρρυθµογενικών συνιστωσών υψηλής συχνότητας, οι οποίες αυξάνουν την µεταβλητότητα από παλµό σε παλµό του συµπλέγµατος QRS, και οι παράµετρες µεταβλητότητας των συντελεστών κυµατίου µπορούν να χρησιµοποιηθούν για την αποτίµηση της επικινδυνότητας κοιλιακής ταχυκαρδίας. ix Στην δεύτερη µελέτη, ποσοτικοποιούµε την περίοδο ευπάθειας (ΠΕ) σε ετερογενή µοντέλα του κοιλιακού τοιχώµατος και την διαµόρφωση του κατά την απώλεια λειτουργίας του καρδιακού καναλιού νατρίου (NaLOF). Σύµφωνα µε διάφορα επιστηµονικά άρθρα, το NaLOF επεκτείνει την ΠΕ και, εποµένως, αυξάνει την επικινδυνότητα επαναεισερχόµενων αρρυθµιών, αλλά οι µελέτες αυτές χρησιµοποίησαν οµοιογενή µοντέλα αγνοώντας την χωρική µεταβλητότητα της διάρκειας των δυναµικών δράσεως (∆∆). Σε αυτή την µελέτη, εισάγουµε την φυσιολογική διατοιχωµατική ετερογένεια σε µοντέλα κυττάρων Luo-Rudy τα οποία είναι διατεταγµένα σε αλυσίδες µίας διαστάσεως. Προτείνουµε ένα γενικό µοντέλο για την ΠΕ και περιγράφουµε νέα φαινόµενα που χαρακτηρίζουν την ΠΕ τα οποία δεν υπάρχουν στην περίπτωση οµογενούς διεγέρσιµου µέσου. Καταλήγουµε, ότι τα ρεαλιστικά µοντέλα της καρδιακής ευπάθειας θα πρέπει να λαµβάνουν υπόψη τις χωρικές µεταβολές της ανερέθιστης περίοδου. Αποκαλύπτονται νέες ποιοτικές και ποσοτικές όψεις της ΠΕ και η µεταβολή της ΠΕ από το NaLOF διαφέρει σηµαντικά σε οµογενή και ετερογενή µοντέλα. Τέλος, εξετάζουµε τη προαρρυθµική δράση του E-4031, που είναι ένα αντιαρρυθµικό φάρµακο οµάδας ΙΙΙ που µπλοκάρει επιλεκτικά του ταχέως ρεύµατος καλίου (IKr) κατά την ισχαιµία. Οι σχετικές ανερέθιστες περίοδοι (ΣΑΠ) και η διάρκεια των δυναµικών δράσεως του δυναµικού µοντέλου κυττάρων Luo-Rudy µετρήθηκαν για φυσιολογικές και ισχαιµικές συνθήκες, µετά από το µπλοκάρισµα του IKr και για διαφορετικά βασικά µήκη κύκλων (ΒΜΚ). Η περίπτωση οξείας ισχαιµίας εισήχθηκε στο µοντέλο µε υπερκαλιαιµία, οξέωση και ανοξαιµία. Το µπλοκ του IKr προκάλεσε αντίστροφη επιµήκυνση εξαρτώµενη από τη χρήση του ∆∆ και ΣΑΠ για φυσιολογικές και ισχαιµικές συνθήκες. Η διαφορές µεταξύ του ∆∆ και ΣΑΠ µεταξύ φυσιολογικού και µε οξεία ισχαιµία κυττάρων αυξήθηκαν µετά το µπλοκ του IKr για όλα τα BMK. Καταλήγουµε στο συµπέρασµα ότι το E-4031 έχει την δυνατότητα να ενισχύει την ηλεκτροφυσιολογική ετερογένεια µεταξύ του φυσιολογικού και του ισχαιµικού καρδιακού ιστού που αποτελεί την βασική εξήγηση µερικών σοβαρών κοιλιακών αρρυθµιών. Αυτή η αυξηµένη διασπορά µπορεί να ακυρώσει την φτωχή αντιαρρυθµιακή επίδραση της επιµήκυνσης του ∆∆ και ΣΑΠ σε αυξηµένους καρδιακούς ρυθµούς.

- / The impressive progress in the creation of medical knowledge combined with the developments in other related scientific domains and fields of technology, provided during the last 4 decades an excellent ground for the advancement of the Biomedical Engineering (BME) sector. Successful biomedical research led to new diagnostic and therapeutic methods, techniques and equipment, which radically changed the way health care is delivered today. Given this dynamic situation, biomedical engineers today should be prepared to meet existing or forecasted needs by means of knowledge, skills and attitudes that address the demands of the work environment in the broader health care related sector all over the world. This involves academia, medical industry, hospital facilities, as well as administration and, in turn, it imposes new challenges for advanced education in the field. It is therefore necessary to review the educational structures in BME and adapt them to the new demands. This should also face challenges such as wide social access, good regional links and the ability to bring research outcomes and innovation to the biomedical market. All in all given the recent developments in biomedical technology, the market demands and the political pressure for harmonization and mutual recognition on higher education, there is a strong need to reform the curricula of Biomedical engineering programs and implement the ECTS on the basis of students’ workload and learning outcomes. The CRH-BME “Curricula Reformation and Harmonisation in the field of Biomedical Engineering” CR Project Number: 144537-TEMPUS-2008-GR-JPCR (2008-4527) H-BME project is a Joint Project within the TEMPUS IV program and is 95% financed by the Commission of the European Communities. Its aim is to review, update and harmonise the current curricula in BME education, in pace with the most recent developments, the new emerging interdisciplinary domains and market demands and implement a commonly accepted ECT System that will also facilitate student mobility. The work will be carried out through collection of information from the participants, preparation of draft reports and documents by working groups, discussion and approval in meetings between the participating Institutions. Working groups (WGs) will be responsible for delivering the project outcomes, associated with a particular task. Members of these WGs will be experts that have complementary expertise and meet the requirements of a particular task. Standard procedures will be used for the elaboration of the output documents. Document review procedures will apply standardised forms including comments and suggestions. The facilities provided by the Internet and other available telematics means will be exploited. A system will be put in place for systematic feedback from workshop and conference participants, as part of the project monitoring activities. Generic Programs will be designed addressing graduate and postgraduate BME studies. The updated programs will contain (i) a basic core of topics and (ii) elective courses for the BME programs. Attention will be paid to achieve student centred BME programs, instead of staff oriented. A template guidance document for the implementation of QA systems, specific to the field of BME education, will be designed. As a result of the project activities, BME programs at the participating Institutions will be restructured and new study programs will be implemented, according to the generic programs that will be provided. Full members of the project will be 23 participants from 22 Higher Education Institutions, 16 from EU and 6 from Partner countries and 1 non-governmental organisation. This proposal is also supported by the European Alliance for Medical and Biological Engineering and Science (EAMBES) [9]. Institutions willing to follow the activities of the project can be invited to participate as observers. Observers are individual experts or academic staff, representing institutions, professional bodies or other relevant parties that will closely observe the project and its development. [1] The current study constitutes actually the very first part of the project and consists in an information record about the existent Biomedical Engineering programs in Europe, the extraction of useful statistical data based on this information and finally α classification approach in regard to the topics of all european MSc curricula in the field of BME.

- / -

- / -

- / -

- / -

- / -

- / -