[ANGLÈS] The aim of this thesis is to design a control system for regulating oxygenation during mechanical ventilation therapy. For this purpose, funnel control is designed and applied for improving oxygenation. It uses a feedback gain, which depends on the error of the system and a prescribed funnel. Thus, a description of cardiopulmonary system is mathematically modeled using Simulink. A simulation of ventilation therapy is carried out based on delivering proper fraction of inspired oxygen to the patient and targeting the desired oxygen saturation as the output to be controlled. From the simulations, the excellent results are achieved by funnel control with great performance. Various funnel boundaries, for example, exponential, cardinal sinusoidal, or hyperbolic functions are investigated in this work. Finally, a new funnel controller is designed for real implementation of tidal volume control and tested with a plastic lung and a lung simulator using dSPACE. With these distinctive results, the funnel controller should be the right choice for the control of oxygenation.

[CASTELLÀ] El objetivo de esta tesis es el diseño de un sistema de control para la regulación de la oxigenación durante la terapia de ventilación mecánica. Para este propósito, un algoritmo llamado “funnel control” es diseñado y aplicado para la mejora de la oxigenación. Este algoritmo utiliza una ganancia de retroalimentación (feedback), que depende del error del sistema y del embudo prescrito (funnel boundary). Para ello, una descripción del sistema cardiopulmonar se modela matemáticamente mediante Simulink. Una simulación de terapia ventilatoria se lleva a cabo sobre la base de la entrega de la fracción inspiratoria de oxígeno adecuado para el paciente y la focalización de la saturación de oxígeno deseado como la salida a controlar. De las simulaciones, excelentes resultados se obtienen mediante el algoritmo “funnel control” con un gran rendimiento. Diferentes embudos son diseñados, por ejemplo, usando funciones exponenciales, sincs, o hiperbólicas son investigadas en este trabajo. Por último, un nuevo “funnel control” es diseñado para la aplicación real de control de volumen corriente y es testeado con un pulmón de plástico y un simulador de pulmón utilizando dSPACE. Con estos resultados distintivos, se determina que “funnel control” es la elección correcta para el control de la oxigenación

[CATALÀ] L'objectiu d'aquesta tesi és el disseny d'un sistema de control per a la regulació de l'oxigenació durant la teràpia de ventilació mecànica. Amb aquest propòsit, un algoritme anomenat "funnel control" és dissenyat i aplicat per a la millora de l'oxigenació. Aquest algoritme utilitza un guany de retroalimentació (feedback), que depèn de l'error del sistema i de l'embut prescrit (funnel boundary). Per això, una descripció del sistema cardiopulmonar es modela matemàticament mitjançant Simulink. Una simulació de teràpia ventilatòria es porta a terme sobre la base del lliurament de la fracció inspiratòria d'oxigen adequat per al pacient i la focalització de la saturació d'oxigen desitjat com la sortida a controlar. De les simulacions, excel•lents resultats amb un gran rendiment s'obtenen amb l'algoritme "funnel control". Diferents embuts són dissenyats, per exemple, funcions exponencials, sincs, o hiperbòliques són investigades en aquest treball. Finalment, un nou "funnel control" és dissenyat per a l'aplicació real de control de volum corrent i és testejat amb un pulmó de plàstic i un simulador de pulmó utilitzant dSPACE. Amb aquests resultats distintius, es determina que "funnel control" és l'elecció correcta per al control de l'oxigenació.