Zastosowanie stymulacji niskoenergetycznej o wysokiej częstotliwości może złagodzić objawy dysmotoryki żołądka. W niniejszej pracy zaprezentowano miniaturowe, endoskopowo wszczepialne i ładowalne bezprzewodowo urządzenie, które wszczepia się do kieszonki podśluzówkowej. Skuteczna obustronna komunikacja i kontrola stymulacji zostały osiągnięte podczas eksperymentu na żywej świni.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Autonomiczny i ładowalny mikroneurostymulator endoskopowo wszczepiany do błony podśluzowej
* These authors contributed equally
W tym artykule
Podsumowanie
Streszczenie
Dysmotoryka żołądka może być oznaką powszechnych chorób, takich jak długotrwała cukrzyca. Wiadomo, że zastosowanie niskoenergetycznej stymulacji o wysokiej częstotliwości może pomóc w skutecznym łagodzeniu i łagodzeniu objawów dysmotoryki żołądka. Celem badań było opracowanie miniaturowego, endoskopowo wszczepialnego urządzenia do kieszonki podśluzówkowej. Wszczepialne urządzenie jest w pełni spersonalizowanym pakietem elektronicznym, który został specjalnie zaprojektowany do celów eksperymentów w błonie podśluzówkowej. Urządzenie wyposażone jest w akumulator litowo-jonowy, który można ładować bezprzewodowo, odbierając padające pole magnetyczne z cewki ładującej/nadawczej. Komunikacja uplink odbywa się w paśmie MedRadio na częstotliwości 432 MHz. Urządzenie zostało endoskopowo wprowadzone do kieszonki podśluzówkowej żywej świni domowej używanej jako model in vivo, a konkretnie w antrum żołądka. Eksperyment potwierdził, że zaprojektowane urządzenie może być wszczepione w błonę podśluzówkową i jest zdolne do dwukierunkowej komunikacji. Urządzenie może wykonywać bipolarną stymulację tkanki mięśniowej.
Wprowadzenie
Dysmotoryka żołądka może być oznaką kilku stosunkowo powszechnych chorób, takich jak gastropareza, która zwykle charakteryzuje się przewlekłym postępem i nakłada dość poważne konsekwencje na status społeczny, związany z pracą i fizyczny pacjenta. Większość przypadków gastroparezy ma zwykle pochodzenie cukrzycowe lub idiopatyczne i często jest oporna na dostępne leki1. U pacjentów dotkniętych tym schorzeniem najczęściej występują nudności i powtarzające się wymioty. Na podstawie wcześniejszych badań wiadomo, że zastosowanie niskoenergetycznej stymulacji elektrycznej o wysokiej częstotliwości może pomóc w skutecznym łagodzeniu i łagodzeniu objawów dysmotoryki żołądka1,2.
Na podstawie poprzednich badań udowodniono, że stymulacja elektryczna żołądka o wysokiej częstotliwości może znacznie złagodzić objawy i opróżnianie żołądka3. Wykazano również, że terapia neurostymulatorem dolnego zwieracza przełyku jest bezpieczna i skuteczna w leczeniu choroby refluksowej przełyku (GERD), zmniejszając ekspozycję na kwas i eliminując codzienne stosowanie inhibitorów pompy protonowej (PPI) bez działań niepożądanych związanych ze stymulacją4. Przed badaniami na ludziach pierwsze badania przeprowadzono na modelach zwierzęcych (psie modele5). Na podstawie tych badań stwierdzono, że stymulacja elektryczna dolnego zwieracza przełyku (LES, 20 Hz, szerokość impulsu 3 ms) spowodowała przedłużony skurcz klasy LES5. Badano podobny wpływ stymulacji elektrycznej o wysokiej (20 Hz, szerokość impulsu 200 μs) i niskiej (6 cykli/min, szerokość impulsu 375 ms) częstotliwości na LES u pacjentów z GERD. Zarówno stymulacja o wysokiej, jak i niskiej częstotliwości była skuteczna6. Jednak obecnie na rynku dostępne są tylko dwa urządzenia do neurostymulacji do stymulacji żołądka lub przełyku7,8. W tych urządzeniach elektrody mogą być wszczepiane chirurgicznie, laparoskopowo lub zrobotyzacyjnie. Samo urządzenie jest wszczepiane podskórnie. Wymaga to znieczulenia ogólnego i zamontowania nieporęcznego urządzenia za pomocą cewników domięśniowych, które pozwalają na stymulację tkanki mięśniowej żołądka lub przełyku. Tak więc możliwość zastosowania urządzenia komunikującego się bezprzewodowo wszczepionego w warstwę podśluzówkową żołądka stanowiłaby zdecydowaną zaletę i poprawę komfortu pacjenta. Jak stwierdzono w poprzednim badaniu9,10, udowodniono, że możliwe jest wszczepienie miniaturowego neurostymulatora do błony podśluzowej. Do endoskopowej implantacji podśluzówkowej stosujemy technikę zwaną endoskopowym kieszonkowym podśluzówkowym (ESP), opartą na endoskopowym rozwarstwieniu tunelu podśluzówkowym10. Celem tych badań jest dalsze doskonalenie tej koncepcji wszczepialnego neurostymulatora, przede wszystkim w zakresie zarządzania energią (w szczególności możliwości bezprzewodowego ładowania), zgodności z odpowiednimi przepisami i regulacjami dotyczącymi bezprzewodowych łączy komunikacyjnych w medycznych urządzeniach do implantacji oraz możliwości neurostymulacji dwubiegunowej. Następnie prezentowany mikroneurostymulator jest zdolny do dwukierunkowej komunikacji, a parametry stymulacji mogą być zmieniane w czasie rzeczywistym, nawet w trakcie wszczepiania urządzenia.
Ta technika jest odpowiednia dla zespołów z endoskopistą terapeutycznym doświadczonym w endoskopowym tworzeniu kieszeni lub sekcjach tunelowych. Następnie potrzebny jest projektant sprzętu i oprogramowania wbudowanego z doświadczeniem w budowaniu prototypów sprzętu z mikrokontrolerami i obwodami o częstotliwości radiowej przy użyciu technologii montażu powierzchniowego. Do budowy prototypów sprzętu wymagane jest laboratorium wyposażone w stację lutowniczą rozpływową oraz podstawowe wyposażenie do pomiarów elektrycznych (co najmniej multimetr cyfrowy, oscyloskop, analizator widma i programator PICkit3).
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Protokół
Wszystkie procedury endoskopowe, w tym na zwierzętach, zostały zatwierdzone w Instytucie Fizjologii i Genetyki Zwierząt, Akademii Nauk Republiki Czeskiej (Centrum Biomedyczne PIGMOD), Libechov, Czechy (projekt Eksperymenty w implantacji urządzeń bezbateryjnych i bateryjnych do błony podśluzówkowej przełyku i żołądka — badanie eksperymentalne). Wszystkie eksperymenty są przeprowadzane zgodnie z czeską ustawą 246/1992 Sb. "O ochronie zwierząt przed maltretowaniem, z późniejszymi zmianami". Urządzenie nadawcze nie musi być sterylizowane, ponieważ jest to urządzenie zewnętrzne, które nie ma bezpośredniego kontaktu ze zwierzęciem.
1. Konstrukcja urządzenia wszczepialnego
- Przygotuj płytkę drukowaną, korzystając z usługi produkcji PCB innej firmy. Kompletny projekt płytki obwodu drukowanego znajduje się w pliku uzupełniającym "gerber_implant.7z". Schemat ideowy znajduje się w Rysunek 1.
- Umieść płytki PCB na płaskiej powierzchni (Rysunek 2a). Użyj dozownika pasty lutowniczej z igłą 0.6 mm i ciśnieniem 60 psi, aby ręcznie dozować pastę lutowniczą na każdą metalową podkładkę na płytce drukowanej. Zacznij od górnej strony płytki drukowanej (Rysunek 2b). Całkowita ilość pasty lutowniczej po obu stronach płytki PCB nie powinna przekraczać 15 μL.
- Za pomocą pęsety antystatycznej umieść wszystkie elementy na górnej warstwie płytki drukowanej (Rysunek 2e). Użyj Rysunek 3 dla pozycji komponentu i pliku uzupełniającego "bom_implantabledevice.csv" do przypisania komponentów do ich numerów.
- Użyj stacji pistoletu na gorące powietrze na płytce drukowanej w temperaturze 260 °C, aby wszystkie elementy ( Rysunek 4a). Poczekaj, aż cała pasta lutownicza się stopi, a następnie odłóż pistolet na gorące powietrze i pozwól płytce ostygnąć do temperatury pokojowej.
- Odwróć płytkę drukowaną i dozuj pastę lutowniczą po drugiej stronie. Użyj tej samej igły i nacisku, jak podano w 1.2 (Rysunek 2d).
- Podobnie jak w kroku 1.3., umieść wszystkie elementy dolnej warstwy płytki drukowanej. Zapoznaj się z Rysunek 3, aby zapoznać się z pozycją komponentu i plikiem uzupełniającym "bom_implantabledevice.csv", aby uzyskać informacje o przypisaniu komponentów do ich numerów.
- Powtórz podgrzewanie płytki drukowanej za pomocą pistoletu na gorące powietrze, aby wszystkie elementy od spodu. Użyj tego samego procesu, co w kroku 1.4.
- Sprawdź wizualnie płytkę drukowaną pod kątem zwarć. Jeśli zostanie znalezione jakiekolwiek zwarcie, usuń je za pomocą lutownicy.
- Wyprodukuj cewkę do ładowania bezprzewodowego/komunikacji. Użyj 17 zwojów drutu AWG42. Rozmiar cewki to 26 x 13,5 mm2 ( Rysunek 4d). Skręć dwa przewody wyjściowe.
- Zaprojektuj i wyprodukuj elektrodę. Konstrukcja elektrody znajduje się w pliku uzupełniającym "gerber_electrodes.7z". Użyj tego samego procesu produkcyjnego, co w kroku 1.1. Ta płytka drukowana jest w pełni gotowa po wyprodukowaniu i nie trzeba na niej żadnych elementów. dwa przewody AWG42 do małych prostokątnych styków (Rysunek 4f)
- Przygotuj antenę, używając 7 cm emaliowanego drutu i zeskrobując 3 mm emalii z jednego końca (Rysunek 4e)
- Podłącz programator PICkit 3 do płytki drukowanej (Rysunek 4b-c)
- Podłącz pola 6 i 7, zgodnie z Rysunek 5, odpowiednio do pinów 2 i 3 programatora PICkit.
- Podłącz pady TP1, TP2 i TP3 (patrz Rysunek 3) odpowiednio do pinów 1, 5 i 4 programatora PICkit
- Podłącz programator PICkit 3 do portu USB komputera z zainstalowanym oprogramowaniem MPLAB IPE.
- Uruchom oprogramowanie MPLAB IPE i zaprogramuj oprogramowanie układowe w mikrokontrolerze.
- Uruchom MPLAB IPE w wersji 3.61. Wybierz "Ustawienia | Tryb zaawansowany"
- W polu Hasło wprowadź domyślne hasło, którym jest "mikroczip". Kliknij "Zaloguj się". Pojawi się zakładka z różnymi panelami po lewej stronie.
- W lewym górnym rogu kliknij "Obsługuj", a następnie w górnej środkowej części ekranu kliknij "Pole urządzenia" i wpisz "PIC16LF1783". Kliknij "Zastosuj".
- Wybierz panel "Zasilanie" po lewej stronie (Rysunek 6).
- Zmień wartość napięcia VDD na 2,55. Ten krok jest krytyczny.
Uwaga: Ustawienie tej wartości powyżej 2,8 V spowoduje uszkodzenie płytki (Rysunek 7). - Kliknij pole wyboru "Power Target Circuit" w "Narzędziu" (Rysunek 7).
- Kliknij zakładkę "Operate" po lewej stronie (Rysunek 6).
- Kliknij "Połącz".
- Pobierz plik uzupełniający "IMPLANTABLE_V2. X.production.hex" i zanotuj jego lokalizację na dysku twardym. W oprogramowaniu IPE znajdź wiersz Source i kliknij przycisk "Browse" obok niego (Rysunek 8).
- Kliknij przycisk Program. Poczekaj, aż oprogramowanie powie, że oprogramowanie zostało pomyślnie pobrane do mikrokontrolera (Rysunek 9).
- Wylutuj przewody przylutowane do pól lutowniczych TP1, TP2 i TP3 (Rysunek 3), a także przewody przylutowane do padów 6 i 7 (Rysunek 5).
- Podłącz płytkę drukowaną do wszystkich innych elementów elektrycznych z wyjątkiem baterii (Rysunek 10a).
- cewkę do ładowania bezprzewodowego/komunikacji z padami 2 i 3 zgodnie z Rysunek 8. Polaryzacja nie jest ważna.
- Podłącz antenę do padu 1 zgodnie z Rysunek 5. Podłącz elektrody PCB do pól lutowniczych numer 4 i 5 zgodnie z Rysunek 5. Polaryzacja nie jest ważna.
- baterię CG-320 do padów 6 i 7 (Rysunek 5). Ujemny zacisk akumulatora musi być przylutowany do padu 7. Zachowaj ostrożność podczas wykonywania kolejnych kroków. Urządzenie jest teraz zasilane i jest wrażliwe na zwarcia i kontakt z metalowymi przedmiotami.
- Aby przetestować funkcjonalność obwodów ładowania bezprzewodowego, należy wykonać wszystkie kroki opisane w części 2. Następnie umieść bezprzewodową ładowarkę/nadajnik w bliskiej odległości od urządzenia. Użyj multimetru, aby zmierzyć napięcie baterii. Jeśli napięcie akumulatora powoli rośnie (kilka mV na minutę), funkcja ładowania działa.
- Owiń antenę wokół urządzenia spiralnie (Rysunek 10b)
- Wytnij kawałek rurki termokurczliwej o długości 32 mm i średnicy wewnętrznej 9,5 mm.
- Umieść cewkę na płytce drukowanej. Zapoznaj się z Rysunek 7b, aby uzyskać informacje o prawidłowym umieszczeniu.
- Umieść rurkę termokurczliwą na urządzeniu, cewkę i antenę. Z rurki powinny wystawać tylko elektrody. Zapoznaj się z Rysunek 7c, aby uzyskać informacje o prawidłowym umieszczeniu.
- Podgrzej rurkę za pomocą pistoletu na gorące powietrze do 150 °C, aby się skurczyła, a następnie pozwól jej ostygnąć (Rysunek 10d).
- Nałóż klej epoksydowy na lewy koniec, aby uszczelnić jedną stronę rurki ( Rysunek 10e).
- Przyklej elektrodę do tylnej strony płytki drukowanej za pomocą rurki. Przyklej również drugi koniec rurki. Zapoznaj się z Rysunek 10f, aby uzyskać informacje o prawidłowym umieszczeniu.
- Odczekaj co najmniej 24 godziny, aż klej stwardnieje i całkowicie utwardzi się.
- Po zakończeniu pracy z bezprzewodową ładowarką/nadajnikiem przetestuj wszczepialne urządzenie pod kątem wycieków wody, umieszczając je w 30-centymetrowej kolumnie nasyconego roztworu soli fizjologicznej na 1 godzinę. Każdy większy wyciek można zauważyć jako nagły spadek napięcia akumulatora lub awarię urządzenia spowodowaną zwarciem elektroniki przez roztwór soli fizjologicznej. Po wykonaniu testu urządzenie jest w pełni przygotowane do wszczepienia implantu.
- Przetestuj funkcję stymulacji implantu za pomocą oscyloskopu. Podłącz dwie elektrody pomiarowe oscyloskopu do pokrytych cyną metalowych podkładek kontaktowych elektrody na wszczepialnym urządzeniu. Obserwuj wzorzec stymulacji na ekranie oscyloskopu. Prawidłowy wzorzec stymulacji jest podany w Rysunek 11.
2. Konstrukcja bezprzewodowej ładowarki/nadajnika
- Projekt PCB znajduje się w pliku uzupełniającym "gerber_transmitter.7z". Użyj tego samego procesu produkcyjnego, co w przypadku urządzenia do implantacji. Schemat ideowy znajduje się w Rysunek 12.
- Umieść płytki PCB na płaskiej powierzchni. Użyj dozownika pasty lutowniczej z igłą 0.6 mm i ciśnieniem 60 psi, aby ręcznie dozować pastę lutowniczą na każdą metalową podkładkę na płytce drukowanej. Całkowita ilość pasty lutowniczej dozowanej na płytkę PCB nie powinna przekraczać 50 μL.
- Za pomocą pęsety antystatycznej umieść wszystkie elementy na górnej warstwie płytki drukowanej. Zapoznaj się z Rysunek 13 dla pozycji komponentu i pliku uzupełniającego "bom_transmitterdevice.csv" dla przypisania komponentów do ich numerów.
- Użyj stacji pistoletu na gorące powietrze na płytce drukowanej ustawionej na 260 °C, aby wszystkie elementy. Poczekaj, aż cała pasta lutownicza się rozpuści, odłóż pistolet na gorące powietrze i pozwól płytce ostygnąć do temperatury pokojowej.
- Powtórz kroki 2.3–2.4 dla dolnej części urządzenia. Należy postępować zgodnie z podobną procedurą, jak podczas produkcji urządzenia do implantacji.
- Utwórz cewkę z 3 zwojami drutu emaliowanego AWG18 (Rysunek 14c) i podłącz ją do padów COIL1 i COIL2 (Rysunek 13).
- Wykonaj aluminiowy radiator dla tranzystorów mocy (Rysunek 13, Q1 i Q2). Dokładny kształt radiatora nie jest krytyczny. Jeden z możliwych przykładów wykonania jest pokazany w Rysunek 9d. W tym przypadku radiator tworzy również obudowę urządzenia.
- Podłącz programator PICkit 3 do zmontowanej płytki drukowanej. Połącz pola lutownicze TP1 z TP5 (Rysunek 13) z pinami od 1 do 5 programatora PICkit.
- Podłącz programator PICkit 3 do portu USB komputera z zainstalowanym oprogramowaniem MPLAB IPE.
- Uruchom oprogramowanie MPLAB IPE i zaprogramuj oprogramowanie układowe w mikrokontrolerze. Proces jest taki sam, jak w przypadku urządzenia wszczepialnego, z wyjątkiem napięcia VDD i przesłanego pliku.
- Uruchom MPLAB IPE w wersji 3.61. Wybierz "Ustawienia | Tryb zaawansowany".
- W polu hasła wprowadź domyślne hasło, którym jest "mikroczip". Kliknij "Zaloguj się". Pojawi się zakładka z różnymi panelami po lewej stronie.
- W lewym górnym rogu kliknij "Obsługuj", a następnie w górnej środkowej części ekranu kliknij "Urządzenie" i wpisz "PIC16LF1783". Kliknij "Zastosuj".
- Wybierz panel "Zasilanie" po lewej stronie
- Zmień wartość napięcia VDD na 3.3.
- Kliknij pole wyboru "Power Target Circuit" w "Narzędziu".
- Kliknij zakładkę "Obsługa" po lewej stronie.
- Kliknij "Połącz".
- Pobierz plik uzupełniający "IMPLANTABLE_V2_TRANSMITTER. X.production.hex" i zanotuj jego lokalizację na dysku twardym. W oprogramowaniu IPE znajdź wiersz Źródło i kliknij przycisk "Przeglądaj" obok niego.
- Kliknij "Program". Poczekaj, aż oprogramowanie powie, że oprogramowanie zostało pomyślnie pobrane do mikrokontrolera.
- Wylutuj przewody przylutowane do padów TP1 do TP5
- Podłącz zasilacz 12 V do padów V i V+ (Rysunek 5). Zacisk ujemny musi być podłączony do V-pad.
- Podłącz mini-USB do USB-A do złącza X1 (Rysunek 5) i połącz się z komputerem z preinstalowanym oprogramowaniem PuTTy.
- Otwórz oprogramowanie PuTTY i skonfiguruj je (Rysunek 15).
- Otwórz oprogramowanie PuTTY. Wybierz "Szeregowy" jako typ połączenia.
- Wprowadź COMx jako linię szeregową, gdzie x to numer portu COM urządzenia. Jeśli nie zainstalowano żadnego innego urządzenia z portem COM, ten numer będzie wynosił 1.
- Wprowadź "38400" jako prędkość. Kliknij "Otwórz". Ładowarka/nadajnik jest teraz gotowa do użycia. Naciśnij H, aby uzyskać pomoc.
3. Implantacja endoskopowa
- Użyj żywej mini świni jako modelu in vivo, dorosłej (8-36 miesięcy), o wadze 20-30 kg.
- Pozwól świni pościć przez 24 godziny przed zabiegiem.
- Pozwól na klarowne płyny ad libitum.
- Podawać domięśniowo tiletaminę (2 mg/kg), zolazepam (2 mg/kg) i ketaminę (11 mg/kg) jako premedykację.
- Zastosować dożylnie tiopental ad effectum (5% roztwór) i znieczulenie wziewne izofluranem,N2Oi wstrzyknięciem propofolu. Prawidłowe znieczulenie potwierdzają odruchy i napięcie mięśniowe, ustawienie oczu, odruch powiekowy i odruch źrenicowy. Krążenie, natlenienie, wentylacja i temperatura ciała są stale monitorowane.
- W celu wykonania implantacji i wizualizacji należy użyć dedykowanego endoskopu na modelu zwierzęcym. Włóż go w standardowy sposób do modelu in vivo.
- Chwyć urządzenie na zewnątrz za pomocą werbla. Następnie włóż go do żołądka, a następnie zwolnij.
- Wyjmij endoskop, wyposaż go w nasadkę do wypreparowania (15,5 mm), a następnie ponownie włóż go do żołądka.
- W celu wszczepienia urządzenia do błony podśluzówkowej należy wprowadzić roztwór soli fizjologicznej zmieszany z błękitem metylenowym do warstwy podśluzówkowej za pomocą cewnika igłowego do terapii iniekcyjnej (25 G).
- Wykonaj poziome nacięcie, aby utworzyć otwór w błonie podśluzowej za pomocą noża elektrochirurgicznego z końcówką w kształcie gałki.
- Za pomocą dołączonej nasadki włóż nasadkę do nowo utworzonej przestrzeni i za pomocą noża elektrochirurgicznego kontynuuj przerywanie, rozszerzanie i preparowanie warstwy podśluzówkowej, tworząc wystarczająco dużą kieszeń, aby włożyć urządzenie do stymulacji.
- Chwyć urządzenie, które leży swobodnie w żołądku za pomocą pętli do wkładania i ekstrakcji, a następnie za pomocą kleszczy chwytających wsuń je do kieszonki podśluzówkowej. Umieść elektrody stymulacyjne w kontakcie z mięśniem właściwym za pomocą kleszczy chwytających.
- Użyj klipsa nad lunetą, aby zabezpieczyć urządzenie na miejscu wewnątrz kieszeni podśluzówkowej i zapobiec migracji lub przemieszczeniu.
4. Eksperyment — po implantacji
- Po udanym wszczepieniu umieść cewkę ładowarki/nadajnika w pobliżu wszczepionego urządzenia.
- Podłącz RTL2832 klucz sprzętowy do komputera.
- Uruchom oprogramowanie HDSDR i ustaw częstotliwość środkową na 432 MHz.
- Otwórz oprogramowanie HDSDR (Rysunek 15) w celu uzyskania prawidłowych ustawień i oprogramowania PuTTY (Rysunek 16). W oprogramowaniu HDSDR kliknij "Opcje | Wybierz pozycję Wejście | ExtIO".
- Wybierz przepustowość — "960000". Wybierz częstotliwość LO na 431.95 MHz. Wybierz częstotliwość Dostrój do 432.00 MHz.
- Prześlij sekwencję zakodowaną w Manchesterze z ładowarki/nadajnika, naciskając R w terminalu PuTTY i odbierz modulowaną odpowiedź OOK z implantu, obserwując główne okno HDSDR ( Rysunek 17e-f).
5. Eutanazja po eksperymencie
- Do eutanazji należy zastosować przedawkowanie środka znieczulającego (śmiertelna dawka tiopentalu i KCl).
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wyniki
Rycina 17 pokazuje, że endoskopowe umieszczenie neurostimulatora żołądkowego w kieszonkach podśluzówkowych, jak również prawidłowe rozmieszczenie elektrod w warstwie mięśniowej, było pomyślne. Wymiary urządzenia (Rycina 10) wynoszą 35 x 15 x 5 mm3, a jego masa to 2,15 g. Rycina 17 przedstawia schemat obwodu urządzenia, z którego wynika, że urządzenie składa się z 6 różnych modułów poł...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Dyskusja
Konstrukcja urządzenia do implantacji powinna koncentrować się przede wszystkim na całkowitym rozmiarze urządzenia, osiągalnych profilach stymulacji (maksymalne napięcie, maksymalny prąd dostarczany, długość impulsów i częstotliwość impulsów). Głównym ograniczeniem z punktu widzenia sprzętu jest rozmiar i dostępność odpowiednich komponentów. Aby zminimalizować całkowity rozmiar, preferowane są komponenty do montażu powierzchniowego ze względu na ich kompaktowe opakowanie. Najlepszym rozwiązaniem byłoby zintegrowanie matr...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Oświadczenia
Praca ta była wspierana przez Projekt Badawczy PROGRES-Q28 i nagrodzona przez Uniwersytet Karola w Pradze. Autorzy dziękują Ass. Prof. dr hab. Jan Martínek i centrum PIGMOD.
Podziękowania
Autorzy oświadczają, że nie mają żadnych konkurencyjnych interesów finansowych.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Materiały
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| EIA 0402 kondensator ceramiczny 1,8 pF | AVX | 04025U1R8BAT2A | 1 szt |
| EIA 0402 kondensator ceramiczny 100 nF | TDK | CGA2B3X7R1H104K050BB | 7 szt. |
| EIA 0402 kondensator ceramiczny 100 pF | Murata Electronics | GRM1555C1H101JA01D | 1 szt |
| EIA 0402 rezystor grubowarstwowy 10 kΩ | Vishay | CRCW040210K7FKED | 1 szt |
| EIA 0402 kondensator ceramiczny 10 nF | Murata Electronics | GRM155R71C103KA01D | 3 szt. |
| EIA 0402 kondensator ceramiczny 10 pF | Murata Electronics | GJM1555C1H100JB01D | 3 szt |
| EIA 0402 kondensator ceramiczny 12 pF | Murata Electronics | GJM1555C1H120JB01D | 2 szt. |
| EIA 0402 kondensator ceramiczny 18 pF | KEMET | C0402C180J3GACAUTO | 2 szt. |
| Rezystor EIA 0402 1 mΩ | Vishay | MCS04020C1004FE000 | 2 szt. |
| Rezystor EIA 0402 1 kΩ | Yageo | RC0402FR-071KL | 1 szt |
| EIA 0402 kondensator ceramiczny 1 nF | Murata Electronics | GRM1555C1H102JA01D | 3 szt. |
| EIA 0603 kondensator ceramiczny 2,2 uF | Murata Electronics | GCM188R70J225KE22D | 2 szt. |
| Rezystor EIA 0402 220 kΩ | Vishay | CRCW0402220KJNED | 5 szt |
| 0805 22 uH cewka TDK | MLZ2012N220LT000 | 1 szt | |
| Rezystor EIA 0402 330 kΩ | Vishay | CRCW0402330KFKED | 1 szt |
| EIA 0603 kondensator ceramiczny 4,7 uF | TDK | C1608X6S1C475K080AC | 1 szt |
| Rezystor EIA 0402 470 Ω | Vishay | RCG0402470RJNED | 1 szt |
| Rezystor EIA 0402 470 kΩ | Vishay | CRCW0402470KJNED | 1 szt |
| EIA 0603 cewka indukcyjna 470 nH | Murata Electronics | LQW18ANR47G00D | 1 szt |
| Rezystor EIA 0402 47 kΩ | Murata Electronics | CRCW040247K0JNED | 2 szt |
| 27.0000 MHz kryształ 5032 | AVX / Kyocera | KC5032A27.0000CMGE00 | 1 szt |
| EIA 0402 kondensator 6,8 pF | Murata Electronics | GJM1555C1H6R8CB01D | 1 szt |
| EIA 0402 cewka indukcyjna 82 nH | EPCOS / TDK | 1 szt | |
| ABS05 32,768 kHz kryształ | ABRACON | ABS05-32,768KHZ-T | 1 szt |
| CDBU00340-HF dioda schottky'ego | Technologia COMCHIP | CDBU00340-HF | 2 szt |
| CG-320S Li-Ion bateria punktowa | Panasonic | CG-320S | 1 szt |
| prostownik diodowy HSMS282P Schottky'ego | Broadcom / Avago | HSMS-282P-TR1G | 1 szt |
| MAX8570 przetwornica step-up | Maxim Integrated | MAX8570EUT+T | 1 szt |
| MICRF113 nadajnik | RFMicrochip Technology | MICRF113YM6-TR | 1 szt |
| 4,3 V Dioda Zenera | ON Semiconductor | MM3Z4V3ST1G | 1 szt |
| Wzmacniacz operacyjny OPA237 | Texas Instruments | OPA237N | 1 szt |
| PIC16LF1783 8-bitowy mikrokontroler | Microchip Technology | PIC16LF1783-I/ML | 1 szt |
| TPS70628 regulator niskiego spadku | Texas Instruments | TPS70628DBVT | 1 szt |
| Rezystor grubowarstwowy EIA 1206 0 i Omega; | Yageo | RC1206JR-070RL | 2 szt |
| Rezystor grubowarstwowy EIA 0603 0 & Omega; | Yageo | RC0603JR-070RL | 1 szt |
| EIA 0402 rezystor grubowarstwowy 100 kΩ | Yageo | RC0402FR-07100KL | 1 szt |
| Rezystor grubowarstwowy EIA 0603 100 kΩ | Yageo | RC0603FR-07100KL | 1 szt |
| EIA 0805 kondensator ceramiczny 100 nF | KEMET | C0805C104K5RAC7210 | 2 szt. |
| Rezystor grubowarstwowy EIA 0402 10 kΩ | Yageo | RC0402JR-0710KL | 1 szt |
| EIA 1206 kondensator ceramiczny 10 nF | Samsung | CL31B103KHFSW6E | 2 szt. |
| EIA 0402 rezystor grubowarstwowy 1 kΩ | Yageo | RC0402JR-071KL | 2 szt. |
| Rezystor grubowarstwowy EIA 0402 220 Ω | Yageo | RC0402JR-07220RL | 2 szt. |
| EIA 0402 kondensator ceramiczny 220 nF | TDK | C1005X5R1C224K050BB | 1 szt |
| Kondensator ceramiczny EIA 1206 22 nF | TDK | C3216X7R2J223K130AA | 2 szt |
| Kondensator tantalowy SMC B 22 uF | AVX | TPSB226K010T0700 | 1 szt |
| Rezystor grubowarstwowy EIA 0402 27 Ω | Yageo | RC0402FR-0727RL | 2 szt. |
| Rezystor grubowarstwowy EIA 1206 3.3 Ω | Yageo | RC1206JR-073K3L | 3 szt |
| SOT23 3,3 V dioda zenera | ON Semiconductor | BZX84C3V3LT1G | 1 szt |
| SMC A kondensator tantalowy 4,7uF | KEMET | T491A475M016AT | 2 szt |
| Rezystor grubowarstwowy EIA 0603 470 Ω | Yageo | RC0603JR-07470RL | 2 szt |
| EIA 1206 kondensator ceramiczny 470 nF | KEMET | C1206C471J5GACTU | 3 szt |
| Kondensator elektrolityczny 470 uF | Panasonic | EEE-1CA471UP | 3 szt. |
| EIA 0402 kondensator ceramiczny 47 pF | AVX | 04025A470JAT2A | 2 szt. |
| 0603 ZIELONA dioda LED | Lite-On Inc. | LTST-C191KGKT | 1 szt |
| 0603 CZERWONA dioda LED | Lite-On Inc. | LTST-C191KRKT | 1 szt |
| 16 MHz CX3225 kryształ | EPSON | FA-238 16.0000MB-C3 | 1 szt |
| 0805 koralik ferrytowy | Wurth Electronics Inc. | 742792040 | 1 komputer |
| IR2110SO sterownik FET | Infineon Technologies | IR2110SPBF | 1 komputer |
| FT230XS USB do seriá l konwerter | FTDI Sp. z o.o. | FT230XS-R | 1 szt |
| Złącze Mini USB | EDAC Inc. | 690-005-299-043 | 1 szt |
| PIC16F1783 8-bitowy mikrokontroler | Microchip Technology | PIC16F1783-I/ML | 1 szt |
| REG1117 regulator 3,3 V SOT223 | Texas Instruments | REG1117-3.3/2K5 | 1 szt |
| Prostownik diodowy Schottky SMB | STMicroelectronics | STPS3H100UF | 1 szt |
| Pakiet SMB Dioda TVS | Littelfuse Inc. | 1KSMBJ6V8 | 1 szt |
| IRLZ44NPBF N-kanałowy MOSFET | Infineon Technologies | IRLZ44NPBF | 2 szt |
| RTL2832U dongle odbiornika | EVOLVEO | Mars | 1 szt |
| PICkit 3 | Microchip Technology | PICkit 3 | 1 szt |
| Mini USB do USB A | OEM | Mini USB do USB-A | 1 szt |
| Płytka drukowana, urządzenie do implantacji | --- | Produkcja z dostarczonym plikiem uzupełniającym | 1 szt |
| Płytka obwodu drukowanego, urządzenie nadawczo-odbiorcze | --- | Produkcja z dostarczonym plikiem uzupełniającym | 1 szt |
| Płytka obwodu drukowanego, urządzenie do implantacji | --- | Produkcja z dostarczonym plikiem uzupełniającym | 1 szt |
| AWG18 drut | Alpha Wire | 3055 BK001 | 2 m |
| AWG42 drut | Daburn Elektronika | 2420/42 BK-100 | 1 m |
| Olympus GIFQ-160 | Olympus | N/A (część jest przestarzała) | 1 szt |
| Jednorazowy nóż elektrochirurgiczny z końcówką w kształcie gałki i zintegrowaną funkcją dyszy | Olympus | KD-655L | 1 szt |
| Jednorazowy owalny werbel elektrochirurgiczny | Olympus | SD-210U-15 | 1 szt |
| Osłona przeciwsłoneczna 15,5 mm | FujiFilm | DH-28GR | 1 szt |
| Cewnik igłowy do terapii iniekcyjnej | Boston Scientific | 25G | 1 szt |
| Kleszcze do chwytania prawa aligatora | Olympus | FG-6L-1 | 1 szt |
| Instant Mix 5 min żywica epoksydowa | Loctite | N/A | 1 szt |
| Rurka termokurczliwa, średnica wewnętrzna 9,5 mm | TE Connectivity | RNF-100-3/8-X-STK | 1 szt |
| ChipQuik pasta lutownicza | Chip Quik | SMD4300AX10 | 1 szt |
Bibliografia
- Abell, T., et al. Gastric electrical stimulation for medically refractory gastroparesis. Gastroenterology. 125 (2), 421-428 (2003).
- O'Grady, G., Egbuji, J., Du, P., Cheng, L. K., Pullan, A. J., Windsor, J. A. High-frequency gastric electrical stimulation for the treatment of gastroparesis: a meta-analysis. World J Surg. 33 (8), 1693-1701 (2009).
- Chu, H., Lin, Y., Zhong, L., McCallum, R. W., Hou, X. Treatment of high-frequency gastric electrical stimulation for gastroparesis. J Gastroenterol Hepatol. 27 (6), 1017-1026 (2012).
- Rodríguez, L., et al. Electrical stimulation therapy of the lower esophageal sphincter is successful in treating GERD: final results of open-label prospective trial. Surg Endosc. 27 (4), 1083-1092 (2013).
- Ellis, F., Berne, T. V., Settevig, K. The prevention of experimentally induced reflux by electrical stimulation of the distal esophagus. Am J Surg. 115, 482-487 (1968).
- Rinsma, N. F., Bouvy, N. D., Masclee, A. A. M., Conchillo, J. M. Electrical Stimulation Therapy for Gastroesophageal Reflux Disease. J Neurogastroenterol. 20 (3), 287-293 (2014).
- Medtronic Inc, Enterra Therapy 3116 - Gastric Electrical Stimulation System. , December 2016 http://www.medtronic.com/content/dam/medtronic-com-m/mdt/neuro/documents/ges-ent3116-ptmanl.pdf (2016).
- Rodriguez, L., et al. Two-year results of intermittent electrical stimulation of the lower esophageal sphincter treatment of gastroesophageal reflux disease. Surgery. 157 (3), 556-567 (2015).
- Hajer, J., Novák, M. Development of an Autonomous Endoscopically Implantable Submucosal Microdevice Capable of Neurostimulation in the Gastrointestinal Tract. Gastroent Res Pract. , 8098067(2017).
- Deb, S., et al. Development of innovative techniques for the endoscopic implantation and securing of a novel, wireless, miniature gastrostimulator (with videos). Gastrointest. Endosc. 76 (1), 179-184 (2012).
- Jiang, G., Zhou, D. D. Technology advances and challenges in hermetic packaging for implantable medical devices. , (2017).
- Vonthein, R., Heimerl, T., Schwandner, T., Ziegler, A. Electrical stimulation and biofeedback for the treatment of fecal incontinence: a systematic review. Int J Colorectal Dis. 28 (11), 1567-1577 (2013).
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Przedruki i uprawnienia
