Resumen de Wireless implantable bioimpedance measurement system for myocardial regeneration monitoring
La bioimpedancia es una técnica inocua, no invasiva y no destructiva que ha demostrado su valía en el diagnóstico y monitorización en una amplia variedad de procesos biológicos. El objetivo principal de esta tesis es el diseño e implementación de un sistema capaz de monitorizar un tejido implantado para la regeneración cardiaca. Dicho sistema ha sido especificado, diseñado y construido. El monitor de bioimpedancia diseñado tiene unas dimensiones reducidas de 35 x 35 x 10 mm y pesa 52 grs. La autonomía es de 30 días y utiliza el protocolo ZigBee para realizar la comunicación entre el monitor de bioimpedancia y el PC. Realiza la medida en 14 frecuencias desde 100 Hz hasta 200 kHz, almacenando la información medida en una memoria flash interna.
El monitor de bioimpedancia ha sido diseñado para la monitorización de la regeneración tisular usando células madre. La aplicación final de este monitor de bioimpedancia es el de supervisar la recuperación en tejido cardíaco dañado cuando se realice una reconstrucción basada en el implante de células madre. En el momento de acabar esta tesis doctoral el parche de células madre aún no estaba disponible. A pesar de ello, la viabilidad del sistema fue validada sobre medidas en tejido cardíaco. Otras aplicaciones pueden beneficiarse de este pequeño dispositivo implantable, incluyendo aplicaciones no implantables, como monitorización de rechazo de órganos en transplantes, monitorización de fluidos corporales en pacientes en hemodiálisis, astronautas, pilotos de F1, etc. Con ligeras modificaciones se puede emplear en la monitorización de infarto cerebral.
Antes del desarrollo del monitor de bioimpedancia diseñado en esta tesis doctoral, se realizó un trabajo previo en el análisis de estructuras avanzadas de front-ends basadas en current-conveyor de segunda generación y en amplificadores diferenciales de diferencias (DDA) y su comportamiento respecto a la temperatura. También se realizó el diseño de un sistema de medida de bioimpedancia para monitorizar el estado de los fluídos corporales en pacientes en hemodiálisis. El sistema diseñado poseía unas dimensiones reducidas, 60 x 60 x 25 mm, un peso de 75 grs y realizaba la medida de bioimpedancia a 9 frecuencias cada 10 minutos. Su autonomía era de 18 horas y las comunicaciones entre el sistema y el PC era mediante el protocolo RS-485. Posteriormente a este sistema, se diseñó un nuevo monitor de bioimpedancia cuyas dimensiones eran inferiores a las del sistema descrito con anterioridad, en concreto 40 x 40 x 10 mm. Poseía mayor autonomía, 27 días, y con comunicación inalámbrica. Este monitor fue diseñado para monitorizar el rechazo en el transplante de riñón. Realizaba la medida de bioimpedancia a 16 frecuencias cada 5 minutos. La comunicación entre el sistema y el PC era mediante el uso de la banda ISM de 434 MHz.
El sistema final, que debe ser capaz de monitorizar tejido implantado para la regeneración cardiaca supera las características de los desarrollos previos.
