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Method Article
高周波低エネルギッシュな刺激のアプリケーションは、胃運動の症状を軽減できます。本研究では粘膜下ポケットに注入されているミニチュア、植込み型内視鏡とワイヤレスで充電式のデバイスが表示されます。ライブ豚実験中に成功した双方向通信と刺激制御を実現した.
胃の運動は、長年糖尿病など一般的な病気のサインをすることができます。高周波低エネルギッシュな刺激のアプリケーションが効果的に胃運動の症状を緩和する緩和し助けることができることが知られています。研究の目標は、ミニチュア、粘膜下のポケットに内視鏡植込み型デバイスの開発だった。植込み型デバイスは、粘膜下組織の実験を目的として設計された具体的には完全にカスタマイズされた電子パッケージです。デバイスが充電送信コイルから入射磁場を受けることによりワイヤレスで充電できるリチウム イオン バッテリーを装備します。上り通信は、432 MHz 帯 MedRadio で行われます。デバイスは、胃前庭部の具体的には、生体内でモデルとして使用されるライブ国内の豚の粘膜下のポケットに挿入された内視鏡。実験では、設計されたデバイスが粘膜下層に注入することができます、双方向通信可能を確認しました。デバイスは、筋肉組織の双極刺激を実行できます。
胃の運動は、胃不全麻痺、慢性進行によって特徴付けられる通常、患者の社会的、関連の仕事、および物理的な状態のかなり重大な意味を課すなどいくつかの比較的一般的な病気のサインをすることができます。胃不全麻痺のほとんどは通常糖尿病または起源の特発性、利用可能な薬1に耐性が多い。患者のこの条件に苦しんで最も一般的吐き気を呈するし、嘔吐を繰り返します。前の研究に基づいて、それは高周波電気刺激は低エネルギーのアプリケーションが効果的に胃運動1,2の症状を緩和する緩和し助けることができる知られています。
先行研究に基づき、症状や胃内容排出3高周波電気刺激は胃が大幅に向上が証明されます。また、酸の曝露を削減し、プロトン ポンプ阻害剤 (PPI) の使用なしで排除毎日胃食道逆流症 (GERD) の治療のためより低い食道の括約筋の神経療法は安全かつ効果的なこと示されています。刺激は関連副作用4です。人間の試験の前に最初の研究は、動物モデル (犬モデル5) で行われました。これらの研究に基づき、下部食道括約筋 (LES、20 Hz、3 ms のパルス幅) の電気刺激は、レ5の長時間収縮を発生します。似たような効果高 (20 Hz、パルス幅 200 μ s)、(6 サイクル/分、375 ms のパルス幅) 低周波レ逆流性食道炎患者における電気刺激を調べた。高と低周波刺激はあった効果的な6です。しかし、現在、胃や食道の刺激のための 2 つだけの神経デバイスのあります市場7,8。これらのデバイスは、手術や腹腔鏡下ロボット、電極を埋め込むことができます。デバイス自体は、皮下に注入されます。これは全身麻酔を必要とし、かさばるデバイスを装着、胃や食道の筋組織の刺激を可能にする筋肉内のカテーテルを使用しています。だから、決定的な利点と患者の快適性の改善胃の粘膜下層に注入したワイヤレス通信デバイスを使用してのオプションを表します。以前の研究9,10に述べたように、粘膜下組織にミニチュア神経の注入が可能であることがわかった。内視鏡的粘膜下ポケット (ESP) と呼ばれる手法を用いて内視鏡的粘膜下注入用内視鏡的粘膜下トンネル解離10に基づきます。本研究の目的は無線のそれぞれの法令への適合、電源管理 (具体的にはワイヤレス充電機能) の範囲で主の植込み型神経のこの概念をさらに向上させる、します。植込み型の医療機器と双極神経の可能性通信リンク。次に、示された microneurostimulator は双方向通信が可能と刺激パラメーターをリアルタイムで変更できます、デバイスながらも注入されます。
この方法は、内視鏡をポケットやトンネル解離を経験した治療医師とチームに適しています。次に、ハードウェアや組込みソフトウェア デザイナー マイクロ コント ローラー ハードウェアのプロトタイプの構築経験、表面実装技術を用いた高周波回路が必要です。ハードウェアのプロトタイプを構築するため、駅および電気計測 (少なくとも、デジタル ・ マルチメータ、オシロ スコープ、スペクトラム ・ アナライザー、PICkit3 プログラマ) の基本的な装置リフロー装備ラボが必要です。
動物生理学研究所で遺伝学、アカデミー科学チェコ共和国 (バイオメディカル センター PIGMOD)、Libechov、チェコ共和国 (プロジェクトの注入実験動物科目を含む内視鏡のすべてのプロシージャを承認されています。バッテリーレスとバッテリーのデバイスを食道や胃の粘膜下層に-実験的研究)。246/1992 年チェコの法律に準拠してすべての実験を行う「虐待、改正に対する動物の保護」に関する Sb.。動物との直接接触ではない外部のデバイスなので、送信機は、殺菌する必要ありません。
1. 植込み型デバイスの設計
2. 無線充電器/送信機デザイン
3. 内視鏡的注入
4. 実験 — 移植後
5. 実験後安楽死
図 17は、粘膜下組織でポケットに胃の神経刺激装置の内視鏡の配置だけでなく、筋層に電極の適切な配置が成功したことを示します。(図 10) デバイスの寸法 5 mm3 x 15 x 35 ですが重量は 2.15、g.図 17が一緒に接続されている別のモジュール 6 装備されているデバイスを表示するデバイスの回路?...
体内植込み型装置の設計は、デバイス、達成可能な刺激プロファイル (最大電圧、成果物の最大電流、パルスとパルス周波数の長さ) の全体的なサイズに主に集中する必要があります。ハードウェアの観点からの主な制限は、サイズと適切なコンポーネントの可用性です。全体のサイズを最小限に抑えるために表面実装部品は、コンパクトなパッケージのため優先されます。最善の解決策は、...
この作業は、研究プロジェクト プログレ-Q28、によってをサポートされ、プラハのチャールズ大学で授与します。著者らは、お尻に感謝します。教授 1 月 Martínek、博士号を取得、PIGMOD センターします。
著者は、彼らは競合する金銭的な利益があることを宣言します。
Name | Company | Catalog Number | Comments |
EIA 0402 ceramic capacitor 1.8 pF | AVX | 04025U1R8BAT2A | 1 pc |
EIA 0402 ceramic capacitor 100 nF | TDK | CGA2B3X7R1H104K050BB | 7 pcs |
EIA 0402 ceramic capacitor 100 pF | Murata Electronics | GRM1555C1H101JA01D | 1 pc |
EIA 0402 thick film resistor 10 kΩ | Vishay | CRCW040210K7FKED | 1 pc |
EIA 0402 ceramic capacitor 10 nF | Murata Electronics | GRM155R71C103KA01D | 3 pcs |
EIA 0402 ceramic capacitor 10 pF | Murata Electronics | GJM1555C1H100JB01D | 3 pc |
EIA 0402 ceramic capacitor 12 pF | Murata Electronics | GJM1555C1H120JB01D | 2 pcs |
EIA 0402 ceramic capacitor 18 pF | KEMET | C0402C180J3GACAUTO | 2 pcs |
EIA 0402 resistor 1 mΩ | Vishay | MCS04020C1004FE000 | 2 pcs |
EIA 0402 resistor 1 kΩ | Yageo | RC0402FR-071KL | 1 pc |
EIA 0402 ceramic capacitor 1 nF | Murata Electronics | GRM1555C1H102JA01D | 3 pcs |
EIA 0603 ceramic capacitor 2.2 uF | Murata Electronics | GCM188R70J225KE22D | 2 pcs |
EIA 0402 resistor 220 kΩ | Vishay | CRCW0402220KJNED | 5 pcs |
0805 22 uH inductor | TDK | MLZ2012N220LT000 | 1 pc |
EIA 0402 resistor 330 kΩ | Vishay | CRCW0402330KFKED | 1 pc |
EIA 0603 ceramic capacitor 4.7 uF | TDK | C1608X6S1C475K080AC | 1 pc |
EIA 0402 resistor 470 Ω | Vishay | RCG0402470RJNED | 1 pc |
EIA 0402 resistor 470 kΩ | Vishay | CRCW0402470KJNED | 1 pc |
EIA 0603 inductor 470 nH | Murata Electronics | LQW18ANR47G00D | 1 pc |
EIA 0402 resistor 47 kΩ | Murata Electronics | CRCW040247K0JNED | 2 pcs |
27.0000 MHz crystal 5032 | AVX / Kyocera | KC5032A27.0000CMGE00 | 1 pc |
EIA 0402 capacitor 6.8 pF | Murata Electronics | GJM1555C1H6R8CB01D | 1 pc |
EIA 0402 inductor 82 nH | EPCOS / TDK | B82498F3471J | 1 pc |
ABS05 32.768 kHz crystal | ABRACON | ABS05-32.768KHZ-T | 1 pc |
CDBU00340-HF schottky diode | COMCHIP technology | CDBU00340-HF | 2 pcs |
CG-320S Li-Ion pinpoint battery | Panasonic | CG-320S | 1 pc |
HSMS282P schottky diode rectifier | Broadcom / Avago | HSMS-282P-TR1G | 1 pc |
MAX8570 step-up converter | Maxim Integrated | MAX8570EUT+T | 1 pc |
MICRF113 RF transmitter | Microchip Technology | MICRF113YM6-TR | 1 pc |
4.3 V Zener diode | ON Semiconductor | MM3Z4V3ST1G | 1 pc |
OPA237 operational amplifier | Texas Instruments | OPA237N | 1 pc |
PIC16LF1783 8-bit microcontroller | Microchip Technology | PIC16LF1783-I/ML | 1 pc |
TPS70628 low-drop regulator | Texas Instruments | TPS70628DBVT | 1 pc |
EIA 1206 thick film resistor 0 Ω | Yageo | RC1206JR-070RL | 2 pcs |
EIA 0603 thick film resistor 0 Ω | Yageo | RC0603JR-070RL | 1 pc |
EIA 0402 thick film resistor 100 kΩ | Yageo | RC0402FR-07100KL | 1 pc |
EIA 0603 thick film resistor 100 kΩ | Yageo | RC0603FR-07100KL | 1 pc |
EIA 0805 ceramic capacitor 100 nF | KEMET | C0805C104K5RAC7210 | 2 pcs |
EIA 0402 thick film resistor 10 kΩ | Yageo | RC0402JR-0710KL | 1 pc |
EIA 1206 ceramic capacitor 10 nF | Samsung | CL31B103KHFSW6E | 2 pcs |
EIA 0402 thick film resistor 1 kΩ | Yageo | RC0402JR-071KL | 2 pcs |
EIA 0402 thick film resistor 220 Ω | Yageo | RC0402JR-07220RL | 2 pcs |
EIA 0402 ceramic capacitor 220 nF | TDK | C1005X5R1C224K050BB | 1 pc |
EIA 1206 ceramic capacitor 22 nF | TDK | C3216X7R2J223K130AA | 2 pcs |
SMC B tantalum capacitor 22 uF | AVX | TPSB226K010T0700 | 1 pc |
EIA 0402 thick film resistor 27 Ω | Yageo | RC0402FR-0727RL | 2 pcs |
EIA 1206 thick film resistor 3.3 Ω | Yageo | RC1206JR-073K3L | 3 pcs |
SOT23 3.3V zener diode | ON Semiconductor | BZX84C3V3LT1G | 1 pc |
SMC A tantalum capacitor 4.7uF | KEMET | T491A475M016AT | 2 pcs |
EIA 0603 thick film resistor 470 Ω | Yageo | RC0603JR-07470RL | 2 pcs |
EIA 1206 ceramic capacitor 470 nF | KEMET | C1206C471J5GACTU | 3 pcs |
Electrolytic capacitor 470 uF | Panasonic | EEE-1CA471UP | 3 pcs |
EIA 0402 ceramic capacitor 47 pF | AVX | 04025A470JAT2A | 2 pcs |
0603 GREEN LED | Lite-On Inc. | LTST-C191KGKT | 1 pc |
0603 RED LED | Lite-On Inc. | LTST-C191KRKT | 1 pc |
16 MHz CX3225 crystal | EPSON | FA-238 16.0000MB-C3 | 1 pc |
0805 ferrite bead | Wurth Electronics Inc. | 742792040 | 1 pc |
IR2110SO FET driver | Infineon Technologies | IR2110SPBF | 1 pc |
FT230XS USB to seriál converter | FTDI Ltd. | FT230XS-R | 1 pc |
Mini USB connector | EDAC Inc. | 690-005-299-043 | 1 pc |
PIC16F1783 8-bit microcontroller | Microchip Technology | PIC16F1783-I/ML | 1 pc |
REG1117 3.3 V regulator SOT223 | Texas Instruments | REG1117-3.3/2K5 | 1 pc |
Schottky SMB diode rectifier | STMicroelectronics | STPS3H100UF | 1 pc |
SMB package TVS diode | Littelfuse Inc. | 1KSMBJ6V8 | 1 pc |
IRLZ44NPBF N-channel MOSFET | Infineon Technologies | IRLZ44NPBF | 2 pcs |
RTL2832U receiver dongle | EVOLVEO | Mars | 1 pc |
PICkit 3 | Microchip Technology | PICkit 3 | 1 pc |
Mini USB to USB A cable | OEM | Mini USB to USB-A | 1 pc |
Printed circuit board, implantable device | --- | Manufacture with the provided supplementary file | 1 pc |
Printed circuit board, transmitter/receiver device | --- | Manufacture with the provided supplementary file | 1 pc |
Printed circuit board, implantable device | --- | Manufacture with the provided supplementary file | 1 pc |
AWG18 wire | Alpha Wire | 3055 BK001 | 2 m |
AWG42 wire | Daburn Electronics | 2420/42 BK-100 | 1 m |
Olympus GIFQ-160 | Olympus | N/A (part is obsoleted) | 1 pc |
Single-use electrosurgical knife with knob-shaped tip and integrated jet function | Olympus | KD-655L | 1 pc |
Single-use oval electrosurgical snare | Olympus | SD-210U-15 | 1 pc |
15.5 mm lens hood | FujiFilm | DH-28GR | 1 pc |
Injection therapy needle catheter | Boston Scientific | 25G | 1 pc |
Alligator law grasping forceps | Olympus | FG-6L-1 | 1 pc |
Instant Mix 5 min epoxy | Loctite | N/A | 1 pc |
Heat shrinkable tubing, inside diameter 9.5 mm | TE Connectivity | RNF-100-3/8-X-STK | 1 pc |
ChipQuik solder paste | Chip Quik | SMD4300AX10 | 1 pc |
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