Sistema de conformación de impulsos configurables para aplicación en electrofisiología cardiaca experimental

Abstract

[ES] El objetivo del actual trabajo es el diseño e instrumentación de un sistema de conformación de impulsos configurables para ser utilizado en aplicación electrofisiológica cardiaca experimental en modelos de corazón aislado y perfundidos de pequeños mamíferos. Mediante el presente proyecto se realiza la modificación de los impulsos eléctricos con los que se estimula el tejido cardiaco del corazón. El trabajo ha sido planteado por el grupo Bio-ITACA de la Universitat Politécnica de València que trabaja juntamente con el grupo GRELCA de la Universitat de València en investigaciones relacionadas con las arritmias cardiacas, ya que los sistemas comerciales de conformación de impulsos tienen costes muy altos y poseen muchas más funciones de las que realmente necesitan estos grupos para sus experimentos. Por lo tanto, se ha planteado la idea de diseñar y fabricar un sistema propio de conformación de impulsos que se adapte exactamente a las necesidades de los experimentos a realizar, y que a su vez sea un sistema eficaz y económico. La señal de sincronismo que se utiliza en este proyecto es la generada por un sistema generador de pulsos ya disponible de un desarrollo anterior (Francisco Sanfélix). Este sistema está basado en la utilización de un microcontrolador, en concreto la placa de desarrollo STM32F3, y una interfaz gráfica que permite al usuario configurar los diferentes parámetros de los pulsos de sincronismo. Por último, la realización del proyecto ha resultado exitosa ya que se ha conseguido diseñar un sistema que permite modificar los diferentes parámetros (duración y amplitud) del impulso, así como poder elegir si se desea que el estímulo sea monofásico o bifásico.El objetivo del actual trabajo es el diseño e instrumentación de un sistema de conformación de impulsos configurables para ser utilizado en aplicación electrofisiológica cardiaca experimental en modelos de corazón aislado y perfundidos de pequeños mamíferos. Mediante el presente proyecto se realiza la modificación de los impulsos eléctricos con los que se estimula el tejido cardiaco del corazón. El trabajo ha sido planteado por el grupo Bio-ITACA de la Universitat Politécnica de València que trabaja juntamente con el grupo GRELCA de la Universitat de València en investigaciones relacionadas con las arritmias cardiacas, ya que los sistemas comerciales de conformación de impulsos tienen costes muy altos y poseen muchas más funciones de las que realmente necesitan estos grupos para sus experimentos. Por lo tanto, se ha planteado la idea de diseñar y fabricar un sistema propio de conformación de impulsos que se adapte exactamente a las necesidades de los experimentos a realizar, y que a su vez sea un sistema eficaz y económico. La señal de sincronismo que se utiliza en este proyecto es la generada por un sistema generador de pulsos ya disponible de un desarrollo anterior (Francisco Sanfélix). Este sistema está basado en la utilización de un microcontrolador, en concreto la placa de desarrollo STM32F3, y una interfaz gráfica que permite al usuario configurar los diferentes parámetros de los pulsos de sincronismo. Por último, la realización del proyecto ha resultado exitosa ya que se ha conseguido diseñar un sistema que permite modificar los diferentes parámetros (duración y amplitud) del impulso, así como poder elegir si se desea que el estímulo sea monofásico o bifásico.

[CA] L’objectiu de l’actual treball és el disseny i instrumentació d’un sistema de conformació d’impulsos configurables per a ser utilitzat en aplicació electrofisiològica cardíaca experimental en models de cor aïllat y perfós de xicotets mamífers. Per mitjà del present projecte es realitza la modificació dels impulsos elèctrics amb què s’estimula el teixit cardíac del cor. El treball ha sigut plantejat pel grup Bio-ITACA de la Universitat Politècnica de València que treballa juntament amb el grup GRELCA de la Universitat de València en investigacions relacionades amb les arítmies cardíaques, ja que els sistemes comercials de conformació d’impulsos tenen costos molt alts i posseeixen moltes més funcions de les què realment necessiten aquests grups per als seus experiments. Per tant, s’ha plantejat la idea de dissenyar i fabricar un sistema propi de conformació d’impulsos que s’adapte exactament a les necessitats dels experiments a realitzar, i que al seu torn siga un sistema eficaç i econòmic. La senyal de sincronisme que s’utilitza en aquest projecte és la generada per un sistema generador de polsos ja disponible d’un desenvolupament anterior dissenyat per un altre company durant la seua realització de TFG. Aquest sistema està basat en la utilització d’un microcontrolador, en concret la placa de desenvolupament STM32F3, i una interfície gràfica que permet a l’usuari configurar els diferents paràmetres dels polsos de sincronisme. Finalment, la realització del projecte ha resultat reeixida ja que s´ha aconseguit dissenyar un sistema que permet modificar els diferents paràmetres (duració i amplitud) de l’impuls, així com poder triar si es desitja que l’estímul siga monofàsic o bifàsic.

[EN] The aim of the present work is the design and implementation of a system of configurable pulses shaping to be used in electrophysiological experimental heart application in heart isolated and perfused models of small mammals. Through this project the modification of the electrical impulses that stimulates the heart tissue is performed. The paper has been raised by the group Bio-ITACA of the Polytechnic University of Valencia that works together with the GRELCA group of the Valencia University in research related to cardiac arrhythmias, since commercial impulse shaping systems are very expensive and have more function than these groups need for their experiments. Therefore, raised the idea of making its own impulse conformation system that fits exactly to the needs of the experiments to perform, and which in turn is an effective and economical system. The sync signal used in this project is the one generated by a pulse generator system already available of a previous development designed by a classmate during his performance of the TFG. This system is based on a microcontroller, specifically using the STM32F3 development plate, and a graphical interface that allows the user to configure different parameters of sync pulses. Finally, the performance of the project has been successful since has been achieved the design of a system that allows you to modify the different parameters (duration and amplitude) of the impulse, as well as being able to choose if you want that the stimulus either be single-phase or two-phase.