Desarrollo de un sistema para la medida de variables físicas en sistemas de perfusión Langendorff

Abstract

[CA] En aquest treball s'ha desenvolupat un sistema per al monitorització i registre de variables físiques (temperatura, pressió i cabal) d'un sistema Langendorff. Aquest últim s'utilitza en estudis de electrofisiologia cardíaca experimental, concretament en models de cor aïllat. Les variables físiques objecte del treball són precisament les del líquid nutrici amb el qual es perfundeix al cor, com ho faria la sang en condicions normals. El treball va ser plantejat pels grups Bio-ÍTACA de la Universitat Politècnica de València i GRELCA de la Universitat de València que treballen conjuntament en la línia de recerca apuntada, atès que els sistemes comercials existents són cars i no s'adapten de forma satisfactòria a les necessitats d'aquesta aplicació. Per tant el propòsit del mateix era disposar d'un sistema eficaç, econòmic i integrat, adaptat als requeriments plantejats. S'han explorat empíricament diferents metodologies per a la determinació de les variables, destacant el cabdal, la magnitud del qual en el cas que s'ha tractat de cors aïllats de conill és molt reduïda i per tant no resulta senzill quantificar-la per mètodes convencionals. S'ha desenvolupat un sistema auxiliar ex professo per a emular el sistema Langendorff i la consegüent validació de la captació de variables. Addicionalment també s'ha desenvolupat un circuit de processament analògic de senyal i una sèrie de suports i contenidors mitjançant modelatge 3D per a completar el sistema. S'ha optat pels sensors: Pt-1000 per a la temperatura, el sensor de pressió ADP5121 i el sensor de cabal FHC-m-PP-LC0.1. El registre de senyal s'ha realitzat mitjançant la targeta d'adquisició de dades NI USB-6008 de National Instruments, per a açò s'ha desenvolupat un programari en LabView. Durant l'execució del treball s'ha anat prenent dades i resultats, que han sigut posteriorment analitzats i discutits, i que han permés concloure que el resultat ha sigut satisfactori doncs s'ha aconseguit desenvolupar i validar experimentalment un sistema de monitorització i registre de les principals variables físiques involucrades en la perfusió d'un sistema Langendorff.

[ES] En este trabajo se ha desarrollado un sistema para la monitorización y registro de variables físicas (temperatura, presión y caudal) de un sistema Langendorff. Este último se utiliza en estudios de electrofisiología cardíaca experimental, concretamente en modelos de corazón aislado. Las variables físicas objeto del trabajo son precisamente las del líquido nutricio con el que se perfunde al corazón, como lo haría la sangre en condiciones normales. El trabajo fue planteado por los grupos Bio-ITACA de la Universitat Politècnica de València y GRELCA de la Universitat de València que trabajan conjuntamente en la línea de investigación apuntada, dado que los sistemas comerciales existentes son caros y no se adaptan de forma satisfactoria a las necesidades de dicha aplicación. Por tanto, el propósito del mismo era disponer de un sistema eficaz, económico e integrado, adaptado a los requerimientos planteados. Se han explorado empíricamente diferentes metodologías para la determinación de las variables, destacando el caudal, cuya magnitud en el caso que se ha tratado de corazones aislados de conejo es muy reducida y por tanto no resulta sencilla de cuantificar por métodos convencionales. Se ha desarrollado un sistema auxiliar ex profeso para emular el sistema Langendorff y la consiguiente validación de la captación de variables. Adicionalmente también se ha desarrollado un circuito de procesado analógico de señal y una serie de soportes y contenedores mediante modelado 3D para completar el sistema. Se ha optado por los sensores: Pt-1000 para la temperatura, el sensor de presión ADP5121 y el sensor de caudal FHC-m-PP-LC0.1. El registro de señal se ha realizado mediante la tarjeta de adquisición de datos NI USB- 6008 de National Instruments, para lo cual se ha desarrollado un software en LabView. Durante la ejecución del trabajo se ha ido tomando datos y resultados, que han sido posteriormente analizados y discutidos, y que han permitido concluir que el resultado ha sido satisfactorio puesto que se ha conseguido desarrollar y validar experimentalmente un sistema de monitorización y registro de las principales variables físicas involucradas en la perfusión de un sistema Langendorff.

[EN] In this project, a system for the monitoring and register of physical variables (temperature, pressure and flow) of a Langendorff system has been developed. The latter is used in studies of experimental cardiac electrophysiology, specifically in models of isolated heart. The addressed physical variables are precisely the ones of the nutritious liquid with which the heart is perfused, as the blood would do in normal conditions. The work was posed by the groups Bio-ITACA of the Universitat Politècnica de València and GRELCA of the Universitat de València that work jointly in the line of the mentioned investigation, since the existent commercial systems are expensive and do not adapt satisfactorily to the needs of the referred application. Therefore, the intended purpose was to an effective, economical and integrated system, adapted to the posed requests. Different methodologies for the determination of the variables have been empirically explored, standing out the discharge emphasizing the flow, whose magnitude in the presented case of isolated rabbit hearts, is markedly reduced and therefore does not result simple to measure by conventional methods. an auxiliary system has been expressly developed to emulate the Langendorff system and the consequent validation of the registration of variables. In addition, a circuit of analogue signal processing and a series of 3D modelled supports and containers have been developed to complete the system. the chosen sensors are: Pt-1000 for the temperature, the ADP5121 pressure sensor and the sensor of flow rate FHC-m-PPLC0.1. The signal registration has been performed by means of the data acquisition card NEITHER USB-6008 of National Instruments, for which a software in LabView has been developed. During the execution of the work data and results, that have been later analysed and discussed, and that have allowed to conclude that the result has been satisfactory place since a system of monitoring and registration of the main physical variables involved in the Langendorff perfusion system has been developed and experimentally validated