Implementación en lógica reconfigurable de un sistema para medir flujo sanguíneo, basándose en el método de tiempo de tránsito ultrasónico, para la evaluación de implantes coronarios.
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PDFResumen
Introducción: Para realizar derivaciones coronarias, se utilizan tramos de otros vasos del paciente (vena safena, arteria mamaria y arteria radial). Por lo tanto, el método de medición del flujo de tiempo de tránsito (TTFM) es la técnica más efectiva utilizada para evaluar su calidad antes de la implantación en la periferia cardíaca.
Objetivo: Proponer el diseño e implementación de un medidor de flujo de tiempo de tránsito ultrasónico basado en un FPGA y un transductor ultrasónico.
Método: Durante el proceso de investigación se desarrolló, se implementó y evaluó una tecnología capaz de producir sensores ultrasónicos piezoeléctricos basados en el método TTFM, con campo acústico homogéneo, mayor intensidad acústica y una incertidumbre inferior a 5 ml/min.
Se determinó el error estándar de la medición para cada sensor en ml/min. Siendo para los tres sensores evaluados de 1,765, 1,738 y 2,359 ml/min respectivamente, con una incertidumbre inferior a 5 ml/min, con mejores características de los sensores de la firma Medi-Stim, único fabricante en el mundo de este tipo de equipamiento médico.
Se empleó un Phantom y un instrumento medidor de flujo que sirve como patrón de referencia.Se hace un estudio estadístico de los valores medidos en diferentes circunstancias, lo cual da como resultado el análisis de incertidumbre del sistema de medición.
Resultados: Se creó y calibró un espectro de flujo para evaluar el medidor de flujo. Se construyeron y probaron tres transductores ultrasónicos con el medidor de flujo. Los valores del error estándar de la regresión inversa y el error estándar de la predicción inversa fueron inferiores a 5,3 ml / min; que resultó ser significativamente reducido (p = 0.05).
Conclusiones: El sistema diseñado para medir el valor de flujo sanguíneo basado en el método TTFM resultó en un sistema de bajo costo, robusto y fácil de usar. Los valores de los errores obtenidos garantizan su confiablidad para la evaluación de la permeabilidad del injerto.
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Referencias
Finegold, J.A.; Asaria, P.; Francis, D.P. Mortality from ischaemic heart disease by country, region, and age: Statistics from World Health Organisation and United Nations. International Journal of Cardiology 2013, 168, 934-945. https://doi.org/10.1016/j.ijcard.2012.10.046
Weinstein, M.C.; Stason, W.B. Cost-effectiveness of coronary artery bypass surgery. Circulation 1982, 66, III56-66. https://doi.org/10.1097/00000658-199809000-00003.
D'Ancona, G.; Karamanoukian, H.L.; Ricci, M.; Schmid, S.; Spanu, I.; Apfel, L.; Bergsland, J.; Salerno, T.A. Intraoperative graft patency verification: Should you trust your fingertips? Heart Surgery Forum 2000, 3, 99-102. https://doi.org/10.1016/s1010-7940(00)00332-8
Beldi, G.; Bosshard, A.; Hess, O.M.; Althaus, U.; Walpoth, B.H. Transit time flow measurement: Experimental validation and comparison of three different systems. Annals of Thoracic Surgery 2000, 70, 212-217. https://doi.org/10.1016/s0003-4975(00)01246-7
Dr. Sonia Bess Constantén, Dr. Ismell Alonso Alomá, Dr. Elvira Sánchez Sordo, Dr. Libia Margarita López Nistal, Anuario Estadístico de Salud, Ministerio de Salud Pública, Dirección de Registros Médicos y Estadísticos de Salud, La Habana, 2020. ISSN: versión electronica 1561-4433
United States Regulatory Commission, Protecting People and the Environment, ALARA “As Low As Reasonably Achievable”, 20.1003 Definitions, December 02, 2017.
Medistim MiraQ System User Manual, MQ1990GB Rev D – Software Version 4.1, 2019. Available online:http://medistim.com/wp-content/uploads/2016/01/mq1990gb-revd_miraq-user-manual_web-version.pdf accessed on 01 April 2019.
Transonic, “Flow-Based Intraoperative Coronary Graft Patency Assessment”, Catálogo informative, 2018. https://www.transonic.com › cardiothoracic-surgery
E.Carrillo, M. Montero, A. Jiménez, J.E. Portelles-Chong, J.A.Otero, Diseño y pruebas realizadas en sensores piezoeléctricos TTFM para la medición de flujo sanguíneo en implantes coronarios, Revista Cubana de Física, 2020. Emerging Sources Citation Index, Scopus, Academic Search Premier, Fuente Academica Plus, DOAJ, p-ISSN: 0256-9268, e-ISSN: 2224-7939
E. Carrillo, A. Ramos, , H. Calas, L. Diez, E. Moreno, J. Prohías, A.Villar, A.Jiménez. Improvements in low-cost ultrasonic measurements of blood flow in “by-passes” using narrow & broad band transit-time procedures, W.C.A. Pereira, M.A. VonKrüger., Elsevier Physics Procedia 87, enero 2017 (42-47). https://doi.org/10.1016/j.phpro.2016.12.008
Transonic® Clinical Flow probes. Available online: https://www.transonic.com/resources/cardiothoracic/tech-notes/clinical-flowprobe-specifications/ (accessed on 01 May 2019).
Maxim. MAX312: 10Ω, Quad, SPST, CMOS Analog Switches. Available online: https://www.maximintegrated.com/en/products/analog/analog-switches-multiplexers/MAX312.html (accessed on 01 April 2019).
Maxim. MAX4107: 350MHz, Ultra-Low-Noise Op Amps. Available online: https://www.maximintegrated.com/en/products/all-roducts/archive/MAX4107.html (accessed on 01 April 2019).
Analog Devices. AD603: Low Noise, 90MHz Variable-Gain Amplifier. Available online:https://www.analog.com/en/products/ad603.html#product-overview (accessed on 01 April 2019).
ON Semiconductor. MM74HCT74: Dual D Flip-Flop with Preset and Clear. Available on: https://www.onsemi.com/products/standard-logic/d-and-jk-flip-flops/mm74hct74 (accessed on 01 March 2019).
Texas Instruments. ACF2101: Low Noise, Dual Switched Integrator. Available on: http://www.ti.com/product/ACF2101 (accessed on 01 March 2019).
BURR-BROWN, Low Noise, Dual SWITCHED INTEGRATOR, ACF2101, 2019. https://datasheetspdf.com/pdf/156262/Burr-BrownCorporation/ACF2101/
Analog Devices. AD669: Monolithic 16-Bit DACPORT. Available on: https://www.analog.com/en/products/ad669.html#product-overview (accessed on 01 April 2019).
Shawki Areibi, Tutorial on Using Xilinx ISE Design Suite 14.6: Desing Entry using Schematic Capture ¨Desing of Half-Adder Circuit¨, May 13, 2019.
Xilinx. Digital Clock Manager (DCM) Module. Available on: https://www.xilinx.com/products/intellectual-property/dcm_module.html (accessed on 01 March 2019).
EFM-02, Spartan-6LX FPGA module with USB 3.0. Available on: https://www.cesys.com/en/our-products/fpga-boards/efm-02.html (accessed on 01 February 2019).
Scorza*, S. Conforto, C. D'Anna and S.A. Sciuto, A Comparative Study on the Influence of Probe Placement on Quality Assurance Measurements in B-mode Ultrasound by Means of Ultrasound Phantoms, The Open Biomedical Engineering Journal, Volume 9 165, 2016. https://doi.org/ 10.2174/1874120701509010164
J. V. Grice,a) D. R. Pickens, and R. R. Price, Technical Note: A new phantom design for routine testing of Doppler ultrasound, Medical Physics, Vol. 43, No. 7, July 2016. https://doi.org/ 10.1118/1.4954205
Sina G. Yazdi, P. H. Geoghegan, P. D. Docherty, Mark Jermy and Adib Khanafer, A Review of Arterial Phantom Fabrication Methods for Flow Measurement Using PIV Techniques, Biomedical Engineering Society 2018. https://doi.org/10.1007/s10439-018-2085-8
Kenichi FunamotoOsamu Yamashita, Toshiyuki Hayase, Poly(vinyl alcohol) gel ultrasound phantom with durability and visibility of internal flow, Med Ultrasonics 42:17–23, 2015. https://doi.org/10.1007/s10396-014-0560-x
David A. Kenwright, Nicola Laverick, Tom Anderson, Carmel M. Moran, and Peter R. Hoskins, Wall-Less Flow Phantom for High-Frequency Ultrasound Applications, Ultrasound in Med. & Biol., Vol. 41, No. 3, pp. 890–897, 2015. https://doi.org/10.1016/j.ultrasmedbio.2014.09.018
B Zeqiri* and M Hodnett, Measurements, phantoms, and standardization, Proc. IMechE Vol. 224 Part H: J. Engineering in Medicine, July 18, 2015. http://dx.doi.org/10.1243/09544119JEIM647
D. F. Cardona, Javier Leonardo González, Inferencia estadística. Módulo de regression lineal simple. Universidad del Rosario, Colombia 2013, No. 147, ISSN: 0124-8219. http://editorial.urosario.edu.co
G. Cavada CH. Bioestadística, Concordancia Parte II: El método de Bland-ALTMAN, Universidad de los Andes, Chile, 2013. http://dx.doi.org/10.4067/S0717-75182021000100118
Weisberg, S. Applied Linear Regression. 3rd ed.; John Wiley & Sons. USA, 2005; pp. 21-35. http://dx.doi.org/10.1002/0471704091

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