Revista Ingeniería Biomédica

AVALIAÇÃO TOPOGRÁFICA E ESTRUTURAL DE LÁPIS DE DIATERMIA USADOS EM CIRURGIA COSMÉTICA SOFRIDO QUATRO CICLOS DE REPROCESSAMENTO USANDO A ABORDAGEM DE EIA/CES "QUALY"

Diathermy pencils are one of the most employed medical devices around the world, this condition increases its probability to be reprocessing in patients; diathermy pencil has different parts (cord, tip, handgrip, current cables), which are composed of different kind of materials. In order to identify the medical device behavior is necessary to characterize all of those materials in the instrument. An exploration to determinate topographic surface defects and structural movements in each material was performed, with the intention of evaluated the reuse cycles effects on the medical device. The experiment was performing using the EIA/CES "QUALY" approach [1]. The study concludes that four reprocessing cycles induce some changes that are not statistically representative. Surface defects were detected in the cord; also an aggressive superficial waste after four reprocessing cycles in the tip was observed. We do not observe structural changes in the polymeric chain of the cord.

Los lápices diatermia son uno de los dispositivos médicos más empleados en todo el mundo, condición que aumenta su probabilidad de ser reprocesados con pacientes. El lápiz diatermia tiene diferentes partes (cable, punta, empuñadura, cables de corriente), que están compuestas de diferentes tipos de materiales. Con el fin de identificar el comportamiento de dispositivos médicos es necesario caracterizar todos esos materiales en el instrumento. Se efectuó una exploración de los defectos en la superficie topográfica y determinados movimientos estructurales en cada material, con el propósito de evaluar los efectos de los ciclos de reutilización sobre el dispositivo médico. El experimento se realizó mediante el enfoque "QUALY" EIA/CES [1]. El estudio concluye que cuatro ciclos de reprocesado implican algunos cambios que no son estadísticamente representativos. Se detectaron defectos en la superficie del cable; igualmente, se observó un residuo superficial agresivo después de cuatro ciclos de reprocesamiento en la punta. No se observaron cambios estructurales en la cadena polimérica de la cuerda.

Os lápis de diatermia são um dos dispositivos mais utilizados em todo o mundo médico, uma condição que aumenta a sua chance de ser reprocessados com os pacientes. O lápis de diatermia tem diferentes partes (cabo, ponta, aderência, linhas de energia), que são compostas de materiais diferentes. A fim de identificar o comportamento de dispositivos médicos é necessário caracterizar todos tais materiais no instrumento. Uma varredura de defeitos foi realizado na superfície topográfica e certos movimentos estruturais em cada material, com o objetivo de avaliar os efeitos dos ciclos de reutilização no dispositivo médico. O experimento foi realizado utilizando o EIA/CES [1] abordagem "QUALY". O estudo conclui que quatro ciclos de reprocessamento envolvem algumas mudanças que não são estatisticamente representativa. Os defeitos foram detectados na superfície do cabo; do mesmo modo, um resíduo de superfície agressivo foi observada após quatro ciclos na ponta reprocessamento. Não foram observadas alterações estruturais na cadeia do polímero da corda.

PADRÕES SIMPLES ABLAÇÃO DE RESCISÃO DE ROTORES COM FIBRILAÇÃO ATRIAL CRÔNICA. ESTUDO DE SIMULAÇÃO

La fibrilación auricular (FA) es la arritmia más común en la práctica clínica y por la que más se consulta en los servicios médicos. Recientemente, se ha propuesto un mecanismo de mantenimiento de la FA, el cual consiste en la existencia de uno o varios rotores que activan el tejido a alta frecuencia. La ablación es uno de los tratamientos para la FA, en FA crónica son necesarios patrones de ablación complejos, por lo que actualmente se busca el patrón ideal con un mínimo número de líneas de ablación. En este trabajo se simula la actividad de un rotor en un modelo 2D de tejido auricular humano, bajo condiciones de FA crónica y se localiza su centro de giro (tip). Se proponen y evalúan seis diferentes patrones simples de ablación compuestos por un número reducido de líneas. El estudio demostró que aquellos patrones que atraviesan o encierran el tip del rotor y que adicionalmente se prolongan hasta una frontera de conducción son eficaces en la terminación del rotor.

Atrial fibrillation (AF) is the most common arrhythmia in clinical practice and the most consulted in medical services. Recently it has been proposed a mechanism for maintaining the AF, which consists in one or more rotors activating the tissue at high frequency. Ablation is one of the treatments for AF, for chronic AF is needed complex ablation patterns, so currently it has been looking for an ideal pattern with a minimum number of ablation lines. In this work activity of a rotor was simulated in a 2D model of human atrial tissue, under chronic AF conditions, and the center of rotation (tip) was located. Six different simple ablation patterns composed of a limited number of lines were proposed and evaluated. The study showed that those patterns that passed through or encloses the tip of the rotor and additionally were extended to a conduction boundary are effective in the termination of the rotor.

A fibrilação atrial (FA) é a arritmia mais comum na prática clínica e na consulta que a maioria dos serviços médicos. Recentemente, é proposto um mecanismo para a manutenção da FA, que é a existência de um ou mais rotores que activam o tecido com elevada frequência. A ablação é um tratamento para fibrilação atrial em padrões crônicos de ablação de FA necessárias são complexas, por isso eles estão atualmente buscando o padrão ideal, com um número mínimo de linhas de ablação. Neste documento, a actividade de um rotor é simulada em um modelo em 2D do tecido atrial humano, sob condições de AF crónica e o seu centro de rotação (ponta) está localizado. São propostos e avaliados seis diferentes padrões de ablação individuais compostos de um pequeno número de linhas. O estudo mostrou que as que passam através de padrões ou encerram a ponta do rotor e se estendem para além de um limite de condução são eficazes na cessação do rotor.

MODIFICAÇÃO DE SUPERFÍCIES DE OURO PELA TÉCNICA NANOLITHOGRAPHY DIP PEN - DPN

En este trabajo se modificó la superficie de un sustrato de oro usando la técnica Dip Pen Nanolithography (DPN) y dos tipos de puntas. Los patrones creados por el cantilever A-Frame, AF, son más homogéneos que los Diving Board, DB, esto puede deberse a que la punta DB presenta una mayor concentración de tinta que la AF, al presentar una forma rectangular hay más concentración de esfuerzos en las esquinas del rectángulo y de la punta, por tanto se tienen más opciones de presentar una adhesión de la tinta a las esquinas y una vez se empieza con el proceso de creación del patrón se desprenda la tinta en el sustrato, depositando una mayor cantidad de ella. Por otro lado, el cantilever AF presenta una forma triangular y cuenta con una única zona en la cual se concentran los esfuerzos y donde la tinta queda en exceso.

In this work the effect of two types of tips A and M, over the patterns made on a gold substrate was explored. The patterns were built with a nanolithography, acrylic ink and gold substrate, disposing each tip with a triangular shape cantilever A-Frame (AF) on one side and a rectangular Dibbing Board (DB) cantilever on the other side. The patterns created by AF are more homogeneous than DB, this may be due to the rectangular shape of the DB which presents more ink concentration, because having a rectangular shape concentrates stress in the borders and the tip, having more possibilities to present ink adhesion in the borders of the cantilever and once the process begins with the creation of the pattern the ink merges with the substrate, depositing higher amount of ink in contrast with AF because it's triangular shape counts with only one zone where the stress focuses which leads to causes ink surplus.

Neste trabalho são alteradas a superfície de um substrato de ouro utilizando a técnica de dip pen nanolithography (DPN) e dois tipos de pontas. Os padrões criados pelo cantilever A-Frame, AF, são mais homogêneas do que divingboard, DB, esta pode ser a ponta DB tem uma maior concentração de tinta do que a AF, ao pressentar uma forma retangular se tem mais concentração de esforços nos cantos do retângulo e ponta, por isso você tem mais opções para apresentar uma aderência da tinta para os cantos e uma vez que você iniciar o processo de criação do padrão se desprenda a tinta é aparente no substrato, depositando uma maior quantidade de ela. Por outro lado, cantilever AF apresenta uma forma triangular e tem uma única área em que se concentram os esforços e onde a tinta em excesso.

IDENTIFICAÇÃO DE ÁREAS SUSCETÍVEIS DE ABLAÇÃO PERMANENTE DE FIBRILAÇÃO ATRIAL NA IMPLEMENTAÇÃO ENTROPY APROXIMADO UM MODELO 2D

La fibrilación auricular (FA) es la arritmia cardiaca más común. La ablación con catéter se ha convertido en la principal estrategia terapéutica para el tratamiento de la FA paroxística, sin embargo, los resultados en FA permanente no son completamente satisfactorios. Se propone la ablación de los electrogramas auriculares complejos fragmentados (CFAE) para la terminación de un rotor como mecanismo de mantenimiento de FA permanente. El objetivo de este trabajo es caracterizar los CFAE mediante la implementación de entropía aproximada (ApEn) y correlacionarlos con el tip de un rotor simulado. Para esto, se desarrolló un modelo 2D de tejido de aurícula humana bajo condiciones de FA permanente; se registraron electrogramas unipolares durante la actividad del rotor y se desarrolló un algoritmo para la medida de ApEn. La ApEn permitió localizar los CFAE con una alta precisión y relacionarlos con el tip del rotor. Por lo que este índice podría ser muy eficaz en la identificación de zonas susceptibles de ablación.

Atrial fibrillation (AF) is the most common cardiac arrhythmia. Catheter ablation has become the main therapeutic strategy for the treatment of paroxysmal AF, however, results in permanent AF are not completely satisfactory. Ablation of complex fractionated atrial electrograms (CFAE) is proposed for the termination of a rotor as mechanism of permanent AF maintenance. The aim of this work is to characterize the CFAE by implementing approximate entropy (ApEn) and to correlate with the tip of a simulated rotor. For this, a 2D model of human atrial tissue under permanent FA conditions was developed. Unipolar electrograms were recorded during the rotor activity and an algorithm to measure ApEn was developed. The ApEn allowed locate the CFAE with high precision and relate them to the tip of the rotor. So this index could be very effective in identifying target sites for ablation.

A fibrilação atrial (FA) é a arritmia cardíaca mais comum. A ablação por cateter tornou-se a principal estratégia terapêutica para o tratamento da fibrilação atrial paroxística, no entanto, resulta em FA permanente não são completamente satisfatórios. Ablação de fones de ouvido eletrocardiogramas complexos fragmentada (CFAE) para a conclusão de um rotor como um mecanismo de manutenção da FA permanente, é proposto. O objetivo deste trabalho é caracterizar o CFAE através da implementação de entropia aproximada (ApEn) e correlacioná-los com a ponta de um rotor simulado. Para isso, um modelo em 2D do tecido atrial humano sob condições de FA permanente desenvolvido; unipolares electrogramas foram registados durante a actividade do rotor e um algoritmo para medir ApEn desenvolvido. O ApEn permitido CFAE localizar com precisão elevada e relacioná-los com a ponta do rotor. Portanto, esta taxa pode ser muito eficaz na identificação de áreas suscetíveis a ablação.

ANÁLISE LINEAR E NÃO-LINEAR DE ESFORÇOS NOS PILARES DO ZIRCÓNIO PREFORMADOS. ELEMENTOS FINITOS

Este estudio pretendió determinar el comportamiento mecánico entre pilares de Zirconio Zimmer® con anillo de Titanio en la base y sin ella, utilizando el método de análisis de elementos finitos Métodos: se diseñaron dos modelos de pilar en Zirconio sobre implante, conformados además por un implante de Titanio Zimmer® tornillo de unión, hueso cortical y hueso esponjoso y una corona cerámica de un incisivo central superior. Se aplicó fuerza en sentido oblicuo con una magnitud de 200N, ascendiendo en escala de 200N hasta que algún elemento superara el límite de proporcionalidad. Se calcularon los esfuerzos von Mises para cada elemento. Resultados: No se observaron diferencias en la magnitud de los esfuerzos de von Mises entre el pilar con anillo de Titanio y sin él; (280,1 MPa con anillo en Titanio, 280,4 MPa sin él) pero sí en el tornillo y el implante, siendo menores los esfuerzos para el modelo con anillo de Titanio (474 MPa 15 vs 576,7 MPa). El hueso y la corona reportaron no linealidad a 600N, implante y tornillo a 1000N y ambos pilares de Zirconio a 1400N. Conclusiones: Cuando el esfuerzo de precarga aplicado a ambos modelos es el recomendado, no hay diferencias entre los dos pilares.

The purpose of this study was to determine the mechanical behavior between Zimmer® zirconium implant abutments with and without a titanium washer at their base, by using the finite element analysis (FEA). Materials and Methods: two models of a zirconium abutment on implants were designed, composed of a Zimmer® titanium implant a fixation screw, cortical and cancellous bone, and the ceramic crown of an upper central incisor. An oblique force was applied with a magnitude of 200N, ascending in a scale of 200N until any of the components of the model exhibited a nonlinear behavior. Von Mises stresses were calculated for each element. Results: No significant differences on von Mises stresses were observed between the abutments with and without a titanium washer (280, 1MPa with a titanium washer, and 280, 4 MPa without it) but differences were found at the fixation screw and the implant: the stresses were lower in the model with a titanium washer (474MPa vs 576,7MPa). Both the bone and the crown exhibited non linearity at 600N, the implant and the screw at 1000N, and both zirconium abutments at 1400N. Conclusions: When the preload stress applied to both models is the adequate, no mechanical behavior differences between the abutments occur.

Este estudo procurou determinar o comportamento mecânico entre pilares anel Zimmer® Zircônio Titanium na base e sem ela, usando o método de análise de elementos finitos Métodos: Dois modelos de zircônia pilar no implante projetados também formadas por um implante Titanium parafuso de ligação Zimmer®, osso cortical e osso esponjoso e uma coroa de cerâmica de um incisivo central superior. A força foi aplicada com um ângulo com uma amplitude de 200N, 200N escala crescente, até um elemento excedido o limite de proporcionalidade. Esforços von Mises, foram calculados para cada elemento. Resultados: Não foram observadas diferenças na magnitude dos esforços von Mises entre Titanium anel de encosto sem ele; (280,1 MPa Titanium anel, 280,4 MPa sem ele), mas no parafuso eo implante, com esforços menores para o modelo com anel de titânio (474 vs 576,7 MPa 15 MPa). Osso e coroa não-linearidade informou a 600N, implante de parafuso 1000N e zircônio dois pilares 1400N. Conclusão: Quando a pré-carga esforço aplicado para ambos os modelos é recomendado, não há diferenças entre os dois pilares.

LOCALIZAÇÃO DE FOCOS ECTÓPICOS DURANTE FIBRILAÇÃO ATRIAL PERMANENTE EM UM NOVO ÍNDICE OHF. ESTUDO DE SIMULAÇÃO

La fibrilación auricular (FA), en ciertos casos, es mantenida por focos ectópicos de actividad automática, organización espacio temporal y de alta frecuencia. La ablación de estos sitios da como resultado la terminación de la FA en un alto porcentaje en paciente con FA paroxística, sin embargo, en pacientes con FA permanente estos sitios son difíciles de reconocer debido a la capacidad de las aurículas remodeladas para ser activadas a altas frecuencias. Es necesario un método más preciso para acotar mejor estas zonas. En el presente trabajo se plantea desarrollar un nuevo índice, a partir de los índices de frecuencia dominante (DF) e índice de organización (IO), para la identificación de estas zonas. Para esto, se simularon episodios de FA permanente mantenidos por focos ectópicos de actividad continua en tres diferentes regiones, implementando un modelo 3D de aurícula humana. Se obtuvieron electrogramas en toda la superficie auricular y se calculó su DF and IO. El índice OHF (Organization High Frequency), se calculó como el producto entre el valor de la DF y del IO de cada uno de los electrogramas y se crearon mapas de falso color sobre el modelo 3D. Los resultados muestran que el índice OHF es capaz de identificar el foco ectópico de actividad continua durante episodios de FA permanente simulados.

Atrial fibrillation in some cases is maintained by ectopic foci with automatic activity, spatiotemporal organization and high frequency. Ablating these sites results in the AF termination in a high percentage of patients with paroxysmal AF, however, in patients with permanent AF these sites are difficult to recognize due to the ability of the remodeled atria to be activated at high frequencies. A more accurate method is needed to delimit better these areas. In the present work, we developed a new index, based on dominant frequency (DF) and organization index (OI), to identify these areas. For this, we simulated permanent AF episodes maintained by ectopic foci with continuous activity in three different regions, implementing a 3D model of human atrium. Electrograms were obtained across the atrial surface and its DF and IO were calculated. The OHF index (Organization High Frequency), was calculated as the product of the DF and IO values of individual electrograms and we created false color maps in the 3D model. The results show that the OHF index is able to identify ectopic foci of continuous activity during simulated permanent AF episodes.

A fibrilação atrial (FA), em alguns casos, é mantida por focos de actividade ectópica automático, organização e espaço de alta frequência temporal. Ablação desses locais determina a resolução da FA em uma alta porcentagem de pacientes com FA paroxística, no entanto, em pacientes com fibrilação atrial permanente desses sites são difíceis de reconhecer devido à capacidade dos átrios remodelado para ser ativado em alta frequências. Essas áreas para melhor abordagem é necessário um limite mais preciso. Neste artigo propõe-se a desenvolver uma freqüência novos índices com base em índice dominante (DF) e índice de organização (OI) para a identificação dessas áreas. Para isso, episódios de FA permanente mantido por focos ectópicos de atividade contínua em três regiões diferentes, implementando um modelo 3D de átrios humanos foram simulados. Eletrocardiogramas foram obtidos ao longo da superfície auricular e calculado o DF e IO. O OHF (Organização High Frequency) índice foi calculado como o produto do valor do DF e IO de eletrocardiogramas individuais e falsos mapas de cores do modelo 3D é criado. Os resultados mostram que o índice de OHF é capaz de identificar o foco ectópico de actividade contínua durante episódios de FA permanentes simulados.

A ANÁLISE PARAMÉTRICA DE DISTRIBUIÇÃO DE DROGAS NO CÉREBRO DURANTE INFUSÕES COM UM MODELO AXISYMMETRIC COM REFLUXO

Convection-enhanced delivery as a means to deliver therapeutic drugs directly to the brain has shown limited clinical efficacy, primarily attributed to the phenomena of backflow, in which the infused fluid flows preferentially along the shaft catheter rather than forward into the tissue. We have previously developed a finite element model of backflow that includes both material and geometric nonlinearities and the free boundary conditions associated with the displacement of the tissue away from the external surface of the catheter. However, that study was limited to predictions of the tissue deformation and resulting convective fluid velocity in the interstitial space. In this study, we use results from that model to solve for the distribution of the infused therapeutic agent. We demonstrate that a significant percentage of the infused drug is not transported into the region of tissue located forward from the catheter tip, but instead is transported into the region along the lateral sides of the catheter. For lower flow rates, this study suggests that the use of a catheter with a larger radius may be preferable since it will provide the higher amount of drug to be transported to the tissue in front of the catheter. In contrast, for higher flow rates consistent with clinical infusions, the radius of the infusion catheter had minimal effect on the distribution of the infused drug, with most being transported into the tissue around the shaft of the catheter.

Convection-enhanced delivery es una técnica que permite transportar drogas directamente en el cerebro para el tratamiento de enfermedades del sistema nervioso central. Este método ha mostrado una eficacia limitada debido principalmente al fenómeno de reflujo (backflow), según el cual, el fluido inyectado fluye preferiblemente a lo largo del catéter y no hacia el tejido delante de la punta. Previamente desarrollamos un modelo de elementos finitos para representar el reflujo, el cual incluye las no linealidades geométricas y del material y las condiciones de borde libre asociadas con el desplazamiento del tejido en la superficie externa del catéter. Sin embargo, ese modelo solo predice la deformación del tejido y el campo de velocidades en el espacio intersticial. En este estudio, hemos utilizado los resultados provenientes del mencionado modelo bifásico para resolver la ecuación de transporte de masa y predecir la distribución de droga suministrada. Se pudo demostrar que un porcentaje significativo de droga no penetra en el tejido ubicado delante de la punta del catéter, sino que es transportado hacia el tejido ubicado alrededor del catéter. Para bajo caudales, este estudio sugiere que el uso de un catéter con un radio mayor permitiría transportar una mayor cantidad de droga hacia el tejido al frente de la punta. Por otro lado, para los mayores caudales usados en la práctica clínica, el radio del catéter tiene un efecto marginal en la distribución del fármaco, y la mayor cantidad de droga se transporta hacia el tejido ubicado alrededor del catéter.

Convection-enhanced delivery é uma técnica para o transporte de drogas directamente no cérebro para tratar doenças do sistema nervoso central. Este método tem demonstrado eficácia limitada devido, principalmente, ao fenómeno de refluxo (refluxo), através do qual, de preferência, o fluido injectado flui através do cateter para o tecido e não à frente da ponta. Anteriormente desenvolvido um modelo de elementos finitos para representar a refluxo, que inclui geométricas e não-linearidades do material e as condições associadas com a extremidade livre de deslocamento da trama na superfície exterior do cateter. No entanto, este modelo apenas prevê deformação do tecido e campo de velocidades no espaço intersticial. Neste estudo, foram utilizados os resultados do modelo de duas fases acima referidas, para resolver a equação de transporte e prever a distribuição de massa de medicamentos fornecidos. Demonstrou-se que uma percentagem significativa da droga não penetra no tecido localizado em frente da ponta do cateter, que é transportado para o tecido que rodeia o cateter. Para as taxas de fluxo baixas, este estudo sugere que o uso de um cateter com um raio maior do que transportar uma maior quantidade de droga para o tecido em frente da ponta. Além disso, para taxas de fluxo mais elevadas utilizadas na prática clínica, o raio do cateter tem um efeito marginal sobre a distribuição da droga, e tanto fármaco é transportado para o tecido que rodeia o cateter.