Publicación: Integración y mejora de un prototipo de estimulador del nervio vago y su varilla de programación inalámbrica para el tratamiento de epilepsia fármaco resistente - Fase III
Portada
Descargar PDF 
Vista en línea Citas bibliográficas
Gestores Bibliográficos
Indexadores
Código QR
Autores
Autor corporativo
Recolector de datos
Otros/Desconocido
Director audiovisual
Editor
Tipo de Material
Fecha
Citación
Título de serie/ reporte/ volumen/ colección
Es Parte de
Resumen en español
Este trabajo de graduación consiste en el desarrollo de la tercera fase del diseño, fabricación y unificación de un dispositivo estimulador de nervio vago y su respectiva varilla de programación inalámbrica. La combinación de ambos dispositivos tiene como propósito ofrecer una alternativa de tratamiento para personas que tienen epilepsia fármaco-resistente. Nacido del interés de la asociación neurológica HUMANA y de la Universidad del Valle de Guatemala, se quería poder fabricar una alternativa de bajo costo a los dispositivos preexistentes que pueden suministrar la terapia de estimulación de nervio vago (o como es conocida por sus siglas en inglés Vagus Nerve Stimulation (VNS)). El propósito principal de esta línea de investigación es generar un producto de gran accesibilidad, pero con funciones similares/comparables a las de un dispositivo del mercado. Todo esto para que el mercado objetivo de personas con epilepsia resistente a fármacos, pudieran tener acceso a una terapia que se ha demostrado como efectiva y cuya barrera de entrada es el costo del dispositivo y sus complementos, así como el costo de la operación para insertar dicho dispositivo. En esta fase de desarrollo se trabajó para poder combinar la funcionalidad de los productos de la fase anterior, y refinarlos de tal manera que se pudiese empezar a mover hacia el siguiente objetivo que serían las pruebas en animales. Existía la necesidad de poder establecer una vía de comunicación entre ambos dispositivos, que cuentan con microprocesadores de estructuras relativamente diferentes. Por lo tanto, se desarrolló un protocolo de comunicación inalámbrica a través de Radio Frecuencia (RF) que permitía establecer los parámetros de estimulación desde la varilla programadora al estimulador de forma remota. También se trabajó en poder migrar el prototipo de varilla programadora a un producto que tuviera como enfoque su interacción con el usuario. Por lo tanto, a través del desarrollo de una carcasa hecha con técnicas de impresión 3D y diseño de circuitos, se obtiene una plataforma física para la varilla programadora que ofrece la versatilidad de programación, así como la portabilidad a través de una fuente de alimentación integrada. Para el estimulador, se realizaron diversas investigaciones y cambios para poder no solo reducir el espacio ocupado por el mismo, sino que también considerar la migración de la plataforma de estimulación a una nueva que pudiese ser insertable dentro de un ser vivo. Para esto se investigaron diferentes alternativas de materiales para la carcasa exterior del estimulador, y se determinó que aleación metálica resultaba ser la más costo-efectiva para el trabajo. También se estableció una metodología de pruebas para validar que las descargas producidas en el proceso de estimulación pudieran producir los voltajes mínimos para lograr la excitación nerviosa. Por último, se le añadió funcionalidad agregando un elevador de voltaje interno y se lograron reducciones de costo al desarrollar una plataforma para la programación de los microcontroladores sin la necesidad de importarlos desde una plataforma de evaluación preexistente.
Resumen en inglés
This paper details the development of the third phase of the design and fabrication and unification of a vagus nerve stimulator device and its respective wireless programming wand. The combination of both devices is intended to offer an alternative treatment for people with drug-resistant epilepsy. Born from the interest of the neurological association HUMANA and the Universidad del Valle de Guatemala, the aim was to manufacture a low cost alternative to pre-existing devices that can provide vagus nerve stimulation therapy (VNS). The main purpose of this line of research is to be able to generate a product of great accessibility, but with similar/comparable functions to those of a device on the market. All this so that the target market of people with drug-resistant epilepsy could have access to a therapy that has proven to be effective and whose entry barrier was the cost of the device and its complements, as well as the cost of the operation to insert the device. In this phase of development, work was done to combine the functionality of the products from the previous phase, and refine them in such a way that they could begin to move towards the next objective, which would be in-vitro testing. There was a need to be able to establish a communication path between the two devices, which have microprocessors of relatively different structures. Therefore, a wireless communication protocol was developed through Radio Frequency (RF) that allowed establishing the stimulation parameters from the programming wand to the stimulator remotely. Work was done on migrating the prototype of the programming wand to a product that would focus on its interaction with the user. Therefore, through the development of a housing made with 3D printing techniques and circuit design, we obtained a physical platform for the programming wand that offers programming versatility, as well as portability through an integrated power supply. For the stimulator, several investigations and changes were made in order to not only reduce the space occupied by it, but also to consider the migration of the stimulation platform to a new one that could be inserted into a living entity. For this purpose, different material alternatives for the outer casing of the stimulator were investigated, and it was determined which metal alloy was the most cost-effective for the job. A testing methodology was also established to validate that the discharges produced in the stimulation process could produce the minimum voltages to achieve nerve excitation. Finally, functionality was added by adding an internal voltage booster and cost reductions were achieved by developing a platform for programming the microcontrollers without the need to import them from a pre-existing evaluation platform.
