Esôfago de Barrett é definido como a substituição do epitélio escamoso normal por epitélio colunar com metaplasia intestinal especializada (MIE), tendo como causa a persistência do refluxo gastro-esofágico. Seu diagnóstico é baseado na identificação endoscópica e na confirmação histológica da presença de MIE. Esôfago de Barrett é a principal causa do desenvolvimento do adenocarcinoma esofágico. Aos pacientes com esôfago de Barrett é recomendada vigilância endoscópica com biópsias seriadas tentando-se diagnosticar, precocemente, lesões precursoras ou o adenocarcinoma em estágio precoce e factível de resposta à terapia. O aumento da incidência do adenocarcinoma tem contribuído para o estudo de novas técnicas endoscópicas visando melhorar a detecção destas lesões. Este estudo foi realizado objetivando-se avaliar a eficácia da cromoscopia com azul de metileno, associada a magnificação de imagem com ácido acético, na detecção de MIE, displasia e adenocarcinoma. Prospectivamente, 35 pacientes com diagnóstico de esôfago de Barrett em acompanhamento ambulatorial, com extensão superior a 2,0 cm, realizaram dois exames de endoscopia digestiva alta, sendo um convencional com biópsias seriadas e um segundo com aplicação de azul de metileno, seguida do ácido acético, magnificação de imagem e biópsias. Realizaram-se biópsias adicionais de qualquer alteração do relevo mucoso. A freqüência diagnóstica da metaplasia intestinal especializada foi de 71,4% e 77,1% para biópsias orientadas pelo método convencional e pelo método da cromoscopia/magnificação de imagem, respectivamente (p=0,41). Freqüência de displasia ou adenocarcinoma foi de 9% para as biópsias orientadas pelo método convencional e 6% para biópsias orientadas pela cromoscopia/magnifcação de imagem. Tanto os pacientes com displasia de alto grau quanto aqueles com adenocarcinoma apresentaram alterações em sua superfície mucosa visíveis em ambos os métodos endoscópicos. A sensibilidade e a especificidade da cromoscopia, quando avaliamos as áreas coradas em detectar MIE foi de 88% e 50%, respectivamente. A sensibilidade e a especificidade das áreas não coradas em detectar displasia e/ou adenocarcinoma foi de 75% e 100%, respectivamente. A sensibilidade e a especificidade da magnificação de imagem, quando avaliamos as áreas com padrão viliforme em detectar MIE foi 88% e 50%, respectivamente. Tanto a sensibilidade quanto a especificidade das áreas com padrão amorfo em detectar displasia e/ou adenocarcinoma foi de 100%. A sensibilidade e a especificidade da cromoscopia/magnificação de imagem, para padrão corado e viliforme, em detectar MIE foi de 83% e 50%, respectivamente. Já a sensibilidade e a especificidade das áreas não coradas e com padrão amorfo em detectar displasia e/ou adenocarcinoma teve seu cálculo prejudicado pela pequena amostra estudada. Na comparação dos dois métodos empregados, verificaram-se resultados similares na detecção de metaplasia intestinal, displasia e câncer. A realização de cromoscopia/magnificação de imagem proporcionou: alta sensibilidade e baixa especificidade na detecção da metaplasia intestinal especializada e baixa sensibilidade e alta especificidade na detecção de displasia ou adenocarcinoma. Alterações da superfície mucosa corresponderam as áreas neoplásicas. / Barrett\'s esophagus is defined as the replacement of the normal squamous epithelium by columnar lined esophagus. The diagnosis requires endoscopically visible columnar lined esophagus and histologic identification of characteristic specialized intestinal-type metaplasia (SIM). Gastroesophageal reflux has been proposed as a risk factor for Barrett`s esophagus and this disease has been shown to be the main cause of esophageal adenocarcinoma. After the diagnosis of Barrett`s esophagus, endoscopy surveillance is recommended with multiple biopsies of the columnar lined esophagus at quadrants of 2 cm intervals to determine epithelial dysplasia or adenocarcinoma in early and curable stage. Due to the increase in the incidence of esophageal adenocarcinoma new techniques of endoscopic surveillance have been proposed. The aim of this study was to evaluate the efficacy of magnification chromoendoscopy with methylene blue and acetic acid for the detection of intestinal metaplasia, dysplasia and cancer. Prospectively, 35 patients with Barrett\'s esophagus extending for more than 2,0 cm, underwent two upper digestive endoscopy procedures, including one with conventional biopsies and other with chromoendoscopy using methylene blue and acetic acid instillation, magnification and biopsies. Biopsies were also taken from any suspicious mucosal area. The incidence of MIE were 71,4% e 77,1% from conventional biopsies and chromoendoscopy/magnification, respectively. Dysplasia and adenocarcinoma were diagnosed in 9% and 6% throught conventional biopsies and chromoendoscopy/magnification, respectively. Patients with high grade dysplasia or adenocarcinoma revealed mucosal alterations. The sensitivity and specificity rates for chromoendoscopy for stained areas for MIE were 88% and 50%, respectively. The sensitivity and specificity rates for non stained areas for dysplasia and cancer were 75% and 100%, respectively. The sensitivity and specificity rates for magnification for villous areas for MIE were 88% and 50%, respectively. The sensitivity and specificity rates for distorted areas for dysplasia and cancer were 100%. The sensitivity and specificity rates for chromoendoscopy/magnification (for stained and villous areas) for MIE were 83% and 50%, respectively. The sensitivity and specificity rates for non stained and distorted areas couldn?t be evaluated due to the small number of patients. In conclusion, results of the two methods were similar in detecting intestinal metaplasia, dysplasia and cancer. The chromoendoscopy/magnification method procedure provides high sensitivity and low specificity rates in detecting MIE and low sensitivity and high specificity rates in detecting dysplasia and adenocarcinoma. Alterations in the mucosa corresponded to cancer and dysplasia.

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Στην παρούσα διπλωματική εργασία αναζητείται ένας αυτόματος τρόπος ελέγχου, του επιπέδου της εκπεμπόμενης ισχύος προς το εσωτερικό του ανθρωπίνου σώματος. Εκεί μέσα βρίσκεται κάποιο ενεργό ιατροτεχνολογικό εμφύτευμα. Αυτό το εμφύτευμα στην περίπτωση της εργασίας αυτής, ήταν μία κάψουλα που καταγράφει με φωτογραφίες το γαστρεντερικό σύστημα καθώς οι περισταλτικές κινήσεις του εντέρου προωθούν την κάψουλα προς την έξοδο. Οι φωτογραφίες μεταδίδονται προς καταγραφικό που βρίσκεται έξω από το σώμα με ασύρματο τρόπο. Όπως καταλαβαίνουμε η κάψουλα αυτή αλλά και οποιοδήποτε άλλο ενεργό ιατροτεχνολογικό εμφύτευμα έχει ενεργειακές ανάγκες για την απρόσκοπτη λειτουργία του. Αυτές οι ανάγκες καλύπτονται με ασύρματη μετάδοση ενέργειας. Οι καινοτομίες που υπάρχουν σ’ αυτήν την εργασία είναι οι εξής: 1. Όσον αφορά το εξωτερικό τροφοδοτικό χρησιμοποιήθηκε ένας αντιστροφέας συντονισμού κλάσης D 2. Το πιο καινοτόμο στοιχείο είναι η δημιουργία κλειστού βρόχου ελέγχου μεταξύ του εξωτερικού τροφοδοτικού και του εμφυτεύματος ώστε αυτό να λαμβάνει την ποσότητα της ενέργειας που χρειάζεται κάθε στιγμή. 3. Επίσης σημαντικό είναι ότι η μετάδοση πληροφορίας από το εμφύτευμα προς τα έξω δεν γίνεται με μία ξεχωριστή συχνότητα αλλά χρησιμοποιώντας αρχές παθητικής τηλεμετρίας. Η εργασία αυτή πέρα από την θεωρητική προσέγγιση υλοποιήθηκε και πρακτικά σε εργαστήρια του πανεπιστημίου KUL (ESAT MICAS) στο Βέλγιο. Ο Βρόγχος ελέγχου λειτούργησε και πολλά συμπεράσματα εξάχθηκαν για περεταίρω βελτιώσεις. Η δομή του παρόντος πονήματος είναι ως εξής: Μετά την αρχική εισαγωγή το δεύτερο κεφάλαιο μας δίνει ένα θεωρητικό υπόβαθρο για την ασύρματη μετάδοση ενέργειας. Στη συνέχεια τα διάφορα μέρη των ηλεκτρονικών κυκλωμάτων που αναπτύχθηκαν αναλύονται διεξοδικά στα επόμενα κεφάλαια. Τέλος καταγράφονται τα συμπεράσματα και προτείνονται πιθανές βελτιώσεις για το μέλλον. / In this diploma thesis a way to have an automated control of the transmitted power level into the human body is sought. Inside the body there is an active medical implant. This implant in the case of this project is a swallowable capsule-camera that captures images along the GI tract as the peristaltic propulusion of the bowel push the capsule towards the exit. The photos are transmitted wirelessly to a special recording device that is located out of the body. It is obvious that not only this capsule but any other active medical implant needs energy to operate uninterrupted. This necessary energy is given through inductive power transmission. Innovations in this project are these: 1. The power supply outside the body is realized with Class-D resonant inverter topology. 2. The most innovative is the effectuation of closed control loop between the outer power supply and the implant in order to be received from the implant the exact amount of power that is needed every instant. 3. Also significant is that the transmission of data from the implant to the controlled power supply is not be done with a different carrier but using passive telemetry principles. Beyond the theoretic approximation that was made for this project, it was also realized in KUL university laboratories (ESAT MICAS) in Belgium. The closed control loop functioned properly and conclusions for further development are inferred. The structure of this diploma thesis is as follows: After the starting introduction the theoretic background for wireless inductive power transmission is given in chapter 2. Following, the different parts of the electronic circuits that were developed are analyzed comprehensively in next chapters. Finally conclusions are registered and future improvements are proposed.

INTRODUÇÃO: Apesar do índice de sucesso da cirurgia da ligadura ou cauterização da artéria esfenopalatina, para o tratamento da epistaxe severa, ser maior que 95%, a falha pode variar de 2% a 10%. Algumas variações anatômicas na parede lateral do nariz são relatadas, sendo referentes à localização do forame esfenopalatino (FEP), à presença de um forame acessório, à ramificação das artérias e à dimensão e morfologia do FEP. A variação anatômica dessa região assim como a escassez de estudos endoscópicos mostrando pontos de reparo para o encontro da artéria esfenopalatina e seus ramos podem justificar a falha cirúrgica em alguns casos, assim como a dificuldade técnica encontrada por alguns autores. OBJETIVO: Descrever a anatomia da região do FEP na parede lateral do nariz e as possíveis variações anatômicas, durante a dissecção endoscópica em cadáveres, e observar as possíveis diferenças entre os achados anatômicos, o gênero (masculino/feminino) e o grupo étnico/racial, assim como a simetria entre as fossas nasais. CASUÍSTICA E MÉTODOS: Estudo anatômico prospectivo realizado de setembro de 2006 a janeiro de 2007. A região do FEP de 61 cadáveres frescos (122 fossas nasais) foi cuidadosamente dissecada, sob visibilização endoscópica. Prevaleceram os cadáveres do sexo masculino (75%) e grupo étnico/racial pardo, seguidos de negros e brancos. Foram observados a presença da crista etmoidal da lâmina perpendicular do osso palatino, a localização dos forames esfenopalatino e acessório, o número de ramos arteriais emergentes pelos forames e a distância dos mesmos à espinha nasal anterior. Os dados foram analisados em relação ao gênero, grupo étnico/racial e simetria entre as fossas nasais do mesmo cadáver. Foi, ainda, avaliada a predição da presença do forame acessório em relação ao número de ramos arteriais emergentes através do FEP, à localização do FEP e à distância do FEP à espinha nasal anterior. RESULTADOS: A crista etmoidal esteve presente em 100% dos cadáveres, sendo anterior ao mesmo em 98,4% das vezes. A localização mais freqüente do FEP foi a região de transição do meato médio e meato superior (86,9%). A distância média do FEP e do forame acessório à espinha nasal anterior foi respectivamente de 66mm e 67mm, com desvio padrão de 5,3 e 4,7mm. O forame acessório esteve presente em 9,83% dos casos. Um único tronco arterial emergia através do FEP em 67,2% das vezes e em 100% dos forames acessórios. A análise da prevalência das variáveis estudadas em relação ao gênero e grupo étnico/racial não mostrou diferenças estatisticamente significantes (p<0,05). A análise da simetria mostrou concordância boa a excelente em relação à localização do FEP (índice Kappa 0,71/ p<0,001); concordância pobre em relação ao número de ramos arteriais emergentes através do FEP (índice Kappa 0,22/p=0,03) e ausência de concordância estatisticamente significante em relação à presença de forame acessório (p=0,53). Nenhuma das variáveis de interesse apresentou associação estatisticamente significante (p>0,05) que permita predizer a presença do forame acessório. CONCLUSÕES: Existem variações anatômicas na parede lateral do nariz que devem ser levadas em consideração para o sucesso do tratamento cirúrgico endoscópico da epistaxe severa. / INTRODUCTION: Even though the success rate of sphenopalatine ligation is greater than 95%, some authors have reported some difficulties in isolating those arteries during endoscopic surgical procedure. The failure rate of the sphenopalatine artery ligation or cauterization may vary from 2% to 10%. Some anatomical variations on the nose lateral wall are reported, with reference to the sphenopalatine foramen (SPF) location, the presence of an accessory foramen, arteries ramification and SPF dimension and morphology. Anatomical variation of the region, as well as scarcity of endoscopic studies showing landmarks to find the sphenopalatine artery and its branches may justify surgical failure. OBJECTIVE: The purpose of this study was to describe the anatomy of SPF region and possible anatomical variations, during the endoscopic cadaver dissection and to observe the symmetry between nasal sides and the relationship to gender and racial group. CASUISTICS AND METHODS: It is a prospective anatomical study developed from September, 2006 to January, 2007. The SPF of 61 fresh cadavers (122 nasal fossae) was carefully endoscopic dissected. Male (75%) and mixed race cadavers prevailed. Presence of ethmoidal crest, location of sphenopalatine and accessory foramens, number of arterial branches emerging through foramens and distances from the foramens to anterior nasal spine were observed. Data were analyzed in relation to gender, racial group and symmetry of the same cadaver. Prediction of the presence of accessory foramen was evaluated in relation to number of arterial branches emerging through SPF, SPF location and distance from the SPF to the anterior nasal spine. RESULTS: Ethmoidal crest was present in 100% of cadavers, being anterior to the SPF in 98.4% of times. The most frequent SPF location was the transition region of middle and superior meatus (86.9%). Mean distance from SPF and accessory foramen to anterior nasal spine was 6.6cm and 6.7cm, respectively. Accessory foramen was present in 9.83% of cases. A single arterial stem emerged through the SPF in 67.2% of times, and 100% through accessory foramens. The prevalence analyses showed no differences statistically significant (p>0,05) between gender and racial group. The symmetry analyses showed a strong conformity (Kappa index 0,71/p<0,01) between nasal fossae in relation to the SPF location; and a poor conformity (Kappa index 0,22/p=0,03) in relation to the number of arterial branches emerging through the SPF. There was no statistically significant conformity between nasal fossae and the presence of accessory foramen (p = 0,53). None of the variables of interest presents any statistically significant (p>0,05) association with the presence of the accessory foramen. CONCLUSIONS: Anatomical variations in the lateral nose wall exist, and should be taken into account, for a well-succeeded endoscopic surgical treatment of severe epistaxis.

Esôfago de Barrett é definido como a substituição do epitélio escamoso normal por epitélio colunar com metaplasia intestinal especializada (MIE), tendo como causa a persistência do refluxo gastro-esofágico. Seu diagnóstico é baseado na identificação endoscópica e na confirmação histológica da presença de MIE. Esôfago de Barrett é a principal causa do desenvolvimento do adenocarcinoma esofágico. Aos pacientes com esôfago de Barrett é recomendada vigilância endoscópica com biópsias seriadas tentando-se diagnosticar, precocemente, lesões precursoras ou o adenocarcinoma em estágio precoce e factível de resposta à terapia. O aumento da incidência do adenocarcinoma tem contribuído para o estudo de novas técnicas endoscópicas visando melhorar a detecção destas lesões. Este estudo foi realizado objetivando-se avaliar a eficácia da cromoscopia com azul de metileno, associada a magnificação de imagem com ácido acético, na detecção de MIE, displasia e adenocarcinoma. Prospectivamente, 35 pacientes com diagnóstico de esôfago de Barrett em acompanhamento ambulatorial, com extensão superior a 2,0 cm, realizaram dois exames de endoscopia digestiva alta, sendo um convencional com biópsias seriadas e um segundo com aplicação de azul de metileno, seguida do ácido acético, magnificação de imagem e biópsias. Realizaram-se biópsias adicionais de qualquer alteração do relevo mucoso. A freqüência diagnóstica da metaplasia intestinal especializada foi de 71,4% e 77,1% para biópsias orientadas pelo método convencional e pelo método da cromoscopia/magnificação de imagem, respectivamente (p=0,41). Freqüência de displasia ou adenocarcinoma foi de 9% para as biópsias orientadas pelo método convencional e 6% para biópsias orientadas pela cromoscopia/magnifcação de imagem. Tanto os pacientes com displasia de alto grau quanto aqueles com adenocarcinoma apresentaram alterações em sua superfície mucosa visíveis em ambos os métodos endoscópicos. A sensibilidade e a especificidade da cromoscopia, quando avaliamos as áreas coradas em detectar MIE foi de 88% e 50%, respectivamente. A sensibilidade e a especificidade das áreas não coradas em detectar displasia e/ou adenocarcinoma foi de 75% e 100%, respectivamente. A sensibilidade e a especificidade da magnificação de imagem, quando avaliamos as áreas com padrão viliforme em detectar MIE foi 88% e 50%, respectivamente. Tanto a sensibilidade quanto a especificidade das áreas com padrão amorfo em detectar displasia e/ou adenocarcinoma foi de 100%. A sensibilidade e a especificidade da cromoscopia/magnificação de imagem, para padrão corado e viliforme, em detectar MIE foi de 83% e 50%, respectivamente. Já a sensibilidade e a especificidade das áreas não coradas e com padrão amorfo em detectar displasia e/ou adenocarcinoma teve seu cálculo prejudicado pela pequena amostra estudada. Na comparação dos dois métodos empregados, verificaram-se resultados similares na detecção de metaplasia intestinal, displasia e câncer. A realização de cromoscopia/magnificação de imagem proporcionou: alta sensibilidade e baixa especificidade na detecção da metaplasia intestinal especializada e baixa sensibilidade e alta especificidade na detecção de displasia ou adenocarcinoma. Alterações da superfície mucosa corresponderam as áreas neoplásicas. / Barrett\'s esophagus is defined as the replacement of the normal squamous epithelium by columnar lined esophagus. The diagnosis requires endoscopically visible columnar lined esophagus and histologic identification of characteristic specialized intestinal-type metaplasia (SIM). Gastroesophageal reflux has been proposed as a risk factor for Barrett`s esophagus and this disease has been shown to be the main cause of esophageal adenocarcinoma. After the diagnosis of Barrett`s esophagus, endoscopy surveillance is recommended with multiple biopsies of the columnar lined esophagus at quadrants of 2 cm intervals to determine epithelial dysplasia or adenocarcinoma in early and curable stage. Due to the increase in the incidence of esophageal adenocarcinoma new techniques of endoscopic surveillance have been proposed. The aim of this study was to evaluate the efficacy of magnification chromoendoscopy with methylene blue and acetic acid for the detection of intestinal metaplasia, dysplasia and cancer. Prospectively, 35 patients with Barrett\'s esophagus extending for more than 2,0 cm, underwent two upper digestive endoscopy procedures, including one with conventional biopsies and other with chromoendoscopy using methylene blue and acetic acid instillation, magnification and biopsies. Biopsies were also taken from any suspicious mucosal area. The incidence of MIE were 71,4% e 77,1% from conventional biopsies and chromoendoscopy/magnification, respectively. Dysplasia and adenocarcinoma were diagnosed in 9% and 6% throught conventional biopsies and chromoendoscopy/magnification, respectively. Patients with high grade dysplasia or adenocarcinoma revealed mucosal alterations. The sensitivity and specificity rates for chromoendoscopy for stained areas for MIE were 88% and 50%, respectively. The sensitivity and specificity rates for non stained areas for dysplasia and cancer were 75% and 100%, respectively. The sensitivity and specificity rates for magnification for villous areas for MIE were 88% and 50%, respectively. The sensitivity and specificity rates for distorted areas for dysplasia and cancer were 100%. The sensitivity and specificity rates for chromoendoscopy/magnification (for stained and villous areas) for MIE were 83% and 50%, respectively. The sensitivity and specificity rates for non stained and distorted areas couldn?t be evaluated due to the small number of patients. In conclusion, results of the two methods were similar in detecting intestinal metaplasia, dysplasia and cancer. The chromoendoscopy/magnification method procedure provides high sensitivity and low specificity rates in detecting MIE and low sensitivity and high specificity rates in detecting dysplasia and adenocarcinoma. Alterations in the mucosa corresponded to cancer and dysplasia.

Na realização da colangiopancreatografia endoscópica retrógrada a cateterização da papila duodenal maior é passo fundamental na obtenção do acesso biliar profundo e correlaciona -se com complicações biliopancreáticas das quais a pancreatite aguda pós-CPER é a mais comum. Os objetivos deste trabalho foram: a) comparar o índice de sucesso na canulação seletiva da via biliar com uso do canulótomo e canulótomo com fio guia; b) comparar, entre ambos os grupos, as dosagens séricas de amilase, lipase e proteína C reativa; c) avaliar a incidência de pancreatite nos grupos em estudo. No período de julho de 2002 a outubro de 2003 foram realizadas 341 CPER em três Instituições de nível terciário, destas foram randomizados prospectivamente e de maneira consecutiva 300 pacientes para cateterização papilar com canulótomo (Grupo I) e canulótomo com fio guia (Grupo II). Os procedimentos endoscópicos foram realizados pelo autor nas três Instituições. Procedeu-se a caracterização do perfil técnico-laboratorial e avaliação da incidência de pancreatite através de métodos clínicolaboratoriais e imagenológicos, para ambos os grupos. Todos os pacientes do estudo foram mantidos internados por 24 horas após a CPRE. A cateterização inadvertida do ducto pancreático foi semelhante para os dois grupos (p= 0,161). A fistulopapilotomia foi mais freqüente no grupo I (p= 0,011), porém apresentou significativamente menor incidência de pancreatite aguda no grupo II (p= 0,041). As dosagens séricas de amilase coletadas quatro, 12 e 24 horas após CPER foram significativamente maior no grupo I (p= 0,0087; p= 0,045; p= 0,0474; respectivamente). As dosagens séricas de lipase e proteína C-reativa após a CPER foram similares para ambos os grupos. O tempo de manipulação pancreática apresentou elevação similar nas dosagens séricas de amilase após a CPRE, porém todas as dosagens de lipase coletadas após a CPER foram significativamente maior no grupo I para a categorização de um a cinco minutos (p= 0,025; p= 0,032; p= 0,049). O número de cateterizações pancreáticas categorizadas em uma a cinco vezes apresentou elevação significativamente maior no grupo I, para as amostras de amilase, lipase e proteína C-reativa coletadas quatro, 12 e 24 horas após a CPER (amilase: p=0,006; p= 0,0023; p= 0,0095/lipase: p= 0,13; p= 0,018; p= 0,028 / PC-R: p= 0,005; p= 0,01; p= 0,01). As papilotomias realizadas no grupo II apresentaram significativamente maior elevação das dosagens séricas de amilase coletadas 12 e 24 horas após a CPER (p= 0,033; p= 0,049). As dosagens séricas de lipase e proteína C-reativa apresentaram elevações similares tanto na papilotomia como na fistulopapilotomia. A pancreatite aguda pós-CPER foi significativamente maior no grupo I (p= 0,037). Conclusões: a) O acesso biliar através do cateter com fio guia proporcionou maior índice de sucesso na canulação biliar seletiva; b) No perfil laboratorial estudado a dosagem de amilase se mostrou com diferença significante na comparação entre os grupos estudados. O mesmo não ocorreu nas dosagens de lipase e PC-R; c) O uso do fio guia foi um fator de prevenção na ocorrência da pancreatite aguda pós-CPRE / During the endoscopic retrograde cholangiopancreatography (ERCP) the main step is the cannulation of major duodenal papilla to obtain deep bile duct access, and it is correlated to pancreaticobiliary complications being acute pancreatitis the most frequent. The aims were: a) compare the rate of success to achieve selective cannulation of common bile duct using a single cannula and cannula with guide-wire; b) compare the amylase, lypase and Creactive protein serum level between the groups; c) evaluate the incidence of pancreatitis in the groups. From July 2002 to October 2003 there were performed 341 ERCP on three institutions of tertiary level. From them, 300 patients were randomized, on a prospective and consecutive fashion to major duodenal papilla cannulation using single cannula (Group I) and cannula with guide wire (Group II). The author himself performed all the endoscopic procedures on the three institutions. The characterization of technicallaboratory profile and evaluation of the incidence of pancreatitis were proceeded by clinical-laboratory and image methods to both groups. All patients were hospitalized by 24 hours after ERCP. The cannulations of pancreatic duct were similar to both groups (p=0,161). The fistulosphincterotomy was more frequent in group I (p=0,011), but group II presented significant lower incidence of acute pancreatitis (p=0,041). The amylase serum were collected 4, 12 and 24 hours after ERCP and were significantly higher in group I (p=0,0087; p=0,045; p=0.0474, respectively). The lypase and C-reactive protein after ERCP were similar to both groups. The time of pancreatic manipulation presented similar elevation of amylase serum after ERCP, therefore all lypase serum after ERCP were significantly higher in group I for the categorization of 1 to 5 minutes (p=0,025; p=0,032;p=0,049). The number of pancreatic cannulations categorized in 1 to 5 times presented significant higher elevation in group I, to the samples of amylase, lypase and C-reactive protein serum collected 4, 12 and 24 hours after ERCP (amylase: p=0,006; p=0,0023; p=0,0095/ lypase: p=0,13; p=0,018;p=0,028/ C-RP: p=0,005; p=0,01; p=0,01). The endoscopic papillotomy performed in group II presented significant higher elevation of amylase serum collected at 12 and 24 hour post ERCP (p=0,033;p=0,049). The lypase and C-reactive protein serum presented similar elevation such as in papillotomy as in fistulosphincterotomy. The acute pancreatitis post ERCP were significantly higher in group I (p=0,037). Conclusion: a) The biliar access by cannula with guide wire offered a higher success to selective biliar cannulation; b) the laboratory profile of amylase serum showed a significant difference between the groups. It did not occur with lypase and C-reactive protein serum levels; c) the use of guide wire was a preventing factor of acute pancreatitis post ERCP

As complicações biliares mais comuns pós-transplante hepático são as estenoses da anastomose, as estenoses não-anastomóticas e as fístulas biliares e podem ocorrer de diferentes modos, de forma isolada ou associada. A origem do enxerto (doador cadáver ou doador vivo) tem influência na incidência de estenose biliar, bem como na resposta ao tratamento endoscópico. A terapêutica endoscópica utilizando-se esfincterotomia, dilatação balonada da estenose e inserção de próteses biliares através da CPRE é utilizada como método inicial de tratamento dessas complicações. Objetivos: Comparar as diferentes técnicas de tratamento endoscópico das estenoses biliares pós-transplante hepático. Método: Foi realizada uma revisão sistemática da literatura e metanálise sendo a busca conduzida nas bases MEDLINE, EMBASE, Scielo - LILACS e Biblioteca Cochrane até junho de 2015. A metanálise foi executada utilizando-se os softwares Review Manager, 2012 (RevMan) versão 5.2 e OpenMetaAnalyst e os cálculos dos desfechos foram feitos comparando-se os resultados dos estudos incluídos utilizando-se a diferença de risco absoluto e adotando-se um intervalo de confiança (IC) de 95%. Os estudos foram agrupados comparando-se transplantes hepáticos com doador cadáver versus doador vivo; dilatação biliar endoscópica com balão exclusiva versus dilatação biliar endoscópica com balão associada à inserção de próteses plásticas e próteses biliares plásticas comparadas à prótese biliar metálica por endoscopia. Os desfechos clínicos analisados foram incidência da estenose biliar, falha do tratamento endoscópico, resolução da estenose, recorrência da estenose e complicações. Resultados: Foram recuperados 1.110 artigos, sendo motivo de análise dez ensaios clínicos, com apenas um Ensaio Clínico Randomizado e nove Ensaios Clínicos não randomizados, dos quais sete foram incluídos na metanálise. Comparando-se doador cadáver e doador vivo observou-se redução da incidência de estenose biliar (p=0,0001), bem como da falha técnica do tratamento endoscópico (p=0,0009) e da recorrência da estenose biliar (p=0,03) nos transplantes realizados com enxertos provenientes de doador cadáver. Dois estudos compararam o tratamento da estenose da anastomose biliar pós-transplante hepático utilizando dilatação com balão exclusiva versus dilatação com balão associada à inserção próteses plásticas e não foram observadas diferenças estatisticamente significantes em relação aos desfechos falha de tratamento, recorrência da estenose ou complicações. Somente o desfecho clínico complicações teve resultado estatisticamente significante na comparação entre prótese metálica autoexpansível versus prótese plástica no tratamento da estenose da anastomose biliar pós-transplante hepático (p= 0.03). Conclusões: O tratamento da estenose biliar anastomótica pós-transplante hepático com prótese metálica foi igualmente efetivo quando comparado ao uso de prótese plástica, mas associou-se a um menor risco de complicações. A comparação entre dilatação com balão exclusiva e dilatação com balão associada à prótese plástica apresentou resultados semelhantes em relação à falha do tratamento endoscópico, complicações e recorrência da estenose. A utilização de enxerto proveniente de doador cadáver reduziu o risco de estenose biliar pós-transplante hepático e o tratamento endoscópico nesse grupo de pacientes, foi mais efetivo quando comparado com as estenoses biliares após transplante com doador vivo / The most common biliary complications after liver transplantation are anastomotic strictures, non-anastomotic strictures and biliary fistulas and they can occur in different fashions, isolated or in combination. Graft source (cadaveric liver donor or living liver donor) has an influence on the incidence of biliary strictures as well as on the response to endoscopic treatment. The endoscopic treatment using sphincterotomy, balloon dilation and insertion of biliary stents by ERCP (Endoscopic Retrograde Cholangiopancreatography) is used as an initial endoscopic approach to treat these complications. Objectives: To compare different endoscopic techniques to treat post-liver transplantation biliary strictures. Method: It was performed a systematic review of the literature and meta-analysis and the search was carried out on MEDLINE, EMBASE, Scielo-LILACS and Cochrane Library databases until June, 2015. The meta-analysis was made using Review Manager, 2012 (RevMan) version 5.2 and OpenMetaAnalyst software and the calculations of the outcomes were made comparing the results from the included papers by using the difference in absolute risks, adopting a confidence interval of 95%. The studies were grouped comparing cadaveric liver donor versus living liver donor grafts; exclusive balloon dilation versus balloon dilation associated with plastic stents insertion; and plastic stents versus totally covered selfexpandable metal stents. The clinical outcomes were biliary stricture incidence, endoscopic treatment failure, stricture resolution, stricture recurrence and complications. Results: There were retrieved 1,100 articles. Ten clinical trials were analyzed, with just one Randomized Clinical Trial and nine Non-Randomized Clinical Trials, out of which seven were included in the meta-analysis. When comparing cadaveric liver donor transplantation to living liver donor transplantation, it was observed a decrease in the incidence of biliary strictures (p=0.0001), as well as in the technical failure rate of the endoscopic treatment (p=0.0009) and in the biliary stricture recurrence (p=0.03) in the cadaveric liver donor graft group. Two studies have compared the treatment of anastomotic biliary strictures after liver transplantation using balloon dilation exclusive to balloon dilation associated with the insertion of plastic stents, and no statistically significant differences in relation to endoscopic treatment failure, stricture recurrence or complications rates were observed. Only the clinical outcome complications had statistically significant result in a comparison between self-expandable metal stents versus plastic stents in the treatment of post-liver transplantation anastomotic biliary strictures (p=0.03). Conclusions: The treatment of post-liver transplantation anastomotic biliary strictures was equally effective when compared the use of self-expandable metal stents to plastic stents, but the use metallic stents was associated with a lower complication risk. The comparison between exclusive balloon dilation to balloon dilation associated with plastic stents presented similar results in relation to endoscopic treatment failure, complications and stenosis recurrence. The use of graft from cadaveric donor reduced the risk of biliary stenosis after liver transplantation and endoscopic treatment of biliary strictures in these patients were more effective when compared to biliary strictures after living liver donor transplantation

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Die vorliegende Arbeit widmet sich der Beschreibung und Kritik der am Museum für Musikinstrumente der Universität Leipzig für die Erfassung von Streichinstrumenten, insbesondere Geigen, angewendeten Methoden. Objektive Kriterien werden sowohl auf die Erfassung klangrelevanter Komponenten angewendet als auch auf die stilistische Ebene der Geigenbeschreibung ausgeweitet. Im Fokus stehen dabei vor allem die metrologischen Techniken und ausgewählte bildgebende Untersuchungsmethoden. Ziel ist die methodische Präzisierung und Standardisierung, um die diffizilen individuellen Eigenschaften von Geigen in Daten erfassbar und sammlungsübergreifend auswertbar zu machen.:Inhaltsverzeichnis EINFÜHRUNG 9 1 GESCHICHTLICHER HINTERGRUND UND AUSGANGSLAGE 15 Methoden und Dokumentationen in der Geschichte der Sammlung des heutigen Museums für Musikinstrumente der Universität Leipzig 15 1.1 Dokumentation durch Paul de Wit: Kataloge und Geigenzettel-Publikationen 15 1.1.1 Paul de Wit und die Leipziger Musikinstrumentensammlung 15 1.1.2 Paul de Wits Bildband von 1892 und die Kataloge von 1893, 1893–1896 (Nachträge) und 1904 17 1.1.2.1 Der Bildband 17 1.1.2.2 Die Kataloge 20 1.1.2.2.1 Beschreibung der Einzelinstrumente 27 1.1.2.2.2 Maßangaben 27 1.1.2.2.3 Abbildungen 28 1.1.3 Bezüge zwischen Paul de Wits Geigenzettel alter Meister und seiner Sammlung 29 1.2 Dokumentation durch Georg Kinsky: Der Katalog von 1912 35 1.2.1 Wilhelm Heyer und das Musikhistorische Museum in Köln 35 1.2.2 Bestand an Streichinstrumenten im Museum Wilhelm Heyers 36 1.2.3 Die Beschreibung der Streichinstrumente durch Georg Kinsky im Katalog von 1912 42 1.2.3.1 Julius Rühlmanns Geschichte der Bogeninstrumente als Quelle für Georg Kinsky 42 1.2.3.2 Gedanke der Höherentwicklung 43 1.2.3.3 Aussagen zum Klang 44 1.2.3.4 Beschreibungsschema der Streichinstrumente 50 1.2.3.5 Angabe der Orientierung 57 1.2.3.6 Allgemeine Bewertung 57 1.2.3.7 Lack 59 1.2.3.8 Schalllöcher 61 1.2.3.9 Angaben über den Zustand und erfolgte Veränderungen 62 1.2.3.10 Wölbung 63 1.2.3.11 Material 64 1.2.3.12 Korpus 65 1.2.3.13 Typisierende Vergleiche 66 1.2.3.14 Wirbelkasten 66 1.2.3.15 Abbildungen 67 1.2.3.16 Abbildungen von Geigenzetteln 67 1.2.3.17 Angabe von Maßen 69 1.2.3.18 Angaben zu Vorbesitzern 75 1.2.4 Einfluss des Katalogs von Georg Kinsky auf Curt Sachs und Weiterführung der Systematik 81 1.3 Sammlungsentwicklung und inventarisierende Sammlungsdokumentation von 1945 bis 1995 87 1.3.1 Inventar-Kartei 87 1.3.2 Dokumentenordner 90 1.3.3 Sammlungsentwicklung nach 1945 im Spiegel der Erwerbsdokumente 90 1.3.4 Die Situation um 1985 96 1.3.5 Restaurierungsunterlagen 97 1.3.5.1 Dokumentationsweise und Inhaltsübersicht der Restaurierungsakten 98 1.3.5.2 Zustandsdokumentation 102 1.3.5.3 Rubriken der Beschreibung und Vermaßung 102 1.3.5.4 Maßangaben 105 1.4 Grundzüge der Methodenentwicklung 107 1.5 Exkurs: Zur Typenbildung von Merkmalen 112 2 METROLOGIE 115 2.1 Geschichte der Metrologie im Geigenbau und in der Instrumentenkunde 115 2.1.1 Das Maß im Geigenbau ab 1780 – Vorbilder, Empfehlungen, Normen 115 2.1.1.1 Überblick zur Bagatella-Rezeption 118 2.1.1.2 Aus Empfehlungen werden Normen 121 2.1.1.3 Normmaße der modernen Geige 123 2.1.1.4 Metrologie als schöpferische Methode im Geigenbau 126 2.1.3 Metrologie in der Instrumentenkunde 128 2.1.2.1 Inventarergänzende und systematisierende Maße 131 2.1.2.2 Messen für die Maßanalyse 132 2.1.2.3 Vermessen von stil- und klangrelevanten Merkmalen 133 2.1.3 Messtoleranzen und Fehlerquellen bei traditionellen Messtechniken 134 2.1.3.1 Vergleich von Maßstäben und Maßbändern 134 2.1.3.2 Messen „direkt“ oder „über die Wölbung“ – Verschiedene Methoden, verschiedene Ergebnisse 135 2.1.3.3 Messung über die Wölbung – Werteabweichungen gegenüber der direkten Messung 137 2.1.3.4 Weitere Messfehler 140 2.1.3.5 Bewertung der Messmethoden „über die Wölbung“ und „direkt“ und Konsequenzen für die Auswertung 141 2.3.3.6 Aussagekraft von Grundmaßen am Beispiel der Lira MfM 780 144 2.1.3.7 Verortung von Maßen 148 2.1.3.8 Rekonstruktion von Formmaßen 153 2.1.4 Zusammenfassung 156 2.2. Koordinatenmessung – 3D-Laserscan 157 2.2.1 Evaluation von Messtechniken 157 2.2.1.1 Moiré-Topografie 157 2.2.1.2 Streifenprojektionsmesstechnik 158 2.2.1.3 Fotogrammetrische Techniken 159 2.2.1.4 Mechanisches Koordinatenmessen 159 2.2.2 Koordinaten-Laser-Messung 162 2.2.2.1 Beschreibung und Geschichte der Laser-Messung 162 2.2.2.2 Adaption und Verwendung der Laser-Messung am Museum für Musikinstrumente der Universität Leipzig 164 2.2.2.3 Prototyp 3D-Messbrücke 1997 164 2.2.2.4 Weiterentwickelter 3D-Messtisch 166 2.2.3 In der Praxis zu erreichende Genauigkeit des 3D-Laser-Messtischs am Leipziger Museum 166 2.2.3.1 Fehlerquellen und Fehlerkorrektur 169 2.2.3.2 Fehlerentstehung und Fehlervermeidung an lackierten Oberflächen 170 2.2.3.3 Kantenerkennung bei Laser-Messung 171 2.2.3.4 Laserscanner des Instituts für Mineralogie, Kristallographie und Materialwissenschaft an der Universität Leipzig 173 2.2.4 Bestand an 3D-Laserscans am MfM 174 2.2.4.1 Bestand an Oberflächenscans und Wölbungskurven 175 2.2.4.2 Bestand an Umriss-Daten 177 2.2.5 Möglichkeiten und Anwendungen der optischen Laservermessung 178 2.2.5.1 Anwendungsbeispiele zu Formen und Umrissen 178 2.2.5.2 Verdeutlichen von Asymmetrien 179 2.2.5.3 Vergleich unterschiedlicher Baugrößen 181 2.2.5.4 Rand und Einlagespan – Ist-Maße und Soll-Maße 183 2.2.5.5 Flächen 185 2.2.5.6 Schnitte, Profile – Vergleich der Erfassung von Wölbungsprofilen in analoger, zeichnerischer Übertragung und als Koordinatenmessung im Laserscan 189 2.2.5.7 Anwendungsbeispiele zu Profilen und Schnittdarstellungen 194 2.2.5.8 Erfassen feinster Oberflächenstrukturen 199 2.2.5.9 Ausblick – zukünftige Auswertungen 199 2.3.6 Bearbeitung von Messkurven 201 2.2.6.1 Geometrische Entzerrung von Messkurven 201 2.2.6.2 Fehler bei der grafischen Darstellung von Oberflächen 202 2.2.7 Bewertung der Laser-Koordinatenmessung 203 2.3 Techniken zur Stärkenmessung an Resonanzplatten 205 2.3.1 Evaluation der Techniken zur Stärkenmessung 205 2.3.1.1 Durchlicht-Methode am Lichttisch 205 2.3.1.2 Mechanische Abtastungen 206 2.3.1.3 Magnetische Methode 207 2.3.1.4 Elektronisch-magnetische Methode 207 2.3.1.5 Messung mit Ultraschall 208 2.3.1.6 Zusammenfassung zu den Techniken der Stärkenmessung 209 2.3.2 Erfassung und Dokumentation von Holzstärken am Leipziger Museum 210 2.3.2.1 Bestand an Holzstärkenmessungen nach Erfassungsschema 1 (punktuell) am Leipziger Museum 210 2.3.2.2 Bestand an Holzstärkenmessungen nach Erfassungsschema 2 (vollflächig) am Leipziger Museum 211 2.3.3 Möglichkeiten und Anwendungen der feinaufgelösten, flächigen Holzstärkenerfassung 215 2.3.3.1 Praktisch vorkommende Typen der Holzstärkenverteilung 215 2.3.3.2 Holzstärkenkonzepte – Lehrmeinungen und praktische Befunde 225 2.3.3.3 Holzstärken – Arbeitsweise und Konstruktion 230 2.3.3.4 Holzstärken und Klang 231 2.3.3.5 Zeit- und werkstattspezifischer Umgang mit Holzstärken 233 2.3.3.6 Nachvollziehen und Dokumentieren von Veränderungen 234 2.3.3.7 Rekonstruktion möglicher früherer Zustände 235 2.3.3.8 Sicherheit: Identifikation einzelner Instrumente 238 2.3.3.9 Zusammenfassende Betrachtung und Ausblick zur Messung und Kartierung von Holzstärken 239 3 FOTOGRAFISCHE TECHNIKEN 242 3.1 Bilder vor der Fotografie 243 3.2 Das Verhältnis von Abbild und Maß 245 3.3. Allgemeine geometrische Abbildungsfehler und Auswertungsmöglichkeiten von Fotografien 246 3.4 Fotostandards für die Aufnahme in der Instrumentenkunde 247 3.5 Fotografische Techniken am Museum für Musikinstrumente der Universität Leipzig 250 3.5.1 Bildtypen im Fotobestand des Leipziger Museums 250 3.5.2 Glasnegative 253 3.5.2.1 Geschichte und Technik der Glasplattenfotografie 253 3.5.2.2 Bestand von Glasnegativen am Leipziger Museum 254 3.5.2.3 Entstehungszeit und Entstehungszweck der Glasnegative 259 3.5.2.4 Bildauflösung der Glasnegative 264 3.5.2.5 Metrische Auswertungen von Glasnegativen 265 3.5.2.6 Bewertung der Glasnegative 269 3.5.3 Sicherheitsfotos 270 3.5.3.1 Sicherheitsfotos vom Typ 1, von etwa 1970 bis 1995 271 3.5.3.2 Bestand an Sicherheitsfotos vom Typ 1, um 1970 bis 1995 271 3.5.3.3 Sicherheitsfotos vom Qualitätstyp 3, 1996 bis 1999 272 3.5.3.4 Bestand an Sicherheitsfotos vom Qualitätstyp 3, 1996 bis 1999 273 3.5.3.5 Angewendete Aufnahmestandards für die Sicherheitsfotos vom Qualitätstyp 3 274 3.5.3.7 Ausblick zur Formerkennung durch Bildauswertung am Beispiel der Schneckenformen 278 3.5.4 Endoskopie 286 3.5.4.1 Bestand an endoskopischen Fotografien am Leipziger Museum 286 3.5.4.2 Anwendungsbeispiele der Endoskopie 289 3.5.5 UV-Licht-Fotografie 292 3.5.5.1 Bestand an UV-Fotografien am Leipziger Museum 293 3.5.5.2 Anwendungsbeispiele der UV-Fluoreszenz und ihrer fotografischen Dokumentation 294 3.5.5.3 Bewertung des bestehenden UV-Foto-Bestands und Ausblick 298 3.5.6 Zusammenfassende Bewertung der Bildquellen und Ausblick 298 4 RADIOLOGIE 300 4.1 Röntgenbilder 300 4.1.1 Beschreibung der Röntgenuntersuchung 300 4.1.1.1 Röntgenuntersuchung in der Instrumentenkunde und speziell am MfM 302 4.1.1.2 Vergleich unterschiedlicher Röntgentechniken bei der Anwendung für instrumentenkundliche Untersuchungen 304 4.1.2 Bestand an Röntgenbildern und Röntgendokumentationen am Leipziger Museum 308 4.1.2.1 Analoge Röntgenbilder auf Filmen 308 4.1.2.2 Digitale Röntgenbilder 308 4.1.2.3. Röntgendokumentationen in Abfotografien, Zeichnungen und in Schriftform 309 4.1.3 Möglichkeiten der Röntgenuntersuchung an Beispielen 312 4.1.3.1 Grundsätzliches zur Interpretation von Röntgenbildern 312 4.1.3.2 Messen an Röntgenbildern 317 4.1.3.3 Konstruktion und Technologie 318 4.1.3.4 Reparatur und Umbau 321 4.1.3.5 Material und Bildvorlage für die Dendrochronologie 324 4.1.4 Bewertung des Röntgens 325 4.2 Computertomografie 326 4.2.1 Beschreibung und Techniken der Computertomografie 326 4.2.2 Bestand an computertomografischen Untersuchungen am Leipziger Museum 328 4.2.3 Möglichkeiten computertomografischer Untersuchungen an Beispielen 330 4.2.3.1 Möglichkeiten der Darstellung und Auswertung 332 4.2.3.2 Auflösungsgenauigkeiten und Vermessungen 333 4.2.3.3 Bild- und Messfehler 335 4.2.3.4 Beurteilen von Konstruktion und Materialverbindungen 338 4.2.3.5 Beurteilen von Materialien 340 4.2.4 Bewertung radiologischer Untersuchungen und Ausblick 342 5 SKIZZEN UND TECHNISCHE ZEICHNUNGEN – ZUSAMMENFÜHRENDE DOKUMENTATIONEN 344 5.1 Allgemeine Betrachtungen zu Skizzen und technischen Zeichnungen 344 5.2 Skizzen als Arbeits- und Dokumentationshilfe am Museum für Musikinstrumente der Universität Leipzig 345 5.3 Geschichte und Bestand von technischen Zeichnungen am Museum für Musikinstrumente der Universität Leipzig 350 5.3.1 Informationsgehalt der Technischen Zeichnungen 353 5.4 Zusammenfassende Bewertung von Skizzen und Zeichnungen 355 6 KLANGERLEBEN UND KLANGDOKUMENTATION 357 6.1 Zum Bestand der Klangdokumentationen 357 6.2 Die Geige als Objekt akustischer Forschungen im 20. Jahrhundert 358 6.3 Wörtliche Klangbewertungen in den Erwerbsunterlagen 361 6.4 Anspielproben 1997 – analytische Hörtests mit Worturteil 363 6.4.1 Ablauf, Möglichkeiten und Aussagewert der Tondokumentationen von 1997 364 6.5 Physikalisch-akustische Untersuchungen 371 6.5.1 Ergebnisse der akustischen Messungen und deren Bewertung 372 6.6. Zur Geschichte von Klangerleben, Klangforschung und Klangdokumentation am Museum für Musikinstrumente der Universität Leipzig 373 6.7 Bestand an Klangdokumentationen von Geigeninstrumenten des Museum für Musikinstrumente der Universität Leipzig 378 6.7.1 Abwägung einer Tonaufnahme – Beispiel Violoncello piccolo MfM 918 381 6.7.2 Produzierte und auf Tonträger veröffentlichte Tonaufnahmen mit nachweisbarer Verwendung von Sammlungsinstrumenten bis 1990 382 6.7.3 Aufnahmen mit rekonstruierbarer Instrumentenzuweisung und möglicher Verwendung von Sammlungsinstrumenten 384 6.7.4 Aufnahmen ab 1999 386 6.7.4.1 Tonaufnahmen für CD und 3D-Raumklang-System im Projekt Entwurff einer wohlbestallten Music 386 6.7.4.2 Tonaufnahmen für CDs mit den Kopien der Freiberger Renaissancegeigen 390 6.8 Zusammenfassung 395 6.8.1 Auditive Klangdokumente; Klangbewertung nach musikalischem Erleben und analytischem Hören 395 6.8.2 Zur Notwendigkeit von Klangerleben und Klangbeschreibungen – am Beispiel der Geigen im Freiberger Dom 397 6.8.3 Akustische Messungen 398 6.8.4 Bewertung und Ausblick 398 ZUSAMMENFASSENDE SCHLUSSBETRACHTUNG UND AUSBLICK 401 LITERATUR 406 ABBILDUNGSVERZEICHNIS 425 ERKLÄRUNG 426

[ES] La población mundial en países desarrollados está envejeciendo y con ello existe un aumento de enfermedades en gran medida causadas por la edad. Las nuevas tecnologías médicas pueden ayudar a detectar, diagnosticar y tratar estas enfermedades y con ello ahorrar dinero, tiempo y recursos de los sistemas sanitarios. Las tecnologías inalámbricas implantables han abierto un nuevo panorama para la próxima generación de tecnologías médicas. Frecuencias como la Ultra Wide-Band (UWB) de 3.1 a 10.6 GHz están siendo consideradas para la nueva generación de dispositivos inalámbricos para dentro del cuerpo humano. Las características como el reducido tamaño de las antenas, la baja potencia de transmisión y la alta velocidad de datos son las más buscadas en este tipo de dispositivos. El problema surge porque el cuerpo humano depende de la frecuencia de modo que a mayores frecuencias, mayores son las pérdidas por propagación. Conociendo el canal de transmisión se puede solventar el problema de las altas pérdidas. Esta tesis tiene como objetivo caracterizar el canal de radio frecuencia (RF) para la nueva generación de dispositivos médicos implantables. Para caracterizar el canal se han empleado tres diferentes metodologías: simulaciones numéricas, medidas en phantom y experimentos en animales vivos. Las medidas en phantom fueron realizadas en un nuevo sistema de medidas expresamente disen¿ados para medidas de dentro a fuera del cuerpo humano en la banda de frecuencias UWB. Además, se utilizó un novedoso recipiente con dos capas de phantom imitando la zona gastrointestinal del cuerpo. Estos phantoms fueron creados para este tipo de medidas y son extremadamente precisos a las frecuencias UWB. Para los experimentos en animales se utilizaron cerdos y se intentó reproducir en ellos las medidas previamente realizadas en phantom. Las simulaciones software se realizaron con la intención de replicar ambas metodologías. Una vez realizados los experimentos se realizó un extensivo estudio del canal en dominio frecuencial y temporal. Mas en detalle, se compararon las antenas usadas en la recepción y transmisión, el efecto de la grasa en el canal, la formas del recipiente contenedor de phantom y las componentesmulticamino. Como resultado se ha propuesto un modelo de propagación del canal para la banda baja de las frecuencias UWB (3.1 -5.1 GHz) para la zona gastrointestinal del cuerpo humano. Este modelo de propagación ha sido validado utilizando las tres metodologías previamente descritas y comparada con otros estudios existentes en literatura. Finalmente, se midió el canal de propagación para una determinada aplicación a bajas frecuencias con señales UWB. También se realizaron medidas del canal de propagación en la zona cardíaca del cuerpo humano desde un punto de vista de seguridad de datos. Los resultados obtenidos en esta tesis confirman los beneficios que tendría la utilización de frecuencias UWB para las futuras generaciones de dispositivos médicos implantables. / [CA] La població mundial a països desenvolupats està envellint-se i enfrontant-se a un augment d'infermetats principalment causades per la edat. Les noves tecnologies mèdiques poden ajudar a detectar, diagnosticar i tractar aquestes malalties, estalviant diners, temps i recursos sanitaris. Els dispositius implantables sense fils han generat un nou panorama per a les noves generacions de dispositius mèdics. Les freqüències com la banda de UWB estan sent considerades per a les futures tecnologies implantables. La reduïda grandària de les antenes, la baixa potència de transmissió i les altes velocitats de dades son característiques buscades per als dispositius implantables. Per contra, els éssers humans depenen de la freqüència en el sentit que a majors freqüències, majors les pèrdues per propagació quan el senyal travessa el cos humà d'interior a exterior. Per solventar aquestes pèrdues el canal de propagació s'ha d'entendre i conèixer de la millor manera possible. Aquesta tesi doctoral te com a objectiu caracteritzar el canal de radio freqüència (RF) per a la nova generació de dispositius mèdics implantables. S'han emprat tres metodologies diferents per a realitzar aquesta caracterització: simulacions software, mesures amb fantomes i experiments amb animals vius. Els experiments amb fantomes es van realitzar a un sistema de mesures dissenyat expressament per a les transmissions de dins a fora del cos humà a les freqüències UWB. També es van utilitzar un contenidor per als fantomes de dues capes, imitant l'area gastrointestinal dels humans. Per als experiments a animals es van emprar porcs, replicant els experiments al laboratori en fantomes de la forma més semblant possible. Les simulacions software foren dissenyades per a imitar les experiments amb fantomes i animals. Després dels experiments el canal de propagació es va investigar exhaustivament des del domini freqüèncial i temporal. S'ha observat com les antenes en transmissió i recepció afecten al senyal, la influència de la grassa, la forma del contenidor de fantoma i les possibles contribucions multicamí. Finalment es proposa un nou model de propagació per a les baixes freqüències UWB (3.1 a 5.1 GHz) per a la zona GI del cos humà. El model es va validar utilitzant les tres metodologies abans esmentades i també foren comparades amb model ja existents a la literature. Finalment des d'un punt de vista aplicat, el canal es va avaluar per al senyal UWB a baixes freqüències (60 MHz). A més a més, per a la nova generació de marcapassos sense fil es va investigar el canal des d'un punt de vista de seguretat de dades. Els resultats obtinguts a aquesta tesi confirmen els avantatges d'emprar la banda de freqüències UWB per a la nova generació de dispositius médics implantables. / [EN] The current global population in developed countries is becoming older and facing an increase in diseases mainly caused by age. New medical technologies can help to detect, diagnose and treat illness, saving money, time, and resources of physicians. Wireless in-body devices opened a new scenario for the next generation of medical devices. Frequencies like the Ultra Wide-band (UWB) frequency band (3.1 - 10.6 GHz) are being considered for the next generation of in-body wireless devices. The small size of the antennas, the low power transmission, and the higher data rate are desirable characteristics for in-body devices. However, the human body is frequency ependent, which means higher losses of the radio frequency (RF) signal from in- to out-side the body as the frequency increases. To overcome this, the propagation channel has to be understood and known as much possible to process the signal accordingly. This dissertation aims to characterize the (RF) channel for the future of in-body medical devices. Three different methodologies have been used to characterize the channel: numerical simulations, phantom measurements, and living animals experiments. The phantom measurements were performed in a novel testbed designed for the purpose of in-body measurements at the UWB frequency band. Moreover, multi-layer high accurate phantoms mimicking the gastrointesintal (GI) area were employed. The animal experiments were conducted in living pigs, replicating in the fairest way as possible the phantom measurement campaigns. Lastly, the software simulations were designed to replicate the experimental measurements. An in-depth and detail analysis of the channel was performed in both, frequency and time domain. Concretely, the performance of the receiving and transmitting antennas, the effect of the fat, the shape of the phantom container, and the multipath components were evaluated. Finally, a novel path loss model was obtained for the low UWB frequency band (3.1 - 5.1 GHz) at GI scenarios. The model was validated using the three methodologies and compared with previous models in literature. Finally, from a practical case point of view, the channel was also evaluated for UWB signals at lower frequencies (60 MHz) for the GI area. In addition, for the next generation of leadless pacemakers the security link between the heart and an external device was also evaluated. The results obtained in this dissertation reaffirm the benefits of using the UWB frequency band for the next generation of wireless in-body medical devices. / Pérez Simbor, S. (2019). In-body to On-body Experimental UWB Channel Characterization for the Human Gastrointestinal Area [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/133034 / TESIS