Caracterização in vitro de técnica biomagnética empregando magnetômetros 3D para avaliar tempo de trânsito esofagiano

The biomagnetic techniques use different magnetic field detectors to measure parameters of the human physiology. Those techniques present the advantage of being noninvasive and radiation free. Among them we can show up the Superconducting Quantum Interference Device (SQUID), the Current Alternate Biosusceptometry (ACB) and, more recently, the employment of anisotropic magnetoresistive sensors. Those magnetic sensors have a low cost and good sensitivity to measure different physiological parameters using magnetic markers. The biomagnetic techniques have being used successfully through study on the characteristics of the gastrointestinal tract. Recent research, the magnetoresistors were used to evaluate the transit time and localization of magnetic sources in different parts of the gastrointestinal tract. The objective of this work is the characterization, with in vitro tests, of a biomagnetic instrumentation using two 3-axis magnetoresistors arranged in a gradiometric coplanar setup to evaluate esophageal transit time, analyze and compare the results of experimental signals and the magnetic theory, as well as evaluate the instrumentation gain with use of tri-axial sensor front to the mono-axial sensor. The instrumentation is composed by two three-axis sensing magnetometers, precision power supply and amplifier electronic circuits. The sensors fixed in a coplanar setup were separate by distance of 18 cm. The sensitivity tests had been carried through using a cylindrical magnet (ø = 4 mm and h = 4 mm) of neodymium-iron-boron (grid 35). The tests were done moving the permanent magnet on the sensors parallel axis, simulating the food transit in... (Complete abstract click electronic access below)As técnicas biomagnéticas utilizam diferentes detectores de campo magnético para medir parâmetros da fisiologia humana. Essas técnicas apresentam a vantagem de não ser invasiva e ser livre de radiação ionizante. Dentre elas podemos destacar o Superconducting Quantum Interference Device (SQUID), a biossusceptometria de corrente alternada e, mais recentemente, o emprego de sensores do tipo magnetorresistor anisotrópico. Os magnetorresistores apresentam a vantagem de serem de baixo custo e possuir boa sensibilidade para medir diferentes parâmetros fisiológicos utilizando marcadores magnéticos. Devido às características do trato gastrintestinal, as técnicas biomagnéticas vêm sendo empregadas com bastante sucesso em seu estudo. Em recente pesquisa, os magnetorresistores foram empregados para avaliar o tempo de trânsito e localização de fontes magnéticas em diferentes partes do trato gastrintestinal. O objetivo deste trabalho é caracterizar com testes in vitro uma instrumentação biomagnética composta por dois magnetorresistores tri-axiais (3D) arranjados de forma gradiométrica coplanar para avaliar tempo de trânsito esofagiano, processar os sinais e comparar os resultados experimentais com a teoria magnética, bem como avaliar o ganho da instrumentação com uso de sensor tri-axial frente ao sensor mono-axial. A instrumentação é formada por dois magnetômetros com três eixos de detecção conectados a circuitos eletrônicos de alimentação e amplificação. Os sensores foram fixados de forma coplanar separados com 18 cm de distância. Os testes de sensibilidade foram realizados usando um magneto cilíndrico (ø = 4 mm e h = 4 mm) de... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo

Biosusceptometria de corrente alternada para avaliação de esvaziamento gástrico e trânsito gastrintestinal

O trato gastrintestinal (TGI) constitui um grupo de importantes atividades motoras, es-sencial à vida. Uma série de metodologias é empregada no estudo dessas atividades e das patologias a elas associadas. No entanto, estas técnicas são geralmente invasivas, requerem cirurgia, inserção do cateter, ou, para a construção de um modelo temporal destas funções, demandam o sacrifício de uma série de animais na obtenção dos dados necessários. A Biosusceptometria de Corrente Alternada (BAC) é uma técnica biomagnética de baixo custo, portá-til, não-invasiva, livre de radiação ionizante, que pode ser utilizada para avaliar as proprieda-des do TGI pelo monitoramento da posição e concentração de materiais ferromagnéticos, usa-dos como marcadores magnéticos. O objetivo desta dissertação foi, através de um sistema BAC associado a marcadores magnéticos, apresentar uma nova forma de analisar propriedades do trato gastrintestinal, co-mo o esvaziamento gástrico e tempo de trânsito gastrointestinal, de alimentos sólidos e líqui-dos em modelos animais de pequeno porte. Um sistema dedicado foi construído para analisar estas propriedades. A instrumenta-ção consiste em dois pares de bobinas, um de referência e outro para a detecção. Cada par é composto por uma bobina de excitação e uma detecção. Uma linha de base fixa separa os pa-res de detecção e referência, e funciona também como suporte para a instrumenta-ção. Também é importante ressaltar que as bobinas de detecção são dispostas em uma confi-guração gradiométrica. Seu princípio de funcionamento baseia-se em um transformador de fluxo magnético, que o par (excitação e detecção), localizado mais distante da amostra magnética funciona co-mo uma referência para o sistema. Assim, quando se aproxima um material magnético...The gastrointestinal tract (GIT) motor activities constitute an important group, essen-tial to life. A series of methodologies is employed in the study of these activities and its asso-ciated pathologies. However, these techniques are generally invasive, require surgery, catheter insertion or, in the temporal model construction issue, require the sacrifice of a series of ani-mals to record the necessary data. The Biosusceptometry of Alternate Current (BAC) is a low cost biomagnetic technique, portable, non-invasive and radiation free, which can be used to evaluate GIT properties by monitoring position and concentration of ferromagnetic materials when used as magnetic markers. The objective of this dissertation was to present a new way to measure GIT properties like gastric emptying and gastrointestinal transit time of both solid and liquid food in small animal models, using the BAC system associated with magnetic markers. A dedicated biosusceptometry system was constructed to analyze these particular properties. The instrumentation is constituted of two coil pairs, one for reference and another for detection. Each pair consists of an excitation coil and a detection one. A fixed baseline separates the detection and reference pairs, and works also as support to the instrumentation. It is also important to point that the detection coils are arranged in a gradiometric connection. Its working principle is based on a magnetic flux transformer, which the pair (excita-tion and detection) located farther from the sample works as a reference. Thus, when ap-proaching a magnetic material to the sensor, the balance created between the two faces of the sensor will be broken. This imbalance can be measured, digitalized and acquired. The mag-netic tracer used in the liquid transit determination was a commercial... (Complete abstract, click electronic access below

Enhancing the versatility of alternate current biosusceptometry (ACB) through the synthesis of a dextrose-modified tracer and a magnetic muco-adhesive cellulose gel

Alternate Current Biosusceptometry (ACB) is a promising bio-magnetic method, radiation free and easily performed used for gastric emptying exams. Due to development on its sensitivity level, interesting nature, noninvasiveness and low cost it has attracted a lot of attention. In this work, magnetic nanoparticles of Mn-Zn ferrite as well as dextrose-modified nanoparticles were synthesized to be used as possible tracers in ACB gastric emptying exams. In addition, a magnetic muco-adhesive gel was obtained by modifying the ferrite nanoparticles with cellulose. Based on in-vivo tests in rats, we show that the pure ferrite nanoparticles, whose isoelectric point was found to be at pH = 3.2, present a great sensitivity to pH variations along the gastrointestinal tract, while the reduction of the isoelectric point by the dextrose modification leads to suitable nanoparticles for rapid gastric emptying examinations. On the other hand, the in-vivo tests show that the muco-adhesive cellulose gel presents substantial stomach adhesion and is a potential drug delivery system easily traceable by the ACB system. (C) 2014 Elsevier B.V. All rights reserved.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP