CAPITOLO 4
Risultati Sperimentali Ottenuti dal Primo Test In Vivo
Dopo aver eseguito alcune prove di trasmissione in laboratorio, lo stesso prototipo descritto precedentemente è stato utilizzato per le prime prove in vivo: la sperimentazione del modulo su maiale è una possibilità offerta grazie alla collaborazione con il Prof. Spisni, dell’Ospedale S.Chiara di Pisa.Poiché l’avvio e l’approvazione di un protocollo formale per la sperimentazione
in vivo che preveda anche il successivo risveglio dell’animale risulta una procedura molto
lunga e complessa, il test è stato eseguito successivamente ad altre prove.
4.1 Descrizione della prova effettuata
L'esperimento in vivo è stato condotto su di un maiale di sesso femminile, di 3-4 mesi e di 25 Kg di peso; l’animale è stato intubato alle ore 14.30 ed è stato sottoposto prima del testing di telemetria ai seguenti interventi:
• colecistectomia per via laparoscopica;
• resezione colica, previo scollamento del colon ascendente dalla doccia parietocolica destra.
Per inserire il prototipo all’interno della cavità gastrica, il Prof. Spisni ha eseguito le seguenti operazioni:
• incisione longitudinale xifo-sotto ombelicale con bisturi e bisturi elettrico; • gastrotomia trasversale di 8 cm a livello della parete anteriore del corpo
• posizionamento del prototipo telemetrico in cavità gastrica, ove si reperta la presenza di succhi gastrici e bile;
• chiusura della gastrotomia con sutura continua con Prolene 3/0 e sutura della parete addominale con Prolene 3/0.
I diversi strati di tessuti che hanno ricoperto il modulo sono nell’ordine: • cute del maiale;
• sottocute del maiale; • adipe;
• fascia; • muscolo;
• peritoneo parietale.
Per controllare il segnale ricevuto ed il livello di rumore presente nell’ambiente, l’uscita del ricevitore è stata contemporaneamente monitorata collegandola alla sonda di un oscilloscopio; si è preferito inoltre non utilizzare batterie per il modulo di ricezione, che è stato collegato direttamente ad un alimentatore per evitare eventuali problemi di scarica delle pile e conseguente perdita dei dati.
Il ricevitore è stato collegato tramite la porta seriale a un pc portatile per la registrazione dei dati acquisiti.
Durante il test esso è stato posizionato in 5 punti differenti (fig.4.1), simulando la posizione che dovrebbe avere nel sistema che si vuole realizzare: per ciascuna posizione sono state acquisite 220 letture dei dati trasmessi.
4.2 Analisi dei risultati ottenuti
I dati acquisiti sono stati successivamente elaborati e sono state ottenute le seguenti statistiche:
• l’85.7% dei dati acquisiti è risultato consistente;
• il sensore ha rilevato un pH costante pari a 7.8: questo valore è risultato attendibile dato che, a seguito degli interventi subiti dal maiale, nella cavità gastrica era presente una certa quantità di bile, con pH compreso tra 9 e 12, insieme ai succhi gastrici, che sono caratterizzati da un pH compreso tra 1 e 4;
Le diverse prove effettuate fino a questo momento dimostrano che la presenza di elettrodi per il monitoraggio continuo dell’ECG ed un posizionamento del ricevitore vicino al cuore del maiale accrescono la quantità di disturbi nella trasmissione dei dati.
Quando il modulo è stato recuperato, è stato possibile fare alcune osservazioni riguardo al sistema di packaging adottato: l’eliminazione del silicone dal circuito è stato difficoltoso e ha causato il distacco dei componenti; in compenso si è constatato che non è penetrato alcun liquido organico all’interno della pellicola, neanche attraverso i punti in cui alcune parti del modulo erano esposte; infatti l’interruttore di accensione e gli elettrodi di riferimento e per il pH erano rimasti scoperti: il primo per consentire l’accensione del dispositivo al momento dell’impianto e gli elettrodi in quanto devono rimanere a contatto con la soluzione da analizzare.
Per preservare l’integrità del circuito, in modo da consentirne il recupero dei componenti ed il controllo di eventuali guasti, si è pensato nel seguito ad una soluzione più efficiente.
Si è considerata ad esempio la possibilità di effettuare un packaging multistrato: il modulo infatti può essere ricoperto prima con uno strato di paraffina ed in seguito con silicone; la paraffina può infatti essere rimossa semplicemente riscaldandola, senza presentare l’aderenza del silicone; un’altra soluzione attuabile è costruire un piccolo 72
contenitore, scavando con l’apposita fresa un blocchetto di teflon: il modulo viene quindi alloggiato all’interno della cavità e la capsula chiusa in maniera ermetica, con un coperchio che viene agganciato utilizzando delle viti e sigillando le eventuali fessure con strati di silicone.
Effettuando prove di packaging di questo tipo è possibile verificare quale sia la soluzione migliore, anche in termini di ingombro aggiunto rispetto alle dimensioni reali del modulo.
Per quanto riguarda il sensore di pH utilizzato, il problema rilevante è la necessità di un elettrodo di riferimento esterno: a causa di questo particolare infatti, poco importa se le dimensioni del chip sono minime, in quanto il problema delle dimensioni si sposta sulla ricerca di un elettrodo di riferimento altrettanto piccolo.
Perciò risulta più opportuna la scelta di un sensore per pH che possieda integrato anche l’elettrodo di riferimento.
Dato che la trasmissione è risultata soddisfacente, le scelte progettuali adottate sono state sfruttate anche per il secondo modulo progettato, apportando le necessarie modifiche.
