Desenvolvimento de um protótipo de neuroestimulador para dor crônica

Abstract

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um protótipo de Estimulador Medular Espinhal direcionado ao tratamento de dor crônica. Um sistema de Estimulação Medular Espinhal é normalmente composto por um transmissor telemétrico e um circuito estimulador implantável, também conhecido como Gerador de Pulso Implantável (IPG). O transmissor atua como um programador externo, enviando os parâmetros de estimulação tais como amplitude do sinal, frequência, largura de pulso e forma de onda de estimulação para um circuito modulador. O circuito estimulador aplica então os pulsos de acordo com a configuração dos parâmetros diretamente no espaço epidural da medula espinhal com a ajuda de eletrodos implantados cirurgicamente na região mencionada. Nós apresentamos, primeiramente, os fundamentos teóricos por trás da estimulação da medula espinhal. Depois, mostramos os métodos utilizados para a construção de nossa arquitetura e para a seleção de hardware realizada, com uma com cada seção detalhada ponto a ponto. Finalmente, apresentamos os procedimentos experimentais realizados em nosso laboratório e os resultados obtidos, e mostramos também o método de análise sobre estes, além de uma discussão sobre futuras arquiteturas e hardwares que venhamos a desenvolver. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT

This paper presents the development of a Spinal Cord Stimulator (SCS) prototype targeted to the treatment of chronic pain. A SCS system is usually comprised of a telemetric transmitter and a implantable stimulation circuit, also referred as implantable pulse generator (IPG). The transmitter acts as an external programmer, sending stimulation parameters such as signal amplitude, frequency, pulse-width and type of waveform to a modulator circuit. The stimulation circuit then applies pulses according to the specified parameters directly into the epidural space of the spinal cord with the help of electrode leads surgically implanted in the mentioned region. We first present a theoretical background on the subject of spinal cord stimulation. Then we present the methods behind our architecture and hardware selection, with a detailed view on each section. Experimental procedures done in our laboratory are also presented as well as our methods of analysis. Finally we analyze the accuracy of our prototype in comparison to commercially available SCS systems and discuss about future hardware and system architecture changes.