Quantificação de limiares térmicos em fibras finas

• Main Author: Denny Daniel Collina
• Other Authors: Carlos Julio Tierra Criollo
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de Minas Gerais 2012
• Online Access: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-9VEMLM

=== The afferent input of thermal stimuli and pain to the central nervous system is carried by myelinated (Aä) and non-myelinated (C) fine fibers, which have been studied up to this point. An important contribution to this study was given in the 70s, with the introduction of computer-aided devices for thermal stimulation. Since then, various devices for thermal stimulation have been developed, for either scientific research or clinical medicine. For the most part, they use Peltier module as active element. Those developed for research, usually, have restricted use. However, some devices have been developed for clinical medicine and are commercially available. They have closed architecture, with restrictions to be reconfigured and reset. This works initial proposal consists in the development of a thermal stimulation device (Biostimulator), based on Peltier module, portable and easy to reset, to allow the implementation of stimulation protocols either already known or still to be created. Afterwards, the device will be used in the assessment of the correlation between moderated thermal stimulation, along the lines of the tests of determination of heat and cold perception thresholds, and the brain activity alteration, through the analysis of EEG signals. During the development of the Biostimulator a laptop computer was used, connected through USB cable to a signal acquisition board, using LabView®s virtual instrumentation environment, which makes use of a user-friendly graphic interface, as well as processing functions for temperature control, signal acquisition management and storage of signals. In addition to the stimulation by pulses with linear ascent, the stimulation was implemented with three waveforms: sinusoidal, triangular and trapezoidal. The sinusoidal waveform presented harmonic distortion of 6.4%, and the triangular and trapezoidal waveforms presented slight distortions in their inflexion points. Three virtual instruments were implemented for the Biostimulator: the Instrument of Development allowed the testing of the data acquisition and the operation, the adjustment of the temperature controlling device, the implementation and testing of the generation of varied waveforms and the storage of data. The instrument of the Method of Limits allowed the performing of initial tests for the determination of the sensitivity in volunteers. At last, the instrument of the Sensitivity Test with Test Tubes made it possible to study the quantification of the thermal stimulation promoted by this method. The performance of such tests, with totally different protocols, evidences the Biostimulators versatility. The study of the correlation between moderated thermal stimulation, as well as the alteration in the brain activity for rhythms ä, è, á, â and ã, was performed with 11 volunteers and made use of a new stimulation protocol, which, in one cycle, uses heating and cooling stimuli, interspersed with intervals of application of basal temperature (32°C). The new protocol showed an increase of energy at rhythm á, with peak at 9.4 Hz, in response to moderated heating, while it was not possible to detect response to moderated cooling. === A aferência ao sistema nervoso central de estímulos térmicos e de dor é feita por meio de fibras fina mielinizada (A) e não-mielinizada (C), as quais até o momento são estudadas. Uma contribuição importante para este estudo ocorreu na década de 70 com a introdução de equipamentos computadorizados de estimulação térmica. Desde então, vários equipamentos estimuladores térmicos foram desenvolvidos, seja para o uso na pesquisa científica ou na clínica. Na sua maioria, utilizaram-se do módulo de Peltier como elemento ativo. Os que foram desenvolvidos para pesquisa, normalmente tiveram uso restrito. Contudo, alguns equipamentos tiveram seu desenvolvimento voltado para o uso na clínica e estão disponíveis comercialmente. Estes apresentam arquitetura fechada com restrições na reconfiguração e reprogramação. A proposta deste trabalho consiste, em um primeiro momento, no desenvolvimento de um equipamento estimulador térmico (Bioestimulador), baseado no módulo de Peltier, de construção portátil e de fácil reprogramação, para permitir a implementação de protocolos de estimulação conhecidos, assim como outros que sejam propostos. Em seguida, o equipamento será utilizado na avaliação da correlação entre a estimulação térmica moderada, nos mesmos moldes dos testes de determinação dos limiares de percepção do calor e do frio, e a alteração da atividade cerebral através da análise dos sinais de EEG. Na construção do Bioestimulador utilizou-se um notebook conectado, via USB, a uma placa de aquisição de sinais e utilizando o ambiente de instrumentação virtual LabView®, que conta com uma interface gráfica amigável com o usuário, assim como funções de processamento para o controle da temperatura, do gerenciamento da aquisição dos sinais e seu armazenamento. Além da estimulação por pulsos com subida linear, foi implementada a estimulação com três tipos de formas de onda: senoidal, triangular e trapezoidal. A forma de onda senoidal apresentou distorção harmônica de 6,4%, e as formas de onda triangular e trapezoidal apresentaram pequenas distorções nos pontos de inflexão. Foram implementados três instrumentos virtuais para o Bioestimulador: O Instrumento de Desenvolvimento permitiu testar a aquisição de dados e a atuação, ajustar o controlador de temperatura, implementar e testar geração de formas de onda variadas e o armazenamento de dados. O instrumento do Método dos Limites permitiu realizar os testes iniciais de determinação da sensibilidade térmica em voluntários. Por fim o instrumento do Teste de Sensibilidade com Tubos de Ensaio que viabilizou o estudo de quantificação da estimulação térmica promovida por este método. A realização destes testes, com protocolos totalmente diferentes é um indicador da versatilidade do Bioestimulador. O estudo da correlação entre a estimulação térmica moderada, e a alteração da atividade cerebral dos ritmos , , , e , foi conduzido com 11 voluntários e contou com um novo protocolo de estimulação que, em um ciclo, estímulos de resfriamento e aquecimento, intercalados com trechos de aplicação de temperatura basal (32°C). O novo protocolo permitiu observar aumento de energia no ritmo , com pico em 9,4 Hz, em resposta ao aquecimento moderado, enquanto que não foi possível detectar resposta ao resfriamento moderado.