• crystal
• Gastroesophageal
• piezoelectric
• reflux
• ultasound

Il reflusso gastroesofageo è uno delle patologie del sistema digerente che affligge maggiormente le persone al giorno d'oggi. Le procedure per estrarre e diagnosticare tale patologia sono solitamente invasive e fastidiose per i pazienti. Il progetto si basa sull'idea di realizzare un sistema non invasivo per determinare il reflusso gastroesofageo, modificando e migliorando un prototipo già esistente. Il trasduttore è basato su un cristallo piezoelettrico. Per filtrare e amplificare il segnale che viene dal trasduttore è stato sviluppato un circuito: questo utilizza l'effetto doppler per intercettare il reflusso. Il circuito descritto prima è stato simulato e caratterizzato, per confrontare la risposta in frequenza teorica e reale. Poi è stato collegato al trasduttore e inserito in un mockup che simula un sistema gastrico semplificato. Un sacchetto di plastica montato su un'asta si muove avanti e indietro dentro a un tubo con uno stepper motor a cui è collegato. Il tubo è immerso in acqua per simulare l'esofago, che nel corpo umano è circondato da tessuti a base acquosa. Questo si è fatto anche perchè l'acqua è in grado di trasmettere gli ultrasuoni meglio dell'aria. In questo modo è stato possibile eseguire una misura ripetitiva del segnale, eliminando tutte le possibili sorgenti di rumore tipiche dell'ambiente biologico come il battito cardiaco, il respiro e movimenti involontari del corpo. Il segnale è poi acquisito con un convertitore ADC e salvato su file. L'informazione è poi processato con un software Matlab creato appositamente per lo scopo, che divide il segnale nel dominio del tempo in un certo numero di finestre. per ogni finestra viene eseguito lo spettro per visualizzare le componenti spettrali del fenomeno. Sviluppi successivi includeranno l'acquisizione di un gran numero di dati così da implementare un'algoritmo capace di riconoscere automaticamente se è avvenuto il reflusso oppure no. Il progetto rappresenta la base per un sistema diagnostico non-invasivo. L'obbiettivo finale è quello di eseguire anche test su pazienti e l'integrazione di altri sensori (come per esempio ECG), per ridurre il rumore e facilitare l'estrazione del segnale d'interesse.

Gastroesophageal reflux disease (GERD) is one of the main pathologies the digestive system that affects people nowadays. The ways to detect and diagnose such disease are usually invasive and annoying for patients. The project is based on the idea to realize a non-invasive system to detect gastroesophageal reflux, modifying and improving an already existing prototype. The transducer is based on a piezoelectric crystal. A circuit that filters and amplifies the signal coming from that transducer was developed: it exploits the Doppler effect to detect reflux events. The previously described circuit was simulated and characterised , in order to compare the theoretical and the real frequency response. Then, it was connected to the transducer and placed in a mockup that mimics a simplified gastroesophageal system. A plastic sachet mounted on a rod is moved back and forth inside a pipe with a stepper motor connected to the latter. The pipe is immersed in water to simulate the esophagus in the human body, which is surrounded by water-based tissues. This is also because water is able to guide ultrasounds better than air. In this way it was possible to obtain a repetitive measurement of the signal, hence eliminating all the other noise sources typical of the biological environment, such as heartbeat, breathing and unwanted body movements. The signal is then acquired with an ADC converter and saved as a log file. The information is then processed with a custom developed Matlab software that divides the time-based signal in a user defined number of windows. The spectrogram of each window is computed, in order to visualise the spectral components of reflux-like phenomena. Further developments include the acquisition of a big number of data in order to implement an algorithm that is able to automatically recognise wether or not a reflux event has occurred. The project represents the basis of a new non-invasive diagnostic system. The final goal will involve the test on human patients, and the integration of other sensors (e.g. ECG) to reduce noise and facilitate the extraction of the signal of interest.