Original title: Zdroj vysokonapěťových pulzů pro elektroporaci buněk
Translated title: High Voltage Pulse Generator for Electroporation of Cells
Authors: Puczok, Václav ; Martiš, Jan (referee) ; Červinka, Dalibor (advisor)
Document type: Master’s theses
Year: 2016
Language: cze
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Abstract: [cze] [eng]
Hlavním cílem této práce je vytvoření řídící desky přístroje určeného pro ireverzibilní elektroporaci a napsání řídícího firmware pro použitý procesor. V první kapitole je pojednáno o samotném principu buněčné elektroporace. Je zde popsán model buňky v elektrickém poli, účinek elektroporace na živou tkáň a také simulace metody. Dále jsou definovány požadavky na parametry pulzů ireverzibilní elektroporace a také požadavky na bezpečí pacienta ve smyslu synchronizace pulzů se signálem EKG. Na konci první kapitoly je vysvětlen princip nové vysokofrekvenční elektroporační metody H-FIRE, při které jsou do tkáně aplikovány dávky bipolárních, vysokonapěťových, velmi krátkých pulzů. Ve druhé kapitole je stručně představeno komerční elektroporační zařízení Nanoknife. Je zde popsána jeho výkonová i řídící část, včetně uvedení mezních parametrů zařízení. Ve třetí kapitole je představen nový přístroj pro ireverzibilní elektroporaci vyvinutý na VUT v Brně a stručně popsáno zapojení jeho výkonové části. Čtvrtá kapitola se týká návrhu řídící desky. Jsou zde popsány jednotlivé schematické bloky celého zapojení. V páté kapitole je charakterizován algoritmus řídícího programu, následuje stručný manuál k přístroji. The main goal of this thesis is to design control board for the experimental electroporation device and to develop control firmware. The first chapter of this work focuses on the electroporation phenomenon itself. Behaviour of the cell model in external electrical field is described there as well as simulation and overview of how electroporation affects living tissue. It also explains the main requirements for parameters of the electroporation pulses as well as need for ECG synchronization. Furthermore, some remarks are given about novel high frequency electroporation method, which involves use of nanosecond bipolar high voltage pulse bursts. The second chapter briefly introduces commercial electroporation device called Nanoknife, including control part, power part, and it's limits. The third chapter consists of introduction of the novel experimental electroporation device developed at BUT. Power part of this device is discussed as well. Next chapter focuses on design of the control board for this device and also on description of the particular schematic parts. There is a control algorithm explanation in the fifth chapter of this thesis followed by the brief manual to machine operation.
Keywords: ablation; ECG; EEPROM memory; encoder; finite state machine; FPGA; IRE; irreversible electroporation; LCD; Nanoknife; power converter; processor; pulse source; transformer; tumor; ablace; EKG; enkodér; FPGA; IRE; ireverzibilní elektroporace; LCD; měnič; Nanoknife; nádor; paměť EEPROM; procesor; stavový automat; transformátor; zdroj pulzů

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/58837

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-240972


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Master’s theses