[ca] Degut al coneixement de la estructura cel·lular dels teixits biològics i la capacitat d'extraure un model elèctric paramètric del mateix basat en un element de dos terminals amb una certa relaxació espectral d'impedància (model de Cole-Cole), l'espectroscòpia de bio-impedància ens permet determinar els paràmetres directament lligats amb informació física del teixit, com pot ser la densitat cel·lular o la dispersió de la mida de les cèl·lules, entre d'altres. Aquest aspectes físics són variants en el temps en teixits que estan sotmesos a canvis mecànics que en ocasions poden ser molt ràpids, com en el cas particular del teixit cardíac. Degut a això, també es d'interès poder fer la mesura de manera ràpida i continuada durant un cert interval de temps, amb l'objectiu de poder veure la seva evolució. Equips de recerca de l'hospital de Sant Pau, juntament amb el grup de recerca d'Instrumentació Electrònica i Biomèdica del Departament d'Enginyeria Electrònica de la UPC, estan estudiant la eficàcia de la mesura de bio-impedància en el diagnòstic i localització d'infarts de miocardi o tumors pulmonars, patologies comuns i que presenten una disminució de la qualitat de vida, inclús mortalitat, als pacients que les pateixen, justificant la necessitat clínica d'un dispositiu capaç de donar suport a la seva diagnosi. Segons els resultats preliminars de la recerca, aquest mètode pot tenir un paper complementari, millorant la capacitat de distingir alguns teixits patològics de les tècniques actuals. Els instruments presents al mercat actual per a mesurar espectroscòpia de impedància acostumen a ser costosos, voluminosos i incomplerts, dificultant i encarint la capacitat d'us d'aquestes eines per a l'objectiu esmentat, així com l'avenç en el procediment de recerca i validació d'aquesta tècnica com a mètode de diagnosi clínica. Per tant, l'objectiu d'aquest projecte en concret és desenvolupar un instrument de mesura auto contingut i de baix cost que sigui capaç de mesurar bio-impedància satisfent les característiques requerides. Aquest sistema serà prototipat sobre l'eina d'instrumentació de desenvolupament lliure recent apareguda al mercat anomenada Red Pitaya, basada en el xip Zynq de Xilinx, i la suite de computació i presentació gràfica Matlab com a principals suports tecnològics, aprofitant tot el material i coneixements actuals sobre l'àmbit en qüestió assolits pels resultats del treball anterior del grup de recerca. Com a resultat final del projecte, s'ha aconseguit realitzar una mesura d'impedància de teixit cardíac amb el prototip proposat, accedint mitjançant un catèter a l'interior del cor d'un porc in-vivo amb un infart de miocardi induït. S'ha mesurat la impedància amb el catèter flotant dins la cavitat, en contacte amb teixit sà i en contacte amb teixit cicatritzat, veient-se les clares diferencies entre les tres mesures i validant així la capacitat de donar suport a la recerca amb el prototip proposat.

[en] Due to the knowledge of the cellular structure of biological tissues and the ability to extract a parametric passive electrical model of tissue based on a two terminals element with a given spectral relaxation of impedance (Cole-Cole model), bio-impedance spectroscopy allows us to relate these parameters to tissue physical features, such as cell density or the dispersion of the size and shape of cells among others. These physical aspects are variable with time in tissues that are subject to mechanical changes, which sometimes can be relatively fast, as it is the case of the in-vivo heart tissue. As a result, it is also of interest to make the measurements quickly and continuously during a given time interval, aiming to see its evolution. Research teams of Sant Pau Hospital together with the Instrumentation and Bioengineering research team of the Electronics Engineering Department, are studying the effectiveness of the bio-impedance measurement in the diagnosis and localization of lung tumors and myocardial infarctions, common pathologies that present a decrease in quality of life, even death, in patients who suffer them, justifying the clinical need for a device capable of improving their diagnosis. According to preliminary research results, this technique would be useful as a complementary tool, improving the ability of distinguishing pathological tissues of current techniques. Commercially available instruments for measurement of impedance spectroscopy are usually expensive, bulky and incomplete, making it difficult and more expensive the use of these tools for this purpose, as well as progress in the procedure of investigation and validation of such practice as a method of clinical diagnosis. Therefore, the objective of this project is to design and prototype a standalone and low cost measuring instrument capable of measuring bio-impedance satisfying the required characteristics. Such a system will be prototyped using an open-hardware development tool recently appeared on the market called Red Pitaya and the suite of computing and graphical presentation Matlab as major technological basis, taking advantage of all materials and background about the field in question acquired by the results of the previous work of the research group. The final result of the project has been to make a measurement of impedance of in-vivo cardiac tissue in a pig model with induced myocardial infarction with the designed prototype, accessing the myocardial tissue through a catheter. Impedance spectra have been acquired with the catheter floating inside the cavity, in contact with healthy tissue and also with scar tissue, being able of distinguishing between the three tissue states and thus validating the ability to support research of the developed prototype.