Examinando por Autor "Villa Arango, Simón"
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Publicación Acceso abierto Desarrollo de un sensor fonónico diferencial para pruebas cerca al paciente(Universidad EIA, 2019) Vallejo Monsalve, Simón; Vásquez Álvarez, Mariana; Villa Arango, SimónLas pruebas cerca al paciente han sido ampliamente utilizadas como método diagnóstico, este tipo de pruebas emplean dispositivos pequeños y portátiles que entregan resultados de manera inmediata. Sin embargo, siguen presentando un reto, y es que a pesar de que se ha logrado reducir el costo y tiempo de respuesta de los análisis, la relación señal a ruido aún sigue siendo baja, generando que la calidad de las mediciones sea inferior a lo esperado. El desarrollo de un sensor fonónico capaz de realizar mediciones diferenciales es ideal para buscar solucionar esta problemática, ya que estudios previos han demostrado que con las mediciones diferenciales que se pueden implementar en este tipo de sensores es posible detectar pequeños cambios, lo cual permite disminuir el ruido de la señal y por ende mejorar el diagnóstico. Para el desarrollo de este sensor se implementó una metodología de diseño en cascada con múltiples etapas, partiendo del diseño del nuevo sensor haciendo uso de la técnica de reducción de la simetría, pasando por la simulación de la respuesta de los nuevos diseños, y finalizando con la construcción e implementación de un sistema de flujo que permite un fácil manejo y una reducción en los errores de medición. Adicionalmente se verificó su funcionamiento por medio de pruebas de carbonato de litio en agua destilada a diferentes concentraciones, soluciones de cloruro de sodio en agua destilada y soluciones de peróxido de hidrógeno también en agua destilada. Las pruebas con carbonato de litio presentaron mejores resultados y a pesar de que los demás analitos no tuvieron una respuesta tan positiva como el carbonato de litio, si se pudo observar y caracterizar su comportamiento gracias a la toma de medidas diferenciales. Dentro del proyecto se incluyeron una serie de estudios complementarios que no solo ayudaron a comprender el comportamiento de esta estructura de cristal fonónico, sino que también sirvieron para plantear nuevas conformaciones para su uso en diversas aplicaciones médicas, como lo son el estudio de una prueba de concepto para mediciones simultáneas en dos cavidades y un primer avance para pruebas multianalito, que presentan una gran ventaja para las técnicas de diagnóstico, sobre todo a la hora de tener que evaluar más de una muestra a la vez.Publicación Acceso abierto Desarrollo de un sistema electrónico para la caracterización de la respuesta en frecuencia de sensores fonónicos(Universidad EIA, 2017) Echavarría Bayter, Tomás; Villa Arango, SimónUno de los temas de mayor interés en la tecnología biomédica en los últimos años es el desarrollo de nuevas herramientas para realizar pruebas cerca al paciente que puedan contribuir al diagnóstico rápido y eficiente de enfermedades. Los sensores resonantes, y en especial los sensores fonónicos, se han constituido en unos de los principales candidatos para desarrollar nuevas tecnologías para pruebas cerca al paciente debido a su versatilidad, portabilidad y a que aportan nueva información que puede dar paso a la medición de analitos que hasta ahora son un reto para las demás tecnologías. La posibilidad que traen las pruebas cerca al paciente de obtener resultados rápidos y en cualquier lugar incrementa sustancialmente el cuidado de los pacientes. Esto permite disminuir los tiempos de permanencia de los pacientes en los servicios médicos, acelerar la obtención de un diagnóstico y comenzar oportunamente un tratamiento, mejorando la atención ofrecida por los centros de salud, beneficiando a los usuarios, y disminuyendo el impacto económico de la prestación de servicios de salud en el país y en el mundo. Este trabajo presenta el desarrollo de un sistema electrónico para la caracterización de la respuesta en frecuencia de sensores fonónicos. Durante la ejecución del trabajo se realizó un programa para visualizar mediante una interfaz gráfica la respuesta en frecuencia de un cristal fonónico, se desarrolló un sensor de muestras líquidas con cristales fonónicos usando herramientas CAD, se implementó un sistema electrónico para adquirir experimentalmente la respuesta en frecuencia del sensor fonónico y se verificó la respuesta del sistema de medición desarrollado usando diferentes muestras líquidas.Publicación Acceso abierto Dispositivo para aislar el ruido de los bebés en la UCIN del Hospital General de Medellín(Universidad EIA, 2018) Alzate Ramírez, Sara Isabel; Moreno Patiño, Carolina; Villa Arango, SimónLas salas de cuidados neonatales de los hospitales poseen características similares entre ellas, dentro de las cuales se encuentra el ruido del ambiente. Este ruido se debe a las conversaciones entre el personal asistencial, personal médico, visitantes, el llanto de los mismos neonatos y los equipos biomédicos que los pacientes requieren a diario. El ruido percibido por los bebés retrasa el proceso de desarrollo y recuperación en la UCIN, ya que no les permite tener un descanso apropiado por la falta de sueño, provocando en ellos estrés como mecanismo de autorregulación corporal, derivando así, diversas enfermedades o consecuencias que se evidencian en el aumento de tiempo que pasa el neonato en la UCIN, en problemas de audición, bajo desarrollo del sistema neuroendocrino, entre otros. Es por esto, que se ha convertido en un reto poder estudiar los niveles del ruido ambiental de la UCIN, tomando como caso de estudio la del Hospital General de Medellín y brindar una solución al problema en el que viven alrededor de 58 pacientes neonatales diariamente. Se quiere proporcionar mayor descanso a los pacientes, familiares y personal médico, reducir con esto el tiempo de permanencia de los pacientes en la UCIN y brindar una pronta recuperación. Además, se pretende aportar al interés del Hospital General de Medellín y la universidad EIA en el desarrollo de actividades de carácter tecnológico e innovador. El presente proyecto comenzará con la adecuada investigación de conceptos pertinentes para dar la correcta solución al problema, para luego continuar con el diseño y la construcción de un dispositivo electrónico y su interfaz mecánica. Luego, se pondrán a prueba los avances del dispositivo y se espera obtener un prototipo de un dispositivo funcional que logre una disminución considerable del ruido percibido por los neonatos, adaptándose a las necesidades del cuidado básico de estos.Publicación Acceso abierto Estudio de factibilidad para un centro de medicina de estilo de vida(Universidad EIA, 2020) Robledo Coppiano, Daniel; Villa Arango, SimónRESUMEN: La medicina del estilo se esta uniendo a una gran tendencia que ha incrementado la conciencia de una vida sana. Este tipo de medicina esta empezando a crear gran expectativa en el mundo debido a que se basa en la ciencia y promueve la generación y mantenimiento de diferentes hábitos como higiene del sueño, actividad física, manejo de adicciones, nutrición balanceada, manejo del estrés y. manejo de relaciones saludables. Teniendo en cuenta la oportunidad y evidenciándose una nueva oportunidad de negocio, se decidió estudiar la viabilidad de un Centro de Medicina del Estilo de Vida en Colombia. Para evaluar la viabilidad de la idea de negocio, se partió del estudio del mercado y del sector en el país y también, del estudio de este fenómeno en el mundo. Fue pertinente también, evaluar diferentes aspectos del negocio como el concepto de este, la operación y los procesos, la viabilidad financiera, para luego, tener insumos suficientes y confiables para determinar la pertinencia de ejecutar este proyecto en un futuro. Estos estudios fueron esenciales para determinar cada uno de los factores necesarios que deben ser tenidos en cuenta en una prueba piloto o en la escalabilidad del negocio. Además, este trabajo, entrega los insumos necesarios para entender tanto la operación como los requisitos claves para poder tangibilizar este proyecto.Publicación Acceso abierto Estudio del tiempo de estado transitorio en cristales fonónicos para posibles aplicaciones biomédicas(Universidad EIA, 2017) Betancur Sánchez, David; Villa Arango, SimónLas pruebas cerca al paciente, PoCT por sus siglas en inglés, son uno de los temas de mayor interés técnico y científico en el área de la salud en los últimos años. Dentro de los beneficios que estas pruebas traen, está la obtención de información relevante para determinar un diagnóstico o tratamiento de manera rápida, económica y en cualquier lugar. Unos de los sensores más interesantes y prometedores para el desarrollo de nuevas pruebas cerca al paciente son los sensores resonantes, ya que permiten obtener información partiendo de un principio físico fundamentalmente diferente a los tradicionales y además su escalabilidad y portabilidad es muy factible. Los sensores con base en cristales fonónicos hacen parte de esta nueva línea de sensores acústicos y resonantes. Los sensores fonónicos se muestran como una tecnología muy prometedora y los grupos de investigación alrededor del mundo continúan desarrollando estudios en los cuales se busca mejorar la toma de la señal acústica, aunque solo teniendo en cuenta la información de ganancia de la señal. Si bien esta característica de transmisión tiene buena información para determinar las propiedades del analito, ambientes ruidosos pueden dificultar su adquisición y disminuir la precisión de las mediciones. En este informe de proyecto se presenta un estudio sobre el uso de una característica alternativa a la ganancia de la señal, el tiempo de estado transitorio de la señal acústica al ser transmitida a través de la estructura del sensor fonónico. La metodología utilizada para dar cumplimiento a los objetivos del proyecto incluye la creación de una herramienta de simulación de cristales fonónicos, el diseño y construcción de una estructura periódica que cuenta con una reducción en la simetría para facilitar las mediciones, el diseño y construcción de un sistema de adquisición y visualización que permita observar el comportamiento de una onda a través de un PnC; y finalmente, las pruebas experimentales con el dispositivo funcional. Adicional a estas etapas se incluyó el estudio de la influencia de la temperatura en este tipo de estructuras ya que al llevar los sensores a pruebas cerca al paciente se hace importante tener en cuenta el efecto de las variables ambientales en la medición. Entre los resultados se encuentra un aplicativo Web, una serie de simulaciones con temperatura y varias pruebas con soluciones de diferentes características que permiten evaluar el desempeño del sensor desarrollado. Dentro del proyecto se incluyeron una serie de estudios que permitirán la disminución de errores en las medidas tomadas con cristales fonónicos. Los estudios incluyen simulaciones del comportamiento del sistema cuando hay cambios pequeños en las dimensiones del cristal fonónico por errores de manufactura y simulaciones tomando en cuenta el espesor de las capas que se usan como medio de acople entre los transductores y la estructura para observar su impacto en el funcionamiento del sistema.Publicación Acceso abierto Evaluación de la implementación de sensores fonónicos, en la caracterización de cultivos microbiológicos en medios líquidos.(Universidad EIA, 2018) Ocampo Moreno, Sara; Villa Arango, SimónLas pruebas cerca al paciente (PoCT) para detectar enfermedades infecciosas se han venido desarrollando con más frecuencia con el paso de los años pues disminuyen el tiempo de espera para los resultados de los mismos. Debido a esto, se hace necesario el desarrollo de nuevas tecnologías que permitan tener información relevante acerca del crecimiento de patógenos de interés en cultivos microbiológicos en el menor tiempo posible, haciendo uso de nuevas tecnologías de medición como los cristales fonónicos. El uso de los cristales fonónicos como sensores en el campo de la salud es relativamente nuevo; hasta ahora no hay muchos dispositivos que usen las propiedades de estos cristales para adquirir variables asociadas al estado de salud de las personas. El control sin precedentes de la transmisión de ondas acústicas y elásticas que los cristales fonónicos otorgan los posiciona como una de las principales tecnologías para el desarrollo de nuevas aplicaciones, entre las que se encuentran las pruebas cerca al paciente. El diseño de los cristales fonónicos es muy flexible y permite tener sensores con dimensiones muy pequeñas facilitando su portabilidad y solucionando así parte del problema. Este proyecto busca evaluar la implementación de los cristales fonónicos como sensores para caracterizar cultivos microbiológicos y su crecimiento, en medios líquidos. El diseño metodológico parte de la búsqueda de características o propiedades acústicas de los cultivos a medida que se da el crecimiento en el cultivo, la realización de un protocolo para caracterizar una solución equivalente con propiedades acústicas equivalentes a las de un cultivo microbiológico por medio de sensores fonónicos, la evaluación del desempeño de los cristales fonónicos en comparación con otras tecnologías existentes, seleccionando la Microbalanza de Cuarzo (QCM) con soluciones a diferentes concentraciones de glicerol en agua destilada. Finalmente, se realizaron unas pruebas inmovilizando un agente de biorreconocimiento que permitiera mejorar la sensibilidad o especificidad del cristal, por medio de una reacción antígeno-anticuerpo, el agente seleccionado fue la proteína BSA. Los resultados del proyecto evidenciaron que el cristal fonónico puede ser aplicado como sensor para esto, debido a que se logró mostrar desplazamientos en los espectros de frecuencia obtenidos, las evaluaciones adicionales tanto de comparación con QCM, como de implementación de agente de biorreconocimiento también mostraron el potencial que estas tecnologías presentan y que se mostrará en el contenido de este trabajo. Se pudo evidenciar que con cambios pequeños en las concentraciones de la muestra el sensor logra detectar estos cambios por medio del desplazamiento en el pico máximo de frecuencia.Publicación Acceso abierto Sensor de líquidos basado en cristales fonónicos de cavidad resonante con potenciales aplicaciones biomédicas(Universidad EIA, 2013) Villa Arango, Simón; Torres Villa, Róbinson AlbertoEl desarrollo de nuevas tecnologías ha llevado los límites de la ingeniería a nuevos niveles aunque a costos muy elevados. Las tecnologías más prometedoras en el área de la medicina que buscan reducir esos costos son electroquímicas, ópticas y acústicas. Dentro del desarrollo de nuevas tecnologías basadas en las propiedades acústicas de los materiales sobresalen los cristales fonónicos y las estructuras resonantes. En este trabajo se presenta un nuevo sensor basado en cristales fonónicos de cavidad resonante con potenciales aplicaciones biomédicas desde su diseño hasta su evaluación. En este trabajo no solo se propone el diseño del nuevo sensor sino que se presenta una plataforma completa empezando desde la creación de un software para realizar las simulaciones de las nuevas estructuras, el diseño de una metodología de diseño de sensores basados en cristales fonónicos y estructuras resonantes, la construcción de la estructura con propiedades acústicas necesarias para completar el sensor, el uso de un elemento descartable para facilitar la realización de pruebas con sustancias biológicas o de riesgo medio o alto y finalmente un sistema de generación y adquisición de señales de alta frecuencia basado en una modulación de doble banda con portadora suprimida y una demodulación especial. El sensor desarrollado permite detectar los cambios que ocurren al variar las propiedades físicas de un líquido contenido en un elemento descartable. Se hicieron pruebas preliminares y los resultados obtenidos están de acuerdo con las simulaciones realizadas en el software de simulación diseñado. Los resultados obtenidos son muy prometedores y abren la puerta a muchas posibilidades como el uso de sensores basados en cristales fonónicos en la medicina para realizar pruebas de laboratorio y pruebas cerca al paciente, diversas aplicaciones en la industria alimenticia para la detección de bacterias y patógenos en sus productos así como el monitoreo de medios de cultivo, mediciones ambientales y análisis de calidad de agua, en la industria automotriz para el análisis de la calidad del combustible y en diversas aplicaciones industriales como la caracterización de materia prima entre otros.Publicación Acceso abierto Sensor sumergible para monitoreo continuo de medios líquidos(Universidad EIA, 2017) Restrepo Hoyos, Natalia; Villa Arango, SimónUna de las principales causas de enfermedades mortales y de desnutrición a nivel mundial es la mala calidad del agua y de los alimentos al que tienen acceso las personas. Cuando estos elementos no presentan un buen estado, se pueden presentar grandes riesgos en salud pública y en el bienestar de los ecosistemas. En la actualidad existe un gran número de sistemas de monitoreo de la calidad de medios líquidos, los cuales están en constante mejoramiento y los diferentes grupos de investigación a nivel mundial continúan desarrollando nuevas tecnologías que perfeccionen los procesos actuales. A pesar del gran interés en esta área de gran importancia y de la cantidad de recursos que se invierten, la mayoría de estos dispositivos de medición presentan la necesidad de tomar una muestra con cierta periodicidad y no permiten tener un control riguroso de la composición de las sustancias líquidas en todo momento. En este trabajo se propone el diseño de un nuevo sistema para el monitoreo de medios líquidos de manera continua y no destructiva, mediante el uso de transductores ultrasónicos y cavidades resonantes, junto con el desarrollo de un proceso riguroso de selección de requerimientos y materiales, diseño y construcción de una estructura impermeable, realización de múltiples medidas de una muestra de agua contaminada con cloro a diferentes concentraciones y procesamiento y análisis de datos. El sistema de monitoreo desarrollado permite la realización de pruebas sumergidas en medios líquidos, obteniendo valores acordes con los resultados teóricos obtenidos en simulaciones. Además se prueba su funcionamiento al calcular el valor de la velocidad del sonido de diferentes soluciones de agua con cloro a diferentes concentraciones, mediante el uso de la ingeniería inversa. Finalmente, se desarrolla un protocolo general de uso del sistema para su potencial implementación en diferentes investigaciones con medios líquidos.