Maestría en Ingeniería Biomédica

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Evaluación de la Calidad Diagnóstica de Imágenes Adquiridas con Resonancia Magnética de Bajo Campo Utilizando Filtros Digitales No Lineales
(Universidad EIA, 2014) Narvaez Guerrero, Diana Carolina
La Resonancia Magnética (RM) es una técnica de diagnóstico por imagen que utiliza un imán de gran potencia y pulsos de radiofrecuencia para obtener imágenes de las estructuras internas del cuerpo humano. Dos de los factores que directamente tienen influencia en la calidad de las imágenes de RM son el campo magnético y el tiempo de adquisición. En este trabajo se propone el uso de filtros digitales de imagen para mejorar la calidad de imágenes de RM adquiridas con equipos de bajo campo sin aumentar los tiempos de adquisición de las imágenes. En primera instancia, a través de revisión de literatura, entrevistas a expertos, y con estadísticas de una IPS de la ciudad de Medellín (IPS Medialfa), se determinó un campo de acción en imágenes de diagnóstico en patologías articulares y del sistema musculo esquelético. Como segundo objetivo, se implementó un filtro bilateral adaptativo de frecuencias espaciales (SAFABI), previamente desarrollado en un trabajo de grado de la Escuela de Ingenieria de Antioquia y la Universidad CES. El filtro fue implementado en el software Matlab®, y sus parámetros ajustados en imágenes de prueba tanto de fantomas de RM como en imágenes provistas por la IPS Medialfa. El desempeño del SAFABI para procesar imágenes de RM fue probado con un estudio prospectivo, aprobado por el comité de ética de la Universidad CES y que incluyó consentimiento informado. El estudio fue realizado con 30 sujetos, pero 5 casos fueron descartados, para un total incluido en el estudio de 25 sujetos: 21 estudios de rodilla y 4 estudios de hombro. Cada estudio fue obtenido con dos protocolos: uno correspondiente al tradicional utilizado en la IPS Medialfa (Protocolo A), y un segundo protocolo (Protocolo B), en el cual los parámetros de adquisición fueron manipulados de modo que se mejorara la resolución espacial de las imágenes sin afectar los tiempos de adquisición, pero sacrificando características como el ruido y el factor de calidad.. El orden de aplicación de los protocolos A o B fue aleatorio. Las imágenes obtenidas a través del protocolo B fueron procesadas mediante la utilización del filtro SAFABI (protocolo C). A continuación se diseñó un experimento en el cual 3 médicos expertos en radiología evaluaron la calidad de las imágenes en tres sesiones distintas, separadas una semana. En cada una de las 3 sesiones, se presentó a los radiólogos un total de 25 imágenes a las cuales aleatoriamente podían corresponder al protocolo A, B o C. Para cada imagen, se solicitó a los radiólogos dar una calificación en aspectos que incluyeron la resolución espacial, ruido, y relación señal a ruido de las imágenes, constituyendo entonces un test de preferencia no sesgado. Adicionalmente, se realizó un análisis cuantitativo, mediante mediciones en regiones de interés en las imágenes de ruido, relación señal ruido, y relación contraste a ruido. Los resultados, con un nivel de confianza del 95%, indican que hubo una percepción de aumento en el ruido en las imágenes en el protocolo B relativo al protocolo A (µ=2,4; µ=2,12; respectivamente, p <0,01). Sin embargo, esto no concluyo en una mejor percepción de la calidad diagnostica. La prueba estadística encontró que no hubo diferencias significativas en la percepción de la resolución espacial (p >0,05). La relación señal a ruido fue percibida con un mejor puntaje en el protocolo A, respecto a los protocolos B y C (µ=1,84; µ=2,05; µ=2,05 respectivamente, p<0,03 para ambos casos). De otro lado, mediciones cuantitativas mostraron que el ruido, SNR y CNR, tuvieron mejores puntajes en el protocolo C (filtrado con SAFABI), respecto a los protocolos A y B (p < 0.01, en ambos casos). Los resultados del estudio prospectivo sugieren que aunque cuantitativamente el ruido, SNR y CNR son mejorados con SAFABI, esta mejoría no necesariamente se refleja en una preferencia cualitativa por las imágenes que fueron procesadas.
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Apósitos de Aloe Vera Gel con Agregaciones de Nanopartículas de Plata para Lesiones Dérmicas
(Universidad EIA, 2015) Gómez Chabala, Luisa Fernanda
El objetivo de este trabajo, es obtener un sistema polimérico a partir de la mezcla alginato y quitosano, como un posible vehículo para encapsular Aloe vera gel y nanoparticulas de plata (AgNPs). Con el fin de integrar, la capacidad emoliente del gel, las propiedades cicatrizantes del alginato y la capacidad antibacteriana del quitosano y las AgNPs. Para llevar a cabo este proyecto, se propusieron cinco tratamientos de alginato-quitosano, para luego encapsular el Aloe vera y las AgNPs. A cada una de estas membranas, se les evaluó la microestructura de la superficie, cinética de liberación del Aloe vera y la capacidad antibacterial, encontrando que las matrices sintetizadas presentaron poros interconectados entre sí, alto grado de hinchamiento y capacidad antibacterial. En relación con el proceso de liberación de Aloe vera, puede llegar a ser variable en cada tratamiento, según las proporciones y concentraciones de estos dos polímeros. Los resultados de la investigación, mostraron que las matrices desarrolladas, pueden llegar a ser buenos modelos para ser tenidos en cuenta como apósitos ideales para lesiones dérmicas, por sus características morfológicas, cinética de liberación, grado de hinchamiento y capacidad antibacteriana.
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Estación de Trabajo para el Odontólogo y la Reducción de los Factores de Riesgo de Desórdenes Musculo Esqueléticos (DME).
(Universidad EIA, 2016) Echavarría Arboleda, Diego Alberto
Los desórdenes musculo esqueléticos son considerados como una de las causas más frecuentes de enfermedad profesional a nivel mundial y la primera en Colombia, con una tendencia creciente durante los últimos años. ( (Ministerio de la Protección Social. República de Colombia., 2014). Si no existe una interacción armónica entre el usuario, la actividad y el entorno, se puede relacionar la tarea que se realiza y los posibles padecimientos que esta genera sobre la salud de los trabajadores Durante el desarrollo de la actividad odontológica se pueden identificar factores de riesgo que pueden generar estos desórdenes asociados a posturas lesivas adoptadas frecuentemente durante la práctica clínica. Dentro de las causales de esta asociación tarea- enfermedad podemos mencionar: - El difícil acceso al área de trabajo y campo visual limitado - Los altos costos de la tecnología requerida para el desarrollo de actividades clínicas - El conocimiento insuficiente en temas relacionados con la salud ocupacional y la higiene postural del profesional, pero, sobre todo, - El diseño del espacio de trabajo que condiciona las posturas y movimientos del operario; siendo esta última, el punto de partida de esta investigación, para verificar si se puede incidir en la reducción de factores de riesgo de desórdenes musculo esqueléticos asociados a la práctica clínica, a través del desarrollo de una estación de trabajo para el odontólogo que permite adoptar una postura de flexo bipedestación, durante la realización de la tarea. (Echavarría., 2010). Se desarrolló un prototipo de estación de trabajo que incluye una silla para el odontólogo instrumentalizada que permite sentarse en flexo bipedestación y realiza reconocimiento electromiográfico de músculos paravertebrales para identificar sobrecargas funcionales; un sistema de controladores alternativos usando comandos de voz y la utilización de magnificación visual con cámara intraoral y pantalla de visualización. Para verificar la incidencia sobre los factores de riesgo del prototipo frente a un equipo convencional de la Clínica Odontológica de la Universidad CES, se desarrolló un estudio de tipo experimental tipo ensayo clínico cruzado Cross over (antes-después), con un grupo de 38 estudiantes de odontología que usaron ambos equipos y respondieron dos encuestas de percepción de comodidad (test de juicios subjetivos y test de confort general), posteriormente se sometieron a dos pruebas objetivas utilizando el registro de presiones con un tapete sensor, fotogrametrías y aplicación del análisis de Branson. Los resultados demostraron que, es posible a través del diseño de una estación de trabajo odontológico alternativa, cambiar la sedestación clásica adoptando una postura de flexo bipedestación conocida como la postura del “astronauta”, e incidir favorablemente sobre los factores de riesgo biomecánico para la aparición de desórdenes musculo esqueléticos, disminuyendo las cargas físicas aplicadas sobre la columna, la cadera, los hombros, las muñecas y las manos del operador.
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Sistema de Reconocimiento de Patrones de Señales Electrocardiográficas para el Monitoreo Remoto de Pacientes
(Universidad EIA, 2016) Moreno Hincapié, Gustavo Andrés
Las enfermedades cardiovasculares son una de las principales causas de muerte a nivel mundial. Para la detección de las diferentes arritmias se requiere del conocimiento avanzado de un médico especialista en el área. Sin embargo, la cantidad de especialistas existentes no son suficientes para prestar una atención inmediata a la mayoría de la población con presencia de una anomalía cardíaca. Es por ello que, en este proyecto se creó una herramienta diagnóstica que permite clasificar 4 tipos de arritmias cardíacas: ritmo sinusal normal, bigeminismo ventricular, taquicardia ventricular y taquicardia supraventricular. Para la adquisición de estas señales se utilizó un simulador de pacientes MPS-450 de Fluke, un dispositivo para la lectura de la señal ECG y una tarjeta de adquisición de datos NI myRIO. La señal se adquirió en la derivación DII, los datos se variaron en amplitud, se adicionaron diferentes tipos de ruidos: muscular, línea eléctrica a 60 Hz, respiración y línea de base. Para el pre-procesamiento de la señal, se implementó la transformada de Fourier con el fin de identificar los componentes frecuenciales de la señal, para luego filtrar el ruido en la señal y posteriormente extraer el conjunto de características pertenecientes al dominio de la frecuencia. Se seleccionaron 10 características, de las cuales por medio del análisis de nuevos componentes principales (PCA) se logró obtener una reducción de dimensionalidad a 3 nuevos componentes. A partir de este nuevo conjunto de características, se implementó un modelo de clasificación supervisado que se basa en el método no paramétrico de k-vecinos más cercanos (KNN) y se logró obtener un modelo de predicción con una fiabilidad real entre 98.27% y 99.97%, una sensibilidad y especificidad del 96.77% y 100% respectivamente, además de un tiempo de predicción en promedio de 12 microsegundos por cada muestra. A su vez se creó un sistema de monitoreo remoto que permite el envío de la predicción hecha por el sistema y los registros electrocardiográficos a una base de datos y la visualización de los mismos en un PC de escritorio o portátil o en una aplicación móvil.
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Caracterización de Residuales de Esterilización con Óxido de Etileno de Dispositivos Médicos Utilizados en Cirugía
(Universidad EIA, 2016) Jaramillo Ruíz, Natalia
En la actualidad, los dispositivos médicos pueden ser marcados como de un solo uso o de varios usos según el criterio del fabricante. Las entidades podrán reusar los insumos, siempre y cuando definan y ejecuten procedimientos basados en evidencia científica que demuestren que no implica reducción en su eficacia, ni riesgos de infección o complicaciones por los procedimientos para el usuario. En la actualidad uno de los métodos más usados para valorar los residuales tóxicos del proceso de esterilización por óxido de etileno (OE) es la cromatografía de gases (CG), donde la mezcla se volatiliza e implica la destrucción del dispositivo, por esta razón se establece una metodología no destructiva basada en los procesos de investigación científicos que permitan encontrar sustancias toxicas en el dispositivo médico, para esto se evaluaron diferentes métodos de caracterización como espectrofotometría ultravioleta visible (UV-VIS), espectrofotometría infrarroja (FTIR) y demanda química de oxigeno (DQO). Para finalmente concluir que el DQO permite encontrar en los dispositivos sustancias que pueden ser tóxicas, aun así como se mide la cantidad de materia orgánica oxidada no es posible la cuantificación de un producto en específico. Por último se concluye que se deben estudiar tanto las trazas de OE, como los posibles productos generados usando cromatografía de alta eficiencia HPLC o gaseosa GC.
Acceso abierto
Efectos del Estrés Sobre la Coherencia Fisiológica
(Universidad EIA, 2017) Mejía Mejía, Elisa
El estrés ha sido una constante en la vida humana desde el principio de los tiempos. Varias definiciones se han propuesto para él, todas coincidiendo en que es una perturbación de cualquier situación que genera la movilización de recursos corporales y mentales para responder al cambio. Así como ha existido siempre, no se puede indicar que el estrés es malo; es más, gracias al estrés los seres vivos han logrado evolucionar y responder a las circunstancias de los medios siempre cambiantes. Sin embargo, hoy en día el exceso de estrés, principalmente estrés mental, ha llevado a la falta de adaptación al mismo y, por lo tanto, a la aparición de enfermedades relacionadas al mismo, como el cáncer, los problemas cardiovasculares o la depresión. Diversos métodos para la determinación de los niveles de estrés se han utilizado desde hace varios años. El uso de señales fisiológicas para la evaluación del estrés se ha propuesto como una potencial técnica para evaluarlo. Algunas de las señales que han relacionado con los niveles de estrés son la variabilidad cardiaca, la presión arterial, la respuesta galvánica de la piel y la respiración, todas ellas indicadoras del funcionamiento del sistema nervioso autónomo. Una potencial medición relacionada con el estrés es la coherencia fisiológica, que se deriva de las señales de variabilidad cardiaca, presión arterial y respiración. Esta variable se ha definido como la sincronización de la frecuencia de oscilación de dos o más sistemas oscilatorios corporales y está relacionado con el bienestar. Altos niveles de coherencia fisiológica han sido relacionados con una sensación general de bienestar y con mejoras en el rendimiento social, cognitivo y físico. En este proyecto se buscó la relación entre la coherencia fisiológica y el estrés, tanto agudo como crónico, con la hipótesis de que los niveles de coherencia disminuían en las situaciones de estrés. Para ello se plantearon dos experimentos, a partir de los cuales se evaluaba la relación entre el estrés agudo y la coherencia fisiológica (experimento 1), y la relación entre la coherencia fisiológica y un tipo de estrés crónico, el estrés laboral (experimento 2). En ambos experimentos se emplearon sistemas de bioinstrumentación para la adquisición de señales fisiológicas, mientras se generaba un estrés agudo en personas sanas y se realizaba una terapia de manejo del estrés (Mindfulness) respectivamente. Los resultados del primer experimento demostraron el potencial uso de la coherencia fisiológica como indicador del estrés agudo, especialmente cuando esta variable se deriva de la señal de respiración. En cambio, los resultados del segundo experimento no permitieron concluir acerca de la factibilidad de la coherencia fisiológica como estimador del estrés laboral, debido a que no se demostró la efectividad de la terapia para disminuir la fatiga laboral. En conclusión, más estudios son necesarios para demostrar que la coherencia fisiológica es una potencial herramienta no invasiva para la estimación de los niveles de estrés agudo y crónico, a pesar de que los resultados de este proyecto den luces acerca de su aplicabilidad, principalmente para la estimación del estrés agudo.
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Sistema Semi - Automático para la Identificación de Trazos de Fracturas de Difícil Visualización a Nivel del Antebrazo a Partir de Imágenes de Rayos X Digitalizadas
(Universidad EIA, 2017) Ayazo Barón, Emell Jair
Teniendo en cuenta las altas cargas de trabajo que representa el análisis manual de grandes bancos de imágenes para los radiólogos, y con el fin de aumentar la asertividad en el diagnóstico de fracturas, en este proyecto se implementa en MATLAB® un sistema semiautomático de detección y localización de fracturas de difícil visualización en los huesos del antebrazo, a través del procesamiento de imágenes de rayos X. Basados en que la tendencia en la detección de fracturas se basa en la combinación de clasificadores se diseña un sistema que consta de cuatro procesos principales. Primero se obtiene la imagen en formato DICOM, la cual es convertida en una imagen en escala de grises, que puede ser ajustada cambiándole el nivel de brillo y contraste. En un segundo proceso, a partir de la imagen convertida, son obtenidas las regiones de mayor variación positiva y negativa, marcando los centroides respectivos, y preclasificados a través de reglas de expertos como pertenecientes o no a una fractura. En el tercer proceso, se hace un análisis de los centroides se analizan en pares (positivo y negativo), teniendo en cuenta la distancia, el ángulo y la diferencia de intensidad marcada, clasificados como fractura o no por un sistema de redes neuronales del tipo perceptrón multicapa, y usando la aplicación WEKA® se realiza la validación cruzada del clasificador. Finalmente, se utiliza un sistema de clasificación complementario de reglas de expertos, para corregir los errores causados por el solapamiento entre el cúbito y el radio. El sistema de clasificación en general fue ajustado de acuerdo a múltiples pruebas realizadas, luego de las cuales la detección de las fracturas fue mejorando sustancialmente. Las imágenes se cargan a través de una sencilla interfaz de usuario que permite modificar el nivel de brillo, contraste, umbral de binarización, seleccionar el área de interés y comenzar el proceso de detección. A pesar de las diferentes causas de error en la detección, como el ruido inherente al equipo de rayos X, la morfología tan variada entre los pacientes y el solapamiento de huesos, la propuesta de clasificación de pares de variación positiva y negativa funcionó de forma adecuada. Luego de un correcto entrenamiento y ajuste del sistema de clasificación múltiple con árbol de decisión y redes neuronales, se obtuvo un porciento de clasificación correcta de 90,54%.
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Modelado y Desarrollo a Escala de un Prototipo de Stent como Alternativa para el Tratamiento de la Hidrocefalia en Pacientes Pediátricos
(Universidad EIA, 2018) Prado Gutiérrez, María Del Mar
En condiciones normales, se debe mantener un equilibrio entre la producción y la absorción de líquido cefalorraquídeo (LCR). Sin embargo, cuando se impide o perturba la producción de LCR o se inhibe su flujo normal, se perturbará dicho equilibrio, resultando en hidrocefalia. En la hidrocefalia se produce un aumento anormal del volumen del LCR dentro del cráneo, que resulta en la dilatación de los espacios en el cerebro llamados ventrículos; produciendo una presión seriamente perjudicial en los tejidos (Snell, 2007). La incidencia de hidrocefalia como resultado de anormalidades en el Acueducto de Silvio (AS) es de aproximadamente 1 de cada 9000 nacimientos. La estenosis acueductal causa aproximadamente el 10% de la hidrocefalia en pacientes adultos (Matys, Horsburgh, Kirollos, & Massoud, 2013). En niños, la hidrocefalia se asocia con un retraso de moderado a grave en el desarrollo. En el primer año de vida, la presentación clínica generalmente consiste en una rápida ampliación de la circunferencia de la cabeza (Cinalli et al., 2011). Técnicas como la derivación, la ventriculostomía endoscópica del tercer ventrículo (TEV) y la acueductoplastia se incluyen entre los tratamientos utilizados para la hidrocefalia (Toma, 2015) (Arias et al., 2004). En un periodo de 1 año se reporta un índice de fallo de la derivación de aproximadamente 29% (Wright, Larrew, & Eskandari, 2016), asociado a obstrucción, infecciones y fallo en algunos de sus componentes. Respecto a los tratamientos de ETV, se reportan preocupaciones con su uso debido a la seguridad del procedimiento, y a que se puede pasar de una hidrocefalia activa a un tipo detenido, en el que los pacientes quedan con ventrículos más grandes (Nishiyama, Yoshimura, & Fujii, 2015). Por otra parte, en pacientes tratados con acueductoplastia se ha reportado una tasa de revisión sin colocación de stent superior al 50% debido a la reconexión del acueducto (Fritsch et al., 2004). Por todo esto, se han planteado y desarrollado alternativas de tratamiento, de los cuales los stents surgen como opción viable. Al ser un dispositivo médico, los stents deben cumplir con unos requisitos fundamentales para su correcto funcionamiento dentro del cuerpo humano. Estos requisitos dependerán de los fenómenos de flujo y presión al interior del AS, además de su geometría. En general, las contribuciones de presión y velocidad en el flujo son difíciles de medir in vivo porque son pequeñas; sin embargo, el flujo en geometrías complejas como el AS, puede ser estudiado mediante un método de solución aproximado. Por tanto, se realizan simulaciones con herramientas de dinámica de fluidos computacional (CFD). Posteriormente, se proponen diversos tipos de stent, con geometrías similares al AS, siguiendo la metodología de diseño de Ulrich & Eppinger, y realizando validaciones a través de simulaciones de esfuerzo y deformación del dispositivo, para determinar un prototipo final. Se validan las simulaciones por computador, a través de un modelo a escala que verifica el cumplimiento de los valores de presión y flujo al interior del AS. Se analizan los criterios a tener en cuenta en el stent para su proceso de manufactura tales como materiales, calidad, entre otros. Finalmente, se plantea un modelo semifísico de base fenomenológica para abordar los sistemas de proceso que intervienen en el funcionamiento del stent, lo que servirá como herramienta de diseño. Palabras clave: Acueducto de Silvio, stent, líquido cefalorraquídeo (LCR), dinámica de fluidos computacional (CFD), modelo tridimensional (3D), presión, perfil de velocidad.
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Simulador físico de la biomecánica respiratoria
(Universidad EIA, 2018) Jiménez Posada, León Darío; López Isaza, Sergio
RESUMEN: El modelado y a simulación del sistema respiratorio ha sido un problema de interés para los clínicos e ingenieros, debido a la necesidad existente de entender a profundidad su biomecánica. En la actualidad hay diversidad de simuladores disponibles, tanto virtuales como físicos, sin embargo, aún existe una brecha entre la aproximación de simulación y el comportamiento verdadero de la mecánica ventilatoria en el proceso respiratorio. Los simuladores comerciales desprecian la importancia de considerar más de dos cavidades, la influencia de la mecánica del tórax y el hecho de tener varios puntos de medición, lo que implica mayor simplicidad en los modelos. Para atacar esta dificultad, este trabajo propone la realización de un simulador de mecánica respiratoria con cuatro unidades alveolares, con la inclusión del efecto de un diafragma, variación de resistencia en la inspiración y la espiración, la inclusión de fuerzas visco elásticas y la resistencia de tejidos. Además, incluye múltiples puntos de medición y un control para la respiración espontánea. Un simulador físico fue desarrollado el cual incluye nuevas características. La vía aérea tiene varias generaciones, tiene 4 unidades alveolares con la posibilidad de simular la fricción entre tejidos, los efectos elásticos, el volumen residual y las fuerzas visco elásticas. Además, puede generar una presión negativa con un sistema de 4 pistones acoplados a un motor BLDC el cual es controlado desde una interfaz gráfica desde un computador. Además, la vía aérea incluye 7 sensores de presión y flujo, y la caja torácica otros dos sensores para la medición de la presión intrapleural. Se realizaron 3 evaluaciones principales: Funcionalidad, integridad y precisión. En la evaluación de funcionalidad realizada por los investigadores, se calificó en una escala de 0.0 a 5.0 y se obtuvo promedio de 4.58. Una calificación de 4.78 (0.0 - 5.0) para la integridad que fue obtenida por medio de encuestas a expertos que incluía aspectos de diseño, funcionalidad, percepción y usabilidad. La tercera prueba consistió en la comparación de las variables de presión (P), flujo (F) y volumen (V) medidas a la entrada de gases en el simulador el cual estaba conectado a ventilador Hamilton® AMADEUS y su sistema de adquisición de datos (Datalogger). Los resultados adquiridos por este software (𝑃�𝑉�,𝐹�𝑉�,𝑉�𝑉�) fueron correlacionados con los obtenidos con el sistema de instrumentación desarrollado (𝑃�𝐼�,𝐹�𝐼�,𝑉�𝐼�). Los hallazgos revelan un 0.94 de coeficiente de correlación entra las presiones, un 0.75 para los flujos y un 0.19 para los volúmenes. Este proyecto presenta la importancia de considerar el sistema respiratorio más allá de sus dos características principales: la resistencia y la distensibilidad. El simulador desarrollado hace una aproximación más amplia a la biomecánica respiratoria, basado en una revisión extensa del estado del arte permitiendo el estrechamiento de brechas y el desarrollo de un simulador más completo y complejo, el cual considera la mayoría de las características fisiológicas de la biomecánica respiratoria, como una herramienta de uso potencial en educación, investigación y desarrollo de nuevas tecnologías.
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Sistema de Medición Ambulatorio para la Estimación del Tiempo de Tránsito de Pulso con Potencial uso en Estudios de Hipertensión Arterial
(Universidad EIA, 2019) Calle Uribe, Andrés
La hipertensión arterial (HTA) es una enfermedad caracterizada por la elevación de la presión arterial (PA), condición que afecta principalmente al sistema circulatorio, enfermedades cerebrovasculares, cardiacas y renales son algunas de las consecuencias de una HTA no detectada a tiempo. Esta enfermedad se diferencia a otras, debido a que solo en un 5% de sus ocurrencias se conoce una causa, en el resto no es posible establecer una etiología; pero se cree que son varios procesos aún no identificados con base genética los que dan lugar a elevación de la PA. A pesar de los avances en materia de tecnología para la solución de esta problemática y los esfuerzos en encontrar una solución, aún no se ha encontrado un dispositivo o metodología que logre atender las necesidades actuales para el diagnóstico, monitoreo y seguimiento de pacientes, la medición de la PA de manera continua y no invasiva es necesario para un correcto control de pacientes con HTA o sospecha de esta en el ámbito ambulatorio. En las últimas décadas diferentes autores han explorado la relación entre el tiempo de tránsito de pulso (PTT) y la presión arterial como una alternativa para la medición no invasiva de dicha variable. Usualmente el PTT es definido entre dos puntos característicos en una o varias ondas arteriales conocidas como onda distal y onda proximal. A pesar de que se ha explorado la medición del tiempo de tránsito de pulso a partir de ondas como electrocardiografía (ECG), fonocardiografía (PCG) y cardiografía de impedancia (ICG) entre otras, aún existen dificultades en la correcta estimación del PTT en ambientes ambulatorios, por ende, la investigación sobre la relación entre el PTT y la PA se ha visto obstruida. Por esta razón se vio la necesidad de diseñar un dispositivo que permita la estimación del tiempo de tránsito de pulso, con posible implementación en la estimación de la presión arterial y de esta manera un potencial uso en el seguimiento a pacientes con hipertensión arterial. Se realizó una búsqueda bibliográfica que permitió proponer una nueva técnica de estimación de PTT a partir de la medición de 2 ondas de fotopletismografía (PPG), los sensores para la adquisición de la señales fueron implementados uno en la arteria radial y otro en la tibial anterior, se diseñó y construyó un dispositivo ambulatorio para la implementación de la estrategia de medición, el cual fue probado e implementado para la formación de un banco de señales. Se obtuvo un prototipo que permite la medición del tiempo de tránsito de pulso, mediante una técnica diferente que permite la eliminación del periodo de pre-eyección (PEP), la medición además se realizó en arterias de mediano calibre, permitiendo una medición más cercana al fenómeno descrito por las ecuaciones de Moens-Korteweg. Se exploró un nuevo método para la definición de calidad de una onda de PPG. Finalmente se creó una base de datos, que permitió la validación del dispositivo y la técnica de estimación de PTT.
Acceso abierto
Sistema Wearable para el Monitoreo Remoto e Inteligente de Pacientes con Cardiopatías Congénitas
(Universidad EIA, 2019) Buriticá Restrepo, Camilo Alberto
En este trabajo se describe el desarrollo de un sistema wearable para el monitoreo en tiempo real de pacientes pediátricos con cardiopatías congénitas. El dispositivo está compuesto por un sistema de adquisición ubicado en el pie del paciente, que obtiene la onda de fotopletismografía (PPG), la saturación de oxígeno, la temperatura y la frecuencia cardiaca para su posterior transmisión por medio de la red GSM a un servidor web que permita la supervisión del paciente de manera remota desde la entidad prestadora de salud; llevando así un proceso de supervisión en la recuperación de estos pacientes.
Acceso abierto
Herramienta Metodológica de Evaluación para la Incorporación de Dispositivos Médicos para Instituciones de Salud de Medellín
(Universidad EIA, 2019) Lizcano Jaramillo, Paula Andrea
La incorporación de tecnologías médicas es un procedimiento direccionado al aumento de la calidad y la eficiencia de la prestación de los servicios de salud, por medio del uso de innovaciones tecnológicas. Uno de los procedimientos para la incorporación de dispositivos médicos son las evaluaciones de tecnología, las cuales incluyen un proceso científico y multidisciplinario que contribuye a la toma de decisiones, proporcionando un análisis comparativo entre los desenlaces positivos y negativos que pueda tener una intervención o un determinado dispositivo médico, a través de la implementación de estudios científicamente comprobados. Actualmente, existen organizaciones alrededor del mundo especializadas en los procedimientos de evaluación de tecnología en salud, cuya finalidad es brindar la suficiente información relacionada con tecnologías poco seguras, ineficaces o costosas, además de identificar aquellas que son adecuadas, contribuyendo a realizar correctas adquisiciones de dispositivos y equipos médicos para el sector salud. El planteamiento del proyecto surgió debido a las debilidades en la implementación y ejecución de los proceso de evaluación de tecnología en salud a nivel hospitalario, en instituciones de salud de la ciudad de Medellín. Adicionalmente, el desarrollo de las metodologías existentes tiene un enfoque a nivel gubernamental, por lo que la adaptación en instituciones es compleja. Sus estudios han sido centrados en la industria farmacológica y en un menor grado para el sector de los dispositivos y equipos médicos. Por lo tanto, en este trabajo se desarrolló una herramienta metodológica de evaluación que contribuye a la toma de decisiones, por medio del análisis de criterios de evaluación aplicados a instituciones de salud de Medellín, bajo la línea de informes de medicina basada en la evidencia. El proyecto fue ejecutado en tres etapas. En la primera etapa, se llevó a cabo una revisión bibliográfica para identificar organizaciones que realizan procesos de evaluación y las metodologías implementadas en otros países, se caracterizaron y seleccionaron los criterios de evaluación que se adaptaban a la herramienta planteada a nivel hospitalario. En la segunda etapa, se planteó la solución de los criterios seleccionados y posteriormente se realizó la estructura del documento metodológico de evaluación para plasmar los resultados de las evaluaciones. Como producto anexo a la herramienta metodológica, se diseñó una plataforma web para que los gerentes de los hospitales puedan acceder a los procesos de evaluación de tecnología a distancia. En la tercera etapa, se realizó un proceso de validación de la herramienta a través de un formulario tipo encuesta y la implementación de la técnica de consenso de expertos. El análisis de los resultados fue a través del método de correlación y confiabilidad, por medio del análisis estadístico de Alpha Cronbach. Los resultados obtenidos, demostraron la aceptabilidad de la herramienta metodológica de evaluación. Durante el proceso de evaluación los expertos admitieron los criterios de evaluación para ser aplicados a instituciones de salud. La implementación de la plataforma web, demostró que es un instrumento útil para los procesos de evaluación para hospitales. Dentro de la validación, los evaluadores realizaron recomendaciones como: mejorar la apariencia de la plataforma web o mejorar el proceso de obtención de resultados. En conclusión, las metodologías de evaluación aplicadas a dispositivos médicos son un factor importante durante el proceso de tomada de decisiones y las cuales deben ser implementadas con mayor rigurosidad en hospitales y clínicas, para crear mejoras en los procedimientos de incorporación de nuevas tecnologías o ya existentes, y dar cumplimiento a estándares de calidad Palabras clave: evaluación de tecnología en salud, toma de decisiones, criterios de evaluación, dispositivos médicos, herramienta metodológica.
Acceso abierto
Dispositivo de viscoelasticidad variable para la simulación de la biomecánica respiratoria
(Universidad EIA, 2021) Gómez Schrader, Nicolás; Montoya Goéz, Yesid; Ospina Muñoz, Walter
Actualmente se conoce como viscoelasticidad o elasticidad imperfecta, aquella característica que tienen algunos materiales al resistir diferentes situaciones de esfuerzo. A pesar de que, en su mayoría de materiales de diseño, muestran tener un comportamiento lineal, estos materiales muestran no tener respuestas lineales respecto a una señal de la carga o la deformación que se aplique. Esta característica ha tomado mucho interés desde diversas disciplinas de investigación como lo es entender los tejidos biológicos. Un principal aspecto al estudiar el aparato respiratorio es su distensibilidad, esta característica se encarga de caracterizar y diagnosticar parte del funcionamiento pulmonar. En la actualidad comúnmente las patologías que se relacionan con la resistencia de tejidos, se diagnostican utilizando únicamente la distensibilidad pulmonar como herramienta de comprensión, a pesar de conocer la importancia de mantener los comportamientos que tienen estos tejidos. Por otra parte, en la actualidad existen diversas herramientas para evaluar el aparato respiratorio (Jiménez & López, 2018). Sin embargo, muchas de estas herramientas son aproximaciones centradas en evaluar la mecánica del pulmón, las fuerzas hísticas en el aparato respiratorio y su comportamiento viscoelástico (Gattinoni et al., 2016; Jiménez & López, 2018; Suki et al., 1994). No obstante, el estudio de sus propiedades elásticas y viscosas por separado ha sido escaso (Navajas et al., 1995). Estas últimas, son objeto de estudio, ya que son un componente principal de la matriz extracelular que permiten al pulmón tener características únicas que incluyen patrones de fluencia y de relajación (Birzle & Wall, 2019). Adicionalmente, el comportamiento viscoelástico del pulmón se ve afectado por diversas patologías. Como, por ejemplo, el enfisema pulmonar y el asma los cuales tienen un efecto negativo en la histéresis del pulmón (Navajas et al., 1995). Por lo que, evaluar las propiedades elásticas y viscosas del pulmón tendría un impacto positivo en los profesionales del área adquiriendo mayor conocimiento de ese fenómeno y permitiendo así menor sesgo en el tratamiento en pacientes con complicaciones asociadas (Kononov et al., 2001; Protti & Votta, 2018). Teniendo en cuenta todo lo anterior, se diseñó y fabricó un prototipo de un dispositivo mecánico capaz de simular y caracterizar eventos viscoelásticos, para su uso en un simulador de la mecánica respiratoria. Este prototipo aporta la posibilidad de simular las propiedades viscoelásticas del pulmón, reproducir curvas de relajación al ser sometido en pruebas de ventilación mecánica y reporta curvas de presión contra tiempo; todo esto de manera rápida y sin tener que dañar el prototipo ni utilizar experimentación in vivo. Por otra parte, este prototipo podría mejorar el entendimiento de este fenómeno sirviendo como una aproximación experimental de los comportamientos viscoelásticos. Finalmente, se evaluó un modelo para interpretar las curvas de presión contra tiempo obtenidas del prototipo y las variables obtenidas del modelo se compararon con las reportadas en literatura, teniendo en consideración como las pruebas de contraste de Kolmogórov-Smirnov. Por lo tanto, el prototipo y el modelo muestran un prometedor potencial para evaluar el comportamiento viscoelástico del pulmón.
Acceso abierto
Andamios para cultivo de células productoras de insulina.
(Universidad EIA, 2021) Sánchez Cardona, Yesenia; Londoño López, Martha Elena; Echeverri Cuartas, Claudia Elena; Rocío Moreno, Natalia
La diabetes se ha convertido en un problema a nivel mundial, no solo por su mortalidad, incidencia y prevalencia. sino por las complicaciones de salud, que recaen sobre las personas que la padecen, afectando su calidad de vida, empeorando su condición y aumentando los riesgos de discapacidad. Actualmente existen 463 millones de diabéticos adultos en el mundo y 1,1 millones de niños y adolescentes menores de 20 años. Se espera que la cifra de adultos diabéticos aumente a 700 millones para 2045 (International Diabetes Federation (FID), 2019). Se han identificado varios tipos de diabetes, siendo las más comunes y prevalentes la diabetes mellitus tipo 1 y tipo 2. En estas se ven afectadas las células β disminuyendo la masa celular en un 70-100 % en la primera y de un 10-64 % en la segunda. En la actualidad se han utilizado varios materiales de origen naturales o sintéticos para elaboración de andamios con el fin de aumentar la replicación de estas células preexistentes o mejorar su función in vivo e in vitro (Saik-kia K. Goh et al., 2013). Sin embargo, la mayoría de estos andamios no imitan la complejidad de la composición y estructura de la MEC pancreática, no favorecen las adhesiones focales y las interacciones célula-célula o célula -material. Por lo cual aún sigue siendo un problema complejo mantener estas células en cultivo debido a sus complejos mecanismos de regulación, su dependencia de oxígeno, la arquitectura de su entorno nativo, el trasporte de nutrientes y la baja tasa de proliferación in vivo e in vitro (Cheng et al., 2011). Se prepararon andamios en diferentes proporciones en peso de quitosano (Q), gelatina (Ge) y alcohol polivinílico (PVA) mediante ciclos de congelación-descongelación y liofilización, para su uso en el cultivo de células β. Una vez obtenida los andamios se implementaron técnicas de caracterización como FTIR, SEM, porosidad, degradación y velocidad de hinchamiento. La resistencia a la compresión de los andamios de mezclas ternarias (Q/Ge/PVA) mejoró en comparación con los andamios de mezcla binaria (Ge / PVA); se observó un aumento en el módulo de Young y en la resistencia a la compresión con el aumento de la proporción en peso de la gelatina. La resistencia a la compresión más alta alcanzó los 101,6 Pa. Todas las muestras tuvieron una buena estructura de red tridimensional. El porcentaje de porosidad de las mezclas ternarias fue superior al 80 %, mientras que en los controles la porosidad varió entre 55,6 ± 9,6 – 90,6 ± 1,5 %. Las microestructuras están interconectadas con micro y macroporos que se distribuyen uniformemente en la superficie y la distribución del tamaño de diámetros de poros en las mezclas ternarias fue (0,6 - 265 μm) y en los controles (0,8 -248 μm). Se presentaron diferencias significativas (p<0,05) en las mezclas ternarias comparadas con los controles en cuanto a la distribución de diámetros de poros. Los andamios de mezclas ternarias presentaron tasas controlables de pérdida de masa en comparación con los andamios de mezclas binarias. La capacidad de hinchamiento de las muestras aumentó con el aumento de la proporción en peso de quitosano. Los andamios de quitosano, gelatina, PVA mostraron una leve citotoxicidad para las células BRIN-BD11. Por lo tanto, estos andamios muestran un potencial prometedor para mejorar la viabilidad de las células β in vitro
Acceso abierto
Dispositivo vestible inteligente para la generación de alertas tempranas de eventos cardiovasculares de riesgo
(Universidad EIA, 2022) Patiño Zambrano, Cristhian Felipe; Torres Villa, Róbinson Alberto
RESUMEN: Los sistemas basados en sensores corporales de bajo costo y dispositivos vestibles en los últimos años han abierto nuevos campos de investigación en el área de la atención en salud inteligente y portátil, considerándolas tecnologías que pueden solventar la falta de herramientas guiadas a una monitorización, detección temprana y seguimiento remoto de enfermedades cardiovasculares (ECV). Las ECV son la principal causa de muerte en todo el mundo, por esta razón, existe una creciente demanda de sistemas asequibles y confiables para detectar a tiempo estas enfermedades, que pueden implicar complicaciones graves de salud o incluso la muerte. Este trabajo presenta el diseño de un dispositivo portátil eficaz para generar alertas tempranas ante la detección de eventos cardiovasculares de riesgos utilizando un sistema programable de bajo consumo, la medida de variabilidad de la frecuencia cardiaca (HRV) junto con los índices temporales calculados en periodos de ultracorto plazo y modelos de clasificación basados en aprendizaje automático, entrenados en el ordenador a partir de 11 características extraídas de señales disponibles en Physionet. El entrenamiento consta de 80% del total de datos y la prueba del 20% restante. Se implementa un sistema de alertas tempranas para monitorear la señal de electrocardiografía del usuario, por esta razón, la evaluación de precisión del dispositivo final se lleva a cabo por medio de un simulador de pacientes Fluke MPS450 que emula las condiciones normales de la señal a diferentes frecuencias cardiacas y 36 tipos de enfermedades cardiovasculares entre las que se encuentran 9 tipos de arritmias supraventriculares, 9 tipos de arritmias prematuras, 13 tipos de arritmias ventriculares y 5 tipos de trastornos de conducción cardiaca. Cuatro algoritmos de clasificación implementados en el dispositivo discriminan una condición sana de un evento cardiovascular de riesgo con una precisión de 92.5% para el modelo de DecisionTree, 89.5% para el modelo GaussianNB, 98.6% para el SVM y 92.5% para RandomForest. Lo que implica la viabilidad y aplicabilidad de algoritmos inteligentes en dispositivos de baja capacidad para generar alertas tempranas ante una enfermedad cardiovascular.
Acceso abierto
Herramienta tecnológica para la práctica de Boccia
(Universidad EIA, 2022) Muñoz Romero, Manuela; Sánchez Ocampo, María Manuela
RESUMEN: Boccia es un deporte paralímpico practicado por personas con parálisis cerebral o distrofias musculares severas, es practicado a nivel internacional y requiere un alto grado de precisión y estrategia contando con la necesidad de un entrenamiento constante. Debido a diversos problemas demográficos y económicos, es común que los deportistas no puedan asistir a las prácticas de Boccia con la frecuencia necesaria. De esta manera, se desarrolló una herramienta en realidad virtual que permita la práctica del deporte de Boccia, desde casa sin la necesidad de un gran escenario deportivo basada en el análisis biomecánico de 4 deportistas de Boccia. Para esto, se realizó un análisis biomecánico del gesto deportivo de Boccia, y se definieron los requerimientos esenciales para la implementación de la herramienta. Posteriormente, se realizó el diseño del espacio tridimensional, la implementación de las características del deporte, teniendo en cuenta los requerimientos definidos y se realizó la integración de la interfaz de realidad virtual Meta Quest 2, con la cual se puede interactuar con la herramienta. Por último, se realizaron los análisis biomecánicos utilizando la herramienta y sin esta para verificar la similitud entre el ambiente real y la herramienta de realidad virtual. La herramienta desarrollada permite que los deportistas de Boccia, puedan practicar el deporte desde sus hogares, fortaleciendo sus habilidades de estrategia, precisión, fuerza y coordinación de manera similar a la realidad. Por lo tanto, se eliminan las limitaciones para la práctica del deporte en casos como, impedimentos para el desplazamiento al sitio de práctica, mal clima o si no cuentan con un espacio adecuado para la práctica de éste en sus casas, todo esto, bajo una experiencia inmersiva interactiva que además, los va a motivar a continuar con la práctica constante del deporte.
Acceso abierto
Indicador biomecánico de limitación articular enfocado a la prevención de lesiones en futbolistas
(Universidad EIA, 2023) Calderón López, Diego Alejandro; Montoya Góez, Yesid; Ángel López, Juan Pablo
RESUMEN: el fútbol es un deporte ampliamente popular y practicado en todo el mundo, y como tal, ha despertado un gran interés en la investigación, especialmente en el ámbito de la prevención de lesiones. A pesar de los avances notables en la prevención de lesiones, como protocolos de entrenamiento y mejoras en el equipamiento deportivo, las lesiones siguen siendo una preocupación constante en este deporte. En particular, las lesiones sin contacto se han convertido en un foco importante de investigación debido a su alta incidencia en las estadísticas de lesiones deportivas. Este trabajo de investigación se propuso desarrollar un indicador biomecánico basado en variables cinéticas y cinemáticas. La metodología se basó en la colaboración con un equipo de fútbol en Medellín, donde se seleccionaron ejercicios específicos para el análisis. Se establecieron protocolos para la colocación de marcadores y electrodos electromiografía superficial con el objetivo de evaluar a las deportistas. Los resultados obtenidos permitieron la creación de un indicador biomecánico que mostró su capacidad para identificar posibles anormalidades en las variables cinéticas y cinemáticas en articulaciones de rodilla y tobillo. La utilidad de este indicador radica en su capacidad para detectar de manera temprana factores de riesgo que podrían predisponer a los deportistas a lesiones. Esta información es fundamental para el cuerpo médico del club, ya que podría desarrollar planes de intervención personalizados y eficaces.
Acceso abierto
Tira reactiva basada en nanopartículas de carbono (CNPs) para la detección de una biomolécula modelo
(Universidad EIA, 2023) Moncada Barrera, Manuel Santiago; Jaramillo Grajales, Marisol; Cano Quintero, Juan Bernardo
RESUMEN: en el continuo intento porque las tiras reactivas sean un método cuantitativo, y teniendo en cuenta que la sensibilidad y rendimiento del dispositivo puede verse afectada por el reportero visual o etiqueta que se utiliza, se han propuesto tiras reactivas basadas en nanopartículas de carbono (CNPs). Lo anterior, debido a que frente a las etiquetas clásicas utilizadas como las nanopartículas de oro (AuNPs), enzimas y nanopartículas magnéticas, entre otras, las CNPs poseen características de baja toxicidad, mayor facilidad de síntesis, exposición de grupos funcionales en su superficie sin ningún pretratamiento y excelentes propiedades fluorescentes, pudiendo mejorar en gran medida la sensibilidad analítica de las tiras reactivas y ofreciendo mayores ventajas. Por tanto, en este trabajo se sintetizaron CNPs a partir de ácido cítrico (AC) y etilendiamina (EDA) usando una metodología de síntesis asistida por microondas; lo anterior, variando las proporciones en volumen de AC y EDA, y la potencia del microondas, de acuerdo con lo que indicaba un diseño experimental de mezclas previamente planteado en el software Minitab. Para confirmar la presencia de CNPs, todos los puntos del diseño experimental se caracterizaron por espectroscopia UV-Vis, espectroscopia de fluorescencia, espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), dispersión dinámica de luz (DLS) y potencial ζ. Luego para los puntos del diseño experimental de mezclas en que hubo presencia de CNPs se calculó la masa obtenida de la reacción y el rendimiento cuántico, con estos resultados y las mediciones del potencial ζ se utilizó la herramienta de optimización que brinda el software Minitab y se encontró que los valores óptimos de AC, EDA y potencia son 1,69 mL, 0,81 mL y 600 W, respectivamente. Se continuó trabajando con las CNPs del diseño experimental de mezclas sintetizadas con 1,875 mL de AC y 0,625 ml de EDA a una potencia de 600 W, ya que los valores de AC, EDA y potencia eran los más cercanos a los valores óptimos encontrados; estas CNPs tuvieron un rendimiento promedio de la reacción de 95,2 mg, un rendimiento cuántico promedio de 18,7 % y un potencial ζ promedio de -24,71 mV, además, se caracterizaron mediante micrografía electrónica de transmisión (TEM) que evidenció estructuras cristalinas con una apariencia amorfa y un tamaño menor a 10 nm. Más adelante, estas CNPs, concentradas a 1000 ppm, se conjugaron mediante el método de la carbodiimida con anticuerpos para albumina de suero bovino (anti-BSA) a una concentración final de 1 μg/mL. A continuación, los CNPs-antiBSA se inmovilizaron sobre una membrana de nitrocelulosa a través de una estrategia por adsorción y una estrategia por enlace covalente; finalmente se apagó la fluorescencia de los CNPs-antiBSA inmovilizados usando óxido de grafeno (OG) a una concentración de 25 y 50 ppm, y de esta manera se obtuvieron tiras reactivas de apagado – encendido. La tira reactiva desarrollada mantuvo su fluorescencia apagada cuando se sumergió durante 15 min en solución tampón fosfato salina (PBS) y su fluorescencia se encendió cuando se sumergió en PBS con presencia de albumina de suero bovino (BSA) a una concentración mayor a 0,1 μg/mL.
Acceso abierto
Sistema para procesamiento de señales de electromiografía de superficie con posible aplicación en el control de órtesis para rehabilitación de codo
(Universidad EIA, 2023) García Arrunátegui, María Fernanda; Torres Villa, Róbinson; Montoya Góez, Yesid
RESUMEN: la articulación del codo es fundamental para la funcionalidad de las extremidades superiores. Después de una lesión en esta área, es común que se formen adherencias que limitan la amplitud de los movimientos y pueden afectar la recuperación del paciente. De esta problemática se ha derivado el desarrollo de dispositivos ortopédicos, los cuales desempeñan un papel importante en la rehabilitación de trastornos de la articulación del codo; sin embargo, estos dispositivos de movilización tienen limitaciones, como costos altos, falta de adaptación al cuerpo del paciente, además de ser incómodos y pesados. En Colombia, estos dispositivos no permiten la realización continua de ejercicios activos y activo asistidos de manera continua y debe ejecutarse manualmente, por lo cual se puede poner en riesgo la recuperación del paciente. De acuerdo con lo anterior, ha surgido la necesidad de cuantificar la resistencia requerida para oponerse al movimiento en los ejercicios activos y reconocer los patrones de movimiento del paciente para su asistencia en los activos asistidos, lo cual se ha logrado con la electromiografía de superficie (sEMG), una señal muy utilizada en el campo de la rehabilitación. En este trabajo, se desarrolló un sistema vestible y flexible para la adquisición y caracterización de las señales de sEMG, que puede ser usado en el futuro, para el control y la realimentación de una órtesis para rehabilitación de codo, mediante la combinación de elementos de hardware y firmware en un sistema embebido. Para lograr lo anterior, se adaptó la metodología de diseño divergente - convergente de Ogrodnik para el diseño del sistema. Posteriormente, se realizó la adquisición, caracterización, teniendo en cuenta análisis en el dominio del tiempo y frecuencia, y clasificación de las señales de sEMG según el tipo de movimiento (flexo extensión, prono supinación y basal) y la carga levantada (0 kg, 1 kg, 2 kg) tomando datos de 37 personas para entrenar el modelo a través de un sistema de adquisición flexible diseñado. Se implementó el modelo de machine learning (árbol de decisión) en un sistema embebido (Teensy 4.0) y se evaluó el desempeño del sistema en cuanto a la clasificación de carga y tipo de movimiento. Se determinó que el sistema para la adquisición y caracterización de las señales de sEMG puede adaptarse a la anatomía de cualquier paciente, tiene un accuracy del 97 % para clasificación de tipo de movimiento y del 63.17 % para la carga.
Sólo datos
Evaluación de la microcirculación sublingual por pletismografía
(Universidad EIA, 2023) Uribe Acevedo, Rafael Ignacio; Torres Villa, Robinson Alberto; Montoya Goez, Yesid
RESUMEN: la sepsis es un problema de salud pública y una de las principales causas de muerte en el mundo. Actualmente su diagnóstico se basa en identificar el deterioro de la función basal de al menos un órgano lo cual da por sentado el establecimiento de la disfunción orgánica antes de realizar su diagnóstico. Debido a que uno de los mecanismos involucrados en la etiología de la disfunción orgánica es la alteración de la perfusión y previo a esto de la microcirculación, no es de extrañar el protagonismo que viene cobrando la evaluación de la microcirculación sublingual en pacientes con sepsis. La herramienta actualmente más aceptada para este propósito es la videomicroscopia, pero los costos y dificultades operativas que implica su utilización son algunas de las causas que han limitado su uso. Este trabajo plantea desarrollar un dispositivo que evalúe la microcirculación sublingual a partir de la señal de pletismografía y permita a futuro establecer un método más sencillo de utilizar y económico. Se utilizó la metodología divergente-convergente; la búsqueda bibliográfica corroboró la utilidad de la microcirculación en sepsis y a través de una matriz de evaluación se definió la fotopletismografía (PPG) como técnica a utilizar. Se eligió un sensor de PPG con LEDs rojo, infrarrojo y verde, para el cual se construyó un prototipo físico que lo integrara, permitiera su uso en cavidad oral y adquiriera la señal de la cara ventral de la lengua. Se realizaron 2 experimentos en una muestra de 31 sujetos, el primero demostró la alteración en la derivada de PPG de luz verde al ejercer presión sobre el sensor ubicado en el pulpejo del cuarto dedo de la mano con lo cual se concluyó que la luz verde evaluaba la microcirculación en los capilares más superficiales. El segundo utilizó la luz verde para evaluar la microcirculación sublingual a través de 15 características y cuyos resultados se reportan a través de sus medianas: amplitud máxima promedio flujo verde (0,00004 V/s), amplitud mínima promedio flujo verde (-0,00007 V/s), valor RMS flujo verde (0,00002 V/s), valor RMS del flujo verde ajustado (0,00014 V/s), Índice de perfusión PPG luz verde (1,519 %), pico máximo del espectro flujo verde (0,00866 dB/Hz), pico menor del espectro flujo verde (0,00179 dB/Hz), razón entre pico máximo y menor del espectro flujo verde (0,2307), posición en X centroide del espectro flujo verde (0,9766 Hz), posición en Y centroide del espectro flujo verde (0,00139 dB/Hz), posición en X centroide ajustado del espectro flujo verde (0,3516 Hz), posición en Y centroide ajustado del espectro flujo verde (0,00076 dB/Hz), AUC pico menor del espectro flujo verde (0,00017 dB), AUC pico máximo del espectro flujo verde (0,00077 dB), razón entre área bajo la curva de los picos menor y máximo (0,2466). Estos datos pueden ser asumidos como referencia de una muestra de población sana para futuros trabajos y soportan a la fotopletismografía por medio de la longitud de onda de la luz verde como un método útil para evaluar la microcirculación.

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Examinando Maestría en Ingeniería Biomédica por Fecha de publicación

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