Ingeniería Electrónica
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Item Diseño e implementación de un sistema inalámbrico de detección y alerta de fibrilación auricular en pacientes postrados en cama(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2016-06-27) Vásquez Cahua, Alvaro Enrique; Toledo Ponce, EduardoLa Fibrilación Auricular es la arritmia más comúnmente diagnosticada en la práctica clínica. Consiste en la actividad anárquica de las aurículas del corazón, lo cual genera ritmos irregulares en el corazón. Si esta arritmia no es diagnosticada a tiempo, puede acarrear consecuencias potencialmente letales; unas de sus repercusiones más peligrosas son los mortales ataques cerebrales. Sin embargo, esta arritmia suele presentarse asintomática, y en la mayoría de los casos no es detectada de manera precoz. Los métodos de diagnóstico utilizados en Instituciones de Salud a nivel nacional carecen de un sistema de monitoreo continuo y alerta de detección de estas arritmias. El presente trabajo de tesis consiste en el diseño e implementación de un sistema capaz de realizar la adquisición de una derivación de la señal electrocardiográfica de pacientes en estado de postración, vulnerables al desarrollo de fibrilación auricular, y que pueda analizar características anómalas de esta señal atribuibles a esta arritmia y emitir una alerta al médico de cabecera del paciente advirtiendo dicha ocurrencia utilizando tecnología celular. El sistema desarrollado consiste en un circuito de adquisición y acondicionamiento de la señal ECG, de un sistema de detección de fibrilación auricular basado en la irregularidad de los intervalos RR, de la digitalización de la señal ECG, de un sistema de alerta de fibrilación auricular así como un botón de alerta que el usuario podrá accionar para advertir alguna molestia; asimismo, comprende de un sistema de comunicación inalámbrica vía Bluetooth con un Smartphone y la aplicación desarrollada en Sistema Operativo Android que mandará ejecutar las acciones de envío de SMS, de la generación de una imagen con la señal ECG en el momento de la detección, así como de adjuntar dicha imagen en una ventana de correo electrónico dirigida hacia el médico encargado de analizar dicha señal. Para poder expresar cuantitativamente los ritmos irregulares durante la fibrilación auricular con el algoritmo implementado, se hizo uso de las bases de datos de Physionet. Del mismo modo, las pruebas de funcionamiento del sistema íntegro se realizaron con el Simulador de Pacientes TechPatient de He Instruments, con el que se simularon señales ECG con ritmo sinusal normal, así como con fibrilación auricular y otras arritmias.Item Desarrollo de un dispositivo de electroestimulación muscular para el entrenamiento y fortalecimiento de fibras musculares(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2014-06-27) Apéstegui Arriola, Aarón Marcial; Toledo Ponce, EduardoEl objetivo de este trabajo de tesis es el desarrollo de un dispositivo de electroestimulación muscular portátil, ligero y de bajo costo, que permita complementar el entrenamiento físico voluntario y tonifique las fibras muscularesItem Diseño y desarrollo de una interfaz de comunicación entre smart card y pc para identificación sanitaria(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2014-06-09) Rodriguez Villarroel, Arnold Luis; Toledo Ponce, EduardoEn la actualidad, en el Perú, las instituciones de salud almacenan las historias clínicas en grandes y desorganizados archivos cuyo acceso no es fácil ni oportuno. Asimismo, toda la información queda disponible sólo para el personal asistencial de dicho establecimiento de salud, sin poder ser compartida con otras entidades prestadoras de este servicio. En este contexto existe la necesidad de contar con un dispositivo físico portable que almacene la información básica sobre la historia clínica de un paciente. Las smart cards, para el área de salud, almacenan estos datos y evitan los problemas actuales, como el desvío de medicamentos, la demora de la admisión en las instituciones de salud; además, de estar disponible en situaciones de emergencia en donde es de vital importancia conocer datos como grupo sanguíneo, alergias u otro dato relevante. El presente trabajo tiene como objetivo el diseño y desarrollo de una interfaz de comunicación entre smart card y PC para identificación sanitaria. Para ello, se desarrolló el hardware y software necesario que permitió leer y escribir los datos clínicos en la tarjeta inteligente. El hardware desarrollado permite la comunicación con la smart card; además, de la comunicación con la PC. El software desarrollado, para la interfaz gráfica de usuario, además de permitir la gestión de los datos almacenados en la smart card, se comunica con una plataforma de base de datos la cual almacena las tablas de consulta que se basan en estándares internacionales de interoperabilidad semántica, los datos del paciente como soporte de información y usuarios del sistema como personal de admisión, especialistas en salud y administradores del sistema. Según las pruebas realizadas, se logró almacenar y leer los datos clínicos en la smart card, la gestión de los mismos desde la interfaz gráfica de usuario, el funcionamiento adecuado de las herramientas del sistema para los diferentes tipos de usuarios y, finalmente, la comunicación con la base de datos almacenada en un servidor.Item Desarrollo de un dispositivo para terapia t́érmica superficial con control digital, basado en el principio Peltier(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2014-02-07) Medina Pérez, Alfredo; Toledo Ponce, EduardoEl presente asunto de estudio contempla el desarrollo de un dispositivo para terapia térmica superficial con el cual se puedan realizar terapias con calor y con frío, teniendo como elemento constructivo principal a la celda Peltier, la cual es un dispositivo termo - electrónico que, dependiendo de la polaridad e intensidad con que se alimenta, produce una diferencia de temperatura entre sus caras, efecto que será utilizado para los fines del presente proyecto. Para conocer más acerca de la Terapia Térmica se investigó sus efectos fisiológicos, terapéuticos, sus indicaciones y contraindicaciones, los tipos de agentes que las componen y las tecnologías más utilizadas actualmente tanto en el ámbito local como mundial. Se investigó también las aplicaciones actuales más comunes e innovadoras donde podemos encontrar el efecto Peltier, las mismas que sirvieron de base para plantear los bloques que componen el sistema. Para el desarrollo del dispositivo lo primero que se seleccionó fue la celda Peltier adecuada, de acuerdo a los requerimientos necesarios, luego, en base a las características de la misma, se seleccionó el sensor de temperatura y la forma de control digital a emplear, la cual fue implementada en un microcontrolador adecuado a los requerimientos del sistema. La etapa de potencia fue seleccionada de acuerdo a la forma de control elegida. Para que el usuario pueda introducir los parámetros de control se diseñó una interfaz amigable y sencilla. El calor generado en la cara caliente de la celda Peltier es menguado por medio de un bloque de disipación compuesto por un disipador y un ventilador, correctamente seleccionados para evitar que la celda Peltier se degrade rápidamente. Luego del diseño y la habilitación de cada uno de los subsistemas que componen el dispositivo se procedió a realizar las pruebas en conjunto, realizando pruebas operativas en vacio y sobre la piel, logrando controlar la temperatura de la forma planteada inicialmente.Item Estudio de las causas de pérdida de calibración de equipos de terapia con ultrasonido utilizados en rehabilitación(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2013-11-29) Aguila Gonzales, Anthony Richard del; Toledo Ponce, EduardoActualmente el ultrasonido es una técnica de rehabilitación muy usada en distintos lugares del mundo para tratar personas que han sufrido algún tipo de lesión tisular. Este tipo de terapia ha ganado prestigio debido a la practicidad de su uso y por sus buenos resultados a causa de los efectos mecánicos (micromasaje) y térmicos que estimulan el metabolismo y la reparación de los tejidos afectados. Sin embargo, estos equipos tienen una desventaja: en algunas ocasiones pierden la calibración sin tener mucho tiempo de uso, esto quiere decir que los equipos pueden emitir una potencia mayor, originando que el paciente tenga algunas molestias o pueda sufrir una leve quemadura; o una potencia menor, lo cual no generaría el calor necesario para que se realice la rehabilitación con éxito. En el presente estudio se analizan equipos de ultrasonido analógicos en vez de equipos digitales, esto se debe a que en esta clase de equipos, las etapas son muy parecidas, con lo cual se puede generalizar el estudio para varios equipos. Primero se analiza el diagrama de bloques del equipo de ultrasonido, se eligen las etapas que van a ser estudiadas teniendo como criterio si éstas tienen relación directa con la señal de salida o no. Luego por cada etapa se elige un elemento crítico el cual es el más importante dentro del circuito y el más susceptible a error. A continuación se prueban los circuitos funcionando correctamente y luego se prueban con variaciones las cuales dependen del elemento crítico elegido. Por último se concluye si la etapa analizada puede influir en la potencia de salida del equipo y por ende llevarlo a perder la calibración. Según el estudio realizado, las etapas de oscilación, digitalización y amplificación pueden llevar a la pérdida de calibración del equipo; la etapa de Modo Pulsado no influye en la pérdida de calibración; sin embargo, una falla en esta etapa puede perjudicar al paciente si se le trata con una intensidad mayor a la recomendada. En el transductor se encontraron fallas principalmente mecánicas y también fallas causadas por mala manipulación del usuario.Item Desarrollo de un sistema para la evaluación de la actividad muscular mediante electrodos de superficie(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2013-09-16) Córdova Ricapa, Fernando; Toledo Ponce, EduardoEn la actualidad, en el Perú, no existe una gran difusión acerca de la electromiografía ni a todos los posibles usos que se le puede dar a esta ciencia. La electromiografía es usada clínicamente en el diagnóstico de enfermedades neuromusculares, tales como falta de fuerza, retraso en el desarrollo motor, trastorno de lenguaje, alteraciones ortopédicas, entre otras. Por otro lado es usada en el análisis biomecánico de deportistas, para mejorar su rendimiento deportivo, o en la rehabilitación para personas con cierto tipo de lesiones. El presente trabajo tiene como objetivo desarrollar un sistema que sea capaz de adquirir las señales electromiográficas que se generan durante la actividad muscular mediante el uso de electrodos de superficie. El sistema desarrollado tiene la capacidad de adquirir señales EMG de las extremidades superiores (bíceps, tríceps, flexor del antebrazo) e inferiores (gemelos). Este sistema cuenta con una etapa de adquisición de las señales bioeléctricas, una etapa de acondicionamiento de las señales y finalmente, una etapa de digitalización y comunicación con la PC, en donde se visualizarán las señales obtenidas en una escala temporal a través de una interfaz desarrollada. De las pruebas realizadas al sistema, se hizo posible notar una diferencia en el comportamiento de la señal EMG debido a parámetros como el tipo de contracción, tipo de músculo, peso con el que se realiza el ejercicio y el individuo al cual se le practican los ensayos.Item Diseño y desarrollo de un sistema para la visualización de parámetros bioenergéticos: ritmo cardiaco, cuenta pasos y calorías(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2013-05-29) Kang Cabrera, Ho-Seok Antonio; Toledo Ponce, EduardoDebido a la gran problemática que existe actualmente en el Perú y el mundo con respecto a la inactividad física, se desarrolló un dispositivo portátil capaz de mostrar algunos parámetros bioenergéticos como ritmo cardiaco, zona de entrenamiento y calorías consumidas. Su objetivo es brindar un apoyo a las personas que requieren ejercitarse de una forma específica; como las personas con sobrepeso que requieren reducir la grasa corporal, los pacientes cardiacos que no deben sobrepasar cierta frecuencia cardiaca y los adultos mayores que no deben perder su capacidad motora. El dispositivo desarrollado tiene la capacidad de calcular los parámetros antes mencionados gracias a que combina las características de un podómetro y un medidor de ritmo cardiaco. Cabe mencionar que actualmente no existe algún aparato con tales prestaciones. El dispositivo consta de un sistema de adquisición, un sistema de control y un sistema de visualización. En el sistema de adquisición, un sensor de aceleración se encarga de captar la señal para el podómetro y tres electrodos se encargan de captar la señal del corazón. Ambas señales son acondicionadas antes de pasar al sistema de control donde un microprocesador las evalúa y realiza los algoritmos respectivos para calcular los parámetros bioenergéticos. Por último, el sistema de visualización es el encargado de mostrar dichos parámetros al usuario. Es necesario añadir que para calcular los parámetros con mayor precisión, se utilizan algunos datos ingresados por el usuario, tales como su edad, su peso y su longitud de zancada. Según las pruebas realizadas, se logró obtener margen de error menor al 3%, cumpliendo así con el objetivo de precisión propuesto. Se espera que en un futuro sea implementado y utilizado por las personas.Item Diseño de una plataforma dinamométrica para el cálculo del centro de presiones utilizando galgas extensiométricas(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2012-09-19) Olivera Oliva, Ruth; Toledo Ponce, EduardoLa importancia del estudio de la estabilidad y de la marcha o caminar de una persona ha originado que se desarrollen diversas tecnologías para su análisis y evaluación clínica. Con el paso del tiempo, las técnicas y dispositivos empleados han ido mejorando a tal punto que hoy en día existen empresas y laboratorios que se dedican únicamente a su diseño y fabricación. Tanto la marcha como estabilidad presentan parámetros que permiten a los médicos especialistas conocer si un paciente presenta alteraciones en el sistema nervioso, alguna patología o identificar otros posibles factores. Con el empleo de herramientas existentes, estas alteraciones podrían ser detectadas de manera más rápida y adecuada; con ello, si es necesario, iniciar un tratamiento al paciente y realizar un control sobre cómo es que va evolucionando hasta que logre su recuperación; o en todo caso verificar si el tratamiento que sigue es el adecuado. Estas tecnologías han sido desarrolladas desde hace muchos años; sin embargo, en nuestro país son escasas las instituciones que cuentan con algunos de estos sistemas debido a los elevados costos que presentan. Por lo descrito anteriormente, el objetivo principal de la presente tesis es el diseño de una plataforma dinamométrica de bajo costo, la cual permitirá calcular la fuerza que ejerce una persona sobre la plataforma y así se obtenga información sobre algunos parámetros asociados a la marcha y estabilidad de una persona. La plataforma emplea galgas extensiométricas como sensores, los cuales requieren una etapa de acondicionamiento para que puedan ser procesados y luego se realicen los cálculos necesarios. Se muestran también los diseños planteados como solución; así como las pruebas que se realizaron con la plataforma para verificar su correcto funcionamiento.