Ingeniería Electrónica

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Diseño por modelamiento y simulación de un dispositivo médico de tomoimpedancimetría eléctrica para el análisis funcional pulmonar
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-03-01) Aguirre Reyes, Fernando Miguel; Vilcahuaman Cajacuri, Luis Alberto
En la presente tesis se aborda el diseño de un dispositivo de tomografía por impedancia eléctrica (TIE) para el análisis pulmonar basado en los cambios de volumen de aire en los pulmones. Esta tecnología se basa en la inyección de corriente a través de electrodos, lo cual generará diferencias de potencial en estos y cuyas lecturas permitirán la reconstrucción de un mapa de conductividad del tejido a analizar. Para alcanzar el cumplimiento de los objetivos de esta tesis, se ha dividido la misma en 4 capítulos. En el capítulo 1, se aborda la problemática del sector salud en el Perú y se aborda la necesidad de dispositivos de monitoreo respiratorios para los pacientes conectados a un respirador mecánico en unidades de cuidados intensivos, así como un estudio del estado del arte, analizando los modelos comerciales en la actualidad y sus características. En el capítulo 2, se presenta el marco teórico que fundamenta la aplicación de esta tecnología para el análisis pulmonar, así como la teoría necesaria sobre la TIE y los componentes que conforman un dispositivo TIE. En el capítulo 3, se aborda el diseño de cada uno de los componentes del sistema, así como el modelamiento eléctrico del fantoma que se usará en las pruebas en el software de simulación SPICE y en MATLAB Simulink. Finalmente, en el capítulo 4, se muestran las pruebas y resultados obtenidos mediante la simulación del sistema diseñado aplicado en el fantoma y caracterizando el sistema mediante métricas descritas en el documento.
Diseño de un sistema vestible de monitoreo a distancia de temperatura y frecuencia cardíaca para la detección de arritmias y distermias
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-11-27) Ayaque Aguirre, Abdul Isaac; Vilcahuaman Cajacuri, Luis Alberto
Actualmente existen distintos medios para el monitoreo remoto de pacientes como el dispositivo MAPA o Holter, dispositivos inteligentes como teléfonos o relojes digitales, entre otros. Sin embargo, los dispositivos actuales presentan ciertas desventajas como: la incomodidad en el usuario por uso prolongado, el alto costo y la interferencia con el desarrollo de las actividades diarias. En este contexto, se plantea el diseño de un prototipo de sistema vestible para el monitoreo remoto, el cual sea cómodo y práctico. Este dispositivo medirá 2 parámetros fisiológicos importantes: la frecuencia cardíaca, para el monitoreo y diagnóstico de condiciones cardíacas como las arritmias; y la temperatura corporal, para el monitoreo y diagnóstico de síntomas como hipotermia y fiebre. La implementación de este dispositivo o de similares puede mejorar la atención personal al ampliar los canales de comunicación y el intercambio de información, esta ampliación en la comunicación puede reducir el tiempo de respuesta hacia los cambios fisiológicos y aumentar la eficiencia de los tratamientos, al permitir una personalización más directa en estos. Su uso, además implicaría una reducción considerable en gastos: para el usuario, reduciría el número de consultas presenciales, hospitalizaciones e intervenciones quirúrgicas necesarias para su recuperación; y en el caso del hospital, permitiría el aumento en su capacidad de pacientes al automatizar el diagnóstico de determinadas condiciones y signos fisiológicos, y con ello poder tratar a diferentes pacientes de manera simultánea. El prototipo planteado en este trabajo medirá la frecuencia cardíaca y la temperatura, dentro del rango de 34 a 40°C; ambos con un error relativo máximo del 5%. Para validar el funcionamiento parcial del dispositivo se realizan distintas simulaciones y pruebas por computadora.
Diseño e implementación de un sistema de control para pasteurizar leche materna
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018-02-01) Sullcahuamán Otero, Orlando; Vilcahuaman Cajacuri, Luis Alberto
El trabajo realizado en la presente tesis consiste en el diseño e implementación de un sistema de control que permita pasteurizar leche materna usando calentamiento por inmersión con el fin de generar un prototipo que pueda ser de base para el banco de leche del Instituto Nacional Materno Perinatal. En el primer capítulo se estudia los procedimientos y métodos usados en los bancos de leche materna a nivel mundial; también se ven algunos modelos de pasteurizadores comerciales usados en diferentes áreas incluyendo los bancos de leche. Además, se definen la justificación del tema de tesis y los objetivos que se deben cumplir. El segundo capítulo aborda toda la teoría necesaria para el desarrollo del pasteurizador; empezando por los tipos de pasteurización. Luego, se hace énfasis en los conceptos de termodinámica y transferencia de calor que serán usados para el cálculo de las potencias de los actuadores que se usarán. Por último, en este capítulo se presentan toda la teoría acerca de los actuadores que se usarán: celdas peltier, resistencias y agitadores En el tercer capítulo se lleva a cabo todo el análisis y el diseño del Pasteurizador y se detallan los pasos previos a su implementación. Se elige el controlador que se usara para el sistema, se evalúan los componentes y circuitos que se usarán, las dimensiones del recipiente donde se realizará la pasteurización y la potencia que necesitarán los actuadores para su correcto funcionamiento. Finalmente, en el cuarto capítulo se realizan pruebas usando simuladores e implementando los circuitos diseñados en el capítulo anterior. Se examinan los resultados de cada etapa para hallar posibles errores y analizar la manera de como disminuirlos.

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