Ingeniería Electrónica
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Item Diseño de modelo físico de sistema circulatorio y corazón artificial simulado por computadora para estudios y desarrollos aplicables en cardiología(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-05-20) Bazalar Obregú, Jorge Luis; Vilcahuamán Cajacuri, Luis AlbertoLas enfermedades cardiovasculares (ECV) son actualmente una de las principales causas de fallecimientos en el mundo, debido principalmente a las cardiopatías coronarias y trastornos cardiovasculares. En el Perú, estas tienen una mayor letalidad debido a la precariedad en los servicios de salud. Es por ello que se vuelve crucial la implementación de instrumentos de estudio como simuladores por computadora o modelos físicos funcionales que sirvan para una mayor comprensión del funcionamiento del sistema circulatorio e incluso para la investigación y el desarrollo tecnológico en el campo de la ingeniería biomédica. En este trabajo se presenta el diseño de un modelo físico funcional del sistema circulatorio con corazón artificial simple, con capacidad de simulación de pacientes hipotéticos con enfermedades cardiovasculares, orientado a realizar estudios y desarrollos tecnológicos aplicables en cardiología. Este es gestionado haciendo uso de un software de monitoreo, con el cual se pueden modificar sus parámetros. Para validar el diseño, se presentan gráficas de presiones en distintos casos simulados tanto comunes como anómalos. Se plantea que este modelo físico, que incluye sensores, actuadores e interfaz con la computadora, sea capaz de configurar y gestionar las simulaciones. Además, incluirá características patológicas y no patológicas del sistema circulatorio en personas adultas, con un amplio rango de frecuencias de ritmo cardiaco entre 20 a 200 latidos por minuto y se medirá la presión en distintos puntos del sistema mediante circuitos electrónicos de instrumentación.Item 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 AlbertoEn 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.Item 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 AlbertoActualmente 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.Item Diseño de un sistema inteligente de monitoreo intradomiciliario y remoto para el cuidado de la población adulta mayor(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-11-22) Muñoz Zuta, Jose Luis; Velarde Criado, Luis ÁngeloLos adultos mayores suelen sufrir ciertos problemas de salud, deterioro físico, entre otras afecciones que son propias de la edad. En el Perú, son más de 800 000 personas mayores que viven en hogares unipersonales y carecen de un acompañante. Ante una situación de emergencia y al vivir solos, los adultos mayores corren el riesgo de no recibir atención inmediata, ya que no poseen una forma de comunicación rápida con sus familiares o cuidadores, quienes, a la vez, no poseen una herramienta que les informe de lo ocurrido. El presente trabajo de tesis consiste en el diseño e implementación de un sistema de monitoreo intradomiciliario y remoto para las viviendas unipersonales de adultos mayores en el Perú. El diseño se basa en el enfoque AAL (vida asistida por el ambiente), el cual tiene como objetivo mejorar la calidad de vida independiente de las personas mayores y discapacitadas mediante la aplicación de nuevas tecnologías para integrar funcionalidades de monitoreo y cuidado en su vivienda. El sistema se divide en cinco subsistemas: módulo wearable, tecnologías integradas en la vivienda, unidad de control y comunicaciones, base de datos y un aplicativo móvil. El sistema desarrollado es capaz de monitorear en tiempo real el pulso cardíaco del usuario con una precisión del 93%, y detecta si ha sufrido una caída intradomiciliaria con una precisión del 72%. También, se integra un sistema de botones de emergencia en la vivienda, los cuales, al ser accionados, envían una alerta inmediata al familiar indicando que se requiere su atención. Se integra un módulo de prevención de caídas, el cual emite advertencias sonoras en zonas de riesgo de accidentes para reforzar el cuidado al transitarlas. Por último, el familiar de la persona mayor visualiza el pulso cardíaco en tiempo real en un aplicativo móvil para Android OS, y recibe alertas vía aplicación y SMS en caso de una situación de emergencia ocurrida en la vivienda.