Trabajos Fin de Máster ETSIIT - TIIGMET Master Amaierako Lanak

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3D Multi-class CNN implementation for abdominal aortic aneurysm segmentation
(2021) Oyarzun Domeño, Anne; Cabeza Laguna, Rafael; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial, Informática y de Telecomunicación; Industria, Informatika eta Telekomunikazio Ingeniaritzako Goi Mailako Eskola Teknikoa
El Aneurisma de Aorta Abdominal (AAA) es una dilatación progresiva de la aorta abdominal producida por el debilitamiento y la degradación de la región. Es una condición que compromete a la vida y requiere constante monitorización y tratamiento, en la mayoría de los casos. El procedimiento más común es la Reparación Endovascular (en inglés, EVAR), que consiste en la colocación de un stent a través de un catéter. A pesar de los grandes avances en torno a esta técnica, existe una falta de estandarización en cuanto a la determinación del grado y ratio de progresión de la patología. Este proyecto tiene como objetivo la implementación de un algoritmo de segmentación automática, que pueda ser ´útil en la monitorización de la patología. En primer lugar, se ha realizado un estudio del caso clínico del AAA y de su tratamiento, y se han analizado las principales necesidades clínicas que han motivado el desarrollo de herramientas automáticas. En segundo lugar, se han estudiado las características de las Tomografías Computerizadas de Angiografía (en inglés, CTA), y las principales diferencias que presentan los estudio pre y post-operatorios. En tercer lugar, se han descritos algunas técnicas de Aprendizaje Profundo para la segmentación de imágenes médicas y se ha introducido el concepto de Redes Neuronales Convolucionales. En cuarto lugar, se ha analizado el conjunto de volúmenes disponibles y se han generado las máscaras para el entrenamiento. Una vez obtenidos los resultados de la segmentación, se han utilizado métricas como el Índice de Jaccard y la Distancia de Hausdorff para su evaluación. Finalmente, se han expuesto las conclusiones generales obtenidas tras la implementación del algoritmo automático.
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Análisis de la forma de onda de los potenciales de acción de unidad motora
(2017) Fernández Martínez, Miguel; Malanda Trigueros, Armando; Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales y de Telecomunicación; Telekomunikazio eta Industria Ingeniarien Goi Mailako Eskola Teknikoa
El objetivo de este trabajo es continuar con el proyecto de investigación de Armando Malanda publicado en 2016, "Sliding window averaging for the extraction of representative waveforms from motor unit action potential trains". En este artículo, se presentaba un nuevo algoritmo, basado en un enfoque por intervalos, para obtener una forma de onda que represente fielmente el conjunto de potenciales que forman un PAUM. Para evaluar la eficacia de este nuevo algoritmo se compararon los resultados con los que ofrecían algunos de los métodos más usados en la electromiografía sobre registros de pacientes sanos. Tras ver el éxito del nuevo método, se presenta este proyecto que pretende continuar evaluando la eficacia del algoritmo con señales EGM de músculos con diferentes patologías. Para ello se han fijado las siguientes tareas: Desarrollar una herramienta en Matlab que permita la visualización y la anotación, tanto de simples registros como de bases de datos. Además, pensando en un uso a futuro se han añadido funciones que hacen la herramienta más flexible, como poder cargar datos con otra estructura, cargar desde el área de trabajo o indicar la frecuencia de muestreo de la señal. Anexo a este documento se añaden el manual de usuario y de programador de esta herramienta. Con la herramienta desarrollada se ha procedido a la fase anotación de los registros para obtener el Gold Standard. En los próximos apartados se profundizan en las características y origen de los registros y en cómo se obtienen el Gold Standard de cada uno. Después, se ha realizado el procesado que consiste en obtener la forma de onda de cada registro con los distintos métodos. Para cada forma de onda se han calculado algunos parámetros y se han comparado con los resultados de esos mismos parámetros obtenidos del Gold Standard. Finalmente se ha procedido con el análisis estadístico de los resultados para evaluar si existen diferencias significativas entre los métodos en la extracción de la forma de onda.
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Análisis sobre tecnología, pruebas diagnósticas y normativa para implementar un laboratorio automatizado de serología y biología molecular en Navarra y su importancia en la crisis por COVID-19
(2020) Lizarbe Terés, Diego; Rodríguez Falces, Javier; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial, Informática y de Telecomunicación; Industria, Informatika eta Telekomunikazio Ingeniaritzako Goi Mailako Eskola Teknikoa
Introducción: El servicio de microbiología clínica es el encargado de realizar las pruebas de laboratorio para las áreas de biología molecular y serología infecciosa. Estos laboratorios intervienen en el proceso asistencial dentro de las labores de diagnóstico, pronóstico, seguimiento del tratamiento y prevención de enfermedades infecciosas. Su carga de trabajo aumenta año a año y las tecnologías diagnósticas y de automatización de procesos se ponen a su servicio para ayudar a hacer frente a este hecho. A la hora de diseñar un laboratorio, se debe decidir qué propuesta tecnológica se adecúa más a sus necesidades y, para su implementación, deben tenerse en cuenta cada vez más conceptos, normativas y recomendaciones. La crisis derivada de la pandemia de COVID-19 ha llevado a estos servicios a su límite de capacidad a causa de la gran demanda de resultados recibida, esto puede suponer un momento clave en el diseño de los laboratorios de biología molecular y serología del futuro. Objetivo: El objetivo de este proyecto es profundizar en la labor realizada en los laboratorios de análisis clínico de biología molecular y serología infecciosa y definir un ejemplo de propuesta de laboratorio dentro del entorno hospitalario actual para un área geográfica similar a la de Navarra. Métodos: Se realiza una revisión de la literatura para: (1) Identificar las pruebas que se realizan en los laboratorios de biología molecular y serología; (2) Examinar cuáles son las tecnologías demandadas por los laboratorios públicos; (3) Explicar cómo funcionan las tecnologías de análisis y automatización; (4) Definir cuáles son los fabricantes de dichas tecnologías y qué modelos ofrecen y (5) Estudiar las normativas y recomendaciones a tener en cuenta para implementar un laboratorio de biología molecular y serología, a nivel de infraestructura, adecuación de espacios y riesgos laborales. A partir del análisis anterior, se hace una propuesta de laboratorio automatizado de biología molecular y serología infecciosa: (1) Seleccionando qué instrumentación se adecúa más a las necesidades por catálogo y volumen de trabajo e (2) indicando cómo debe acondicionarse el espacio para albergar este tipo de laboratorio según el catálogo de pruebas. Resultados: Para un laboratorio con las pruebas demandadas en Navarra y su volumen de actividad declarado, se concluye que la solución de la empresa Roche compuesta por un sistema automatizado cobas® connection modules, cobas® 6800, cobas® pro y cobas® p501 es la mejor opción analizando y comparando todas las opciones presentes en el mercado. Conclusión: Las técnicas de análisis demandadas actualmente son la reacción en cadena de la polimerasa cuantitativa (qPCR) y los imnuno-ensayos quimioluminiscentes (CLIA). Lo novedoso en este momento es que ya es posible combinar estas tecnologías con los sistemas de automatización de procesos pre y postanalíticos para conseguir dar un salto de productividad, calidad y seguridad para el trabajador del laboratorio. La implementación de un laboratorio automatizado de serología y biología molecular, con la instrumentación adecuada, proporcionará al hospital la posibilidad de analizar un gran volumen de muestras que le permitirá hacer frente a grandes demandas de resultados. Hasta ahora, la importancia que se le otorgaba a la capacidad productiva de estos laboratorios no era muy elevada, pero situaciones como la vivida a causa de la pandemia de COVID-19, pueden hacer cambiar la percepción sobre la importancia del rendimiento de los analizadores instalados en estos servicios, así como de la necesidad de incluir sistemas de automatización de procesos pre y postanalíticos en los mismos.
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Aplicación e-health Quirohelp
(2022) Mérida Floriano, Javier; Malanda Trigueros, Armando; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial, Informática y de Telecomunicación; Industria, Informatika eta Telekomunikazio Ingeniaritzako Goi Mailako Eskola Teknikoa
Este trabajo tiene como objetivo el desarrollo de una aplicación móvil dinámica y ágil en la que poder cargar protocolos, guías visuales, fotos de instrumental, técnicas en formato PDF, vídeos, etcétera, dirigida al personal quirúrgico de enfermería, con servicio de asistente de voz para su manejo mediante órdenes verbales. Durante el contenido de este documento se presentarán los diferentes aspectos que componen el desarrollo de la aplicación comentada, así como los resultados finales.
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Aumento transitorio en la velocidad de conducción muscular después de contracciones de corta duración
(2020) Guardado Toppes, Tony; Rodríguez Falces, Javier; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial, Informática y de Telecomunicación; Industria, Informatika eta Telekomunikazio Ingeniaritzako Goi Mailako Eskola Teknikoa
Contexto: La electromiografía (EMG) es la disciplina que estudia los potenciales eléctricos que se generan en los músculos cuando se contraen. El electromiograma (EMG) puede ser monitoreado a través de electrodos insertados dentro de los músculos (electrodos intramusculares) o a través de electrodos en la piel del músculo (electrodos superficiales). La señal EMG puede generarse voluntariamente o evocarse como resultado de la estimulación eléctrica. En este proyecto, solo se considera la señal EMG de superficie generada externamente con un neuroestimulador, en lo sucesivo denominada M-wave (onda M). Las M-waves son señales utilizadas para estimar la velocidad de conducción de la fibra muscular. Existe una suposición generalizada de que las contracciones musculares de corta duración no pueden alterar la velocidad de conducción del potencial de acción por la fibra muscular. Sin embargo, hay estudios que demuestran que incluso una contracción muscular breve puede afectar la geometría y el estado de polarización de la membrana muscular. Objetivo: En el presente trabajo se investigan los cambios en la velocidad de conducción de la fibra muscular después de la ejecución de contracciones musculares de diferentes duraciones e intensidades. Método: La velocidad de conducción se midió en 15 sujetos, en el vasto lateral antes y después de las contracciones voluntarias máximas isométricas (MVC, Maximal Voluntary Contraction) de 1, 3, 6, 10, 30 y 60 segundos, y después de contracciones de 3s de duración sostenidas al 10, 30, 50, 70 y 90% de las MVCs. Las mediciones se realizaron durante un período de 10 minutos después de cada contracción. Resultados: La velocidad de conducción aumentó inmediatamente después (1s) de las MVCs cortas (≤10s) (P <0.05), y luego regresó rápidamente (15s) a los niveles de control. La velocidad de conducción disminuyó después de las MVCs largas (≥30s) (P <0.05) y permaneció suprimida durante 5 minutos antes de la normalización. El incremento en la velocidad de conducción después de las contracciones breves (3s) aumentó conforme la intensidad de la MVC aumentaba del 10% al 70% (P<0.05). Conclusión: Por primera vez se ha demostrado que la velocidad de conducción aumenta transitoriamente después de una contracción muscular de corta duración (≤10s). Este aumento transitorio de la velocidad de conducción se atribuye a que el volumen/diámetro de las fibras musculares se mantiene elevado por un periodo breve de tiempo (15s) después de una contracción muscular, combinado con el hecho de que la baja acumulación de subproductos metabólicos e iónicos no tiene un gran efecto supresor en la velocidad de conducción.
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Caracterización de una señal ECG mediante un análisis automático
(2012) Sáenz de Pipaón Cilveti, Edurne; Malanda Trigueros, Armando; Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales y de Telecomunicación; Telekomunikazio eta Industria Ingeniarien Goi Mailako Eskola Teknikoa
En el mundo las enfermedades cardiovasculares causan 17,5 millones de muertes al año. En España representan la primera causa de mortalidad, provocando al año 122.000 defunciones. Por tanto, se observa la importancia de avanzar en los conocimientos acerca del análisis del ECG, debido a que las alteraciones en el funcionamiento del corazón se reflejan en modificaciones del mismo. El objetivo de este trabajo es diseñar una aplicación que realice un análisis temporal de una señal ECG. Se pretende relacionar los comienzos de cada intervalo RR y QT con el anterior, mediante mapas de primer retorno. Por último, pretendemos encontrar indicadores que estén relacionados con potenciales patologías para detectar así, posibles causas anómalas en el funcionamiento del corazón.
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Comparación de las curvas de reclutamiento de unidades motoras extraídas con M-waves monopolares y bipolares
(2015) Erro Vicente, Leire; Rodríguez Falces, Javier; Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales y de Telecomunicación; Telekomunikazio eta Industria Ingeniarien Goi Mailako Eskola Teknikoa
El objetivo de este proyecto fin de máster es el estudio y caracterización de curvas de reclutamiento de unidades motoras a partir de M-waves monopolares y bipolares. En este proyecto, se registraron las M-waves de 20 sujetos masculinos de dos músculos del cuádriceps femoral (vasto lateral y vasto medial). A los sujetos se les aplicaron pulsos eléctricos de intensidad creciente desde los 10 mA hasta la intensidad que produce el reclutamiento completo de todas las unidades motoras. Posteriormente, se obtuvieron las curvas de reclutamiento en las configuraciones monopolar y bipolar. Además, se estimó la velocidad de conducción de las fibras musculares (MFCV). Los resultados más importantes fueron: (1) En muchos sujetos se observó que las curvas de reclutamiento monopolar y bipolar diferían considerablemente para niveles de estimulación altos. En concreto, la M-wave monopolar seguía creciendo progresivamente al aumentar el estímulo mientras que la amplitud de la M-wave bipolar se mantenía constante; (2) Generalmente, la amplitud de una de las curvas monopolares es mayor que la bipolar; (3) En todos los sujetos la MFCV aumentaba al aumentar la intensidad del estímulo. El presente proyecto pone en evidencia el error sistemático que cometen los investigadores por el hecho de centrarse únicamente en las curvas de reclutamiento bipolares, ya que estas curvas no detectan el reclutamiento adicional de unidades motoras a niveles de estimulación altos. Se ha demostrado que las curvas de reclutamiento monopolares proporcionan información más veraz del reclutamiento de unidades motoras. Estos resultados son de gran interés para la interpretación de la activación muscular y aportan un mayor conocimiento acerca de la generación de potenciales eléctricos sobre la superficie del músculo.
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Comparativa de algoritmos de visión monocular para la estimación de la posición de la cabeza.
(2014) Bengoechea Irañeta, José Javier; Cabeza Laguna, Rafael; Ariz Galilea, Mikel; Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales y de Telecomunicación; Telekomunikazio eta Industria Ingeniarien Goi Mailako Eskola Teknikoa
El primer objetivo de este trabajo es la realización de una base de datos de posiciones de cabeza en 3D, consistente en varias personas realizando diferentes movimientos de cabeza, utilizando una cámara web de visión monocular y el sensor trakSTAR 3D Guidance para conocer la posición y orientación de la cabeza de los usuarios. La información relativa a la posición de la cabeza debe estar en el sistema de referencia (desde el punto de vista) de la cámara. La información del sensor viene dada en el sistema de coordenadas del transmisor, de manera que es preciso calcular la relación entre el sistema de coordenadas de la cámara y el sistema de coordenadas del transmisor, un proceso denominado calibración, de manera que sea posible relacionar dos sistemas de coordenadas a priori independientes. Partiendo del proyecto “Desarrollo de una base de datos de posiciones 3D de la cabeza empleando el sensor trakSTAR 3D Guidance Studio” de Rebeca Echeverría, en este trabajo se busca simplificar el proceso de calibración, reducir el tiempo necesario para tal tarea y aumentar la precisión en los resultados. Las imágenes de la base de datos contienen una serie de marcas que definen las diferentes estructuras faciales. Dada la inviabilidad de marcar las imágenes de forma manual, se implementa un sistema de marcado automático, utilizando el transmisor y dos sensores y unas piezas diseñadas para tal efecto. El segundo objetivo de este trabajo es evaluar diferentes algoritmos de estimación de la posición de la cabeza, analizando parámetros como la precisión en los resultados, la estabilidad o el tiempo de procesado. Los métodos propuestos constan de dos etapas. La primera consiste en detectar una serie de puntos faciales, para lo que se utilizan los algoritmos de segmentación ASM y AAM. La segunda etapa consiste en utilizar la información de esos puntos para estimar la posición de la cabeza para lo que se utiliza el algoritmo POSIT. Dado que es necesario un modelo tridimensional de la cabeza para POSIT, y que cada persona tiene una cabeza diferente, se estudia también la viabilidad del uso de modelos genéricos y deformables. Además se estudian dos sistemas de estimación ya existentes. El primero es FaceAPI, un sistema comercial de SeeingMachines, el segundo es Intraface, un sistema de libre acceso desarrollado por HumanSensing. Finalmente, se estudia el resultado de la estimación de la posición de la cabeza utilizando las marcas automáticas obtenidas para la base de datos, con el fin de estimar qué parte del error se debe a la segmentación de las estructuras faciales y qué error se debe a POSIT.
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Comparativa de métodos de ajuste a elipse para detección de pupilas en un Evaluador de Visión Automatizado (EVA)
(2017) Plazaola Ormazabal, Ainhoa; Cabeza Laguna, Rafael; Villanueva Larre, Arantxa; Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales y de Telecomunicación; Telekomunikazio eta Industria Ingeniarien Goi Mailako Eskola Teknikoa
Este proyecto es un trabajo conjunto entre la UPNA y la empresa Davalor, la cual construye sistemas de medición de funciones visuales a través del seguimiento de la mirada basado en videooculografía para clínicas ópticas. Para llevar a cabo dichos sistemas de medición es necesario una estimación muy precisa de la posición de la mirada del paciente. Esta estimación se realiza a través del contorno de la pupila. Dado que en las aplicaciones de visión artificial las imágenes circulares se proyectan como elipses, en el análisis de objetos circulares el primer paso a dar es el ajuste a elipse. Por lo tanto, el objetivo de este proyecto es probar diferentes algoritmos de ajuste a elipse referenciados en la literatura así como otros algoritmos para detectar outliers y omitirlos en el ajuste y así obtener una estimación muy precisa de la posición de la mirada.
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Computacional analysis of intracellular calcium elevations related to morphology changes in astrocytes
(2020) Ochoa Martínez, José Ángel; Malanda Trigueros, Armando; Hyttinen, Jari; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial, Informática y de Telecomunicación; Industria, Informatika eta Telekomunikazio Ingeniaritzako Goi Mailako Eskola Teknikoa
Astrocytes, an essential type of glial cells, seem to be part of many neuropathologies, such as in Alzheimer's, where the astrocyte's soma and processes swells up. Astrocytes use intracellular calcium (Ca2+) elevations to encode information and generate main functional chores of the cell. The increase of the astrocytic Ca2+ levels could be related to the synaptic activity in the brain. There is a lack of understanding of the detailed spatiotemporal Ca2+ dynamics in astrocytes, and computational modeling can help us to comprehend this phenomenon better. In this work, we will study how morphological changes in the astrocytes affect their intracellular Ca2+ . This thesis proposes a 2D single-cell astrocyte model, simulated with the finite elements method (FEM) in COMSOL Multiphysics based on the previous study by Khalid et al. (2018). The mathematical model that describes the IP3 and calcium phenomena is based on the model by De Pittà et al. (2009). This model was implanted in FEM and extended to cover the diffusion inside the astrocyte. Additionally, the influence of four different Ca2+ buffering models was examined. MATLAB and Minitab softwares were used for analyzing the data. Two different geometrical models were evaluated in order to analyse the influence of different geometrical parameters as the thickness of a process, the angle between subprocesses or the stimulus distribution to the calcium behaviour in the astrocyte. The results showed that the frequency and propagation distance of the Ca2+ events are higher in narrow processes compared to wider ones while having the same stimulus. Also, my analysis showed that the angle between subprocesses and the stimulus distribution does not significantly affect the Ca2+ events, suggesting a possibility to to simplify future geometries. Finally, promising results showed the significant influence of the local geometry and the possibility of clustering the data by the geometrical shape. It has been statically proved how the distance between clusters is more significant when the astrocyte geometries present bigger differences between them. Furthermore, the Ca2+ buffers were studied, and the intracellular Ca2+ was affected differently depending on the buffering model, parameters, and complexity. This work forms a base for the analysis of the Ca2+ in astrocytes. It also improves our understanding of the impact of morphological changes in Ca2+ signaling, like the thickening of astrocyte processes in different pathologies.
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Decodificación de la actividad electroencefalográfica para la detección de intención de movimiento en tiempo real
(2022) Cortines Torre, Eva; Malanda Trigueros, Armando; López Larraz, Eduardo; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial, Informática y de Telecomunicación; Industria, Informatika eta Telekomunikazio Ingeniaritzako Goi Mailako Eskola Teknikoa
El ictus es la principal causa de discapacidad motora en el mundo y en más del 85% de los casos provoca déficits motores. La fisioterapia es el método de rehabilitación más ampliamente utilizado. Sin embargo, las personas post-ictus con parálisis más severa suelen presentar una recuperación limitada o nula en respuesta a estas terapias tradicionales, ya que requieren de un movimiento residual como premisa para su aplicación. Las interfaces cerebro ordenador (BCI de sus siglas en inglés, Brain- Computer Interface) han surgido como único medio de terapia de rehabilitación motora en los pacientes con parálisis más severa, ya que no requieren movimiento residual activo. Las BCI decodifican las señales cerebrales, las analizan y finalmente las traducen en comandos que puedan controlar un dispositivo externo, como puede ser el caso de brazos robóticos o electroestimulación funcional (FES). A diferencia de las terapias clásicas, incorporan estrategias de retroalimentación al sistema nervioso, que restablecen los circuitos neuronales dañados mediante mecanismos de neuroplasticidad y hacen que se produzca un aprendizaje motor. Las señales cerebrales pueden ser adquiridas mediante técnicas invasivas o no invasivas como la electroencefalografía (EEG), método más ampliamente utilizado. Este trabajo propone la implementación de una BCI basada en un clasificador lineal capaz de realizar la decodificación continua de la intención de movimiento y de generar comandos para el control de dispositivos, que puedan ser utilizados en terapias de rehabilitación motora. Para ello, se implementará un decodificador y se evaluará su comportamiento sobre dos conjuntos de datos de sujetos sanos grabados en Bitbrain (Zaragoza).
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Desarrollo de un modelo de predicción de parámetros clínicos pulmonares mediante sensores de temperatura y humedad usando técnicas de inteligencia artificial
(2021) Hernández Jaso, Ignacio; Paternain Dallo, Daniel; Galar Idoate, Mikel; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial, Informática y de Telecomunicación; Industria, Informatika eta Telekomunikazio Ingeniaritzako Goi Mailako Eskola Teknikoa
En esta memoria se describe el desarrollo de un modelo de predicción de parámetros clínicos pulmonares mediante la utilización de sensores de temperatura y humedad como alternativa a la espirometría convencional. La toma de datos es realizada durante la respiración en reposo de un sujeto, creando las que denominamos señales espirográficas. La implementación abarcará el preprocesado de los datos para una posterior extracción de características y la construcción, el entrenamiento y la evaluación de modelos de aprendizaje con técnicas de Inteligencia Artificial.
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Desarrollo de una aplicación informática para la implementación eficiente de una metodología para evaluar la obsolescencia de equipos biomédicos en el servicio de pediatría
(2020) Flores Ugarriza, Carolina; Rodríguez Falces, Javier; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial, Informática y de Telecomunicación; Industria, Informatika eta Telekomunikazio Ingeniaritzako Goi Mailako Eskola Teknikoa
Contexto: La Evaluación del Equipamiento Biomédico es un proceso que tiene vital importancia dentro de una institución de salud. La obsolescencia del parque tecnológico representa una de las mayores amenazas para el sistema sanitario. Dicha obsolescencia conlleva una serie de riesgos tanto para el paciente como para el personal asistencial, además de privar a los pacientes y a los profesionales de muchas ventajas que incorporan los nuevos equipos, afectando de forma muy directa a la calidad de la práctica clínica. Sin embargo, no resulta sencillo medir la obsolescencia de un equipo. La Evaluación del Equipamiento Biomédico permite afrontar esta problemática, llevando a cabo tres tipos de análisis: clínico, técnico y económico. Sin embargo, hay una falta de estandarización y de metodologías que guíen el proceso. Objetivo: El principal objetivo de este TFM fue desarrollar una aplicación informática para la implementación de una metodología de evaluación de obsolescencia de equipos biomédicos de un modo más eficiente, valorando el grado de adecuación a la resolución del problema, en términos de relevancia, efectividad y costo. Como objetivo adicional, se aplicó esta metodología para la evaluación del equipamiento biomédico instalado en el servicio de UCI pediátrica del Complejo Hospitalario de Navarra. Métodos: Tras haber analizado una serie de metodologías existentes de evaluación del equipamiento biomédico, y valorado sus ventajas e inconvenientes, se ha elegido de entre ellas, como base para desarrollar la aplicación, una metodología completa, relevante, rigurosa y fácil de implementar. Dicha metodología analiza y valora una serie de variables clínicas, técnicas y económicas, otorgándoles unas determinadas puntuaciones y pesos relativos en función de unos criterios objetivos. De este modo, se obtiene un resultado numérico que proporciona un indicativo de la necesidad de renovar o no cada equipo analizado. Se desarrolló una aplicación informática, integrando un algoritmo basado en esta metodología, la cual ofrece una serie de funcionalidades tales como elaboración de informes y análisis gráfico. Finalmente, esta metodología se aplicó para la evaluación del equipamiento biomédico instalado en el servicio de UCI pediátrica del Complejo Hospitalario de Navarra, recopilando los datos necesarios por medio de encuestas al personal, y procesándolos a través de la aplicación informática desarrollada. Resultados: Se ha desarrollado una aplicación que implementa la metodología de forma clara y amigable para el usuario, ofreciendo funcionalidades de apoyo para la decisión final. Asimismo, a través de una serie de encuestas dirigidas al personal sanitario, se han procesado los datos por medio de la aplicación, obteniéndose que cuatro de los equipos muestran un resultado clínico favorable, y uno de ellos, desfavorable. Conclusión: Se concluyó que los resultados pueden variar enormemente en función de la puntuación de cada uno de los análisis parciales. La aplicación desarrollada para implementar la metodología de obsolescencia proporcionó herramientas de utilidad para guiar la toma de decisiones de renovación tecnológica. Sin embargo, antes de tomar la decisión definitiva de reemplazar el equipo, se debe realizar una inspección exhaustiva el equipo evaluado.
Embargo
Desarrollo y caracterización de superficies y recubrimientos con propiedades antimicrobianas y antivirales para el control de infecciones en el sector de la Salud Pública
(2020) Maroto Díaz, Lara; Socorro Leránoz, Abián Bentor; Bellido González, Víctor; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial, Informática y de Telecomunicación; Industria, Informatika eta Telekomunikazio Ingeniaritzako Goi Mailako Eskola Teknikoa
El proyecto consiste en el desarrollo y caracterización de superficies y recubrimientos con propiedades antimicrobianas y antivirales para el control de infecciones en el sector de la Salud Pública. La aplicación se enfoca en superficies táctiles con un alto nivel de contacto público. Estas son áreas públicas en transporte público, restaurantes y hospitales. Al aplicar una solución antimicrobiana / antiviral en esas superficies, se produce una reducción de la transmisión de la infección. Los recubrimientos se fabrican en Gencoa Limited mediante un método de deposición física de vapor (PVD) basado en Pulverización catódica por magnetrón (MS). Los recubrimientos seleccionados son derivados de cobre, aleaciones de cobre y compuestos formados durante un proceso reactivo utilizando targets metálicos. Estos recubrimientos y superficies, en contacto con un determinado agente biológico, tienen un efecto letal debido principalmente al estrés oxidativo. La tecnología de recubrimiento de PVD que se utiliza en este desarrollo se explicará más adelante. Además, se describirán los diferentes ensayos realizados para caracterizar el Efecto Antimicrobiano. El desarrollo de la metodología a seguir para la confiabilidad de los resultados de laboratorio será una gran parte de este proyecto. La pandemia de COVID-19 ha creado una mayor conciencia sobre la necesidad de reducir la propagación debido a las superficies de contacto común, que es uno de los principales objetivos de este desarrollo. Las pruebas, utilizando una familia de coronavirus porcinos, se realizan en laboratorios ajenos a la empresa y son contrastadas con las pruebas realizadas en Gencoa. Como parte de las pruebas realizadas, se han completado las colaboraciones con un hospital de Liverpool. Los objetos utilizados en el hospital han sido revestidos para uso del personal clínico y de los pacientes y así verificar la eficacia de los revestimientos durante su período de uso.
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Design and development of an instrumented sole for gait analysis
(2020) Pascual Retuerta, Jorge; Serrano Arriezu, Luis Javier; Scherer, Matthias; Santos da Costa, João Pedro; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial, Informática y de Telecomunicación; Industria, Informatika eta Telekomunikazio Ingeniaritzako Goi Mailako Eskola Teknikoa
Gait analysis has become an important method to measure the pressure that a subject makes in each step, allowing the detection of several anomalies, which generate many pathology and problems in the subject. The aim of this project is to design and develop an insole, which must be able to measure the pressure that a subject generates along his/her gait path. On the theoretical side, an investigation about the most adequate positions to place the pressure sensors was carried out in order to detect the pressure during the gait and compare it between feet movements. It was also required to understand the foot anatomical distribution, mainly as bones are concerned. On the other side, the practical one, a circuit was designed to do these measurements. Data recorded had been sent to a computer through Bluetooth connection. Then an algorithm for automated movement detection was developed, as well as an interface to make these measurements easier. Using a Bluetooth connection and a batterie it was possible to develop a wireless device, keeping the influence on the subject’s gait behaviour at a minimum by providing the most comfort possible. The device was fixed at the gastrocnemius muscle height trying not to affect the subject’s gait. For this purpose, a case was also developed to locate the prototype. Finally, the results were analysed in order to know if the pressure registered had consistent values, and if the pressure detected in each point followed the logical order as it has been seen in other studies (Vidya K. Nandikolla, 2017). It was also tried to observe any relationship or change between the pressure in different foot points and a slope floor increasement.
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Detección robusta de pupila en entornos no controlados
(2017) Martinikorena Aranburu, Ion; Villanueva Larre, Arantxa; Cabeza Laguna, Rafael; Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales y de Telecomunicación; Telekomunikazio eta Industria Ingeniarien Goi Mailako Eskola Teknikoa
En los sistemas de seguimiento de la mirada o eye tracking de tipo head-mounted la detección de pupila es un factor fundamental a la hora de estimar la dirección de mirada. A pesar de obtenerse buenos resultados en condiciones de laboratorio, esto no resulta sencillo en condiciones reales de uso debido a las numerosas complicaciones que surgen en dichos escenarios, tales como constantes cambios en la iluminación, reflejos, oclusiones y apariencia elíptica de la pupila etc. Por ello, es imprescindible disponer de algoritmos de detección de pupila robustos frente a dichas adversidades. Se presentan en este trabajo tres algoritmos de detección de pupila basados en buscar el punto de mayor contribución a la simetría radial de la imagen. En dos de ellos se incorporan dos etapas de refinado de centro para adaptar el método a pupilas de apariencia elíptica. La precisión en la detección es evaluada sobre un total de 225.569 imágenes de acceso público cuyo centro ha sido marcado de manera manual por los autores de las mismas. Los resultados son comparados con los obtenidos por el mejor de los algoritmos encontrados en la bibliografía.
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Determinación de los umbrales, ventilatorios, metabólicos y electromiográficos durante un test de esfuerzo incremental en ciclistas de élite
(2014) Latasa Zudaire, Iban Alexander; Rodríguez Falces, Javier; Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales y de Telecomunicación; Telekomunikazio eta Industria Ingeniarien Goi Mailako Eskola Teknikoa
El objetivo de este trabajo es estimar el umbral de fatiga neuromuscular en los ciclistas de élite a partir de registros electromiográficos de superficie (sEMG). El nuevo método permite estimar el umbral ventilatorio anaeróbico y el punto de compensación respiratoria de modo independiente a partir del registro electromiográfico en un único test incremental con incrementos de 25 vatios cada minuto. Se han diseñado y evaluado nuevos modelos de estimación de umbrales de fatiga neuromuscular en doce ciclistas de élite mediante un test incremental 1-minutos sobre un cicloergómetro. Durante el test incremental máximo se han monitorizado distintos parámetros fisiológicos como son el pulso cardíaco, parámetros ergoespirométricos (ventilatorios), parámetros metabólicos (lactato en sangre) y señales electromiográficas de superficie de los músculos vastus lateralis, vastus medialis, biceps femoris, y gluteus maximus. Este reconocido test incremental sirve para estimar las cargas de trabajo a partir de las cuales el sujeto entra en estado de fatiga fisiológica. En concreto se obtienen los umbrales ventilatorios y umbrales metabólicos. Como punto más importante del proyecto, se han propuesto dos métodos para calcular el umbral de fatiga neuromuscular a partir de registros electromiográficos de superficie: una variación del método tradicional de deVries y el nuevo método de ajuste por segmentos múltiples. Ambos métodos estiman el umbral de fatiga analizando la amplitud de la señal electromiográfica respecto al tiempo. Se ha encontrado que el umbral de fatiga electromiográfica (sEMGFT) por el método tradicional está sobreestimado. El método de determinación por segmentos múltiples en el test incremental de 1-minuto determina dos umbrales para cada músculo: el primer umbral es similar con el umbral ventilatorio anaeróbico (P>0,05) y el segundo se corresponde con el punto de compensación respiratoria (P>0,05). Además se detectó que esto dos umbrales son distintos entre sí P(<0,05) para todos los músculos analizados. El presente proyecto ha demostrado que, aplicando técnicas de análisis adecuadas en los registros sEMG proporcionan una estimación precisa de los umbrales de fatiga fisiológicos del ciclista y por tanto pueden sustituir a los montajes experimentales más complejos, costosos, e incómodos que tradicionalmente se usan para determinar los parámetros fisiológicos del ciclista
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Diseño de un Front-end analógico LV-LP para medir impedancia torácica
(2014) Quispe Bonilla, Max David; Serrano Arriezu, Luis Javier; Led Ramos, Santiago; Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales y de Telecomunicación
En este trabajo presentamos el diseño de un nuevo Front-end analógico (AFE) para medir señales de impedancia cardiográfica, ventilación pulmonar y señales electrocardiográficas (ECG). También se da un breve resumen de los algoritmos desarrollados para detectar las ondas y picos más importantes de las señales ICG, métodos usados para hallar el volumen sistólico y demás parámetros cardiacos de gran importancia. Por último, se discuten los resultados de algunas pruebas comparativas realizadas a cuatro sujetos con este nuevo dispositivo
Open Access
Diseño de un pulsioxímetro de dedo con almacenamiento de datos.
(2013) Pedraza López, Oscar Orlando; Sevilla Moróder, Joaquín; Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales y de Telecomunicación; Telekomunikazio eta Industria Ingeniarien Goi Mailako Eskola Teknikoa
El objetivo de este trabajo fin de máster es diseñar las diferentes etapas electrónicas para la implementación de un pulsioxímetro de dedo con la capacidad de almacenar los datos de tendencia de los pacientes en una tarjeta SD extraíble.
Embargo
Diseño e implementación de prototipo de dispositivo portable para apoyo a personas con disfunción olfativa
(2021) Castaño de Egüés, Lorena Yveth; Urrutia Azcona, Aitor; Socorro Leránoz, Abián Bentor; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial, Informática y de Telecomunicación; Industria, Informatika eta Telekomunikazio Ingeniaritzako Goi Mailako Eskola Teknikoa
La anosmia es una de las consecuencias del COVID-19 con la que tienen que aprender a vivir algunas de las personas que han sobrevivido a éste y con el que viven muchas personas desde siempre. En aras de aprovechar las plataformas electrónicas existentes y ayudar al bienestar físico, mental y social de las personas con diversidad funcional olfativa surge la inquietud por desarrollar un dispositivo portable que ayude a protegerse de los gases dañinos para la salud. Este proyecto propone el diseño, implementación y caracterización de un prototipo de experimentación, que permita demostrar la viabilidad de una pulsera de uso personal, mediante la adquisición y discriminación de distintos odorantes que representan alto riesgo para la salud. Para la realización del dispositivo ha sido necesario un estudio previo de los gases tóxicos para la salud y las distintas técnicas de detección de gases tanto a nivel sanitario como a nivel industrial y comercial, así como los sensores existentes. En este documento se han descrito los conceptos para entender que es y cómo funciona el dispositivo portable. El desarrollo del prototipo consta de la elaboración de software, implementación hardware, comunicación inalámbrica con el móvil, comunicación por puerto USB con el ordenador y diseño de PCB. Una vez implementado se realizaron en laboratorio las pruebas de caracterización con un panel de gases. Luego de finalizar las pruebas se realizó la tarjeta PCB y caja contenedora del prototipo. Se ha demostrado que utilizando la plataforma libre de Arduino se puede implementar un sistema funcional, estable y económico para su uso frente a gases nocivos para la salud.