La presente tesis consiste en el diseño del manual de adaptación de una silla de ruedas convencional a una silla de ruedas para pacientes con enfermedades neurológicas, teniendo en consideración la seguridad, comodidad, bajo costo económico de fabricación y el empleo de procesos con los cuales se pueda contar en cualquier taller mecánico. Las modificaciones planteadas se distribuyen en tres sistemas: guía, respaldar, reposabrazos-base asiento; respecto al primer sistema se ensambla una estructura metálica en cada uno de los mangos conductores de la silla con la finalidad de aumentar la altura de conducción de la silla, en relación al sistema respaldar se acopla otra estructura metálica que permite la inclinación del respaldar y una sujeción para la nuca del paciente (niño), respecto al sistema reposabrazos se coloca una base metálica para el soporte y sujeción de las extremidades superiores del niño además de la posibilidad de la inserción de un par de correas para la sujeción de los pies. El manual de adaptación contiene una secuencia de pasos de fabricación e instalación, así como los materiales de cada pieza, también indica el proceso de tapizado y el lugar de la aplicación; por tal motivo la silla adaptada cumple requisitos de funcionabilidad, entre ellos figura la seguridad y ergonomía. El costo estimado para la adaptación es de S/. 200, por lo tanto el costo de una silla nueva adaptada será de S/. 461(incluido el valor de la silla simple de S/. 261); el cual ya representa un ahorro total del 56 % del valor actual en el mercado médico (S/. 1040).

El análisis de movimiento es una herramienta muy usada en diversas áreas, como en la medicina de rehabilitación, donde el médico usa esta herramienta para la evaluación y diagnóstico de pacientes con alguna discapacidad motora como lo son las diferentes discapacidades que se pueden presentar en el miembro inferior. Actualmente, se utilizan equipos de captura de movimiento tridimensional para el análisis de la marcha utilizando, por mencionar algunos, arreglos de cámaras infrarrojas, marcadores retroreflactantes, escáner, entre otros. Sin embargo, estos equipos elevan el costo de la evaluación y diagnóstico, haciéndolo inaccesible el alcance de esto para personas de bajos recursos, por lo que es necesario desarrollar métodos de menor costo para lograr esto. Partiendo de lo anterior, este estudio tiene por objetivo obtener datos cualitativos y cuantitativos que permitan determinar la precisión y exactitud de un equipo Kinect para el análisis de la cinemática de la marcha humana, esto mediante una comparación entre el Kinect y un sistema de captura de movimiento Vicon, ya que este último es un sistema validado y usado para el análisis de marcha. Como resultado se obtuvo curvas de movimiento de la rodilla en una marcha humana con ambos sistemas. En el caso del Kinect, se midió la curva de movimiento de tres voluntarios, haciendo uso de dos librerías ya existentes en el caso del Kinect: Openni, en conjunto con Nite, y Kinect for Windows SDK, para conocer la variación del ángulo de la rodilla al caminar. En cuanto al Sistema Vicon, se usó un patrón de marcha de la rodilla obtenido de 40 voluntarios cuya marcha no presentaba ninguna patología. Las pruebas de este trabajo de tesis se realizaron con tres voluntarios para la toma de datos de la marcha humana con el equipo Kinect, realizando 5 pruebas a cada uno, analizando los 3 mejores resultados de cada pierna, esto es, los 3 mejores datos del ángulo de la rodilla durante una marcha humana. De esto se concluyó que hubo mayor precisión y exactitud con el Kinect cuando se usó la librería SDK. Además, con el uso de la librería SDK se obtuvo una forma de la curva del ángulo de la rodilla más similar al patrón obtenido mediante el sistema Vicon a comparación de las curvas de movimiento obtenidas con el uso de la librería OpenNI. En todos los casos se obtuvo la forma de una curva del ángulo de la rodilla durante la marcha lo suficientemente cercana al patrón de marcha obtenido mediante el sistema Vicon, con coeficientes de correlación superiores a 0.8, y se demuestra así que el Kinect puede ser usado para la evaluación de una marcha humana. De esta manera, se espera que este estudio sirva de línea base para futuros estudios y proyectos con el Kinect para el análisis de marcha.

La apnea central del sueño es un trastorno respiratorio que ocurre durante el sueño. En este sentido, la persona afectada experimenta la detención completa o parcial del flujo de aire hacia los pulmones debido a la falta de estímulo respiratorio del cerebro durante cortos periodos de tiempo. Esta falta de señal respiratoria genera la ausencia de esfuerzo respiratorio (es decir, no se producen movimientos toraxoabdominales), ya que el músculo diafragmático no es estimulado. Es así que quienes sufren de este mal aumentan el riesgo de padecer fatiga crónica, trastornos psicológicos e intelectuales, trastornos cardiovasculares, debilidad física, dificultad para deglutir, entre otros. Por otro lado, los métodos y dispositivos médicos utilizados para el tratamiento de esta afección son poco ergonómicos, en el Perú. Es por este motivo, que la presente tesis propone una alternativa para la mejora de la calidad de vida de quienes padecen esta afección. Para esto se tiene como objetivo general diseñar e implementar un sistema de estimulación eléctrica no invasivo para la apnea central del sueño basado en el estudio de la electrofisiología del diafragma. Es así que se busca desarrollar un dispositivo no invasivo para la estimulación eléctrica muscular, determinar las señales que serán utilizadas para la excitación del músculo diafragmático, estudiar el grado de excitación del músculo diafragmático y ajustar el dispositivo según cada paciente. El dispositivo a desarrollarse es un estimulador eléctrico muscular diafragmático no invasivo de larga duración (entre 10 a 12 horas de funcionamiento). Asimismo, será eficiente, liviano, pequeño, ergonómico, silencioso, seguro y fácil de usar. En cuanto a sus características técnicas será un aparato con bajo consumo de potencia, adecuado aislamiento eléctrico y resistente a interferencias y caídas. En el primer capítulo de la presente se desarrolla la problemática de este trastorno, con el fin de determinar los objetivos de la tesis y justificación de la misma. En el segundo capítulo se estudian y analizan los fundamentos teóricos para el desarrollo del dispositivo. En el tercer capítulo se realiza el diseño del estimulador eléctrico muscular diafragmático no invasivo. Finalmente, en el último capítulo se muestran los resultados de la implementación.

Actualmente en el Perú, a diferencia de otros países latinoamericanos, los centros de salud no cuentan con un Sistema de Mantenimiento Preventivo de sus equipos médicos. La calibración de equipos médicos no es una práctica frecuente ni obligatoria ya que se carece de un marco legal que exija el cumplimiento de normas internacionales de mantenimiento y calibración. El mantenimiento continuo de estos equipos es fundamental ya que, en muchos casos, sirven para mantener con vida a un ser humano. Dentro de este grupo de equipos médicos críticos se encuentra el ventilador pulmonar, que como se explicará más adelante es empleado para proveer de soporte respiratorio a pacientes que no puedan asumir la función natural de respiración. Más aún, los que trabajan en UCI (Unidad de Cuidados Intensivos) toman control completo de esta tarea, es decir, del correcto funcionamiento del ventilador depende la vida del paciente. Entonces es indispensable que un dispositivo como éste se encuentre en perfecto estado, y esto sólo se logra realizando un mantenimiento tanto preventivo como correctivo a lo largo de la vida útil del equipo. Sin embargo, la implementación de un sistema de mantenimiento y calibración se haya suscrito dentro de limitaciones tales como los recursos económicos con que cuente el centro de salud, la disponibilidad del personal técnico calificado, entre otras cosas. El presente trabajo de investigación pretende aportar a la problemática descrita con el diseño de un protocolo de calibración del parámetro de FiO2 en el ventilador pulmonar; para realizar las pruebas correspondientes se cuenta con el analizador de oxígeno, el cual será usado como instrumento de medición. La norma IEC 60601-2-12 “Requisitos particulares para la seguridad de los ventiladores pulmonares” ha sido aplicada al desarrollo de este documento para proveerlo de un marco normativo internacional. Todas las pruebas y ensayos descritos en este documento fueron desarrollados en el Hospital Dos de Mayo con la colaboración del Departamento de Mantenimiento de Equipos Médicos y la Unidad de Cuidados Intensivos de dicha institución.

El presente trabajo consiste en el diseño de un amplificador diferencial de diferencias (DDA) para la etapa de filtrado de un sistema de adquisición de señales neuronales en un circuito integrado implantable. El bloque analógico se realizó utilizando la tecnología AMS 0.35 μm en el software CADENCE. La metodología usada fue la denominada TOP-DOWN que consiste básicamente en iniciar el diseño con la definición de los parámetros a nivel sistema y descender progresivamente de nivel hasta dimensionar cada transistor y definir el layout del circuito. Una característica importante de esta metodología es que los niveles superiores definen los requerimientos para el siguiente nivel. El segundo objetivo importante es mostrar un flujo de diseño para circuitos integrados donde se utilizan las herramientas de CADENCE. Con esto se busca presentar una documentación que muestre el procedimiento usado a nivel industrial en el desenvolvimiento de circuitos integrados. Es importante mencionar que la principal motivación de realizar este circuito para cumplir los objetivos de la tesis es dar continuación a un proyecto del grupo de microelectrónica que consiste en el desenvolvimiento de un sistema de adquisición de señales neuronales. Algunas partes del proyecto general ya fueron realizadas por tesistas de la universidad y junto con este bloque se completa la parte del filtro pasabanda. El flujo de diseño se desarrollo paso a paso. Primero, se obtuvo las especificaciones del DDA en base a la simulación del macromodelo en el filtro pasabanda con componentes ideales. Luego, con los resultados obtenidos, se determinó los requerimientos de frecuencia, puntos de operación y respuesta en tiempo del circuito. Posteriormente, se dimensionó cada transistor asegurando que el amplificador cumpla con los requerimientos propuestos (modelo nominal y de Montecarlo). De la misma forma que con el esquemático, se validó el netlist del layout simulando los principales parámetros del amplificador y del filtro. Los resultados mas relevantes de la simulación del netlist del circuito extraído del layout son los siguientes: potencia de 5.26μW(@ V DD = 3.3), tensión de offset de 163.89μV y 10.38μVrms de ruido integrado en la banda de paso. Con estos datos, se observa un equilibrio entre la potencia consumida y el ruido integrado del amplificador, que normalmente es muy difícil de conseguir por el diseñador.

El Estimulador Eléctrico Funcional (FES) es un dispositivo biomédico de asistencia desarrollado para restaurar las funciones motoras perdidas en diversos órganos del cuerpo humano que se vean privados de un control, normalmente debido a una lesión de los nervios que lo inervan, como por ejemplo la perdida de control sobre los movimientos de las manos. El estimulador FES genera un estimulo en corriente o voltaje, adecuado para la activación neuromuscular usando como por ejemplo pulsos bifásicos rectangulares con modulación o con patrones de N-pulsos. Actualmente solo algunos centros especializados de rehabilitación del Perú cuentan con estos sistemas de estimulación eléctrica funcional, tecnología que integra diferentes fuentes generadores de corriente o voltaje, así como medios de control inteligentes y procesos de acondicionamiento para que estos dispositivos puedan ser manejados por los mismos pacientes. Por lo tanto, el objetivo de este trabajo de tesis fue el diseño de un dispositivo no invasivo, económico, portátil y de fácil manejo para lograr la restauración de las funciones motoras de los miembros dístales superiores, específicamente la mano, mediante un patrón de señales de estimulación eléctrica funcional para el control del movimiento de prensión. Y tiene como generador de señales un instrumento Virtual con una interfaz de usuario para monitorear y controlar las señales generadas. Asimismo, se plantearon dos opciones para la interfaz de salida dando como resultado la elección del uso de interfaz de puerto paralelo para enviar la señal eléctrica al paciente, al lado de un modulo conversor análogo/digital, aislamiento y los electrodos superficiales correspondientes. Como conclusión más importante se debe mencionar que este Diseño de un Estimulador Eléctrico Funcional para Rehabilitación de Miembros Dístales Superiores demostró, mediante las pruebas realizadas, que la estimulación logrado es bien tolerado por el cuerpo humano. Por lo tanto esto conllevará a obtener una herramienta más para la rehabilitación física en nuestro país, con la ventaja de obtenerse gracias a tecnología desarrollada dentro de este.

La 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.

Las principales enfermedades causantes de disfunción motora son los trastornos neurológicos, los cuales comprenden desde la epilepsia, esclerosis múltiple, Alzheimer, accidentes cerebros vasculares hasta dolor de cabeza. La pérdida total o parcial de la autonomía de la mano es el resultado más frecuente. Esto ocasiona en la persona la incapacidad para realizar sus tareas de forma independiente afectando tanto su vida como su autoestima. Los primeros dispositivos de ayuda en la vida diaria fueron los dispositivos netamente mecánicos, en donde encontramos cucharas, tenedores, cuchillos especiales entre otros, luego con la aparición de la electrónica los dispositivos evolucionaron hasta convertirse en prótesis o exoesqueletos cada vez más sofisticadas. Entre las prótesis más sofisticadas se encuentran las capaces de simular los movimientos, velocidad y fuerza de una mano real; sin embargo, debido a su alto costo son muy poco usados en el Perú. La presente tesis tiene como objetivo principal el diseño en una versión primaria de exoesqueleto de mano basado en músculo activo artificial (Flexinol) con dos dedos para la ayuda en la vida diaria. Como objetivos específicos se estudiaron la biomecánica de la mano, se analizó el uso del Flexinol, se implementó una mano impresa en 3D y se diseñó el sistema eléctrico y electrónico para el control del Flexinol con pruebas de movimientos y funciones básicas. En el prototipo, se utilizaron técnicas de ahorro de corriente como PWM para excitar al Flexinol; además, del uso de mosfets en lugar de transistores obteniendo un consumo total entre 500-700 mA. Por otro lado, el control de la planta permitió reproducir los movimientos de abducción y aducción de una mano real con una precisión de 2 grados sexagesimales. Por último, el prototipo obtenido es de bajo costo y peso con la finalidad de estar al alcance de todas las personas.

El siguiente documento de tesis tiene como principal objetivo el diseño e implementación de un dispositivo prototipo destinado a la investigación y obtención de protocolos de aplicación de terapia térmica como tratamiento de leishmaniasis cutánea. En el primer capítulo se reúne información general de la leishmaniasis cutánea, desde la conceptualización de la enfermedad, su importancia e impacto en el mundo y en el Perú, hasta los problemas que existen en la aplicación del tratamiento convencional, como son el costo y los efectos colaterales de los antimoniales pentavalentes y la anfotericina B. En el segundo capítulo se presenta la terapia térmica como tratamiento alternativo a la enfermedad en estudio, la fundamentación de esta terapia, sus principales formas de aplicación, así como ensayos y estudios que se realizaron con este nuevo tratamiento. Con esta información se definió seguidamente una caracterización base de los parámetros y funciones que deberá cumplir nuestro diseño del dispositivo. En el tercer capítulo se plantea el diagrama de bloques funcional del equipo. Se desarrolló cada etapa del diagrama de bloques mediante el planteamiento de requerimientos, alternativas de solución, y la elección final del diseño, con la que luego se realizaron los cálculos eléctricos necesarios y la programación digital correspondiente. De este modo se desarrollaron los diagramas esquemáticos de cada bloque funcional y sus modelos de tarjetas de circuito impreso para su posterior implementación. En el cuarto capítulo se realizaron los ensayos y resultados que se obtuvieron de la implementación del diseño del capítulo anterior. Se realizaron pruebas a cada etapa del diagrama de bloques planteado en el capítulo anterior, con los que se verificó exitosamente una correspondencia con los parámetros de entrada y salida esperados en el diseño planteado. Se realizaron subsecuentemente los ensayos finales del equipo en su totalidad, los cuales se tradujeron a curvas de temperatura y tiempo, y se analizaron cuantitativamente respecto a los parámetros de diseño esperados. Se concluyó finalmente que el diseño planteado e implementado cumplió exitosamente los objetivos de esta tesis, y se indicaron además las recomendaciones y observaciones a considerar.

En el sector salud, el acceso a las tecnologías de salud es limitado en calidad y cantidad. Esto se debe a que somos un país importador de equipos médicos, como consecuencia no se tiene personal cualificado correctamente para el mantenimiento y reparación de los mismos; a esto se suma, el elevado precio del equipo una vez importado. El desarrollo del presente trabajo surge de la necesidad de iniciar una política de producción de equipos médicos en el Perú, adoptando una nueva estrategia de producción conocida como sistema de producción modular, el cual está basado en realizar el proceso solo con aquello que le da valor agregado al producto, dejando de lado el actual sistema de producción lineal que trabaja con recursos innecesarios que los considera necesarios, conocido como desperdicios. En la actualidad, la electrónica ayuda a la medicina física y nos presenta nuevas posibilidades para la realización de terapias físicas, entre ellas se encuentran la magnetoterapia, el ultrasonido, la laserterapia y la fototerapia. Sin embargo, esta ayuda debe ser complementada diseñando el sistema de producción el cual permita mayor accesibilidad a dicha tecnología. Sobre todo, cuando el equipo es fabricado en territorio nacional. El objetivo del presente estudio es diseñar un sistema de producción del equipo Regenerador de Tejidos Blandos y Óseos con tecnología mejorada basada en factores físicos combinados, para tratamientos en la especialidad de medicina física. Su desarrollo está dado en cuatro capítulos cuyo contenido es el siguiente: El primer capítulo, nos muestra la problemática actual de las enfermedades del tipo dermatológica, así como el estado actual de la producción de equipos médicos. Se presentan el objetivo general y los objetivos específicos. En el segundo capítulo, se definen los tipos de tratamientos físicos actuales. Además se describen los distintos tipos de sistemas de producción junto con sus características. En el tercer capítulo, se desarrolla el diseño del sistema de producción del Regenerador de Tejidos Blandos y Óseos, se identifican los procesos de producción involucrados. Seguido del diseño y propuesta de los Procedimientos de Operación Estándar, los cuales permitirán la reproducción del sistema de producción. En el cuarto capítulo, se presentan las pruebas y resultados. La verificación de los procedimientos planteados en el tercer capítulo, la toma de tiempos de fabricación y la prueba de funcionamiento del equipo terminado. Así como también el análisis económico del presente estudio. Finalmente, se presentan conclusiones y recomendaciones en el desarrollo del sistema; además de, posibles mejoras que se pueden dar en el futuro.