La sangre, el tejido de la vida, ha sido designada de esta manera porque refleja el balance de nuestro organismo en un equilibrio perfecto. Debido a sus múltiples funciones (transporte de oxígeno y nutrientes a las células, recolección de los productos de desecho, transporte de hormonas, intervención en el equilibrio de ácidos, sales, bases y agua en el interior de las células y en la regulación de la temperatura del cuerpo, defensa contra agentes externos y mecanismos de coagulación) representa una increíble fuente de información del estado biológico y químico del cuerpo y hasta la actualidad su análisis es una de las herramientas más importantes en la medicina.

La presente tesis consiste en el diseño del prototipo del mecanismo de un exoesqueleto posicionador de espalda enfocado en contribuir con el entrenamiento deportivo del tiro con arco. Un exoesqueleto es un implemento mecánico, accionado generalmente por actuadores electrónicos o neumáticos, el cual es portado por una persona a fin de guiar su movimiento y a su vez mejorar habilidades físicas como la fuerza o motrices como la precisión del usuario. Respecto a esto se vienen realizando estudios que indican que estos mecanismos también permiten a personas con problemas o lesiones motoras acelerar la recuperación de sus habilidades motrices, por ello estos mecanismos vienen demostrando su eficacia en terapias de rehabilitación. El principio de las terapias de rehabilitación consiste en la repetición continua de determinados movimientos en el miembro afectado y precisamente estos mecanismos pueden programarse a fin de repetir infinidad de veces estos movimientos con una gran precisión. Por otro lado en el caso de personas sin problemas motores se ha demostrado que estos mecanismos contribuyen con acelerar el aprendizaje de movimientos nuevos y a su vez contribuir con la mejora de habilidades motrices como la precisión del movimiento. Igual que en el caso anterior esto se logra mediante la repetición continua del movimiento nuevo que se quiere aprender o mejorar. El tiro con arco es un deporte con gran potencial de masificación en el país, se puede practicar a cualquier edad y no requiere un biotipo en especial. Si bien esta disciplina requiere pocos movimientos durante su ejecución deben realizarse con gran precisión. Habilidad que puede desarrollarse con el uso de un exoesqueleto. Para el diseño del mecanismo se tuvieron que realizar visitas a centros deportivos de tiro con arco a fin de reconocer los movimientos característicos para dirigir el movimiento de la flecha. Se pudo reconocer que al mantener los brazos tensados al apuntar era la espalda la que permitía controlar la dirección final de la flecha. Posteriormente se realizó un modelo matemático para obtener los parámetros inerciales de un individuo con las medidas del peruano promedio. Se planteó un diseño preliminar, se reconoció la distribución de cargas sobre el mecanismo y se realizó la ingeniería de detalles para finalmente obtener los planos de fabricación del mecanismo propuesto

El 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 musculares

Una incubadora proporciona un microambiente favorable para neonatos que necesitan cuidados especiales. Por esta razón, el Grupo de Investigación y Desarrollo de Equipos Médicos y Sistemas (GIDENS) de la Pontificia Universidad Católica del Perú viene desarrollando un Prototipo de Equipo Telemédico de Soporte de Vida Neonatal (ESVIN); una de las carencias que presenta este prototipo es el control de temperatura de piel o también llamado modo servocontrolado, esto se debe a que el algoritmo de control de temperatura aún no ha sido desarrollado. El presente trabajo de tesis tiene como objetivo el diseño y la implementación de un algoritmo de control de temperatura corporal neonatal con un error menor a 0.7 º C en condición de estabilidad térmica y en un rango de temperatura que va de 35 º C a 37 º C, ambos según la norma IEC 60601-2-19. En la primera etapa del desarrollo y previo análisis de la Planta, se obtuvieron los parámetros PID para un controlador digital, se diseñó e implementó un primer algoritmo de control y se realizaron tres ensayos que demuestran que el error en estado de estabilidad térmica es menor que 0.7º C en un rango de control de 35º C a 37º C, además las temperaturas mostradas en la pantalla del prototipo ESVIN van de 24º C hasta 40º C. En la segunda etapa se realizaron dos ensayos, en cada uno de ellos se llevó a cabo el rediseño e implementación del algoritmo de control con el fin de corregir el sobreimpulso y realizar el calentamiento de la Planta a razón aproximada de 1º C / hora. Finalmente el resultado fue el control de temperatura de piel en un rango de 35º C a 37º C con un error de 0.247º C y se logró calentar 2.5º C en dos horas. De esta manera se contribuyó a culminar con el modo servocontrolado del prototipo ESVIN.

Por lo general, la presencia o aparición de ciertas enfermedades está relacionada a la variación de las propiedades mecánicas (en particular, elásticas) del tejido blando. Entre las técnicas de caracterización de estas propiedades se encuentra la Sonoelastografía Cuantitativa, la cual se ha venido desarrollando en el Laboratorio de Imágenes Médicas de la PUCP, y cuyo funcionamiento está basado en la aplicación de vibraciones mecánicas de baja frecuencia sobre el tejido, con la finalidad de analizar la forma de propagación de la excitación inducida y caracterizar de manera cuantitativa las propiedades mecánicas mostradas. Inicialmente se emplearon dos técnicas sonoelastográficas: Sonoelastografía de Crawling Waves (CWS) y Holografía de Onda de Corte (SWH), las cuales fueron aplicadas sobre un maniquí homogéneo de 10 % de concentración de gelatina y sobre uno de 15% de concentración de gelatina, estimando la velocidad de onda de corte en ambos maniquíes, así como la desviación estándar. A continuación se propone la Sonoelastografía por Holografía Digital (DHS), una técnica que presenta un esquema experimental sencillo, con menor instrumentación y por ende con potencial para aplicaciones in vivo, a diferencia de las dos técnicas previamente analizadas. Se diseña un algoritmo para la formación de patrones de interferencia, a partir de los cuales se estimó la velocidad de propagación y la desviación estándar de un maniquí de 10% de concentración de gelatina y otro de 15% de concentración. Por último, se comparan los resultados obtenidos con las tres técnicas, usando al tiempo de vuelo para poder calcular un valor de velocidad de referencia. Para el caso del maniquí de 10% de concentración, el valor de referencia es de 2.0064 m/s, con CWS se obtuvo 2.0111 ± 0.0383 m/s, con SWH 1.9167 ± 0.0477 m/s y con DHS 2.1067 ± 0.0691 m/s. Por otro lado, para el maniquí de 15% de concentración se obtuvo un valor de referencia de 2.7916 m/s, con CWS se obtuvo 2.8170 ± 0.0565 m/s, con SWH 2.8560 ± 0.1600 m/s y con DHS 2.1449 ± 0.0957 m/s. Para cuantificar la precisión de la estimación se calculó el error relativo entre el resultado obtenido con la técnica propuesta DHS y valor de referencia en cada caso. De esta manera, el error fue de 4.99% en el caso del maniquí de 10% de concentración, mientras que en el maniquí de 15% fue de 23.16%. En tal sentido, se concluye que la técnica realiza una adecuada estimación de velocidad de corte para maniquíes de baja concentración, pues a medida que la concentración aumenta el error en la estimación también lo hace.

Chronic wounds are a serious health problem because they do not follow a normal healing process and take a long time to heal. Monitoring the evolution of the wound is vital to evaluate the current treatment and determine the need for a different approach. Traditionally, this assessment is based on manual measurements and visual observation, which can be subjective and non-quantitative, leading to uncertainty in patient follow-up. This thesis proposes to leverage color and thermal imaging from cameras embedded in a smartphone to provide a non-invasive tool for wound assessment. Standard and affordable devices enables its applicability and scalability in clinical settings. We propose a methodology to create realistic and accurate 3D thermal models from a set of images captured with affordable and handheld devices. This approach was automated and evaluated in clinical settings on a total of 68 wound cases with varying degrees of severity, in Lima, Peru. Our findings show the feasibility of this method and highlight its potential for wound assessment through the use of thermal metrics derived from the 3D thermal models. / Les plaies chroniques constituent un problème de santé grave car elles ne suivent pas un processus de guérison normal et prennent beaucoup de temps à guérir. Le suivi de l’évolution de la plaie est vital pour évaluer le traitement actuel et déterminer la nécessité d’une approche différente. Traditionnellement, cette évaluation est basée sur des mesures manuelles et une observation visuelle, qui peuvent être subjectives et non quantitatives, entraînant une incertitude dans le suivi du patient. Cette thèse propose d’exploiter l’imagerie couleur et thermique des caméras embarquées dans un smartphone pour fournir un outil non invasif d’évaluation des plaies. Des appareils standards et abordables permettent son applicabilité et son adaptabilité en milieu clinique. Nous proposons une méthodologie pour créer des modèles thermiques 3D réalistes et précis à partir d’un ensemble d’images capturées avec des appareils portables et abordables. Cette approche a été automatisée et évaluée en milieu clinique sur un total de 68 cas de plaies de différents degrés de gravité, à Lima, au Pérou. Nos résultats montrent la faisabilité de cette méthode et mettent en évidence son potentiel pour l’évaluation des plaies grâce à l’utilisation de métriques thermiques dérivées des modèles thermiques 3D. / Las heridas crónicas constituyen un grave problema de salud porque no siguen un proceso normal de cicatrización y tardan mucho tiempo en curar. El seguimiento de la evolución de la herida es vital para evaluar el tratamiento actual y determinar la necesidad de un enfoque diferente. Tradicionalmente, esta evaluación se basa en mediciones manuales y en la observación visual, que pueden ser subjetivas y no cuantitativas, lo que genera incertidumbre en el seguimiento del paciente. Esta tesis propone aprovechar las imágenes térmicas y a color de cámaras integradas en un smartphone para proporcionar una herramienta no invasiva de evaluación de heridas. Los dispositivos estándar y asequibles permiten su aplicabilidad y escalabilidad en entornos clínicos. Proponemos una metodología para crear modelos térmicos 3D realistas y precisos a partir de un conjunto de imágenes captadas con dispositivos asequibles y portátiles. Este enfoque se automatizó y evaluó en entornos clínicos sobre un total de 68 casos de heridas con distintos grados de gravedad, en Lima, Perú. Nuestros hallazgos muestran la viabilidad de este método y destacan su potencial para la evaluación de heridas mediante el uso de métricas térmicas derivadas de los modelos térmicos 3D.

El presente trabajo tiene como principal objetivo diseñar un sistema de telemonitoreo de pacientes diabéticos tipo 2 para una mejor cobertura y adherencia del control de glucosa comparada con la actualmente existente. Además de analizar los procedimientos clínicos del control de diabetes para definir los requerimientos de diseño en el sistema de telemedicina, diseñar un aplicativo en el smartphone apropiado para realizar la transferencia de datos al médico encargado, diseñar un aplicativo para el doctor con capacidad de registro, gestión de alarmas y registro de datos como glucosa en sangre de los pacientes para el telemonitoreo y realizar pruebas de funcionamiento del sistema mediante la creación de cuentas de usuario simulando la interacción entre el doctor y el paciente. Este prototipo se realizará mediante el uso de un glucómetro comercial con Bluetooth, aplicativos para el paciente (un aplicativo del propio glucómetro que recibe la medición de glucosa del paciente y la almacena y otro aplicativo de creación propia que envía un informe generado por el primer aplicativo de la glucosa en sangre del paciente en el tiempo, es decir, dos semanas o un mes según lo solicite el médico encargado) y un aplicativo para el doctor que gestione y analice los datos del paciente mediante estadísticas y alarmas, este aplicativo es el mismo creado para el paciente pero con una creación única de usuario para el médico encargado. Así mismo, se plantea gestionar a 10 pacientes simulados para las pruebas. Tras esto se realizan pruebas de funcionamiento del glucómetro con el smartphone, se analizan y muestran los resultados de la interacción entre el paciente y el médico simulados, el funcionamiento del software, la generación de alertas y pruebas integrales del sistema donde se concluye en el correcto funcionamiento y cumplimiento de objetivos.

En la presente tesis se ha realizado el diseño de un mecanismo de dedo de 2 grados de libertad para una prótesis mioeléctrica transradial, este diseño tiene como característica que es antropomorfo, reduciendo el impacto visual de una prótesis común ya que las características en cuanto a tamaño y forma se asemejan a las dimensiones de una mano promedio. Se concluyó que el diseño sea por medio de cuerdas y poleas, cuyo movimiento de los dedos se encuentran restringidos por los ángulos entre falanges en cada articulación. Este diseño permite la sujeción de un objeto de forma cilíndrica de aproximadamente de 500 gramos, abordando así cálculos de diseño de elementos mecánicos, análisis del movimiento del mecanismo validado mediante simulaciones computacionales, selección de componentes, fabricación del diseño mediante impresión 3D con filamento ABS, evaluación de la funcionalidad, planos de ensamble y despiece para su fabricación. El costo estimado de diseño y fabricación de los dedos pulgar, índice, medio, anular y meñique, incluyendo el mecanismo de dos grados de libertad diseñado, y todo esto integrado en una mano protésica, es de S/. 14,000 aproximadamente. / Tesis

Con los dispositivos convencionales de fototerapia para resolver la ictericia neonatal se interfiere el vínculo madre-neonato pues se tiene que separar la madre del neonato para que éste reciba la fototerapia; mediante el dispositivo desarrollado en esta tesis, se facilita la aplicación simultánea de fototerapia y el cuidado según el método madre canguro. Se ha construido una matriz luminosa flexible de LEDs azules, de 25x10 centímetros, 60 gramos de peso, capaz de iluminar con luz azul la espalda y nuca de recién nacidos. Para estimar la transferencia de calor de la matriz a un recién nacido y asegurar que la temperatura en el área de contacto es segura para su uso, se han desarrollado dos maniquíes termo-regulados, uno es de un neonato pre-término tardío de 2.35 Kg, hecho de silicona con un compartimiento de 650 ml de agua y el otro es de la parte anterior de un torso femenino de 10 Kg, con piel de silicona y compartimientos con 7 litros de agua; ambos tienen calefacción interna con control automático de temperatura electrónico. Los maniquíes se han colocado en posición del método madre canguro, sujetados uno al otro por una faja elástica haciendo contacto "piel a piel". Se sujetó la matriz luminosa a la espalda del maniquí neonatal con bandas elásticas. La irradiancia de la matriz luminosa, medida con un radiómetro ILT1400A es de 350 microWatt/cm2 consumiendo 0.98 Watt de una batería de 12 voltios. La matriz transfiere 0.395 Watt al maniquí de neonato y las temperaturas locales en los puntos de contacto con la espalda no superan los 2.75 oC por encima de la temperatura axilar del maniquí. Por lo tanto, la baja potencia transferida por la matriz de fototerapia y el incremento de temperatura en la superficie de contacto supera en menos de 4 oC a la temperatura corporal sugieren que podría utilizarse como dispositivo investigacional para un estudio posterior de efectividad. Palabras clave: Ictericia neonatal, fototerapia, método madre canguro, dispositivo médico, transferencia de calor, seguridad de la madre-neonato. / Tesis

Actualmente el mundo atraviesa una de las peores crisis sanitarias de la historia ocasionada por la pandemia del COVID-19, esta enfermedad tiene entre los síntomas más comunes a la fiebre con un 89.7% de incidencia en los infectados, según estudios de la Organización Mundial de la Salud. Una de las medidas principales para evitar los contagios es la detección de personas con fiebre, los cuales son potenciales contagiados y deben ser aislados. La termografía infrarroja es una técnica eficaz para la detección de personas con fiebre debido a que permite obtener información sobre la temperatura de las personas de forma instantánea, sin contacto y conservando el distanciamiento social. El presente trabajo de investigación se centra en el estudio sobre el diseño de un sistema electrónico que permita la detección de personas con fiebre de manera continua, basado en estudios realizados sobre sistemas termográficos que fueron efectivos para frenar la pandemia del SAARS y la gripe AH1N1. Este sistema contempla el uso de la cámara térmica VUMII OFC con la cual se cuenta dentro del laboratorio de sistemas aéreos no tripulados de la PUCP y el uso de una temperatura de referencia externa para la autocalibración del sistema en funcionamiento. Este tipo de arquitectura funciona para sistemas de termografía cuantitativa de bajo coste que no son considerados como equipos médicos, sino son considerados como un sistema de tamizaje.