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

El aceite de los granos de Amaranthus caudatus L. “Kiwicha” (Anexo Nº1), se extrajo por el método de Soxhlet y se evaluó: la seguridad cutánea y ocular in vivo aplicando los métodos “Acute Dermal Irritation/Corrosion” (OECD 404) y “Acute Eye Irritation/Corrosion” (OECD 405) de Guidelines for Testing of Chemicals; se determinaron las propiedades físico-químicas del aceite: peso específico, índice de refracción, índice de acidez, índice de saponificación, índice de peróxido, índice de yodo. Se realizó una formulación O/W conteniendo 5% del aceite y se evaluaron las características microbiológicas de la fórmula según la USP 29; se evaluó la eficacia dermocosmética de la fórmula hasta las 24 horas con modernos equipos de Bio-ingeniería Cutánea, evaluando parámetros como: el efecto humectante empleando el Corneometer, la pérdida de agua transepidérmica empleando el Tewameter, los parámetros viscoeláticos de la piel empleando el Cutometer, el microrelieve cutáneo empleando el Visioscan; de los parámetros evaluados se demostró que la formulación que contiene 5% de aceite de Amaranthus caudatus L. “Kiwicha” proporciona a la piel un efecto humectante altamente significativo a través del día, además de brindar otros beneficios cosméticos importantes como son: incremento de la elasticidad, suavidad, atenuación de arrugas y mantenimiento de la eficacia de la función barrera de la piel, todos estos beneficios se atribuyen a la formulación que contiene este aceite. / The seed oil of Amaranthus caudatus L. “Kiwicha” (Annex Nº1) was extracted, by the method of Soxhlet and it was evaluated: the cutaneous and ocular in vivo safety of the oil was evaluated applying the methods “Acute Dermal Irritation/Corrosion” (OECD 404) and “Acute Eye Irritation/Corrosion” (OECD 405) of the Guidelines for Testing of Chemicals; the physical-chemical properties of the oil were determined: specific weight, refractive index, acid value, saponification index, peroxide index, iodine index. A formulation O/W containing 5% of the oil was made and it was evaluated the microbiology characteristic according to USP 29; the effectiveness was evaluated until the 24 hours with modern equipment of Cutaneous Bioengineering, the parameters evaluating are: the moisturizing effect using the Corneometer, the Transepidermical Water Loss using the Tewameter, the biomechanical parameters of the skin using the Cutometer, micro relief cutaneous using the Visioscan; of the evaluated parameters is demonstrated that the formulation that contains 5% of seed oil of Amaranthus caudatus L. “Kiwicha” provides to the skin a moisturizing effect highly significant through day, besides to offer other important cosmetic benefits as they are: increase of the elasticity, smoothness, attenuation of wrinkles and maintenance of the effectiveness of the function barrier of the skin, all these benefits are attributed to the formulation that contains this oil.

Chronic wounds are a major healthcare problem worldwide which mainly a ects geriatric population and patients with limited mobility. In tropical countries, Cutaneous Leishmaniasis (CL) is also a cause for chronic wounds, being endemic in 75% of Peru . In this context, the assessment of these type of wounds represents a big challenge due to the limited access to specialized medical resources. This work aims to develop a video-based method to compute the 3D point cloud of skin wounds which could provide accurate metrics for medical assessment despite of the location of the patient. Recently, CL specialists have used metrics as volume in clinical assessment with promising results. The acquisition protocol is prompt to be user friendly and feasible in remote locations; the video is taken using a commercial hand-held video camera without a rig or special illumination. The algorithm follows the Structure from Motion methodology: FAST feature detector, pyramidal optical flow and Jacob’s method for missing points estimation. The results show good performance in terms of accuracy and repeatability of the point cloud computation, less than 0.6 mm and 0.21 mm respectively. However, experiments suggest that the volume computation technique does not adapt well to the proposed method output and requires a deeper analysis. The method has been entirely implemented using open source libraries. / Tesis

Hoy en día las personas no están libres de enfermedades o accidentes que, en el peor de los casos, puedan derivar en la amputación de una extremidad. Por lo tanto, para poder reemplazar aquella extremidad se usan las denominadas prótesis. Particularmente la prótesis mioeléctrica de brazo es una extensión artificial que puede ser muy realista, con buena movilidad y puede ser controlada con el pensamiento o el movimiento de determinados músculos del usuario. El desarrollo e investigación de las prótesis mioeléctricas no se da en nuestro país, de la misma forma, dicha prótesis no es muy acogida por parte de las personas amputadas, ya que su precio promedio es de USD $95,000 aproximadamente. El presente proyecto profesional da a conocer la implementación de un prototipo similar a una prótesis mioeléctrica. Este dispositivo logra distinguir entre cinco movimientos del brazo Dichos movimientos se dan tiempo real por medio del procesamiento de dos señales mioeléctricas provenientes del bíceps y tríceps braquiales. Además el prototipo será capaz de manipular objetos livianos. El precio de fabricación de dicho prototipo será de un muy bajo costo comparado con prótesis existente, y está implementada con materiales y dispositivos del mercado local. De esta manera, siendo más asequible para promover el desarrollo e investigación en esta área.

The pathological states of biological tissue are often related in attenuation changes of itself. Thus, information about attenuating properties of tissue is valuable for the physician and could be useful in ultrasonic diagnosis. However, accurate characterization of tissue pathologies using ultrasonic attenuation is strongly dependent on the accuracy of the algorithm that is used to obtain the attenuation coefficient estimates. In the present document, we derive a new attenuation estimation method which uses the analytical backscatter coefficient (BSC) diffraction compensation function for single-element transducers proposed by Chen et al. and compare it to a reference phantom attenuation estimation method. The accuracy of the two methods was evaluated. The results showed that an accurate attenuation coefficient mean value can be estimated by the two methods presenting a low mean percentile error (MPE<6%). However, the coefficient of variation of the estimates remains higher than the desired values (CV>62%). Moreover, to remove the inherent size of the ROI’s limitation due to the high variability of the estimator, the use of full angular spatial compounding was extended to the estimation of attenuation coefficients and its performance was experimentally evaluated using two physical phantoms. The results suggest that the variance and field of view of attenuation imaging can be significantly improved without sacrificing estimation accuracy. Based on these observations, the analytic diffraction compensation method was applied in an animal model to estimate the mean attenuation value of thyroids lobes. To reduce variability on the estimates, a three neighboring layer spatial compounding approach was applied. The results suggest the mean attenuation value can potentially discriminate a particular pathology on thyroid from malignant and normal tissues. The final conclusions lead to remark the potential of parametric imaging of tissue attenuation by the analytic diffraction compensation method in conjunction with spatial compounding as a useful tool for medical detection and diagnostic. / Tesis

Uno de los temas de creciente preocupación en la actualidad es el envejecimiento de la población mundial. Solo para el 2020, 13 países podrán ser considerados “súperenvejecidos” (aquellos con 20% o más de habitantes de edades mayores a 65 años), mientras que para el 2030 se sumarán otros 21 a la lista [1]. El Perú no está excluido de este fenómeno demográfico, ya que según estadísticas se estima que entre el 2015 y el 2050 el porcentaje de la población mayor de 65 años se incrementará de 6.38% a 15.69% [2]. Uno de los sectores donde el impacto será más notorio es la medicina, ya que diversas dolencias son más frecuentes en la tercera edad. Esta disciplina deberá adecuarse y buscar métodos más eficientes de atención para dar abasto a la creciente demanda. Ante esta problemática, los países más avanzados en el campo de la tecnología están empezando a dar soluciones eficientes a los problemas médicos desde el campo de la robótica y la biomecatrónica. En este ámbito, prótesis robóticas, exoesqueletos de asistencia y rehabilitación, y equipos robotizados para cirugía son algunos de los avances en el campo que prometen alcanzar óptimos resultados. En particular, los exoesqueletos suelen ser usados en la rehabilitación de pacientes con trastornos neuromusculares, como quienes han sufrido de accidente cerebrovascular o lesión de la médula espinal. Este trabajo tiene como objetivo presentar el diseño de un exoesqueleto para brazo con tres grados de libertad, tal que el usuario realice dos tipos de movimientos del hombro (flexión-extensión y abducción-aducción) y la flexión del brazo por la rotación de la articulación del codo. El exoesqueleto estará orientado a la rehabilitación de miembro superior en quienes han sufrido accidente cerebrovascular. El accionamiento del mecanismo será por señales cerebrales obtenidas por una interfaz cerebro-computadora no invasiva. De este modo, cuando el usuario piense en realizar un movimiento con el brazo (asociado a una actividad de la vida diaria), accionará los actuadores y se ejecutará un movimiento predeterminado dentro de un volumen de trabajo seguro. El movimiento contribuirá a la rehabilitación de la misma manera en que se hace con asistencia humana, pero agregando el que el paciente siempre participe activamente, lo cual es un factor motivante que puede estimular a que el paciente concientice el movimiento y estimule la plasticidad del cerebro para la recuperación de su discapacidad. En el capítulo 1 se presenta la problemática asociada con quienes han sufrido de accidente cerebrovascular y requieren de un tratamiento de rehabilitación. En el capítulo 2 se presentan un estudio del estado del arte en exoesqueletos e interfaces cerebro-computadora. En el capítulo 3 se presentan los requerimientos con los que debe cumplir y algunas características deseables para el exoesqueleto, seguidas del concepto óptimo que daría solución a la problemática. En el capítulo 4 se presentan los componentes y planos del diseño mecánico y electrónico, y los diagramas de flujo correspondientes al sistema de control. En el capítulo 5 se presentan los costos de cada componente mecánico y electrónico, así como el precio total de un prototipo del diseño presentado. En el capítulo 6 se presentan las conclusiones con respecto a este trabajo.

El objetivo principal de este estudio fue diseñar un proceso para elaborar tejido óseo desmineralizado en forma de chip para el Banco de Tejidos del Hospital Luis Vernaza (Guayaquil, Ecuador) con un porcentaje de calcio residual por debajo del 8%. La optimización de factores fue realizada usando la metodología de respuesta de superficie (RSM) mediante un diseño central compuesto (DCC) usando el software Design Expert 12. Se evaluó la influencia de las concentraciones de peróxido de hidrógeno y alcohol iso-propílico en la reducción de lípidos. Una vez obtenido un producto con una cantidad de lípidos mínima (menor a 4 %) se procedió con la desmineralización sometiendo el tejido esponjoso con ácido clorhídrico al 0.5 N. Se evaluó la influencia de la temperatura y el tiempo en la desmineralización de tejido óseo. Se realizaron once corridas experimentales por grupo de factores a evaluar y tres corridas para evaluación de resultados de optimización. Las variables usadas en el estudio fueron la concentración de peróxido de hidrógeno entre 10 y 25 %, concentración de alcohol iso-propílico entre 50 y 90 %, temperatura en la que ocurre la reacción entre 25 y 60 ºC y el tiempo que dura la reacción entre 30 y 120 minutos. Además, para lograr estudiar la reacción de desmineralizado de forma controlada y reproducible, se fabricó un reactor de flujo utilizando tecnología de prototipado rápido. Los resultados de optimización en el reactor de flujo mostraron que la combinación de peróxido de hidrógeno 12% y alcohol iso-propílico 80% a una temperatura controlada de 45ºC por un tiempo de 120 minutos logra un porcentaje de lípidos totales del 4 % y un producto con una concentración de calcio residual por debajo del 8%. Las condiciones establecidas pueden implementarse como un proceso de manufactura viable y eficiente para producir en mediana escala chips de matriz ósea desmineralizada proveniente de tejido óseo esponjoso para su uso como aloinjerto. / Tesis

El presente proyecto se basa en el diseño e implementación de un prototipo e interfaz hombre-máquina que permite, a las personas con discapacidad de miembros superiores, utilizar Entornos de Mensajería Instantánea (EMI) como Telegram, mediante el uso de los músculos oculares. En ese sentido, se desarrolló hardware y software adecuado para la adquisición y procesamiento de señales electrooculográficas, originadas por el movimiento ocular de las personas. Asimismo se implementó un teclado virtual que permite, a los usuarios, seleccionar, mediante guiños, los botones que deseen para construir mensajes que, luego, son transmitidos por el EMI empleado. Para su correcto entendimiento, este informe se divide en cinco capítulos. En el primer capítulo se presenta la problemática y justificación del desarrollo del proyecto. El segundo, trata los conceptos y teorías utilizadas. En el tercero y cuarto, se explican las características del diseño e implementación de la etapa de hardware y software, respectivamente. Finalmente, en el último capítulo se muestran los resultados obtenidos, y sus validaciones. Al finalizar el proyecto se concluyó que este prototipo puede ser adaptado a las personas con limitaciones motoras en miembros superiores, con el fin de hacerlas partícipes de las diversas aplicaciones de comunicación a distancia desarrolladas en la actualidad.

Las personas con Diabetes presentan altos niveles de azúcar en la sangre, los cuales pueden llegar a destruir los nervios y vasos sanguíneos en las extremidades. En consecuencia, la sensibilidad en las mismas puede disminuir o perderse. La falta de sensibilidad en las extremidades inferiores genera presiones desapercibidas, repetitivas y excesivas que podrían producir graves lesiones. Por lo tanto, es importante disponer de un dispositivo para el diagnóstico que sea capaz de registrar valores cuantificables en puntos estratégicos de la huella plantar y que contribuya a la interpretación médica. La presente tesis presenta el diseño e implementación de un prototipo para la medición de presión plantar. Este dispositivo está conformado por 16 sensores ubicados en la región plantar (calcáneo, metatarsos y dedos gordos) adosados a una plantilla de lona. La implementación del prototipo comprende la selección del sensor adecuado para la aplicación. Seguidamente, el hardware se desarrolla teniendo en cuenta las siguientes etapas: Conversión de señal, filtrado y conversión análoga digital. Los valores de la última etapa se muestran en la interfaz de comunicación con la computadora. Luego, estos valores son convertidos en unidades de presión (KPa) y son usados en una gráfica de colores que se muestra en un computador. En esta interfaz, cada color es equivalente a la unidad de presión correspondiente. Esta última etapa podría ser desarrollada como complemento a la presente tesis. Las pruebas se realizaron en posición estática y durante la marcha a cinco personas sin la patología. Los resultados en posición estática se comparan con los resultados de una ortopedia que cuenta con un analizador de presión de marca comercial. Finalmente, se obtuvieron patrones de presión elevados en las mismas regiones plantares que los obtenidos con el analizador de presión comercial. Con los resultados durante la marcha se comprueba la repetitividad del prototipo. Se obtiene un coeficiente de variación porcentual en el rango de 2 a 14, similar al de equipos comerciales [1]. Además, se halla presiones máximas y medias del universo de la muestra tomada. Los resultados muestran que las presiones elevadas se registran en el segundo y cuarto metatarso y calcáneo respectivamente. Este resultado concuerda con estudios previos de la marcha [1]. / Tesis

En el Perú, la Leishmaniasis es una enfermedad parasitaria de importancia en salud pública pues afecta a 12 departamentos constituyendo la segunda endemia del tipo tropical [4]. La Leishmaniasis cutánea (LC) es un tipo de Leishmaniasis que produce úlceras erosivas que crecen en forma progresiva y cuando afectan la cara produce desfiguramiento facial [5]. Debido a la toxicidad de los tratamientos actuales, médicos investigadores están desarrollando nuevos tratamientos en los que se clasifica las lesiones por estadios clínicos de evolución que depende del análisis de las dimensiones de las lesiones en términos de área, volumen, reconstrucción epitelial y otros factores. Estas medidas hasta el momento han sido obtenidas por visión directa, para lo cual no existe un método estandarizado y además es susceptible de incluir subjetividad y errores que dependen del criterio y experiencia de cada médico. Por esta razón, es necesario contar con un método cuantitativo más exacto y preciso que evite tal subjetividad. La presente investigación desarrolla un conjunto de herramientas computacionales para medir el volumen de heridas de LC y estudiar su evolución en el tiempo. Para este fin, se utiliza un escáner láser de triangulación 3D que obtiene un modelo volumétrico tridimensional de la ulceración. A partir de este modelo y utilizando técnicas de triangulación (Delaunay), interpolación de superficies (cúbica y Spline) y segmentación semi-automática basada en contornos activos, se pueden calcular parámetros de interés de la lesión estudiada: perímetro, profundidad, área y volumen. En este sentido, se logró errores de exactitud menores al 1% en medición de volumen y errores de precisión menores al 4% en mediciones de volumen, área, perímetro y profundidad. Se caracterizó al escáner láser utilizado (NextEngine Laser Scanner HD®) con un error de exactitud de 0.13mm, error de precisión de 11μm y rango de visión de 130x97mm. Así mismo, se elaboró un protocolo adecuado de adquisición de datos demostrando que es posible su aplicación para medición y monitoreo de lesiones de Leishmaniasis cutánea. Finalmente se compara la evolución en el tiempo de estos parámetros con la evolución clínica de la lesión. Resultados preliminares sugieren que los parámetros de volumen y profundidad proveen mayor información clínica sobre la evolución de la lesión. / Tesis