En este trabajo se presenta el diseño de una silla de ruedas, siguiendo la metodología de diseño VDI 2221, que permite posicionar verticalmente al usuario, con la finalidad que el usuario pueda relajar los músculos y ayudar a circular la sangre previniendo la formación de escaras. Además, ayuda al usuario a alcanzar otros objetos que escapan fueran de su radio desde la posición sentado. Esta silla de ruedas cuenta con un mecanismo capaz de levantar al usuario y colocarlo en una posición bípeda sin arriesgar su seguridad y comodidad. Cuenta con cinturones de seguridad, uno a la altura de la cintura, otro a la altura del pecho y otro a la altura de las rodillas, estos tres cinturones mantienen al usuario seguro en la posición bípeda. La elevación del usuario se realiza con un actuador de gas comprimido. En la posición sentada del usuario, este actuador se encuentra comprimido y la presión dentro del mismo es lo suficiente como elevar al usuario, y al momento de activar el mecanismo este actuador se descomprime y eleva al usuario disminuyendo la presión dentro del mismo. Para activar el conjunto del mecanismo, y por ende al actuador, se cuenta con unas palancas de mando que el usuario puede manejarlo de acuerdo a sus requerimientos. Este mecanismo de levante cuenta con un reposapiés que se regula de acuerdo al giro del asiento. Este reposa pies queda al ras del piso cuando el usuario está en posición bípeda ayudando a mantener el equilibrio del usuario. Por otro lado, el costo de esta silla de ruedas se estima en S/. 3,300, lo cuál es menor al monto previsto en los parámetros de diseño. Aun así, el diseño no está libre de ser sujeto de modificaciones que ayuden a mejorar la comodidad del usuario y la practicidad de la silla de ruedas.

Trata sobre la prevalencia de reportes de eventos adversos y factores asociados a dispositivos médicos en el HNERM, en el período de enero a diciembre del 2018. Fueron identificados 46 reportes de eventos adversos asociados a dispositivos médicos, que luego de aplicar el criterio de exclusión se convirtieron en 44. De los 44 reportes de eventos adversos asociados a dispositivos médicos, 05 de ellos causaron daño al paciente. Las fuentes de información que se utilizaron fueron los formatos de instrumento de evaluación local en los órganos prestadores nacionales. Para medir las variables se usó un intervalo de confianza del 95%. El análisis de los datos se realizó con Chi Cuadrado y corrección de continuidad de Yates. Además, se usó el modelo de regresión logística con el software estadístico IBM-SPSS-versión 25, para evaluar, si las variables independientes permiten predecir el daño causado al paciente como variable dependiente. Este estudio encontró que el 20.5% del total de registros corresponden a dispositivos médicos de uso general, mientras que el 15.9% se relacionan con dispositivos usados en anestesiología. Al asociar los dispositivos médicos por el grado de invasividad con el tipo de riesgo, se obtuvo que el 76,9% del total de registros del tipo invasivo por implante corresponde al Tipo III del grado de riesgo que pueda producir daño al paciente o al personal que los manipula, mientras que el 50% del total de registros del método por orificios corporales corresponde al riesgo Tipo I. Se obtuvo que el 81,2% de los registros de eventos adversos ocurrió durante el uso del dispositivo médico. En cuanto al origen de los reportes de eventos adversos asociados a dispositivos médicos, al analizar el cumplimiento de las especificaciones técnicas, el 90,9% de los dispositivos médicos no lo cumplen. Así como el 90,9% de los registros corresponden a dispositivos médicos usados correctamente. / Trabajo académico

La tuberculosis es una enfermedad infectocontagiosa con gran índice de morbilidad y mortalidad a nivel mundial donde más del 95% de las muertes registradas a causa de esta enfermedad ocurren en países en vías de desarrollo. En el Perú, el diagnóstico de TBC se realiza a través de la baciloscopía de una muestra de esputo sometida a la tinción Ziehl Neelsen. Este método es realizado de manera manual por expertos técnicos de laboratorio quienes inevitablemente realizan un diagnóstico con amplia variabilidad; debido a esto, la automatización de diagnósticos médicos se presenta como una solución que permite corregir los errores presentes en la intervención humana. La Sección de Electricidad y Electrónica de la facultad de Ciencias e Ingeniería de la Pontificia Universidad Católica del Perú ha desarrollado dos sistemas de preparación automático de muestras de esputo para el diagnóstico de TBC (PAME) a fin de estandarizar el proceso de tinción ZN. El primero de estos realiza la tinción de una sola muestra por proceso; así mismo, el segundo sistema realiza la preparación de siete muestras en simultáneo, lo cual implica que este sea voluminoso y pesado para formar parte de un equipo portátil de diagnóstico de TBC requerido en los centros de salud del país. Debido a esto, esta tesis realiza el diseño de un sistema automático de tinción de cuatro muestras de esputo en simultáneo para el diagnóstico de TBC, el cual solucionará los inconvenientes presentes en los sistemas PAME’s, para formar parte de un sistema completo de diagnóstico de TBC que involucra el conteo de bacilos a través de un microscopio automatizado.

La calidad de vida de una persona que sufre alguna discapacidad motora hoy en día depende de muchos factores. Entre ellos los más importantes son el factor económico, familiar y emocional. La discapacidad motora es la incapacidad de controlar los músculos del cuerpo. Esta hace de la persona con discapacidad dependiente de otra persona. En la actualidad existen tratamientos físicos, psicológicos que contribuyen a mejorar la calidad de vida, pero esto no evita la que sigan siendo dependientes de otras personas. En este contexto, la presente tesis, desarrolla la implementación de un sistema robótico que devuelve la autonomía parcial a una persona con discapacidad motora para permitir a las personas realizar algunas labores cotidianas. En la presente tesis se describe entonces las tecnologías, mecánica, eléctrica, control e informática para la correcta implementación del sistema robótico, donde las principales partes del sistema son: brazo robótico, casco con electrodos pasivos, pantalla de interacción, cámaras HD. Con el fin de determinar si la implementación de sistema robótico tuvo éxito, se realizan pruebas con personas sanas, teniendo resultados satisfactorios después de las sesiones de entrenamiento y de experiencia con el sistema robótico.

Los traumatismos y lesiones prolongadas causadas por accidentes o enfermedad neuronal es un problema que va en aumento de salud pública que afecta de forma directa a las personas que lo padecen, e indirectamente a los familiares y al entorno de estas. El paciente sufre mental y físicamente por la discapacidad asociada, es un impacto negativo a su entorno socioeconómico, además si el paciente es de limitados recursos no podrá acceder a órtesis comerciales por su alto costo en el mercado. La presente tesis se diseña una órtesis de miembro superior donde se implementó la combinación de dos técnicas totalmente diferentes, diseñar una órtesis en el software CAD CAE SolidWorks, esta órtesis que es un dispositivo externo para mantener la postura o estructura del sistema muscular y esquelético, se utilizara un microcontrolador Arduino UNO para captar las ondas musculares también conocida como EMG (electromiografía), con el lenguaje programación C++, realizamos el código en el software libre ARDUINO UNO, esto es uno de los métodos más importantes para mejorar el movimiento de músculos lesionados. Se recopilo información de personas que han sufrido lesiones prolongadas en el brazo, para saber el grado de la lesión que ha sufrido, se evaluó a los pacientes con el fin de implementar, finalmente se realizó el modelo con la información obtenida de las fases anteriores, se realizó simulaciones en software especializado ya mencionados. Al finalizar la investigación se obtuvo un diseño de órtesis de codo articulado de brazo y antebrazo con EMG (electromiografía) funcional en beneficio de personas que sufren y se encuentran limitados de recursos económicos, incentivando a futuros investigadores a seguir abordando este tema.

En la presente tesis se aborda el diseño de un dispositivo de tomografía por impedancia eléctrica (TIE) para el análisis pulmonar basado en los cambios de volumen de aire en los pulmones. Esta tecnología se basa en la inyección de corriente a través de electrodos, lo cual generará diferencias de potencial en estos y cuyas lecturas permitirán la reconstrucción de un mapa de conductividad del tejido a analizar. Para alcanzar el cumplimiento de los objetivos de esta tesis, se ha dividido la misma en 4 capítulos. En el capítulo 1, se aborda la problemática del sector salud en el Perú y se aborda la necesidad de dispositivos de monitoreo respiratorios para los pacientes conectados a un respirador mecánico en unidades de cuidados intensivos, así como un estudio del estado del arte, analizando los modelos comerciales en la actualidad y sus características. En el capítulo 2, se presenta el marco teórico que fundamenta la aplicación de esta tecnología para el análisis pulmonar, así como la teoría necesaria sobre la TIE y los componentes que conforman un dispositivo TIE. En el capítulo 3, se aborda el diseño de cada uno de los componentes del sistema, así como el modelamiento eléctrico del fantoma que se usará en las pruebas en el software de simulación SPICE y en MATLAB Simulink. Finalmente, en el capítulo 4, se muestran las pruebas y resultados obtenidos mediante la simulación del sistema diseñado aplicado en el fantoma y caracterizando el sistema mediante métricas descritas en el documento.

La comunicación satelital implica la transmisión de datos a grandes distancias, además de la exposición a la radiación y fenómenos climáticos. Por ello, es necesaria la implementación de códigos que permitan no solo la detección sino también la corrección de estos errores. De acuerdo con el Comité Consultivo para Sistemas de Datos Espaciales (CCSDS por sus siglas en inglés) y la Cooperación Europea para Estandarización Espacial (ECSS por sus siglas en inglés) se recomienda el código BCH (63, 56), el cual tiene la capacidad de corregir 1 bit y detectar 2 en los 63 bits de la palabra de entrada. El diseño de un decodificador BCH (63, 56) se basa en una máquina de estados algorítmica con datapath (ASM-D) en el cual los estados ejecutan los bloques de cálculo de síndrome, localización y corrección del error (búsqueda de Chien). Por otro lado, el decodificador tiene la capacidad de reconocer cuando la palabra de entrada posee más de 2 bits errados; y por tanto, no es posible su decodificación. El primer bloque es el encargado de obtener el síndrome y, a su vez, el peso de Hamming del mismo, lo cua les relevante para conocer si la palabra contiene o no errores y la posición de estos. En el presente trabajo se realizó el diseño del decodificador BCH (63, 56) por medio del software Matlab y el lenguaje de descripción de hardware Verilog HDL, obteniéndose la corrección de 1 bit errado y la detección de 2 bits errados. Esto se implementó en 9 estados de una ASM-D con la cual se obtuvo una frecuencia de operación máxima de 160. 54M Hz y 360 elementos lógicos, es decir, una utilización menor al 1% de los elementos lógicos totales. Finalmente para la simulación se generó un Testbenchen Verilog HDL, donde se colocaron distintas palabras de entradas para verificar el correcto funcionamiento del decodificador.

En la presente tesis se ha realizado el diseño de un dispositivo de asistencia para rehabilitación pasiva en pacientes con diagnóstico de lumbalgia aguda. Es de tecnología soft, pues utiliza actuadores flexibles contribuyendo así a la movilidad del usuario. El diseño utiliza una batería para brindar asistencia con actuadores piezoeléctricos que ofrecen una fuerza de compresión cuando son excitados eléctricamente. Tiene dos horas de autonomía de baterías; sin embargo, debido a que cuenta también con una barra como actuador mecánico, el usuario puede seguir experimentando asistencia de movimiento en la zona lumbar incluso sin la activación de los actuadores. Se concluyó que el modelo contribuye a aliviar la zona lumbar de cargas verticales, siguiendo la técnica de estabilidad central. Este dispositivo permite una asistencia de 121,54 N en el eje vertical de y 25,17 N en el eje horizontal del plano frontal en el estado de reposo. La presente tesis aborda cálculos de diseño de elementos mecánicos, análisis del movimiento del mecanismo, selección de componentes, consideraciones para la fabricación del diseño incluyendo impresión 3D de carcazas en ABS, planos de ensamble y despiece para su fabricación. El costo estimado de diseño y fabricación del dispositivo es de S/. 14,000 como costo de diseño y S/. 4,900 como costo de fabricación.

El presente trabajo de investigación desarrolla el diseño de un lazo de realimentación Servo DC (DSL), el cual buscará ser acoplado a un amplificador capacitivo de instrumentación Chopper para su uso en dispositivos wearables; por ello se limita el voltaje de alimentación a un valor de 1V. La señal principal a analizar será la de electrocardiografía (ECG), obtenida por medio de electrodos presentes en el dispositivo; sin embargo, debido a estos receptores se introduce una señal no deseada denominada como: el offset DC del electrodo (EDO). El DSL fue desarrollado como un circuito integrado, el cual funciona como integrador, filtrando la señal que se desea atenuar, de tal forma que esta realimentación interactúe con la señal de ECG, reduciendo el EDO que presenta antes de entrar a la etapa de amplificación. Por ello, se realiza el diseño del bloque integrador en una topología “fully differential” compuesto por 3 componentes principales: el transconductor (GM), el Amplificador Operacional (GM_DSL) y los capacitores del integrador (CINT). Este será desarrollado en la tecnología TSMC 180 nm; con el uso del software “Virtuoso Squematic Suite” y “Analog Design Enviroment XL” de Cadence. Las simulaciones utilizadas para este trabajo fueron: la transitoria, DC, AC y corner PVT. Dentro de los resultados obtenidos se obtuvo un GM de 390.21 pS, un GM_DSL con ganancia DC 88.8 dB y se seleccionaron capacitores CINT de 125 pF; estableciendo de esta forma una primera frecuencia de corte del circuito general alrededor de 0.5 Hz. Dicho valor es el adecuado, puesto que a magnitudes mayores que esta, comienza la señal de biopotencial ECG.

Como un ser homeopático el ser humano presenta mecanismos de regulación de la temperatura que aseguran un óptimo funcionamiento del sistema fisiológico. Estos mecanismos de regulación tienen su centro de control e integración en el hipotálamo, que se encarga de mantener la temperatura corporal funcionando a ±1°C de la temperatura en reposo. Cuando la temperatura se encuentra fuera de este rango los sistemas biológicos comienzan a verse afectados. A efectos prácticos, el organismo puede dividirse en una parte central o nuclear, el cual estaría constituido por la cabeza y las cavidades torácica y abdominal; y una parte superficial, que está constituido por la piel, el tejido celular subcutáneo y el grueso de la masa muscular. De manera que, las temperaturas del núcleo y la piel serían las temperaturas central y periférica, respectivamente. La temperatura central (representada por las temperaturas oral, rectal, esofágica, membrana del tímpano, hipotalámica o de la sangre al pasar por cualquiera de los órganos de la parte central o nuclear) permanece relativamente constante, gracias a que es regulada y se mantiene dentro de límites bastante estrechos. Además, dentro de la práctica clínica, la temperatura es una de las variables que se encuentran en constante monitoreo pues resulta fundamental en la atención de pacientes con patologías agudas, ya que permite determinar si el paciente presenta un aumento en su temperatura central o fiebre que usualmente es asociado con el desarrollo de una infección. La fiebre es una respuesta fisiológica adaptativa frente a un agente patógeno, que mejora la respuesta del sistema inmune y evita la propagación de los agentes infecciosos. De hecho, “la elevación de la temperatura corporal en algunos grados puede aumentar la eficiencia de los macrófagos para destruir los microorganismos invasores, dificultando la replicación de diferentes microorganismos y otorgando una ventaja adaptativa al sistema inmune” (Gómez, 2008). Debido a lo anterior, la predicción del desarrollo de fiebre es importante pues, según el horizonte de predicción de este estado en el paciente, se puede permitir la obtención de un cultivo de sangre cuando el recuento de bacterias está en su punto máximo y, de esa manera, precisar el diagnóstico del paciente. Durante la práctica clínica, se registra la temperatura de los pacientes cada 8-12 h, sin embargo, tales mediciones no proporcionan información significativa en el diagnóstico de enfermedades. Por ello, el monitoreo continuo de la temperatura y el análisis de los registros obtenidos utilizando métodos analíticos podrían ayudar a revelar respuestas únicas de fiebre de los pacientes y en diferentes condiciones clínicas. Esta tesis analiza series de temperatura central de pacientes aplicando técnicas estadísticas de series temporales como modelos lineales ARIMA y modelos no lineales de redes neuronales recurrentes para predecir futuros incrementos de la temperatura central que permitiría anticipar el diagnóstico y tratamiento que podría recibir un paciente. Los modelos ARIMA y de Redes neuronales recurrentes fueron caracterizados con un análisis univariante, donde la variable estudiada es la Temperatura central. Por otro lado, los datos utilizados fueron recogidos con un equipo de Monitorización Continua de Temperatura, con un termómetro timpánico de infrarrojos denominado Thercom. Estos dispositivos se configuraron para realizar una determinación de temperatura central por minuto durante aproximadamente 24 horas. No obstante, debido a que la toma de datos de temperatura podría ser incómoda para los pacientes, hay momentos en las series en que los datos obtenidos contienen mediciones que podrían no ser fiables. La primera técnica empleada para el análisis de series temporales fue el modelo de Box-Jenkins o también llamados procesos autorregresivos integrados con media móvil (modelos ARIMA, por sus siglas en inglés) estos modelos pueden capturar las tendencias a corto plazo y las variaciones periódicas en las series temporales, sin embargo, estos no se ajustan a tendencias no lineales que pudiera tener la variable evaluada. Posteriormente, se probaron los modelos no lineales de redes neuronales recurrentes de Elman y se comparó la precisión de las predicciones de los modelos ARIMA, frente a los modelos de Elman usando como estadístico el error absoluto porcentual medio o MAPE para horizontes de 15, 30 y 60 minutos. Ambos modelos fueron desarrollados usando el software estadístico Rstudio con las librerías: “tseries”, para modelos ARIMA; “forecast”, para determinar las predicciones en modelos ARIMA y “RSNNS”, para modelar redes neuronales. Debido a la naturaleza de la variable temperatura central la precisión de los modelos debe ser tal que el error de predicción del modelo no debe ser mayor a 1°C, esto en promedio, implica que las predicciones del modelo deben tener un MAPE máximo admisible de 2.7%. Las predicciones de los modelos ARIMA para los 3 pacientes produjeron MAPEs menores a 3% en todos los horizontes de predicción, no obstante, los residuos obtenidos no siguen una distribución normal, aunque en todos los casos cumplían la hipótesis fundamental de que eran independientes. Además, se produjeron predicciones muy satisfactorias para los 3 pacientes en el horizonte de 15 minutos. Para los otros horizontes de tiempo, los modelos presentaban un intervalo de confianza con amplitud mayor a 2°C, aunque el MAPE producido seguía siendo aceptable. Para los modelos de redes neuronales se utilizaron como variables de entrada, el primer y el segundo retardo de la temperatura central. Como resultado, las predicciones de los modelos de redes de Elman se ajustaron a los datos de tal manera que se obtuvieron MAPEs inferiores a 0.5% para los 3 pacientes en los 3 horizontes de tiempo estudiados (15, 30 y 60 minutos). A pesar de la complejidad de la regulación fisiológica de la temperatura central, el usar retardos de la temperatura central como valores de entrada para el modelo de redes neuronales hace que la estructura del modelo se simplifique y que la predicción de los futuros valores pueda estimarse con modelos de una sola capa de manera satisfactoria, ajustándose a los datos en su escala real y produciendo errores mínimos.