El presente documento de tesis tiene por objetivo el diseño de un módulo educativo en ultrasonografía Modo-B utilizando un emisor-receptor PANAMETRICS-NDT OLYMPUS 5800 y el desarrollo de un paquete de guías introductorias a la física e instrumentación del ultrasonido. Este trabajo se ha llevado a cabo a en el Laboratorio de Imágenes Médicas de la PUCP. La metodología implementada para el desarrollo comenzó con el diseño de un sistema de posicionamiento electrónico controlado por computadora, luego se implementaron funciones de control para el posicionador, funciones de captura por medio de un osciloscopio digital para el programa principal y finalmente una función encargada del procesamiento de la señal capturada. Todo el proceso se realizó utilizando el entorno de programación MATLAB y está contenido en una sola función principal que es utilizada en las experiencias de las guías junto a las funciones de control del posicionador. Para cuantificar la exactitud del sistema, se escanearon tres fantomas de hierro forjado dentro de los rangos focales del transductor escogido (PANAMETRICS NDT V306). En cada una de las pruebas se calculó la exactitud axial y lateral, comparando las medidas obtenidas con las magnitudes reales de los fantomas. Al finalizar el desarrollo de esta Tesis se logró implementar un sistema ultrasonográfico de posicionamiento dirigido por computadora con resolución de paso 0.05922” que genera imágenes en Modo-B con resolución axial y lateral menor a 0.25” y error de exactitud menor a 5%.

En el presente estudio se diseñará un equipo portátil, basado en un potenciostato estándar, conectado a una celda electroquímica de tres electrodos. Las tarea principales serán, minimizar el ruido, tanto interno (generado en la celda y por los componentes a usar) como externo (inducido por campos electromagnéticos externos al equipo) y lograr que el sistema sea autónomo en su funcionamiento. Se debe tomar muchas precauciones con respecto al ruido externo pues, a diferencia de un equipo de laboratorio, un dispositivo de esta naturaleza estará expuesto a campos electromagnéticos indeseados así como a vibraciones y movimientos bruscos (como producto del traslado y la manipulación) los cuales se debe ponderar al momento del diseño. Otro punto importante es el hecho de que ya no se debe depender de la asistencia de una computadora personal para la realización del ensayo, por lo tanto se hará necesario trabajar con un microcontrolador local que permitirá llevar a cabo los procesos de configuración, adquisición y tratamiento de señales, y también el procesamiento, almacenamiento y transmisión de los datos para su posterior análisis. Para permitir una operación simple y adecuada se contará con una interfaz equipo – usuario basada en un teclado, para introducir las instrucciones básicas para la realización del ensayo, y una pantalla de cristal líquido. Además se implementará un módulo de comunicaciones para el envío, vía puerto serial (utilizando la interfaz RS-232), de los datos obtenidos por el equipo portátil a una aplicación que se ejecutará en una computadora personal, que a su vez permitirá realizar análisis a posteriori más profundos y detallados de los datos obtenidos en los ensayos.

This work raises a solution for the development of the sucking reflex in premature infants. This solution is based on a computer that uses a system of control of negative pressure applied directly in a pacifier common through a dock. In turn, this process is performed using a generator of waves that controls the frequency of suction as well as the kind of stimulation granted. The systems of stimulation of suction in preterm infants are presented as the solution, in the face of scarce stimulators of language, and the presence of latent problem. Currently, there are many researches [2] that have collaborated with the development process of the language, which would not only be measured patterns engines of non-nutritive sucking, but also produce a stimulator natural and harmless with the proper frequency response. The pacing system suction proposes stimulation based on control of a pneumatic motor and sensing constant on a variety of parameters, which provide an effective and natural exercise, for newborns in addition to cost reduction in the case of a treatment of short duration. Therefore, this thesis aims to design a stimulator system based on the generation of vacuum and inflated through a valve pneumatic, and sensing constant on a variety of parameters in order to stimulate the newborn premature to assist in the development of non-nutritive sucking, which directly affects their language . The main conclusion it should be mentioned that it is possible to obtain all the patterns engines of the suction non-nutritious to then use these in the construction of the signal generator of stimulation in the system that was developed in laboratory conditions. And it is important the contribution of this multidisciplinary work where unite two areas: neuroscience and electronics, resulting in initiating investigations in the field of the neurocognitive language disorder in children. [2]. FINAN, DS., BARLOW, SM., The actifier: a device for neurophysiological studies of orofacial control in human infants, Journal Speech Hear Research., vol. 39(4), pp. 833-8, Aug 1996. / El presente trabajo plantea una solución para el desarrollo del reflejo de succión en recién nacidos prematuros. Dicha solución está basada en un equipo que usa un sistema de control de presión negativa aplicada directamente en un chupón común mediante un acople. A su vez, este proceso se realiza usando un generador de ondas que controla la frecuencia de succión así como el tipo de estimulación otorgada. Los sistemas de estimulación de succión en recién nacidos prematuros se presentan como la solución, ante la escasez de estimuladores del lenguaje, y la presencia latente del problema. Actualmente, existen muchos trabajos de investigación [2] que han colaborado con el proceso desarrollo del lenguaje, lo cual no solo mediría los patrones motores de la succión no nutritiva, sino también producir un estimulador natural e inocuo con una apropiada frecuencia de respuesta. El sistema de estimulación de succión propone una estimulación basada en el control de un motor neumático y el sensado constante de diversos parámetros, los cuales proveen un eficaz y natural ejercicio, para los recién nacidos además reducción de costos al tratarse de un tratamiento de corta duración. Por lo tanto, este trabajo de tesis tiene como objetivo diseñar un sistema estimulador basado en la generación de vacío e inflado mediante una válvula neumática, y el sensado constante de diversos parámetros con la finalidad de estimular al recién nacido prematuro para ayudar en el desarrollo de la succión no nutritiva, la cual afecta directamente su lenguaje. Como conclusión principal se debe mencionar que es posible obtener los patrones motores de la succión no-nutritiva para luego usar estos en la construcción de la señal generadora de estimulación en el sistema desarrollado en condiciones de laboratorio. Y es importante el aporte de este trabajo multidisciplinario donde se unen dos áreas: neurociencias y electrónica, dando como resultado iniciar investigaciones en el campo neurocognitivo del trastorno del lenguaje en el niño.

La presente tesis parte de la revisión de un prototipo de agitador electromecánico (equipo ampliamente utilizado en laboratorios clínicos y hospitales) con movimiento orbital y control de temperatura, velocidad y tiempo, la cual otorgó la información necesaria para el diseño de sus mejoras. La misma abarca desde el respaldo teórico necesario que fundamenta la investigación hasta el completo desarrollo del tema planteado. La investigación tuvo como objetivo principal dar una completa revisión a un prototipo de agitador ubicado en el laboratorio de electrónica de la PUCP, el cual fue construido dentro de las actividades del Grupo de Desarrollo de Equipos para Laboratorios Biológicos (EquiLaB) varios años atrás (del cual no se poseía información alguna). La revisión buscó otorgar las bases necesarias para proceder a realizar observaciones, recomendaciones y diseños necesarios para que, al ser implementados, mejoren el funcionamiento del prototipo con miras a convertirse en un producto terminado que pueda competir en funcionamiento y costo contra los equipos agitadores comerciales. Tras la realización del marco teórico y problemático que acompañan la investigación se procede a realizar la revisión del prototipo. Esta fue dividida en las diferentes partes a revisar que contenía el equipo, siendo estas, la electrónica, el motor DC, la mecánica, el control de temperatura y la programación. Cada una de las secciones revisadas va acompañada de las correspondientes observaciones, recomendaciones y/o diseños necesarios según la sección que se revisa. En el caso de los diseños propuestos para la sección del control de temperatura, estos fueron simulados a fin de observar su correcto funcionamiento. Asimismo, cada recomendación y/o observación realizada se basa en el estudio y en los ensayos realizados como parte de la revisión del prototipo y se respaldan en estos. Una vez finalizada la revisión e investigación de las posibles mejoras los resultados se compararon con los objetivos iniciales propuestos, llegando a la conclusión que de implementar los diseños realizados y de seguir las recomendaciones propuestas, será posible, tras las pruebas y estudios correspondientes, obtener un producto que posea funcionalidades comparables a las de un agitador comercial con un posible menor costo, como se muestra en el presupuesto presentado en el presente documento.

La tuberculosis (TBC) es una enfermedad que posee un gran índice de morbilidad y mortalidad a nivel mundial, especialmente en países con economías en vías de desarrollo como el Perú. Se estima que un tercio de la población de nuestro país es portadora de esta bacteria. El método de diagnóstico usado en el presente trabajo es la baciloscopía de una muestra de esputo usando la técnica de tinción de Ziehl Neelsen .Este método requiere de un trabajo agotador por parte de los laboratoristas quienes se exponen a un posible contagio y realizan un diagnóstico con amplia variabilidad los cuales pueden generar diagnósticos errados. Es por ello que surge la preocupación por el desarrollo de equipos automatizados que disminuyan el tiempo de contacto del laboratorista con la muestra y brinden un diagnóstico estandarizado. Es por tal motivo que la Sección de Electricidad y Electrónica de la Pontificia Universidad Católica del Perú ha desarrollado un sistema de preparación automático de muestras de esputo en simultáneo para el diagnóstico de TBC (PAME) con el objetivo de estandarizar el proceso de tinción. La presente tesis tiene como objetivo realizar el diseño e implementación del equipo, ofreciendo una descripción del funcionamiento de las partes que lo conforman y su funcionamiento en conjunto. Los resultados más importantes por lo tanto serán obtener errores menores a 2°C en las pruebas de calentamiento de muestras y lograr precisiones en los actuadores menores del 5% para el desplazamiento de muestras y del 4% para la dosificación de reactivos.

Actualmente el ultrasonido es una técnica de rehabilitación muy usada en distintos lugares del mundo para tratar personas que han sufrido algún tipo de lesión tisular. Este tipo de terapia ha ganado prestigio debido a la practicidad de su uso y por sus buenos resultados a causa de los efectos mecánicos (micromasaje) y térmicos que estimulan el metabolismo y la reparación de los tejidos afectados. Sin embargo, estos equipos tienen una desventaja: en algunas ocasiones pierden la calibración sin tener mucho tiempo de uso, esto quiere decir que los equipos pueden emitir una potencia mayor, originando que el paciente tenga algunas molestias o pueda sufrir una leve quemadura; o una potencia menor, lo cual no generaría el calor necesario para que se realice la rehabilitación con éxito. En el presente estudio se analizan equipos de ultrasonido analógicos en vez de equipos digitales, esto se debe a que en esta clase de equipos, las etapas son muy parecidas, con lo cual se puede generalizar el estudio para varios equipos. Primero se analiza el diagrama de bloques del equipo de ultrasonido, se eligen las etapas que van a ser estudiadas teniendo como criterio si éstas tienen relación directa con la señal de salida o no. Luego por cada etapa se elige un elemento crítico el cual es el más importante dentro del circuito y el más susceptible a error. A continuación se prueban los circuitos funcionando correctamente y luego se prueban con variaciones las cuales dependen del elemento crítico elegido. Por último se concluye si la etapa analizada puede influir en la potencia de salida del equipo y por ende llevarlo a perder la calibración. Según el estudio realizado, las etapas de oscilación, digitalización y amplificación pueden llevar a la pérdida de calibración del equipo; la etapa de Modo Pulsado no influye en la pérdida de calibración; sin embargo, una falla en esta etapa puede perjudicar al paciente si se le trata con una intensidad mayor a la recomendada. En el transductor se encontraron fallas principalmente mecánicas y también fallas causadas por mala manipulación del usuario.

El objetivo de este trabajo de tesis es realizar un equipo de fototerapia utilizando diodos láser para propósitos de regeneración de tejidos. Este equipo radia la zona afectada (herida en la piel), con el fin de bio-estimular los tejidos internos y optimizar el proceso de curación. Por lo tanto se propone la utilización de un generador de ondas PWM, el cuál mediante la ayuda del usuario para configurar los parámetros de frecuencia, ciclo de trabajo y tiempo, genere la onda la cual alimentará los diodos elegidos. El equipo es multipropósito pues podrá cambiar los diodos láser utilizados, con lo cual se puede realizar diversos tipos de tratamientos. Para cada tratamiento se debe cambiar los diodos y la configuración de la onda PWM. La onda PWM es obtenida de un microcontrolador el cual mediante una adecuada programación interactúa con el usuario para que este mismo elija los parámetros de frecuencia, ciclo de trabajo o potencia y el tiempo del tratamiento. Una vez elegidos los parámetros se genera la onda indicada, la cual se dirige al circuito de activación y posteriormente a los diodos. Para la interacción con el usuario se tiene una pantalla LCD, la cual muestra el parámetro que se requiere y además se tiene un teclado matricial para ingresar los datos requeridos a fin de configurar el tratamiento con los diodos. Se pone en conocimiento que el dispositivo es peligroso si es utilizado por personas sin conocimientos de fototerapia, ya que se utiliza radiación la cual debe ser controlada por una persona calificada para hacer el tratamiento de manera adecuada y por el tiempo adecuado, evitando así daños sobre la zona afectada.

Uno de los grandes problemas que ocurren en los centros de salud como hospitales, clínicas, etc. en el Perú son las enfermedades denominadas nosocomiales o conocidas como infecciones intrahospitarias. Para reducir el número de personas que adquieren estas enfermedades se cuenta con diversos mecanismos y normas que regulan el cuidado del paciente y personal de salud dentro de los hospitales. Existen muchos métodos para la desinfección de los ambientes en los hospitales, entre ellos los desinfectantes líquidos y la luz ultravioleta. El primero es el más común para la mayoría de ambientes dentro de los hospitales, sea emergencia, sala de operaciones, Unidad de Cuidados Intensivos (UCI), etc. El segundo método es menos utilizado en el Perú, dado principalmente por su alto costo. Una tercera opción, y poca explorada en nuestro país es el uso del ozono como desinfectante. Lo que plantea la presente tesis es el diseño e implementación de un sistema generador de ozono aplicado a la desinfección de habitaciones en los hospitales. El ozono debido a su alto potencial oxidante, es capaz de eliminar toda clase de bacteria, tanto en el aire como en alguna superficie. El nivel de desinfección dependerá de la concentración del ozono en un ambiente, el tipo de bacteria y el tiempo de exposición. El generador de ozono cuenta con una etapa de control con la lógica del programa y la interfaz de usuario; y una etapa de potencia para la obtención de los altos voltajes (superiores a 10 000V) conectados a un capacitador cilíndrico con una entrada de oxígeno gaseoso, el mismo que ingresará a una caja acrílica simulando un ambiente del hospital. Es ahí donde se realizará la exposición a 3 tipos de bacterias durante un tiempo determinado por la lógica de control.

En la actualidad cada vez más sistemas de ascensores son instalados en complejos habitacionales, edificios empresariales, centros comerciales y hospitales para facilitar el traslado de personas y cargas entre niveles. Desde su invención en el siglo XIX, la mecánica y el control de estos sistemas han ido evolucionando conforme a los avances de la tecnología. Los dispositivos de llamada exterior y los indicadores externos forman la parte del sistema de control que sirve de interfaz al usuario. En los sistemas tradicionales, estos dispositivos se comunican con cableado en paralelo hasta llegar al cuarto de máquinas. En los sistemas modernos esta comunicación se realiza mediante comunicación serial la cual requiere menor cantidad de cables y logística asociada en su instalación. En el mercado peruano existen empresas de ascensores que siguen con el sistema paralelo tradicional y quedan imposibilitados de usar accesorios modernos de otros fabricantes por restricciones comerciales. Dada la competitividad y diferenciación en productos de alta gama, existe una necesidad en las empresas tradicionales para contar con elementos que las hagan atractivas en este segmento. El objetivo de esta tesis es diseñar e implementar accesorios modernos y adaptables que ayuden a las empresas peruanas del rubro de ascensores a ser más competitivas frente a las grandes empresas internacionales. Los objetivos específicos de la presente tesis son los siguientes: Desarrollar un producto atractivo para ascensores que consiga destacarlo en el mercado; obtener un dispositivo robusto y que soporte maniobras inadecuadas; emplear comunicación serial para reducir el número de cables usados por el sistema tradicional, y contar con un equipo adaptable a los sistemas tradicionales existentes en el mercado peruano a un costo competitivo.

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.