El presente trabajo de tesis consiste en el diseño de un dispositivo que realice los movimientos correspondientes a la fisioterapia pasiva de rehabilitación de rodilla. El trabajo está basado en la metodología VDI 2221, la cual establece los pasos a seguir para el desarrollo de sistemas mecatrónicos. La estructura del dispositivo diseñado cuenta con 2 eslabones articulados por un extremo en común, cada eslabón tiene forma de canastillo y el paciente reposará su muslo y pierna en estos, se usará un ajuste mediante velcro para mantener estos segmentos de la extremidad fijados al dispositivo. El movimiento de flexión y extensión de la rodilla será realizado mediante un servomotor ubicado en la unión articulada de los eslabones; la cual está, a su vez, ubicada al nivel de la rodilla del paciente. El servomotor entregará el torque necesario para movilizar la pierna mientras el muslo se mantiene fijo en reposo. El diseño que se obtuvo como resultado no requiere de gran espacio para su uso y la mayoría de sus piezas son de materiales de baja densidad. Se realizaron simulaciones de esfuerzos y deformaciones usando el software Autodesk Inventor para verificar que la estructura del dispositivo no falle. Además, el diseño permite guardar un registro de uso del dispositivo con el fin de monitorear el avance del paciente, y puede ser usado por medio de una aplicación en un Smartphone. Finalmente, se realizó una estimación de los costos involucrados para el desarrollo del dispositivo, esto involucra el costo de diseño (S/. 5,840.00) y el costo de fabricación (S/. 3,437.55), esto representa una suma total de S/. 9,277.55.

Actualmente, no existe un equipo biomédico fabricado en el Perú que haya obtenido registro sanitario (RS). Durante la pandemia de la COVID-19 se viabilizó el permiso excepcional para uso clínico de innovaciones peruanas en pro de cubrir el déficit de equipamiento durante la emergencia sanitaria. Una de estas innovaciones, fue el ventilador Masi, un producto fabricado en la PUCP con apoyo de empresas privadas y que llegó a ser usado clínicamente, demostrando un gran nivel de la capacidad de producción del Perú en esta industria y acortando la brecha existente entre la tecnología de equipos biomédicos importados. El presente trabajo de tesis tiene como objetivo principal describir el nivel de desarrollo del ventilador peruano Masi mediante el estudio comparativo de sus características técnicas y de desempeño con las del ventilador estadounidense Spiro Wave, el cual también fue desarrollado en base a una innovación académica del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT). La metodología del trabajo se divide en tres etapas: diseño de protocolo de calibración, análisis estadístico y evaluación. El protocolo de calibración diseñado es basado en estándares de calibración mecánicos e indica todas las consideraciones tomadas en cuenta para la ejecución de las pruebas y reporte de resultados. Luego de implementado el protocolo de calibración, se analiza estadísticamente los resultados obtenidos utilizando el análisis de varianza y cálculo de incertidumbres para validar las pruebas realizadas. La evaluación de los resultados del estudio se basa en utilizar las calibraciones para comparar el desempeño de ambos ventiladores bajo el estándar de validación más alto de este tipo de equipos, la ISO 80601:2-2020 “Equipo médico eléctrico. Parte 2-12: Requisitos particulares para la seguridad básica y funcionamiento esencial de los respiradores para cuidados intensivos” y la norma peruana EDP:103-2020 “EQUIPO MÉDICO ELÉCTRICO. Ventiladores. Especificaciones de diseño y fabricación para su uso en cuidados críticos pediátrico-adultos durante la emergencia sanitaria. 1a Edición” como referencia para los límites de exactitud permitidos. Además, se realiza una descripción de resultados para los parámetros de interés: Volumen Tidal, Relación entre el Tiempo Inspiratorio y Espiratorio, Frecuencia Respiratoria, Presión Positiva al Final de la Espiración y Presión Inspiratoria Pico. Los resultados permiten concluir que el ventilador peruano Masi se desempeñó mejor que el ventilador estadounidense Spiro Wave en las pruebas de calibración realizadas considerando los rangos establecidos estadísticamente para el análisis realizado de los parámetros ventilatorios de interés. Esto permite afianzar el nivel de la tecnología peruana en equipos médicos y sentar precedentes científicos para la obtención del registro sanitario del ventilador Masi.

En el presente proyecto se desarrolló el diseño de un sistema de suspensión y control del desplazamiento vertical humano, complementando así al exoesqueleto de rehabilitación de miembros inferiores desarrollado en la PUCP. El sistema está enfocado a pacientes con discapacidad motora en las extremidades inferiores, debido a lesiones medulares o enfermedades neurodegenerativas. Se contempló un breve análisis biomecánico de la marcha humana, se consideran factores como desplazamientos, velocidad, aceleración y fuerza en el paciente con trastorno de marcha para su interacción con el sistema a diseñar. El diseño del sistema se basó en la metodología de la norma VDI 2221, en donde este es seleccionado en base a un concepto de solución para lo cual se hizo un análisis técnico y económico de una serie de alternativas que se plantearon. Así mismo, se desarrollan los cálculos respectivos que respalden el diseño del sistema mencionado, haciendo énfasis en el ámbito mecánico, realizando un analizando las cargas que actúan sobre los componentes mecánicos durante la marcha del paciente. De igual forma se seleccionaron los componentes electrónicos en base a los cálculos obtenidos en el análisis mecánico, con lo que permite su interacción con el sistema de control. El sistema presentado se compone principalmente de un arnés de seguridad y una cuerda que sujeta al paciente, cuyo peso no exceda de los 125 kilogramos, que, mediante un controlador, sensores, y actuadores, realiza de manera óptima el control del desplazamiento vertical del centro de gravedad, a una velocidad máxima de 5 cm/s, del usuario durante el proceso de marcha, corrigiendo su trayectoria a una cercana a la de una persona sana. A su vez, el sistema soporta el propio peso del paciente, con lo que le permite realizar otros tipos de movimientos asistidos dirigidos por el terapeuta, haciendo más eficiente el proceso de rehabilitación. El costo estimado del sistema es de aproximadamente S/. 21,000.00 el cual incluye costos de diseño, fabricación y ensamble. Adicionalmente se presentan una serie de observaciones y recomendaciones para la optimización del sistema diseñado.

El síndrome de pie caído, es considerado una discapacidad motriz, motora, de desplazamiento o física. El problema principal es la debilidad o contractura de los músculos dorsiflexores del tobillo, principalmente el tibial anterior. Las causas pueden ser congénitas o adquiridas; las más comunes son las siguientes: trastornos neurodegenerativos del cerebro, trastornos de las neuronas motoras, lesión a los nervios raíces, trastornos de los nervios periféricos y trastornos musculares. Las personas con este síndrome arrastran los dedos del pie afectado al caminar, o doblan las rodillas más de lo necesario para evitar el arrastre de los dedos, lo cual es conocido como marcha equina; en ambos casos, lo que se genera es una marcha ineficiente, antiestética, con riesgos de caídas y mayor gasto energético. La sola idea de mejorar esta situación, tiene un precio invaluable para estas personas, y gracias a la tecnología actual, es posible hacerlo. Por lo tanto, el presente trabajo tiene como objetivo final el diseño, desarrollo e implementación de un prototipo económico y portátil de sistema de estimulación eléctrica funcional (FES por sus siglas en ingles) para personas con síndrome de pie caído. Si bien no se realizaran pruebas clínicas del prototipo implementado, este contará con metodologías y parámetros utilizados en los distintos sistemas FES comerciales para el mismo fin. Para el desarrollo del prototipo, se distribuyó su funcionamiento en dos unidades, una encargada del sensado, y la otra, de electro-estimulación. Cada una comprendida por distintas etapas cuyo diseño está basado en una solución adecuada y acorde a los objetivos planteados. Finalmente, se presenta el prototipo en una carcasa pequeña y liviana, asegurando la portabilidad de este. En el primer capítulo de la presente, se desarrolla la problemática de ese síndrome, la cual enfocada a la realidad del país, conlleva a una justificación, determinando así los objetivos y alcances del prototipo. El en segundo capítulo se detallan los fundamentos teóricos y las metodologías utilizadas por fabricantes de dispositivos FES comerciales. En el tercero, se realiza el análisis de todas las etapas del sistema a implementar, detallando cada elección tomada correspondiente a componentes y diseños electrónicos. Finalmente, en el último capítulo se muestran los resultados del prototipo implementado.

La Tuberculosis es una enfermedad infecto-contagiosa que ataca principalmente a los pulmones, y, en otras ocasiones, a otras partes del cuerpo humano [3]. La bacteria que causa la tuberculosis se llama el bacilo de Koch (Mycobacterium tuberculosis) [3]. Actualmente, la muerte de tres millones de personas en el mundo por año es causada por la tuberculosis [3]. Anteriormente, en la PUCP se realizó el diseño de un preparador automático de muestras de esputo para el diagnóstico de la tuberculosis utilizando la tinción de Ziehl Neelsen [10]. El objetivo del presente trabajo de tesis es obtener un nuevo diseño de un preparador automático de muestras de esputo para realizar mejoras respecto al anterior diseño. Para llevar a cabo dicho proyecto, primero se diseñó la estructura mecánica. En esa parte se ha seleccionado las diversas partes mecánicas necesarias, dependiendo de los requerimientos establecidos. Luego, teniendo el diseño de la estructura mecánica, se ha realizado el diseño electrónico de todo el proyecto (sensores, potencia, excitadores, indicadores, pulsadores, microcontrolador, fuente de alimentación), el cual cumplen con los requerimientos establecidos. Teniendo el diseño electrónico, se ha realizado la programación para el control de Ziehl Neelsen, el cual se utilizó el software Atmel Studio 6.2. Se logró simular en Proteus el sensado de los reactivos y el proceso de Ziehl Neelsen. Asimismo, se realizaron varios circuitos de prueba. Con el trabajo realizado, el adecuado diseño mecánico permitió reducir las partes movibles al mínimo, y se logró obtener un aparato de mejor mantenimiento y limpieza. Además, se obtuvo un control adecuado sobre el encendido y apagado del calentador de muestras.

El presente trabajo de suficiencia profesional se desarrolló en el marco de la modalidad del mismo nombre y fue aprobado mediante resolución N° 020/2020-GYT, ofrecida por la Pontificia Universidad Católica del Perú para obtener el título de Ingeniero Mecánico. El trabajo, a continuación, desarrollado, describe y mejora una de las actividades propias dentro del ejercicio de mi profesión, enfocada en la gestión de suministro de equipos de construcción a obra, equipos de línea amarilla y otros. El desarrollo e investigación se he desarrollado en empresas del rubro de construcción, durante el periodo desde Enero 2015 hasta Diciembre 2015. Durante el periodo de estudio, he ostentando el cargo profesional de Jefe de Mantenimiento y la mejora en el proceso en base al método DMAIC 6 SIXMA incluyó analizar el periodo del 2014, el cual muestra perdidas económicas e insatisfacción del cliente interno, área de operaciones. Luego de generar un procedimiento nuevo que incluye actividades relacionadas al control de mantenibilidad de los equipos y del control administrativo en base a indicadores de gestión se logra controlar el proceso de envío de equipos a obras. Las mejoras aquí mencionadas se deben controlar y evaluar cada cierto periodo de tiempo y ante alguna desviación en el comportamiento de los indicadores se debe tomar las acciones respectivas.

La presente investigación tuvo por finalidad analizar y desarrollar los criterios dogmáticos para la inclusión de la autoría mediata en aparatos de poder como una nueva modalidad de esta. Para ello fue relevante en un inicio, interpretar y analizar los criterios de la autoría mediata expuestos por Claus Roxin, y después de ello analizar la jurisprudencia y la doctrina nacional que hace referencia a esta modalidad de autoría mediata. Este estudio permitió brindar el problema de investigación, aplicando una metodología enfocado en garantizar el respeto por principios básicos procesales como el de legalidad y tipicidad, esto se logrará a través de una propuesta normativa que surge del análisis de la doctrina y jurisprudencia. / The purpose of this research was to analyze and develop the dogmatic criteria for the inclusion of mediate authorship in power apparatuses as a new modality of this. For this, it was initially relevant to interpret and analyze the criteria of mediate authorship exposed by Claus Roxin, and after that, analyze the jurisprudence and national doctrine that refers to this modality of mediate authorship. This study allowed us to provide the research problem, applying a methodology focused on guaranteeing respect for basic procedural principles such as legality and criminality, this will be achieved through a regulatory proposal that arises from the analysis of doctrine and jurisprudence.

Las personas ciegas presentan diversas dificultades al desarrollar sus actividades en el día a día. Una de estas actividades es desplazarse de un lugar a otro. Para este fin generalmente utilizan una herramienta, el bastón para ciegos es la más común, de tal manera que logren evadir los obstáculos que puedan presentárseles en su andar, con la finalidad de evitar golpes o caídas. Existen dispositivos electrónicos de ayuda de desplazamiento (Electronic Travel Aid, ETA) los cuales tienen la característica de detectar los obstáculos sin la necesidad de hacer contacto directo con estos a diferencia del bastón. El precio de adquisición de estos dispositivos es relativamente elevado para un gran número de personas con problemas de visión (entre 420.00 y 1295.00 dólares americanos). Por lo tanto, solo las personas capaces de pagar estos precios pueden beneficiarse con estos avances tecnológicos. Se diseñó e implementó un dispositivo electrónico de ayuda de desplazamiento para personas ciegas de bajo costo y de fácil manejo que permita detectar obstáculos ubicados en la parte frontal de la persona a un rango de 150 centímetros, además de detectar desniveles. En el desarrollo del proyecto se utilizó cinco sensores ultrasónicos, tres para detectar los objetos que se encuentren adelante y dos para detectar los desniveles. Por otro lado, para advertir a la persona ciega de los diversos obstáculos se utilizaron motores vibradores. La intensidad de vibración varía según la altura a la cual los tres sensores encargados de la detección de objetos identifiquen un obstáculo. El sistema se encuentra acoplado a un bastón. Finalmente, realizadas las pruebas se analiza la funcionalidad del dispositivo diseñado y el cumplimiento de los objetivos establecidos con el propósito de determinar si el sistema podría brindar una nueva alternativa de desplazamiento en busca de mejorar la calidad de vida de las personas ciegas.

La Leishmaniasis es una enfermedad parasitaria de difícil curación caracterizada por comprometer la piel, mucosas y vísceras. Actualmente, el Grupo de Estudios de Leishmaniasis (GEL) del Instituto de Medicina Tropical Alexander von Humboldt (IMTAvH) de la Universidad Peruana Cayetano Heredia (UPCH) evalúa la mejora del tratamiento de lesiones en la piel ocasionada por la Leishmaniasis cutánea (LC) mediante su categorización en estadíos. Como posible indicador de mejoría los médicos y personal especializado miden el área de la lesión aproximándola a una elipse y trazando el borde de la misma con una lámina transparente sobrepuesta a la superficie de la piel. Estos procedimientos presentan criterios subjetivos para su evaluación, ya que están basados en la experiencia de cada médico. Por tanto, la percepción de mejoría de la lesión presenta alta variabilidad según el médico encargado de la evaluación del tratamiento. En este documento se presenta la descripción de la enfermedad, así como una breve referencia al uso del procesamiento de imágenes aplicado a lesiones de piel y su comparación con métodos manuales. Se muestra la metodología aplicada para el reclutamiento, consentimiento y monitoreo de los pacientes y la metodología para la medición manual y automática. Se describe el proceso de adquisición de imágenes, los procedimientos para hallar el área en las mediciones manuales y las etapas del algoritmo automático para clasificar la lesión y estimar su área. Se indica la evolución del área de la lesión durante el tratamiento en distintos pacientes y se compara con los métodos manuales. Se calculó la variabilidad existente, se obtuvo resultados de hasta un 40% de variabilidad en mediciones manuales, una variabilidad alta para determinar con certeza el valor del área medida. Se mejoró el método de adquisición de imágenes propuesto por el Laboratorio de Imágenes Médicas-PUCP en una investigación previa (Ej. condiciones de iluminación). El algoritmo automático logra estimar el área de manera repetible y este puede ser comparable con los métodos manuales. De esta manera, se corrobora la factibilidad de uso de técnicas de procesamiento de imágenes para obtener el área de la lesión. En los pacientes que dieron su consentimiento para esta investigación, se halló el porcentaje de disminución del área de la lesión respecto al valor inicial, de esta forma, es factible ubicar la lesión en uno de los cinco estadíos propuestos por el GEL-UPCH. Finalmente, se recomienda seguir con la presente investigación haciendo el seguimiento a nuevos pacientes que presenten LC al menos al 95% del tiempo de tratamiento para lograr una validación médica. El área de piel infiltrada no pudo ser estimada debido a que su clasificación depende de la textura de la piel y no del color. Por tanto, se propone y recomienda utilizar alguna técnica de ultrasonido que pueda estimar la rigidez de la piel enferma, de esta manera, se pueda estimar el área para piel infiltrada.

Debido a la gran problemática que existe actualmente en el Perú y el mundo con respecto a la inactividad física, se desarrolló un dispositivo portátil capaz de mostrar algunos parámetros bioenergéticos como ritmo cardiaco, zona de entrenamiento y calorías consumidas. Su objetivo es brindar un apoyo a las personas que requieren ejercitarse de una forma específica; como las personas con sobrepeso que requieren reducir la grasa corporal, los pacientes cardiacos que no deben sobrepasar cierta frecuencia cardiaca y los adultos mayores que no deben perder su capacidad motora. El dispositivo desarrollado tiene la capacidad de calcular los parámetros antes mencionados gracias a que combina las características de un podómetro y un medidor de ritmo cardiaco. Cabe mencionar que actualmente no existe algún aparato con tales prestaciones. El dispositivo consta de un sistema de adquisición, un sistema de control y un sistema de visualización. En el sistema de adquisición, un sensor de aceleración se encarga de captar la señal para el podómetro y tres electrodos se encargan de captar la señal del corazón. Ambas señales son acondicionadas antes de pasar al sistema de control donde un microprocesador las evalúa y realiza los algoritmos respectivos para calcular los parámetros bioenergéticos. Por último, el sistema de visualización es el encargado de mostrar dichos parámetros al usuario. Es necesario añadir que para calcular los parámetros con mayor precisión, se utilizan algunos datos ingresados por el usuario, tales como su edad, su peso y su longitud de zancada. Según las pruebas realizadas, se logró obtener margen de error menor al 3%, cumpliendo así con el objetivo de precisión propuesto. Se espera que en un futuro sea implementado y utilizado por las personas.