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. / Tesis

Este trabajo consiste en el desarrollo e implementación de un prototipo de espirómetro de flujo para computadora, tomando como guía las recomendaciones dadas por la American Thoracic Society (ATS Medical Section of the American Lung Association) y de la Sociedad Española de Neumología y Cirugía Torácica SEPAR. La espirometría es una prueba médica que consiste en la medición del volumen y flujo respiratorio espirado por el paciente; y es una de las primeras pruebas que se realizan en pacientes que presenten anomalías respiratorias. / Tesis

Según la Organización Mundial de Salud (OMS) en el año 2015, de las 56.4 millones de defunciones registradas la causa principal fueron las cardiopatías isquémicas y los accidentes cerebrovasculares. En el mismo año, estableció como umbral mínimo la cantidad de 23 profesionales (médicos y enfermeras) por cada 10 000 habitantes. En el Perú, las muertes por enfermedades al corazón ocupan el segundo puesto de las causas de muerte más comunes con un 10.5% de la tasa de mortalidad. Asimismo según datos recabados del Instituto Nacional de Estadística e Informática (INEI) y el Ministerio de Salud (MINSA) en el año 2014, se cuenta con 26 profesionales de la salud por cada 10 000 habitantes con lo que se logra cumplir con lo recomendado por la OMS. Sin embargo, en algunos departamentos como por ejemplo Cajamarca, Piura y San Martín dicha relación no se cumple teniendo cada una 16,13 y 12 profesionales de la salud por cada 10 000 habitantes respectivamente. Además, se debe considerar que para el monitoreo de los pacientes en hospitales y centros de salud se requiere de un equipo médico de alto costo, el cual solo puede ser usado por personal médico capacitado. Debido a lo expuesto previamente, la presente tesis plantea el diseño e implementación de un módulo de monitoreo portátil cardiaco para zonas rurales, el cual realiza la adquisición de la señal electrocardiográfica de una derivación en pacientes que se encuentren en estado de reposo, la cual podrá ser observada en una aplicación para computadora. El módulo desarrollado está dividido en dos etapas. La primera etapa consiste en un circuito de adquisición y acondicionamiento de la señal ECG. Para la adquisición de dicha señal se colocarán tres electrodos al paciente, estos estarán conectados al módulo mediante cables apantallados, cuya función es reducir la interferencia electromagnética o el ruido generado por el movimiento de los cables. Además, se trasmitirán los datos adquiridos en esta etapa vía bluetooth a una computadora. La segunda etapa recibirá los datos previamente mencionados en una plataforma gráfica instalada en la computadora la cual contiene tres ventanas. La primera ventana se utiliza para acceder a la ventana de registro de datos y monitoreo ECG. La segunda ventana servirá para realizar el registro de los datos tanto del paciente como del operario. La tercera ventana, monitorea la señal ECG la cual mostrará el ritmo cardiaco y el número de pulsaciones por minuto a tiempo real que luego podrán ser exportados a un archivo Excel. Además, se agregó una funcionalidad para poder exportar los datos a una página web. Las pruebas del funcionamiento del módulo con las tarjetas ya integradas se realizaron en personas mayores de 18 años. De los resultados obtenidos en la etapa de validación se observa un error de 0.54%, lo cual se encuentra dentro del rango aceptable establecido en ANSI/AAMI EC 13:2002. / Tesis

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.

Según la Organización Mundial de Salud (OMS) en el año 2015, de las 56.4 millones de defunciones registradas la causa principal fueron las cardiopatías isquémicas y los accidentes cerebrovasculares. En el mismo año, estableció como umbral mínimo la cantidad de 23 profesionales (médicos y enfermeras) por cada 10 000 habitantes. En el Perú, las muertes por enfermedades al corazón ocupan el segundo puesto de las causas de muerte más comunes con un 10.5% de la tasa de mortalidad. Asimismo según datos recabados del Instituto Nacional de Estadística e Informática (INEI) y el Ministerio de Salud (MINSA) en el año 2014, se cuenta con 26 profesionales de la salud por cada 10 000 habitantes con lo que se logra cumplir con lo recomendado por la OMS. Sin embargo, en algunos departamentos como por ejemplo Cajamarca, Piura y San Martín dicha relación no se cumple teniendo cada una 16,13 y 12 profesionales de la salud por cada 10 000 habitantes respectivamente. Además, se debe considerar que para el monitoreo de los pacientes en hospitales y centros de salud se requiere de un equipo médico de alto costo, el cual solo puede ser usado por personal médico capacitado. Debido a lo expuesto previamente, la presente tesis plantea el diseño e implementación de un módulo de monitoreo portátil cardiaco para zonas rurales, el cual realiza la adquisición de la señal electrocardiográfica de una derivación en pacientes que se encuentren en estado de reposo, la cual podrá ser observada en una aplicación para computadora. El módulo desarrollado está dividido en dos etapas. La primera etapa consiste en un circuito de adquisición y acondicionamiento de la señal ECG. Para la adquisición de dicha señal se colocarán tres electrodos al paciente, estos estarán conectados al módulo mediante cables apantallados, cuya función es reducir la interferencia electromagnética o el ruido generado por el movimiento de los cables. Además, se trasmitirán los datos adquiridos en esta etapa vía bluetooth a una computadora. La segunda etapa recibirá los datos previamente mencionados en una plataforma gráfica instalada en la computadora la cual contiene tres ventanas. La primera ventana se utiliza para acceder a la ventana de registro de datos y monitoreo ECG. La segunda ventana servirá para realizar el registro de los datos tanto del paciente como del operario. La tercera ventana, monitorea la señal ECG la cual mostrará el ritmo cardiaco y el número de pulsaciones por minuto a tiempo real que luego podrán ser exportados a un archivo Excel. Además, se agregó una funcionalidad para poder exportar los datos a una página web. Las pruebas del funcionamiento del módulo con las tarjetas ya integradas se realizaron en personas mayores de 18 años. De los resultados obtenidos en la etapa de validación se observa un error de 0.54%, lo cual se encuentra dentro del rango aceptable establecido en ANSI/AAMI EC 13:2002.

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.

Los próximos capítulos de la presente tesis se contempla una revisión de dispositivos wearable como estado del arte. Lo que le sigue es una explicación de los puntos teóricos importante para el desarrollo. Finalmente, se cuenta con la solución y los resultados. Se empieza mencionando los diferentes desarrollos tecnológicos en base a los dispositivos wearable y cómo estos han tenido resultados prometedores en el uso con personas o animales. Después de eso, se menciona la motivación para continuar con el desarrollo del trabajo; y se continúa con el estado del arte de las topologías para el diseño de filtros pasabajos en tecnología CMOS. En la parte de la revisión teórica, se desarrollarán aspectos necesarios tales como el análisis en pequeña señal, la obtención función transferencia por medio del Teorema de Blackman y el método de análisis en frecuencia del profesor Ali Hajimiri, y el uso de un Level Shifter. Para finalizar, se realizarán las simulaciones en condiciones nominales y PVT para cada tipo de respuesta: AC, DC, transitoria, ruido y potencia; luego se muestra la comparativa de este trabajo con la literatura.

Los próximos capítulos del presente trabajo tratarán sobre una revisión del estado del arte de los dispositivos “wearable”, seguido de una revisión teórica de la tecnología CMOS para empezar una estrategia de diseño y finalizar con el diseño propuesto. Se inicia con temas relacionados a la problemática y desarrollo de los dispositivos “wearable” y La revisión del estado del arte de estos dispositivos y de la tecnología CMOS. En la revisión teórica se desarrollarán aspectos referidos al filtro que será diseñado para poder empezar una estrategia de diseño mediante las ecuaciones planteadas. Este proceso es salvaguardado por simulaciones realizadas con la herramienta “Analog Design Enviroment” de la empresa Cadence. Para finalizar se abordarán simulaciones en condiciones nominales, PVT y de Montecarlo para cada una de las respuestas del circuito: respuesta AC, respuesta DC, respuesta Transitoria y Ruido.

Este trabajo consiste en el desarrollo e implementación de un prototipo de espirómetro de flujo para computadora, tomando como guía las recomendaciones dadas por la American Thoracic Society (ATS Medical Section of the American Lung Association) y de la Sociedad Española de Neumología y Cirugía Torácica SEPAR. La espirometría es una prueba médica que consiste en la medición del volumen y flujo respiratorio espirado por el paciente; y es una de las primeras pruebas que se realizan en pacientes que presenten anomalías respiratorias.