Análisis del sistema de red de sensores para obtener impedancia y el ángulo de fase de la impedancia eléctrica para detectar estado de salud (nivel de nutrición) en pacientes con enfermedades crónicas renales

El presente trabajo tiene como objetivo principal analizar la composición corporal del ser humano el cual está constituido principalmente por agua, minerales, grasas, proteínas y las variaciones que presenta al someterse al estímulo eléctrico con una intensidad de corriente pequeña a diferentes valores de frecuencias, esto se realizara mediante un sistema mediante bioimpedancia eléctrica, describir los componentes resistencia (R) y reactancia (Xc) y el análisis del valor de ángulo de fase (Gº) del cuerpo humano al ser sometido a esta técnica de medición biomédica. La bioimpedancia eléctrica y su precisión de medir los parámetros principales como el estado de nutrición e hidratación en los tejidos ya que este es un parámetro muy importante para evaluar el estado de salud de una persona con algún tipo de enfermedad crónica renal. El procedimiento de adquisición de datos (señales fisiológicas) consiste en una red de sensores electrodos, los cuales esta red será colocada en la persona mediante un método no invasivo para lograr realizar el estudio. La bioimpedancia eléctrica (BIE) aplicada para la medición de hidratación en los tejidos, órganos es un procedimiento que se realiza con mayor énfasis en los últimos 20 años y el cual está demostrando que con su gran precisión puede indicar el tiempo de sobrevivencia sobre todo de la persona con diálisis y con otras enfermedades. Los resultados obtenidos de la medición BIE, varía en un rango de 100Ω a 1500Ω en y el valor del ángulo de fase varía de 1º a 9º grados, se obtiene el valor promedio para personas saludables 6.7º en hombres y 6.5º en mujeres, estos datos son fundamentales para poder determinar el tiempo de sobrevivencia de las personas y en los pacientes que sufren de alguna enfermedad crónica renal.He present work has as main objective to analyze the body composition of the human being which is mainly constituted by water, minerals, fats, proteins and the variations that it presents when undergoing an electrical stimulus with small current intensity at different frequency values, this It will be carried out by means of a system using electrical bioimpedance, describing the resistance (R) and reactance (Xc) components and also the analysis of the phase angle value (Gº) of the human body when subjected to this biomedical measurement technique. The electrical bioimpedance and its accuracy of measuring the main parameters such as the state of nutrition and hydration in the tissues since this is a very important parameter to assess the health status of a person with some type of chronic kidney disease. The data acquisition procedure (physiological signals) consists of a network of electrode sensors, which this network will be placed in the person through a non-invasive method to carry out the study. The electrical bioimpedance (BIE) applied to the measurement of hydration in the tissues, organs is a procedure that is carried out with greater emphasis in the last 20 years and which is demonstrating that with its great precision it can indicate the survival time especially of the person with dialysis and other diseases. The results obtained from the BIE measurement, varies in a range of 100Ω to 1500Ω in and the value of the phase angle varies from 1º to 9º degrees, you get the average value for healthy people 6.7º in men and 6.5º in women, these Data are essential to determine the survival time of people and patients suffering from chronic kidney disease.Trabajo de investigaciónCampus Lima Centr

Estudio de las redes de sensores aplicados a la medicina para monitorización de pacientes

Las redes de sensores inalámbricas aplicadas a la medicina están emergiendo como una gran solución para la monitorización de personas con problemas de salud. Estas redes se limitan a leer las señales vitales (frecuencia cardiaca) del paciente y enviar toda la información recogida a un dispositivo colector donde será posteriormente procesada o mostrada a los médicos. Esta orientación deriva en un corto tiempo de vida de los nodos que forman la red, debido al gran consumo de energía que conlleva la transmisión de todos los datos leídos a la estación base, pues la radio es el elemento que más consume del nodo. Mediante la inclusión de un algoritmo en los nodos, que procese las señales leídas por los sensores en lugar de enviarlas directamente, se consigue reducir notablemente el consumo, pues se reduce la comunicación inalámbrica, al transmitirse a la estación base sólo información relevante sobre el estado del paciente. Para este tesis, se hace un análisis en la monitorización de pacientes y se centrara en el proceso de captar señales de frecuencia cardiaca, usando una plataforma inalámbrica diseñada con Multisim para su simulación, asi como una aplicación para el análisis de la señal de frecuencia y una orientación a dictar un diagnóstico automático en tiempo real de estas señales, que se pretende optimizar para la escasa capacidad de procesamiento de la plataforma usada. Mediante el uso de esta aplicación se han obtenido resultados que permiten hacer un análisis de monitoriamiento más eficaz y eficiente

Diseño e implementación de un prototipo multimodal en tiempo real para emergencias ambulatorias utilizando tarjetas de desarrollo.

En el presente trabajo de titulación, se diseñó e implemento un prototipo multimodal en tiempo real para emergencias ambulatorias usando redes de sensores inalámbricos (WSN) y tecnología móvil de envió de paquetes vía radio (GPRS). En la implementación del prototipo se elaboró un módulo transmisor portátil encargado de la toma de las medidas fisiológicas humanas mediante los respectivos sensores inalámbricos los mismos que van conectados a una placa E-Health Sensor Shield y encima de esta un Arduino UNO, el cual almacena esta información y se comunica con un Arduino nano el cual es el encargado mediante un display mostrar estos datos en la caja del transmisor así como almacenar la cédula de identidad del paciente para posteriormente enviarla utilizando un módem SIM900 GSM/GPRS. Se implementó un módulo receptor cuya ubicación es fija con un Raspberry Pi 3, el cual consta de un Arduino UNO y su módem SIM900 que se comunican por el puerto serial del Arduino hacia el USB del Raspberry para recibir los datos del módulo transmisor a través del lenguaje de programación PYTHON y posteriormente almacenarlos en la base de datos realizada en libre office cuyo nombre es “BASE”. La interfaz gráfica de la base de datos permite almacenar la frecuencia respiratoria, flujo de aire, etc, de los pacientes. En esta se encontrará información básica de las personas. Para la validación de los resultados obtenidos con el prototipo, la comparación se realizó con equipos que lleva la ambulancia. Se concluyó que las emergencias ambulatorias pueden ser manejadas de mejor manera ya que la casa de salud se prepararía con anticipación al saber el estado en el que está siendo trasladado el paciente y así profesional adecuado pueda acudir para solventar la emergencia de manera eficiente. Es recomendable dotar a las ambulancias de tecnologías como esta para poder salvar más vidas.In the present titling work, a multimodal prototype was designed and implemented in real time for ambulatory emergencies using wireless sensor networks (WSN) and mobile technology of packet transmission via radio (GPRS). In the implementation of the prototype, a portable transmitter module was created which is responsible for taking human physiological measurements through the respective wireless sensors, which are connected to an E-Health Sensor Shield and on top of this an Arduino UNO that stores this information and communicates with an Arduino Nano which is responsible of displaying this data in the transmitter box as well as storing the patient's identity card to later send it using a SIM900 GSM / GPRS modem. We implemented a receiver module whereof location is fixed with a Raspberry Pi 3 that consists of an Arduino UNO and its modem SIM900 that communicate through the serial port of the Arduino to the USB of the Raspberry to receive the data from the transmitter module through the PYTHON programming language and then store them in the database made in the free office whereof name is "BASE". The graphical interface of the database allows to store the respiratory frequency, air flow, etc., of the patients. In this it could be found basic information about people. For the validation of the results obtained with the prototype, a comparison was made with equipment carried by the ambulance. It was concluded that outpatient emergencies can be handled in a better way since the health house would be prepared in advance knowing the state in which the patient is being transferred and so the appropriate professional can go to solve the emergency in an efficient manner. It is advisable to equip the ambulances with technology like this in order to save more lives

Revisión de colapso neonatal. Proyecto de estudio piloto de dispositivo para su prevención

Introducción: El colapso neonatal súbito e inesperado (SUPC) es un acontecimiento poco frecuente, pero con graves consecuencias que incluyen desde la muerte hasta discapacidad grave. Su etiología es desconocida, aunque se ha asociado a múltiples factores extrínsecos, como el contacto piel con piel, la posición en decúbito prono y la lactancia materna precoz, observándose un aumento en la frecuencia del SUPC desde la introducción sistemática de los cuidados piel con piel precoces. La observación y monitorización continua del recién nacido durante este periodo se considera primordial para la prevención y detección precoz del SUPC. El principal objetivo de este trabajo es el diseño y desarrollo de un dispositivo mínimamente invasivo para la monitorización de los recién nacidos. Material y métodos: En primer lugar, se procederá al diseño y desarrollo de un dispositivo que permita la monitorización mínimamente invasiva de los movimientos respiratorios del recién nacido, su validación y optimización, y al desarrollo de una interfaz simple y accesible al personal sanitario. En segundo lugar, se realizará un estudio piloto observacional en recién nacidos sanos a término para validar su uso, optimizar el dispositivo e implementar el sistema informático de avisos inmediatos centralizado. Resultados: Se ha diseñado un prototipo capaz de medir los movimientos respiratorios mediante la aceleración a lo largo de los tres ejes, detectar apneas y reportar estos datos en tiempo real, de manera inalámbrica, a través de una interfaz simple, intuitiva y accesible, que muestra una ventana emergente y una alarma audible en caso de detectar apneas. El dispositivo se basa en una placa de circuito impreso que contiene un sensor magneto-inercial, un microcontrolador y una antena bluetooth, de unas dimensiones estimadas 36,5 mm x 55 mm. En las pruebas de validación se obtuvo una precisión promedio de 98,5%, con un error absoluto medio de 0,03, independientemente de la posición del maniquí (decúbito supino, decúbito prono o contacto piel con piel). El estudio piloto de implementación en recién nacidos no pudo ser llevado a cabo por las limitaciones encontradas durante el desarrollo del dispositivo y la demora que supuso su optimización. Conclusiones: Se ha desarrollado un dispositivo, mínimamente invasivo, capaz de monitorizar de manera continua los movimientos respiratorios y detectar apneas en maniquís que simulan la respiración de un recién nacido, con una tasa de éxito superior al 90% independientemente de su posición. Se ha diseñado una interfaz sencilla y accesible para el personal sanitario, con un sistema de alarma automático ante la detección de apneas. La medición de los movimientos respiratorios y detección de apneas en condiciones reales, la valoración por parte de los padres y sanitarios, y el desarrollo de un sistema de avisos inmediatos centralizado no pudo ser realizado, por lo que es necesario realizar estudios adicionalesIntroduction: Sudden unexpected neonatal collapse (SUPC) is a rare event, but has serious consequences that include from death to severe disability. Its etiology is unknown, although it has been associated with multiple extrinsic factors, such as skin-to-skin contact, prone position and early breastfeeding. An increase in the frequency of SUPC has been observed since the systematic introduction of early skin-to-skin care. Continuous observation and monitoring of the newborn during this period is considered essential for the prevention and early detection of SUPC. The main objective of this work is the design and development of a minimally invasive device for newborn monitoring. Material and methods: Firstly, we will proceed to the design and development of a device for minimally invasive monitoring of newborn respiratory movements, its validation and optimization, and the development of a simple and accessible interface for healthcare personnel. Secondly, an observational pilot study will be carried out on healthy term newborns to validate its use, optimize the device and implement the centralised immediate warnings computer system. Results: A prototype has been designed that is able to measure respiratory movements by acceleration along the three axes, detect apnoea and report these data in real time, wirelessly, through a simple, intuitive and accessible interface, which displays a pop-up window and an audible alarm in case of apnoea detection. The device is based on a printed circuit board which contains a magneto-inertial sensor, a microcontroller and a bluetooth antenna, with estimated dimensions 36,5 mm x 55 mm. In validation tests, an average accuracy of 98,5% was obtained, with an average absolute error of 0,03, regardless of the position of the manikin (supine, prone or skin-to-skin contact). The pilot implementation study in newborns could not be carried out due to limitations found during the development of the device and the delay that involved its optimization. Conclusions: A minimally invasive device has been developed, able to continuously monitor respiratory movements and detect apnoeas in manikins that simulate the breathing of a newborn, with a success rate of over 90% regardless of their position. A simple and accessible interface has been designed for healthcare personnel, with an automatic alarm system in case of apnoea detection. The measurement of respiratory movements and detection of apnoeas in real conditions, the assessment by parents and healthcare workers, and the development of a centralised immediate warning system could not be carried out, so additional studies are required

Desarrollo de prototipo para monitoreo de niveles de inmisión de gases contaminantes utilizando sensores para el departamento de calidad ambiental MARENA

Presenta el desarrollo de un prototipo para la adquisición de niveles de inmisión de monóxido de carbono, dióxido de azufre y dióxido de carbono mediante la utilización de sensores electroquímicos, módulos transmisores RF y registro de información en LabView, para aplicaciones investigativas y regulatorias por parte del personal del departamento de calidad ambiental del MARENA

Prototipado de un sistema de monitoreo de signos vitales inalámbrico

Tesis (Ingeniero en Automatización y Robótica)El monitoreo de signos vitales es considerado uno de los controles médicos más importantes que permite observar el estado de salud en tiempo real de cada paciente. Generalmente los hospitales públicos tienen estos instrumentos para un número limitado de pacientes por lo que a veces no logran satisfacer la demanda que tienen diariamente, ya sea por su costo o incluso no tiene el financiamiento necesario para ayudar a un gran número de personas. Por estas razones se propone realizar un dispositivo económico y de fácil utilización para la medición de estos parámetros. En este proyecto se diseñará un prototipo de sistema de monitoreo de signos vitales de forma inalámbrica que permitirá obtener los datos de las variables fisiológicas y graficarlas para poder monitorearlas en cualquier parte utilizando una red local. Dentro de las variables fisiológicas mediremos la frecuencia cardiaca, temperatura corporal, saturación de oxígeno y podrá realizar electrocardiograma. Para el procesamiento de datos se utilizará el microcontrolador NodeMCU el cual procesará los datos obtenidos y las trasmitirá por comunicación MQTT a la placa de desarrollo Raspberry PI Zero W el cual trabajará como servidor. Los datos procesados serán respaldados en la base de datos InfluxDB que permitirá guardar todos los registros en tiempo real y, por último, se utilizará Grafana para poder visualizar y graficar los datos guardados en aquella base de datos

Diseño de un componente de gestión de acceso de variables fisiológicas y de contexto para la plataforma de servicios ubicuos orientados a la salud

Este documento muestra el diseño e implementación componente de gestión de acceso de variables fisiológicas y de contexto, el cual hace parte de la plataforma para el desarrollo de servicios ubicuos orientados a la salud. Con este componente se pretende dar flexibilidad al proceso de monitoreo de variables fisiológicas y de contexto de un paciente que se encuentre bajo control clínico, con el fin de supervisarlo sin restringir las actividades realizadas por el mismo fuera de las instalaciones de centros médicos asistenciales y con mediciones oportunas. El gestor de acceso se compone de un módulo de adquisición de variables fisiológicas, encargado de la captura de las distintas variables fisiológicas del paciente y un módulo de gestión, el cual se encarga de la adecuación de las distintas variables fisiológicas y la transmisión de estas al gestor de variables fisiológicas y de contexto que también pertenece a la plataforma para el desarrollo de servicios ubicuos orientados a la salud. La realización de este proyecto se llevó a cabo en 5 fases, siendo estas: levantamiento de requerimientos, análisis, diseño, implementación y pruebas. Permitiendo tener una metodología de desarrollo interactiva e incremental, la cual permite la detección de fallos y su corrección de manera simple y eficazPregradoIngeniero(a) Mecatrónico(a

Sistema inalámbrico de monitorización de constantes vitales con plataforma arduino y visualización en aplicación móvil

La realización de esta proyecto tiene por objetivo el desarrollo de una instrumentación electrónica para la captura de los fenómenos a medir, su posterior tratado de información mediante el uso de plataformas de hardware libre y como fin ultimo su envío inalámbrico a plataformas inalámbricas para su visualización y estudio

Dispositivo remoto de monitoreo fisiológico para pequeñas especies

With the advancement in the development of electronic devices intended for medical applications, we have conceived a device that will contribute significantly to patient management. The objective of this project focused on the creation of a wireless physiological monitoring wristband, designed specifically for use in small species. This device was manufactured using 3D printing technology and equipped with the necessary components, which include an LM35 regulator, an ATMEGA 328P microcontroller, a 100-microfarad capacitor, 22 picofarad capacitors, a 16 MHz oscillator crystal, a 2K resistor, a green LED and a push button, for capturing physiological parameters, we incorporated a MAX30102 sensor that provides heart rate and oxygen saturation measurements, as well as an LM32 sensor for temperature. In addition, a Bluetooth and Wifi sensor was incorporated to transmit the physiological data to an electronic device, such as a cell phone, the device was tested on 30 patients weighing between 4 and 25 kg, in different contexts, including 10 in surgeries, 10 in recovery and 10 in medical consultations. To evaluate its efficacy, the results obtained by the device were compared with those of two pulse oximeters, as well as with manual measurements made with a stethoscope and a digital thermometer. The results conclusively demonstrated the feasibility and efficacy of the device.Con el avance en el desarrollo de dispositivos electrónicos destinados a aplicaciones médicas, hemos concebido un dispositivo que contribuirá de manera significativa a la gestión de pacientes. El propósito de este proyecto se centró en la creación de un brazalete de monitoreo fisiológico inalámbrico, diseñado específicamente para su uso en pequeñas especies. Este dispositivo se fabricó mediante tecnología de impresión 3D y se equipó con los componentes necesarios, que incluyen un regulador LM35, un microcontrolador ATMEGA 328P, un condensador de 100 microfaradios, condensadores de 22 picofaradios, un cristal oscilador de 16 MHz, una resistencia de 2K, un LED verde y un pulsante, ara la captura de los parámetros fisiológicos, incorporamos un sensor MAX30102 que proporciona mediciones de la frecuencia cardíaca y la saturación de oxígeno, así como un sensor LM32 para la temperatura. Además, se incorporó un sensor de bluetooth y wifi que permite transmitir los datos fisiológicos a un dispositivo electrónico, como un celular, el dispositivo se sometió a pruebas en 30 pacientes con un peso comprendido entre 4 y 25 kg, en diferentes contextos, incluyendo 10 en cirugías, 10 en recuperación y 10 en consultas médicas. Para evaluar su eficacia, comparamos los resultados obtenidos por el dispositivo con los de dos pulsioxímetros, así como con mediciones manuales utilizando un fonendoscopio y un termómetro digital. Los resultados demostraron de manera concluyente la viabilidad y efectividad de este producto

Diseño de un prototipo de pulsímetro inalámbrico para la monitorización de pacientes pediátricos

El pulsímetro es un instrumento para medir constantemente la frecuencia cardíaca de un paciente, tiene un transductor con dos piezas, un emisor de luz y un fotodetector, generalmente en forma de pinza y que se suele colocar en el dedo, después se espera recibir la información de la frecuencia cardíaca. La medida de la frecuencia cardíaca resulta vital para un adecuado seguimiento del paciente durante una intervención quirúrgica. En pacientes que se encuentran hospitalizados o recibiendo algún tipo de tratamiento ambulatorio su constante monitorización es necesaria. Por otro lado, los pulsímetros empleados en la actualidad son idóneos para la monitorización de señales en un paciente que se encuentra en estado de reposo, pero presentan obstáculos cuando el paciente se encuentra en constante movimiento. En los pacientes pediátricos esta situación es muy usual, el constante movimiento del paciente dificulta la monitorización en tiempo real y la señal obtenida resultará poco confiable; además de resultar de gran inconveniente para el paciente, el estar conectado a la interfaz de monitorización por medio de cables. Por otro lado, los transtornos de la frecuencia cardíaca en pediatría son relativamente frecuentes, siendo la mayor parte de las veces arritmias de tipo asintomáticas, he aquí donde se puede apreciar su vital importancia. Por lo tanto, el objetivo del presente trabajo es diseñar una herramienta no invasiva, un prototipo de pulsímetro, que pueda transmitir de manera inalámbrica las mediciones de frecuencia cardíaca con la finalidad de mejorar el cuidado del paciente pediátrico. La implementación de una transmisión inalámbrica favorecería significativamente en la mejora de la calidad del cuidado del paciente pediátrico.Tesi