La separación ciega de fuentes: un puente entre el álgebra lineal y el análisis de señales

El objetivo de este artículo es presentar un análisis praxeológico enmarcado en la Teoría Antropológica de lo Didáctico (TAD) de un método proveniente de la ingeniería conocido como Separación Ciega de Fuentes (BSS). En el método están presentes praxeologías que pueden trasponerse a los cursos iniciales de matemáticas dentro de una formación de ingenieros, concretamen- te dentro del curso de Álgebra Lineal. El análisis muestra que la BSS tiene potencial para generar actividades de modelación que conecten la teoría mate- mática con la práctica ingenieril. Se presenta, además, una propuesta inicial para una actividad de estudio e investigación basada en la BSS

De la ingeniería Biomédica al aula de Matemáticas

Resumen: Con el objetivo de diseñar actividades didácticas de modelación lo más cercanas a un contexto “real”, se realizó un trabajo colaborativo entre matemáticos educativos e ingenieros biomédicos. Este trabajo permitió conocer y analizar un contexto real de modelación matemática, el método de Separación Ciega de Fuentes (Blind Source Separation - BSS). La descripción del método de la BSS, que presentamos en la primera parte de esta comunicación, fue mostrada a profesores de matemáticas que cursaban la maestría en Matemática Educativa del CICATA-IPN y se les pidió generar actividades didácticas inspiradas en este contexto. En la segunda parte de esta comunicación, presentamos algunas de las actividades que ellos generaron y consideramos que son una buena base para el diseño de secuencias didácticas que puedan figurar en la formación matemática de futuros ingenieros. Palabras clave: modelación matemática, contexto real, método BSS

La separación ciega de fuentes : un puente entre el álgebra lineal y el análisis de señales

En: Educación Matemática, Vol. 28, No. 2, pp. 31-57El objetivo de este artículo es presentar un análisis praxeológico enmarcado en la Teoría Antropológica de lo Didáctico (TAD) de un método proveniente de la ingeniería conocido como Separación Ciega de Fuentes (BSS). En el método están presentes praxeologías que pueden trasponerse a los cursos iniciales de matemáticas dentro de una formación de ingenieros, concretamente dentro del curso de Álgebra Lineal. El análisis muestra que la BSS tiene potencial para generar actividades de modelación que conecten la teoría matemática con la práctica ingenieril. Se presenta, además, una propuesta inicial para una actividad de estudio e investigación basada en la BSS

Towards a new generation of dynamic indices for the assessment of drug-induced proarrhythmic risk

The detection of proarrhythmic side effects in many marketed drugs has prompted the search for complementary non-invasive markers of cardiotoxicity risk. Novel indices based on the study of cardiac vector dynamics have now emerged. Herein, we use quaternion methods to study alterations in the angular velocity during ventricular repolarization. The assessment was conducted in patients with Torsade de Pointes episodes when undergoing a Sotalol treatment. The algorithm includes a Principal Component Analysis to homogenize the information from three databases and, at the same time, reduce the space to three dimensions. Significant differences were found (p < 5E-4) in the angular velocity of the second half of repolarization loop (T-wave). The ratio between the maximums of the angular velocity in both T-wave halves showed a trend to 1 in the proximity of an arrhythmic event and reached sensitivity/specificity pair of 97/100 (AUC 0.99) in the comparison of healthy population with at-risk patients. The high performance of the method exceeded the expectations of the standard measurement and it becomes a promising outcome for the development of safe drug therapies.Fil: Cruces, Pablo Daniel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Instituto de Ingeniería Biomédica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Saavedra 15. Instituto Argentino de Matemática Alberto Calderón; ArgentinaFil: Alvarado Rodríguez, Francisco Javier. Universidad Autónoma de Guadalajara; MéxicoFil: Romo Vázquez, Rebeca. Universidad de Guadalajara; MéxicoFil: Arini, Pedro David. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Instituto de Ingeniería Biomédica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Saavedra 15. Instituto Argentino de Matemática Alberto Calderón; ArgentinaXIX Reunión de trabajo en procesamiento de la información y controlSan JuanArgentinaUniversidad Nacional de San Juan. Instituto de Automátic

Detección de Ondas QRS del ECG Usando la Transformada Wavelet Analógica

En este trabajo se propone una nueva metodología para la detección de ondas QRS del electrocardiograma (ECG), haciendo uso de la Transformada Wavelet Analógica combinado con una variante del método Hard-Thresholding con retardo para eliminar ruido, más un módulo digital para la detección. La metodología presentada en este trabajo está diseñada para aplicaciones de procesamiento de señales ECG en tiempo real. Las señales de ECG usadas para las pruebas fueron obtenidas de la base de datos del MIT-BIH. La metodología propuesta se simuló con diferentes señales de la base de datos mencionada, agregándoles ruido blanco Gaussiano para evaluar su desempeño y funcionamiento, y al compararla con otros trabajos ya publicados resultó en un desempeño similar en cuanto a detecciones se refiere. Las operaciones matemáticas involucradas en el método propuesto son sencillas y pueden ser implementadas en circuitos integrados analógico-digitales de baja complejidad

Renal Complications Due to SARS-CoV-2 Infection in Pediatric Population

Background and Aim: COVID-19 pandemic originated in Wuhan City, China, in 2019.The disease spectrum ranges from asymptomatic to severe respiratory failure leadingto death. Although in a lower percentage, pediatric patients also have complications,not only pulmonary but also systemic, affecting other organs. This article aims to studythe renal involvement of pediatric patients infected by the Severe Acute RespiratorySyndrome Coronavirus 2 (SARS-CoV-2).Methods: We designed a retrospective observational cohort study of patientshospitalized in the emergency department and intensive care unit of a tertiary medicalfacility hospital Infantil de México Federico Gomez in Mexico City, from March 1,2020, to May 16, 2021. The inclusion criteria included patients younger than 18 yearswho had a positive Reverse Transcription-Polymerase Chain Reaction (RT-PCR) test ora positive rapid antigen test of nasopharyngeal sample for SARS-CoV-2 at admission.Results: We included 165 patients, of whom 29(17.6%) patients developed renalcomplications during hospitalization. In these patients, 12(41.3%) patients developedproteinuria, 10(34.5%) developed any type of Acute Kidney Injury (AKI), i.e., AcuteKidney Injury Network (AKIN-1) in 26.6%, AKIN-2 in 40% and AKIN-3 in 33.3%.Also, 5(17.2%) patients had arterial hypertension, 2(6.9%) required renal replacementtherapy, 4(13.8%) had hematuria. Only 1(3.4%) patient had developed rapidlyprogressive glomerulonephritis.Conclusion: COVID-19 infection within its spectrum can cause kidney disease; themost common complications are proteinuria and AKI. Older age and admission to theintensive care unit are risk factors for kidney damage

Contribution à la détection et à l'analyse des signaux EEG épileptiques : débruitage et séparation de sources

The goal of this research is the electroencephalographic (EEG) signals preprocessing.More precisely, we aim to develop a methodology to obtain a "clean" EEG through the extra- cerebral artefacts (ocular movements, eye blinks, high frequency and cardiac activity) and noise identification and elimination. After identification, the artefacts and noise must be eliminated with a minimal loss of cerebral activity information, as this information is potentially useful to the analysis (visual or automatic) and therefore to the medial diagnosis. To accomplish this objective, several pre-processing steps are needed : separation and identification of the artefact sources, noise elimination and "clean" EEG reconstruction. Through a blind source separation (BSS) approach, the first step aims to separate the EEG signals into informative and artefact sources. Once the sources are separated, the second step is to classify and to eliminate the identified artefacts sources. This step implies a supervised classification. The EEG is reconstructed only from informative sources. The noise is finally eliminated using a wavelet denoising approach. A methodology ensuring an optimal interaction of these three techniques (BSS, classification and wavelet denoising) is the main contribution of this thesis. The methodology developed here, as well the obtained results from an important real EEG data base (ictal and inter-ictal) is subjected to a detailed analysis by medical expertise, which validates the proposed approach.L'objectif principal de cette thèse est le pré-traitement des signaux d'électroencéphalographie (EEG). En particulier, elle vise à développer une méthodologie pour obtenir un EEG dit "propre" à travers l'identification et l'élimination des artéfacts extra-cérébraux (mouvements oculaires, clignements, activité cardiaque et musculaire) et du bruit. Après identification, les artéfacts et le bruit doivent être éliminés avec une perte minimale d'information, car dans le cas d'EEG, il est de grande importance de ne pas perdre d'information potentiellement utile à l'analyse (visuelle ou automatique) et donc au diagnostic médical. Plusieurs étapes sont nécessaires pour atteindre cet objectif : séparation et identification des sources d'artéfacts, élimination du bruit de mesure et reconstruction de l'EEG "propre". A travers une approche de type séparation aveugle de sources (SAS), la première partie vise donc à séparer les signaux EEG dans des sources informatives cérébrales et des sources d'artéfacts extra-cérébraux à éliminer. Une deuxième partie vise à classifier et éliminer les sources d'artéfacts et elle consiste en une étape de classification supervisée. Le bruit de mesure, quant à lui, il est éliminé par une approche de type débruitage par ondelettes. La mise en place d'une méthodologie intégrant d'une manière optimale ces trois techniques (séparation de sources, classification supervisée et débruitage par ondelettes) constitue l'apport principal de cette thèse. La méthodologie développée, ainsi que les résultats obtenus sur une base de signaux d'EEG réels (critiques et inter-critiques) importante, sont soumis à une expertise médicale approfondie, qui valide l'approche proposée

De la ingeniería Biomédica al aula de Matemáticas

Con el objetivo de diseñar actividades didácticas de modelación lo más cercanas a un contexto “real”, se realizó un trabajo colaborativo entre matemáticos educativos e ingenieros biomédicos. Este trabajo permitió conocer y analizar un contexto real de modelación matemática, el método de Separación Ciega de Fuentes (Blind Source Separation - BSS). La descripción del método de la BSS, que presentamos en la primera parte de esta comunicación, fue mostrada a profesores de matemáticas que cursaban la maestría en Matemática Educativa del CICATA-IPN y se les pidió generar actividades didácticas inspiradas en este contexto. En la segunda parte de esta comunicación, presentamos algunas de las actividades que ellos generaron y consideramos que son una buena base para el diseño de secuencias didácticas que puedan figurar en la formación matemática de futuros ingenieros

La separación ciega de fuentes: un puente entre el álgebra lineal y el análisis de señales

The aim of this paper is to present a praxeological analysis in the frame of the anthropological theory of didactics (ATD) of an engineering method known as Blind Source Separation (BSS). In the method we found praxeologies that can be transposed to the first year mathematics courses in engineering education, particularly in Linear Algebra. The analysis shows that BSS is a potential tool to generate modelling activities that reduce the gap between mathematical theory and engineering practice. We present a proposal of a research and study path based on BSS.El objetivo de este artículo es presentar un análisis praxeológico enmarcado en la Teoría Antropológica de lo Didáctico (TAD) de un método proveniente de la ingeniería conocido como Separación Ciega de Fuentes (BSS). En el método están presentes praxeologías que pueden trasponerse a los cursos iniciales de matemáticas dentro de una formación de ingenieros, concretamente dentro del curso de Álgebra Lineal. El análisis muestra que la BSS tiene potencial para generar actividades de modelación que conecten la teoría matemática con la práctica ingenieril. Se presenta, además, una propuesta inicial para una actividad de estudio e investigación basada en la BSS

Didactical activities to engineering training: Methodological proposal

International audienceIn this paper we present a methodology to design didactical activities for training engineers. One phase of this methodology is selecting an extra-mathematical context, allowing identification and analysis of mathematical models used by engineers. We selected an industry beer context and we identified the Pareto chart as a tool to solve different problems, for example faults in production lines. This work uses elements from Anthropological Theory of Didactics. We present a praxeological analysis as basis of didactical activities