New approach in features extraction for EEG signal detection

4 pages, 3 figures.-- Contributed to: "Engineering the Future of Biomedicine", EMBC2009, 31st Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (Minneapolis, Minnesota, USA, Sep 2-6, 2009).This paper describes a new approach in features extraction using time-frequency distributions (TFDs) for detecting epileptic seizures to identify abnormalities in electroencephalogram (EEG). Particularly, the method extracts features using the Smoothed Pseudo Wigner-Ville distribution combined with the McAulay-Quatieri sinusoidal model and identifies abnormal neural discharges. We propose a new feature based on the length of the track that, combined with energy and frequency features, allows to isolate a continuous energy trace from another oscillations when an epileptic seizure is beginning. We evaluate our approach using data consisting of 16 different seizures from 6 epileptic patients. The results show that our extraction method is a suitable approach for automatic seizure detection, and opens the possibility of formulating new criteria to detect and analyze abnormal EEGs.This work has been funded by the Spain CICYT grant TEC2008-02473.Publicad

New approaches for EEG signal processing: artifact EOG removal by ICA-RLS scheme and tracks extraction method

Localizing the bioelectric phenomena originating from the cerebral cortex and evoked by auditory and somatosensory stimuli are clear objectives to both understand how the brain works and to recognize different pathologies. Diseases such as Parkinson’s, Alzheimer’s, schizophrenia and epilepsy are intensively studied to find a cure or accurate diagnosis. Epilepsy is considered the disease with major prevalence within disorders with neurological origin. The recurrent and sudden incidence of seizures can lead to dangerous and possibly life-threatening situations. Since disturbance of consciousness and sudden loss of motor control often occur without any warning, the ability to predict epileptic seizures would reduce patients’ anxiety, thus considerably improving quality of life and safety. The common procedure for epilepsy seizure detection is based on brain activity monitorization via electroencephalogram (EEG) data. This process consumes a lot of time, especially in the case of long recordings, but the major problem is the subjective nature of the analysis among specialists when analyzing the same record. From this perspective, the identification of hidden dynamical patterns is necessary because they could provide insight into the underlying physiological mechanisms that occur in the brain. Time-frequency distributions (TFDs) and adaptive methods have demonstrated to be good alternatives in designing systems for detecting neurodegenerative diseases. TFDs are appropriate transformations because they offer the possibility of analyzing relatively long continuous segments of EEG data even when the dynamics of the signal are rapidly changing. On the other hand, most of the detection methods proposed in the literature assume a clean EEG signal free of artifacts or noise, leaving the preprocessing problem opened to any denoising algorithm. In this thesis we have developed two proposals for EEG signal processing: the first approach consists in electrooculogram (EOG) removal method based on a combination of ICA and RLS algorithms which automatically cancels the artifacts produced by eyes movement without the use of external “ad hoc” electrode. This method, called ICA-RLS has been compared with other techniques that are in the state of the art and has shown to be a good alternative for artifacts rejection. The second approach is a novel method in EEG features extraction called tracks extraction (LFE features). This method is based on the TFDs and partial tracking. Our results in pattern extractions related to epileptic seizures have shown that tracks extraction is appropriate in EEG detection and classification tasks, being practical, easily applicable in medical environment and has acceptable computational cost

New feature extraction approach for epileptic EEG signal detection using time-frequency distributions

10 pages, 6 figures.-- PMID: 20217264.This paper describes a new method to identify seizures in electroencephalogram (EEG) signals using feature extraction in time–frequency distributions (TFDs). Particularly, the method extracts features from the Smoothed Pseudo Wigner-Ville distribution using tracks estimated from the McAulay-Quatieri sinusoidal model. The proposed features are the length, frequency, and energy of the principal track. We evaluate the proposed scheme using several datasets and we compute sensitivity, specificity, F-score, receiver operating characteristics (ROC) curve, and percentile bootstrap confidence to conclude that the proposed scheme generalizes well and is a suitable approach for automatic seizure detection at a moderate cost, also opening the possibility of formulating new criteria to detect, classify or analyze abnormal EEGs.This work has been funded by the Spain CICYT grant TEC2008-02473.Publicad

Una revisión sistemática sobre aula invertida y aprendizaje colaborativo apoyados en inteligencia artificial para el aprendizaje de programación

Context: The learning computer programming, the implementation of pedagogical strategies such as the Flipped Classroom (FC), and Collaborative Learning (CL) support the student to improve personal relationships, programming skills and strengthen the development of self-learning outside the classroom. In this sense, it is relevant to know the different tools and implementations available to support the student's training process. Methodology: This paper presents a systematic review of a corpus of references with information from different data sources since 2013. The study includes research questions, source selection, and a method for analyzing the information. Results: On the one hand, the timeline and current state of FC and CL were identified, emphasizing how these strategies support programming learning through technologies, educational methods, and software tools. On the other hand, the support of Artificial Intelligence in learning programming was identified through different applications and computational techniques that integrate FC and CL. Conclusions: Since the appearance of virtual tools, the implementation of Artificial Intelligence has become a basic need for virtual education, enhancing the way of understanding and learning, adapting to the specific needs of the student. Thus, knowing and identifying new tools and strategies based on artificial intelligence will allow teachers to do complete management and make timely decisions that benefit the student's training process.Contexto: En el aprendizaje de la programación de computadores, la implementación de estrategias pedagógicas como el Aula Invertida (AI) y el Aprendizaje Colaborativo (AC) apoyan al estudiante a mejorar relaciones personales, habilidades en programación y fortalece el desarrollo del autoaprendizaje fuera del aula de clases. En este sentido, se hace relevante conocer las diferentes herramientas e implementaciones disponibles para apoyar el proceso formativo del estudiante.  Metodología: Este artículo presenta una revisión sistemática de un corpus que contiene información de diferentes fuentes de datos desde el año 2013 hasta el 2020. Incluye las preguntas de investigación, selección de fuentes y el método para analizar la información. Resultados: Por un lado, se identificó la línea del tiempo y el estado actual del AI y el AC, enfatizando en cómo estas estrategias apoyan el aprendizaje de la programación a través de tecnologías, métodos educativos y herramientas de software. Por otro lado, se identificó cuál es el apoyo de la Inteligencia Artificial en el aprendizaje de la programación a través de diferentes aplicaciones y técnicas computacionales que integran el AI y el AC. Conclusiones: Desde la aparición de las herramientas virtuales, la implementación de Inteligencia Artificial se ha convertido en una necesidad básica para la educación virtual, potenciando la forma de entender y aprender, adaptándose a las necesidades específicas del estudiante. Así, conocer e identificar las nuevas herramientas y estrategias basadas en inteligencia artificial permitirán a los docentes hacer una completa gestión y tomar decisiones oportunas que beneficien el proceso formativo del estudiante.&nbsp

Estrategia basada en la metodología Computer-Supported Collaborative Learning para la formación de grupos de trabajo automáticos en un curso de introducción a la programación (CS1)

Los cursos de Introducción a la programación presentan bajas calificaciones de los estudiantes, esto se refleja en las altas tasas de mortalidad y deserción académica. En este sentido, buscando formas de mejorar y apoyar el rendimiento académico de los estudiantes del curso CS1 - Fundamentos de Programación Orientada a Objetos (FPOO), este artículo propone una estrategia basada en la metodología Computer-Supported Collaborative Learning (CSCL) apoyada por un algoritmo para la formación de grupos de trabajo automáticos, que busca motivar a los estudiantes y permite adquirir conocimientos de forma homogénea en el desarrollo de actividades de programación. Bajo el marco del diseño cuasi experimental, se implementó la estrategia para diferentes actividades evaluativas en el curso FPOO, que permitió responder cuestiones relacionadas con la mejora de la calificación final de un estudiante utilizando la formación de grupos de trabajo automáticos en comparación a la formación de grupos de trabajo tradicional, y los resultados que se generan en las calificaciones cuando se desarrollan actividades sin formación de grupos. Los experimentos de este trabajo demuestran que el uso de la estrategia de colaboración mejora las calificaciones de los estudiantes en 22% en laboratorios y 20% en el proyecto final. Además, permite intercambiar conocimientos para resolver una tarea de programación. Finalmente, en este trabajo se concluye que el desarrollo de estrategias que integran la colaboración impacta positivamente en el proceso de aprendizaje de programación, mejorando significativamente las calificaciones del estudiante y las habilidades interpersonales que incentivan a mejorar el aprendizaje en los cursos de programación

5to. Congreso Internacional de Ciencia, Tecnología e Innovación para la Sociedad. Memoria académica

El V Congreso Internacional de Ciencia, Tecnología e Innovación para la Sociedad, CITIS 2019, realizado del 6 al 8 de febrero de 2019 y organizado por la Universidad Politécnica Salesiana, ofreció a la comunidad académica nacional e internacional una plataforma de comunicación unificada, dirigida a cubrir los problemas teóricos y prácticos de mayor impacto en la sociedad moderna desde la ingeniería. En esta edición, dedicada a los 25 años de vida de la UPS, los ejes temáticos estuvieron relacionados con la aplicación de la ciencia, el desarrollo tecnológico y la innovación en cinco pilares fundamentales de nuestra sociedad: la industria, la movilidad, la sostenibilidad ambiental, la información y las telecomunicaciones. El comité científico estuvo conformado formado por 48 investigadores procedentes de diez países: España, Reino Unido, Italia, Bélgica, México, Venezuela, Colombia, Brasil, Estados Unidos y Ecuador. Fueron recibidas un centenar de contribuciones, de las cuales 39 fueron aprobadas en forma de ponencias y 15 en formato poster. Estas contribuciones fueron presentadas de forma oral ante toda la comunidad académica que se dio cita en el Congreso, quienes desde el aula magna, el auditorio y la sala de usos múltiples de la Universidad Politécnica Salesiana, cumplieron respetuosamente la responsabilidad de representar a toda la sociedad en la revisión, aceptación y validación del conocimiento nuevo que fue presentado en cada exposición por los investigadores. Paralelo a las sesiones técnicas, el Congreso contó con espacios de presentación de posters científicos y cinco workshops en temáticas de vanguardia que cautivaron la atención de nuestros docentes y estudiantes. También en el marco del evento se impartieron un total de ocho conferencias magistrales en temas tan actuales como la gestión del conocimiento en la universidad-ecosistema, los retos y oportunidades de la industria 4.0, los avances de la investigación básica y aplicada en mecatrónica para el estudio de robots de nueva generación, la optimización en ingeniería con técnicas multi-objetivo, el desarrollo de las redes avanzadas en Latinoamérica y los mundos, la contaminación del aire debido al tránsito vehicular, el radón y los riesgos que representa este gas radiactivo para la salud humana, entre otros

The evolution of the ventilatory ratio is a prognostic factor in mechanically ventilated COVID-19 ARDS patients

Background: Mortality due to COVID-19 is high, especially in patients requiring mechanical ventilation. The purpose of the study is to investigate associations between mortality and variables measured during the first three days of mechanical ventilation in patients with COVID-19 intubated at ICU admission. Methods: Multicenter, observational, cohort study includes consecutive patients with COVID-19 admitted to 44 Spanish ICUs between February 25 and July 31, 2020, who required intubation at ICU admission and mechanical ventilation for more than three days. We collected demographic and clinical data prior to admission; information about clinical evolution at days 1 and 3 of mechanical ventilation; and outcomes. Results: Of the 2,095 patients with COVID-19 admitted to the ICU, 1,118 (53.3%) were intubated at day 1 and remained under mechanical ventilation at day three. From days 1 to 3, PaO2/FiO2 increased from 115.6 [80.0-171.2] to 180.0 [135.4-227.9] mmHg and the ventilatory ratio from 1.73 [1.33-2.25] to 1.96 [1.61-2.40]. In-hospital mortality was 38.7%. A higher increase between ICU admission and day 3 in the ventilatory ratio (OR 1.04 [CI 1.01-1.07], p = 0.030) and creatinine levels (OR 1.05 [CI 1.01-1.09], p = 0.005) and a lower increase in platelet counts (OR 0.96 [CI 0.93-1.00], p = 0.037) were independently associated with a higher risk of death. No association between mortality and the PaO2/FiO2 variation was observed (OR 0.99 [CI 0.95 to 1.02], p = 0.47). Conclusions: Higher ventilatory ratio and its increase at day 3 is associated with mortality in patients with COVID-19 receiving mechanical ventilation at ICU admission. No association was found in the PaO2/FiO2 variation

XVI International Congress of Control Electronics and Telecommunications: "Techno-scientific considerations for a post-pandemic world intensive in knowledge, innovation and sustainable local development"

Este título, sugestivo por los impactos durante la situación de la Covid 19 en el mundo, y que en Colombia lastimosamente han sido muy críticos, permiten asumir la obligada superación de tensiones sociales, políticas, y económicas; pero sobre todo científicas y tecnológicas. Inicialmente, esto supone la existencia de una capacidad de la sociedad colombiana por recuperar su estado inicial después de que haya cesado la perturbación a la que fue sometida por la catastrófica pandemia, y superar ese anterior estado de cosas ya que se encontraban -y aún se encuentran- muchos problemas locales mal resueltos, medianamente resueltos, y muchos sin resolver: es decir, habrá que rediseñar y fortalecer una probada resiliencia social existente - producto del prolongado conflicto social colombiano superado parcialmente por un proceso de paz exitoso - desde la tecnociencia local; como lo indicaba Markus Brunnermeier - economista alemán y catedrático de economía de la Universidad de Princeton- en su libro The Resilient Society…La cuestión no es preveerlo todo sino poder reaccionar…aprender a recuperarse rápido.This title, suggestive of the impacts during the Covid 19 situation in the world, and which have unfortunately been very critical in Colombia, allows us to assume the obligatory overcoming of social, political, and economic tensions; but above all scientific and technological. Initially, this supposes the existence of a capacity of Colombian society to recover its initial state after the disturbance to which it was subjected by the catastrophic pandemic has ceased, and to overcome that previous state of affairs since it was found -and still is find - many local problems poorly resolved, moderately resolved, and many unresolved: that is, an existing social resilience test will have to be redesigned and strengthened - product of the prolonged Colombian social conflict partially overcome by a successful peace process - from local technoscience; As Markus Brunnermeier - German economist and professor of economics at Princeton University - indicates in his book The Resilient Society...The question is not to foresee everything but to be able to react...learn to recover quickly.Bogot

Memorias de investigación: Feria de Semilleros y Jornadas de Investigación de uniminuto, Seccional Antioquia - Chocó.

Feria de Semilleros y Jornadas de Investigación de uniminuto, Seccional Antioquia - Chocó.Esta publicación busca divulgar investigaciones y producción académica en diferentes disciplinas, realizadas por estudiantes y docentes de UNIMINUTO Seccional Antioquia – Chocó, así como dar a conocer los semilleros de investigación que participaron en la V Feria de Semilleros, con el fin de visibilizar el trabajo que realiza el Centro de Investigación para el Desarrollo de UNIMINUTO Bello —CIDUB—, con respecto a debates académicos y espacios de interlocución. Igualmente, permite que la comunidad educativa conozca los temas de investigación y las discusiones que se están dando entre los semilleros y grupos de investigación, para así buscar puntos de encuentro y sinergias entre los investigadores. Adicionalmente, el texto se convierte en una invitación para que se vinculen otros investigadores, docentes, estudiantes e incluso otras instituciones a los procesos investigativos coordinados desde el CIDUB

Memorias de investigación: Feria de Semilleros y Jornadas de Investigación de uniminuto, Seccional Antioquia - Chocó.

Feria de Semilleros y Jornadas de Investigación de uniminuto, Seccional Antioquia - Chocó.Esta publicación busca divulgar investigaciones y producción académica en diferentes disciplinas, realizadas por estudiantes y docentes de UNIMINUTO Seccional Antioquia – Chocó, así como dar a conocer los semilleros de investigación que participaron en la V Feria de Semilleros, con el fin de visibilizar el trabajo que realiza el Centro de Investigación para el Desarrollo de UNIMINUTO Bello —CIDUB—, con respecto a debates académicos y espacios de interlocución. Igualmente, permite que la comunidad educativa conozca los temas de investigación y las discusiones que se están dando entre los semilleros y grupos de investigación, para así buscar puntos de encuentro y sinergias entre los investigadores. Adicionalmente, el texto se convierte en una invitación para que se vinculen otros investigadores, docentes, estudiantes e incluso otras instituciones a los procesos investigativos coordinados desde el CIDUB