Bioelectric fields and some medical applications- Review

Con las investigaciones de Emil Du Bois-Reymond, uno de los fundadores de la electrofisiología, se dio inicio a la era de la bioelectricidad. DuBois documentó en detalle actividades eléctricas asociadas con excitación nerviosa, contracción muscular y procesos de cicatrización. En la actualidad es reconocido que los campos eléctricos (CE) están presentes en los organismos vivos y que direccionan e influyen procesos biológicos como la embriogénesis, regeneración y cicatrización de heridas. Diversos estudios han demostrado como los CE interfieren en la biosíntesis y la migración celular, dando lugar a nuevas estrategias para la reparación de ligamentos y regeneración de tejidos. En la actualidad las corrientes y CE biológicos suministran información necesaria para diversos tipos de diagnósticos y tratamientos. En este trabajo se hace una revisión de algunos estudios realizados alrededor de la generación de campos bioeléctricos endógenos, sus sustratos biológicos y aplicaciones médicas.The era of bioelectricity began with the investigations of Emil Du Bois-Reymond, one of the founders of electrophysiology. DuBois documented in detail electrical activities associated with nerve excitation, muscle contraction and healing processes. It is currently recognized that electric fields (EFs) are present in living organisms and that they direct and influence biological processes such as embryogenesis, regeneration and wound healing. Several studies have shown how EFs interfere with biosynthesis and cell migration, leading to new strategies for repairing ligaments and for tissue regeneration. At present, biological EFs and currents provide information needed for different types of diagnoses and treatments. This paper reviews some studies focused on the generation of endogenous bioelectric fields, their biological substrates and medical applications

Desarrollo de una prensa para pruebas estáticas y dinámicas de elementos ortopédicos y tejidos biológicos

Se describe el diseño y la construcción de una prensa con una capacidad de 1.800 N y una frecuencia máxima de 3 Hz que será utilizada para realizar pruebas estáticas y dinámicas de tejidos biológicos y elementos ortopédicos como fijadores externos. Consta de una base octagonal con una distancia entre caras de 500 mm y un travesaño que desliza sobre dos columnas (dis-tancia útil de 350 mm), permitiendo así modificar la altura de trabajo (máxima de 600 mm) de acuerdo con el tamaño del ele-mento a probar. Sobre el travesaño está montado un actuador de tornillo con tuerca de bolas recirculantes, el cual transforma la rotación de un servomotor en un desplazamiento lineal (máximo de 150 mm). Las primeras validaciones indicaron un com-portamiento de la prensa dentro de los parámetros de diseño estipulados. Este proyecto tiende a demostrar que en países en desarrollo es posible generar la tecnología necesaria para apoyar la investigación, lo que evita crear una dependencia de las compañías extranjeras para la modernización, el soporte y el mantenimiento del equipo. Adicionalmente, se generan condicio-nes para la evolución de la ingeniería mecánica en Colombia.This paper describes designing and constructing a test machine having a 1,800 N capacity and maximum 3 Hz frequency which will be used in static and dynamic testing of biological tissues and orthopedic devices such as external fixers. It consists of an oc-tagonal base with 500 mm distance between faces and a crosshead which slides between two columns (useful 350 mm opening) thus allowing changing the height (maximum 600 mm) according to the size of the specimen to be tested. A ball screw actuator is mounted over the crosshead which transforms a servomotor’s rotating movement into a lineal movement (maximum 150 mm stroke). First validations indicated that the machine performed within the design parameters. This project shows that the techno-logy required for supporting research is possible in developing countries thereby avoiding dependence on foreign companies for supporting, maintaining and updating equipment. Some conditions were also produced for the evolution of mechanical engi-neering in Colombia

Innovación, desarrollo tecnológico y gestión : una construcción desde la investigación

Libro que compila investigaciones de carácter aplicadas y descriptivas en materia de innovación y desarrollo tecnológico, gestión organizacional y empresarial orientada a productividad, rentabilidad, competitividad y sostenibilidadBook that compiles researches of applied and descriptive character in the matter of innovation and technological development, organizational and business management oriented to productivity, profitability, competitiveness and sustainabilityCapítulo 1. Material compuesto para la construcción a partir de la celulosa del papel y cartón reciclado / Carlos Arturo Tamayo S; Nicolás Montero Camacho; Fredy Antonio Herrera -- Capítulo 2. Tecnologías de conservación para base de sopa de frijol rojo (phaseolus vulgaris) y vegetales / Yaceris Castro Escorcia; Teresa Altamar Pérez; Enedys Florez Cortés; Ángela Ortiz Ruiz. Capítulo 3. Utilización de harina compuesta de frijol caupi (vigna unguiculata) en masas para alimentos congelados / Marcela Villalba Cadavid; Matilde Rodríguez Muñoz; Beatriz Fernández; Juan Mendoza Combatt -- Capítulo 4. Elaboración de biorrecubrimiento comestible para carne de hamburguesa como alternativa de conservación y condimento natural / Camila Andrea Ubaque Beltrán. CAPÍTULO 5. Identificación de alternativas de industrialización de productos y subproductos agroindustriales en nuevos materiales bio poliméricos / Luz Henao Díaz; Deya Pérez Zúñiga; Herold Arango Gómez. Capítulo 6. SCADA inalámbrico para monitoreo de sistemas de energía solar / Nelson Giovanni Agudelo Cristancho; Juan Carlos Amezquita Tovar; Ángela María Montoya Castro. -- Capítulo 7. Evaluación de la calidad del agua para consumo humano del corregimiento de Jaraquiel, Montería, Córdoba / Carlos Burgos Galeano; Álvaro Aleán Vásquez; Paula Estrada Palencia -- Capítulo 8. Optimización del sistema de abastecimiento de agua en la comunidad de Jaraquel, Montería Colombia / Carlos Burgos Galeano; Pedro Ramos Tejada; Paula Estrada Palencia; Jhon Sánchez Correa. -- Capítulo 9. Ejecución y sostenibilidad de proyectos productivos en la microrregión cafetera del municipio de Ciénaga, Magdalena / Sugey Issa Fontalvo; Eduardo Robles Panetta; Freddy González Castillo. -- Capítulo 10. Aplicación del método cualitativo por puntos para determinar aspirante favorito a cargos directivos en IES / Zamir Martelo Ballesteros; Raúl Martelo Gómez; Luis Tovar Garrido; Natividad Villabona Gómez; David Franco Borré. -- Capítulo 11 Responsabilidad social en comunidades indígenas orientada al diseño de automatización de válvulas del gasoducto Riohacha-Maicao / Gelvis Melo Freile; César Rivera Romero; Jesús García Guiliany. -- Capítulo 12 Fortalecimiento de la gestión económica de las Mipymes a través de la consultoría / Gloria Amparo Acosta Romero; Mónica Andrade Ríos; Karen Roxana Sánchez. -- Capítulo 13. El compromiso como valor en la responsabilidad social universitaria / Maura Quintero Gutiérrez, Dubys Villarreal Torres; Jesús García Guiliany; Annherys Paz Marcano; Marieth Orcasitas Peñaloza. -- Capítulo 14. Educación financiera como alternativa de desarrollo económico y social para el distrito de Riohacha / Henitzo Martínez Pinedo; Darcy Luz Mendoza; Martha Jaramillo Acosta; Edwin Salas Solano. -- Capítulo 15. Tecnologías de información y comunicación en proceso contable y financiero en pymes del sector turístico / Martha Josefina Castrillón Rois; Edilberto Rafael Santos Moreno; Lorena Esther Gómez Bermúdez; Génesis Barros González. -- Capítulo 16. Aplicación de brainstorming y problem trees para determinar factores que inciden en enseñanza del inglés / Jesús Llerena; Raúl J. Martelo; Jhon Cuesta; Javier Pinedo; David Franco.-- Capítulo 17. Incidencia del marketing en las microempresas del sector comercio en Rionegro Antioquia: conceptualización / Santiago Álzate Carmona; María Yamile Mazo Gil; Leidy García Jaramillo. -- Capítulo 18. Turismo en el Cabo de la Vela: un acercamiento entre los imaginarios turísticos de los visitantes y la creencia de Jepirra, territorio sagrado / María Laura Aponte Aarón; Esmerlis Camargo Torres. -- Capítulo 19. Caracterización de la actividad turística en buenaventura y su integración con las comunidades locales / Víctor Cándelo Aragón; Henry Orobio García; Luis Montaño Aguilar. -- Capítulo 20. Plataforma de comercialización electrónica de un centro de abastos / Karen Ávila Suarez; Mauro Reyes Ortiz. -- Capítulo 21. El teletrabajo en la gestión administrativa / Estefanía Sandoval Cruz; René Alexander Guerrero Vergel. -- Capítulo 22. Gestión del conocimiento y alianzas estratégicas en los procesos de innovación tecnológica / Elder Rivero Gutiérrez; Fátima Bolaño Mendoza. -- Capítulo 23. Competitividad e innovación en el aprendiz SENA: perspectivas de formación / Elizabeth Tuberquia Vanegas; René Alexander Guerrero Vergel. -- Capítulo 24. Bomba de riego por goteo solar, una alternativa para aumentar la eficiencia energética en las unidades acuícolas / Sergio Gabriel Brito Brito; Daldo Ricardo Araujo Vidal; Nicolás Annicharico Jiménez. -- Capítulo 25. Herramienta digital de consultas contables y tributarias para unidades productivas creadas en el fondo emprender / Elkin Fuentes Jiménez; Alda Pérez Campuzano; Marieth Orcasitas Peñaloza; Olga Elena Guerra ArmentaPrimera ediciónna347 página

Implementation of an Electronic Ionosonde to Monitor the Earth’s Ionosphere via a Projected Column through USRP

This document illustrates the processes carried out for the construction of an ionospheric sensor or ionosonde, from a universal software radio peripheral (USRP), and its programming using GNU-Radio and MATLAB. The development involved the in-depth study of the characteristics of the ionosphere, to apply the corresponding mathematical models used in the radar-like pulse compression technique and matched filters, among others. The sensor operates by firing electromagnetic waves in a frequency sweep, which are reflected against the ionosphere and are received on its return by the receiver of the instrument, which calculates the reflection height through the signal offset. From this information and a series of calculations, the electron density of the terrestrial ionosphere could be obtained. Improving the SNR of received echoes reduces the transmission power to a maximum of 400 W. The resolution associated with the bandwidth of the signal used is approximately 5 km, but this can be improved, taking advantage of the fact that the daughterboards used in the USRP allow a higher sampling frequency than the one used in the design of this experiment

Desarrollo experimental y computacional para estimar variables eléctricas inducidas en muestras de fémur bovino estimuladas por campos magnéticos de baja frecuencia Experimental and computing development to estimate the induced electric variable induced in samples of bovine femur stimulated by low frequency magnetic fields

En este trabajo fueron medidas la conductividad y permitividad eléctrica en muestras de la diáfisis de fémur de bovino; las muestras fueron llevadas a un ambiente computacional para calcular, a priori, señales eléctricas inducidas de interés experimental. De las muestras fueron construidos modelos computacionales 3D y asignadas propiedades eléctricas del estudio PE- y reportadas en la literatura PL-. La fuente generadora fue ubicada para campo magnético transversal y longitudinal a las muestras. Las señales eléctricas estudiadas fueron campo magnético, densidad de corriente y potencial eléctrico. Las propiedades eléctricas medidas estuvieron dentro del rango esperado, la densidad de corriente y el campo eléctrico inducidos fueron afectados por la propiedad asignada, la frecuencia, el tipo de tejido (medular o cortical) y la dirección del campo magnético inducido. Los mayores valores fueron obtenidos para estimulación a 120 Hz, dirección de campo magnético transversal y PLIn this paper electric permittivity and conductivity were measured in bovine femur diaphysis; samples were have on a computer environment to calculate a priori, induced electric signals of experimental interest. From samples three-dimensional computer models and reported in literature PL -. Generating source was located for a longitudinal and transversal magnetic field to samples. Study electric signals included magnetic field, current density, and electric potential. Electric properties measured were within expected rank, curent density and induced electric field were affected by assigned property, frequency, type of tissue (medullary or cortical), and direction of induced magnetic field. Higher values were obtained for stimulation to 120 Hz, direction of transversal magnetic field, and P

Los campos bioeléctricos y algunas aplicaciones médicas: revisión

The era of bioelectricity began with the investigations of Emil Du Bois-Reymond, one of the founders of electrophysiology. DuBois documented in detail electrical activities associated with nerve excitation, muscle contraction and healing processes. It is currently recognized that electric fields (EFs) are present in living organisms and that they direct and influence biological processes such as embryogenesis, regeneration and wound healing. Several studies have shown how EFs interfere with biosynthesis and cell migration, leading to new strategies for repairing ligaments and for tissue regeneration. At present, biological EFs and currents provide information needed for different types of diagnoses and treatments. This paper reviews some studies focused on the generation of endogenous bioelectric fields, their biological substrates and medical applications.Con las investigaciones de Emil Du Bois-Reymond, uno de los fundadores de la electrofisiología, se dio inicio a la era de la bioelectricidad. DuBois documentó en detalle actividades eléctricas asociadas con excitación nerviosa, contracción muscular y procesos de cicatrización. En la actualidad es reconocido que los campos eléctricos (CE) están presentes en los organismos vivos y que direccionan e influyen procesos biológicos como la embriogénesis, regeneración y cicatrización de heridas. Diversos estudios han demostrado como los CE interfieren en la biosíntesis y la migración celular, dando lugar a nuevas estrategias para la reparación de ligamentos y regeneración de tejidos. En la actualidad las corrientes y CE biológicos suministran información necesaria para diversos tipos de diagnósticos y tratamientos. En este trabajo se hace una revisión de algunos estudios realizados alrededor de la generación de campos bioeléctricos endógenos, sus sustratos biológicos y aplicaciones médicas

Desarrollo de una arquitectura de auto-diagnóstico de fallas por medio de motores de inferencia heurística basados en reglas difusas para adaptación en una planta de tratamiento de agua potable.

Las plantas de tratamiento de agua potable (PTAP) involucran un conjunto de procesos que hacen uso de recursos físicos de diferente naturaleza para generar transformaciones en determinadas materias primas orientadas a obtener como producto agua apta para el consumo humano, donde el desvío de por lo menos una de las propiedades del sistema (falla) lleva a la PTAP a un estado no especificado que representa un comportamiento anormal o no proyectado del sistema, que puede poner en riesgo la calidad de producto que se entrega y por ende la salud pública. En la actualidad, dadas las estrictas exigencias normativas para que se garantice la calidad del agua potable que debe ser suministrada a la población, las PTAP enfrentan grandes retos en términos de calidad, costos y eficiencia en el uso de los recursos para suministrarla. En ese sentido, se hace necesario buscar mecanismos que permitan incrementar la confiabilidad de los sistemas de producción, reducir los tiempos de respuesta ante las fallas en los mismos, y mitigar los impactos que éstas fallas tienen sobre la calidad y el costo del suministro de agua potable o la prestación de este servicio. Para ello, un abordaje recomendado es la generación de una respuesta rápida y adecuada que lleve a la PTAP a un estado seguro, donde la identificación veraz, temprana y oportuna de las fallas es el primer paso para lograrlo. En este contexto, este proyecto de investigación se propuso como objetivo central el desarrollo de una arquitectura de auto-diagnóstico de fallas por medio de motores de inferencia heurística basados en reglas difusas para adaptación en una PTAP. Se plantearon dos procedimientos orientados al auto-diagnóstico de fallas y la especificación de la información, respectivamente. El primero, se centró en la especificación de mecanismos de supervisión de una PTAP, donde basados en conjuntos difusos y soportado, fundamentalmente, en el conocimiento de operadores expertos de la PTAP, se definió un sistema de ayuda o soporte para la operación de la planta. Considerando que el sistema de soporte permite detectar fallas e inferir de forma autónoma la causa probable de las mismas, se ofrece una herramienta al operador de la PTAP para tomar decisiones basadas en informaciones seguras provenientes de elementos constitutivos de la PTAP, tales como: sensores y actuadores, entre otros. En el segundo procedimiento, con el objetivo de contar con un sistema que facilitará la inducción de fallas en una PTAP y de forma ágil evaluar la propuesta del sistema de diagnóstico concebido, se incorporó al desarrollo de este proyecto una iniciativa orientada hacia la integración de herramientas formales, como las Redes de Petri Coloreadas y las Redes Bayesianas. El ambiente de simulación desarrollado fue más amplio y permitió definir tanto los estados normales o nominales de la PTAP como estados derivados de inducir fallas en el sistema, escenario que facilitó el desarrollo del sistema de diagnóstico propuesto. Para evaluar la efectividad de las propuestas planteadas de diagnóstico de fallas, se desarrolló un ejemplo de aplicación centrado en la etapa de captación de agua cruda de la Planta de Tratamiento de Agua Potable de EMCALI, ubicada en Puerto Mallarino de la Ciudad de Cali. Los resultados preliminares alcanzados permitieron la presentación a evaluación de dos artículos en una revista indexada de Colciencias, la formación de un talento humano a nivel de pregrado y posgrado. Así mismo, se divulgó la experiencia alcanzada con la presentación de ponencias a nivel nacional e internacional, y finalmente para continuar el proceso, se elaboraron y presentaron a convocatoria tres (3) propuestas de investigación relacionadas con los desarrollos obtenidos, lo que permitió alcanzar los productos del proyecto

Detection of lies by facial thermal imagery analysis

An artificial vision system is presented for lie detection by analyzing face thermal image sequences. This system represents an alternative technique to the polygraph. Some of its features are: 1) it has no physical contact with the examinee, 2) it is non-intrusive, 3) it has a potential for private use, and 4) it can simultaneously analyze several persons. The proposed system is based on the detection of physiological changes in temperature in the lacrimal puncta area caused by the subtle increase in blood flow through the nearby vascular network. These changes take place when anxiety appears as a consequence of deception. Thus, the system segments the periorbital area, and tracks consecutive frames using the Kanade-Lucas-Tomasi algorithm. The results show a success rate of 79.2 % in detecting lies using a simple classification based on the comparison between the estimated temperatures in control questions, and the rest of the interrogation procedure. The performance of this system is comparable with previous works, where cameras with better specifications were used

Developing a press for static and dynamic testing of orthopedic devices and biological tissue

This paper describes designing and constructing a test machine having a 1,800 N capacity and maximum 3 Hz frequency which will be used in static and dynamic testing of biological tissues and orthopedic devices such as external fixers. It consists of an oc-tagonal base with 500 mm distance between faces and a crosshead which slides between two columns (useful 350 mm opening) thus allowing changing the height (maximum 600 mm) according to the size of the specimen to be tested. A ball screw actuator is mounted over the crosshead which transforms a servomotor’s rotating movement into a lineal movement (maximum 150 mm stroke). First validations indicated that the machine performed within the design parameters. This project shows that the techno-logy required for supporting research is possible in developing countries thereby avoiding dependence on foreign companies for supporting, maintaining and updating equipment. Some conditions were also produced for the evolution of mechanical engi-neering in Colombia

Desarrollo de una prensa para pruebas estáticas y dinámicas de elementos ortopédicos y tejidos biológicos

This paper describes designing and constructing a test machine having a 1,800 N capacity and maximum 3 Hz frequency which will be used in static and dynamic testing of biological tissues and orthopedic devices such as external fixers. It consists of an octagonal base with 500 mm distance between faces and a crosshead which slides between two columns (useful 350 mm opening) thus allowing changing the height (maximum 600 mm) according to the size of the specimen to be tested. A ball screw actuator is mounted over the crosshead which transforms a servomotor's rotating movement into a lineal movement (maximum 150 mm stroke). First validations indicated that the machine performed within the design parameters. This project shows that the technology required for supporting research is possible in developing countries thereby avoiding dependence on foreign companies for supporting, maintaining and updating equipment. Some conditions were also produced for the evolution of mechanical engineering in Colombia.Se describe el diseño y la construcción de una prensa con una capacidad de 1.800 N y una frecuencia máxima de 3 Hz que será utilizada para realizar pruebas estáticas y dinámicas de tejidos biológicos y elementos ortopédicos como fijadores externos. Consta de una base octagonal con una distancia entre caras de 500 mm y un travesaño que desliza sobre dos columnas (distancia útil de 350 mm), permitiendo así modificar la altura de trabajo (máxima de 600 mm) de acuerdo con el tamaño del elemento a probar. Sobre el travesaño está montado un actuador de tornillo con tuerca de bolas recirculantes, el cual transforma la rotación de un servomotor en un desplazamiento lineal (máximo de 150 mm). Las primeras validaciones indicaron un comportamiento de la prensa dentro de los parámetros de diseño estipulados. Este proyecto tiende a demostrar que en países en desarrollo es posible generar la tecnología necesaria para apoyar la investigación, lo que evita crear una dependencia de las compañías extranjeras para la modernización, el soporte y el mantenimiento del equipo. Adicionalmente, se generan condiciones para la evolución de la ingeniería mecánica en Colombia