Maestría en Ingeniería Biomédica

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Examinando Maestría en Ingeniería Biomédica por Título

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    Caracterización a nivel cinético y estabilométrico del gesto deportivo del skateboarding de deportistas de Bogotá
    (2021-05-10) Castillo Daza, Carlos Alberto; Rodríguez Cheu, Luis Eduardo; GiBiome
    El skateboarding es un deporte que ha sido catalogado como deporte olímpico por el Comité Olímpico Internacional (COI). Como deporte nuevo en el país y a nivel olímpico se desconoce las características biomecánicas del deporte, situación que dificulta la toma de decisiones estratégicas enfocadas a mejorar el rendimiento del deportista. Al ser un deporte que se caracteriza por la ejecución de maniobras y desplazamiento sobre una base inestable requiere que se pueda comprender como influye la propiocepción en las articulaciones y como son los ajustes posturales a nivel de estabilidad y la composición de las fuerzas en miembros inferiores en el deportista para poder optimizar el desempeño del deportista. El objetivo principal de este trabajo es caracterizar las variables cinéticas y estabilométrico del skateboarding en deportistas de Bogotá, para lo cual se estableció una muestra no probabilística por conveniencia, a través de una invitación directa a los deportistas que practican este deporte en Bogotá; en la primera parte del proyecto se aplicará a los deportistas el test de Bosco, basado en un la utilización de plataformas de fuerza BTS P-6000 y en el caso de la estabilidad corporal se realizará un test de Romberg y en este caso utilizaremos una segunda plataforma de estabilidad BTS P-Walk. Los resultados y datos obtenidos evidencian una mejor estabilidad durante el desarrollo de la prueba con ojos cerrados y unos adecuados valores de equilibrio basados en valores cercanos a cero a nivel medio lateral, anteroposterior y a nivel de los baricentros corporales. A nivel cinético se observa un adecuado desempeño desde el punto de vista de fuerza y potencia, pero una deficiencia a nivel de la altura de los saltos.
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    Caracterización de movimientos a través de imágenes y sensores inerciales para la prevención de lesiones de miembro superior durante actividades repetitivas
    (2023-06-27) Jasbón Mutis, Adriana Samira; Perdomo Charry, Oscar Julián; Castillo Martínez, Juan Alberto
    El miembro superior es una estructura de gran complejidad e importancia en la vida cotidiana debido a la variedad de movimientos y grados de libertad que este tiene. Así como la utilidad en numerosas tareas cotidianas. El miembro superior puede verse afectado por lesiones debido a las tareas que incluyan: esfuerzos, posturas inadecuadas, posturas fuera de rangos de movimiento, posturas sostenidas o repetitivas; durante periodos de tiempo largos, como actividades laborales, generando un impacto negativo en la vida cotidiana. Por este motivo surge la necesidad de estudios de la complejidad del movimiento del miembro superior para la prevención lesiones en miembro superior. Este estudio se enfoca en el desarrollo de una herramienta de simulación de la cinemática del miembro superior utilizando captura de movimiento recursos en imágenes y señales de sensores inerciales. Se desarrolló un programa capaz de identificar patrones de movimiento usando datos capturados usando una cámara y sensores inerciales en miembro superior en personas en un entorno laboral, para el posterior estudio. Este proyecto tiene como objetivo diseñar un método para la identificación automática de patrones de movimientos. Para lo cual, se plantea la revisión de métodos de programación y procesamiento de los datos obtenidos de imágenes y sensores inerciales, la programación de los mismos, la adquisición de datos relativos a la postura, el estudio de movimiento y calibración del programa. Entre los resultados obtenidos se desarrolló un software portable para la captura de movimiento utilizando imágenes, el cual provee resultados de la raíz cuadrática media (RMS) de los ángulos en los planos XY, XZ y YZ, similares a los dados por los sensores inerciales tras estimar la RMS de los ángulos obtenidos por los mismos. Sin embargo, la aceleración presenta una mayor diferencia, esto debido a que la aceleración se ve afectaba por los instantes en los cuales las imágenes oscilan. Como conclusión se encontró un gran potencial de los algoritmos de inteligencia artificial para la identificación, seguimiento y diferenciación de la de postura y el cálculo de variables de la cinemática tales como ángulo de movimiento articular y la aceleración angular.
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    Desarrollo de un dispositivo inteligente de asistencia para la administración de medicamentos en adultos mayores: un estudio piloto
    (2021-11-10) Parada Calderón, Javier Ricardo; Aya-Parra, Pedro-Antonio; Sarmiento Rojas, Jefferson Steven; GiBiome
    Introducción: En general, los adultos mayores con múltiples afecciones crónicas toman muchos medicamentos; Sin embargo, el incumplimiento hacia la medicación es un problema frecuente y complejo, ya que es muy común que los adultos mayores se olviden de tomar sus medicamentos o que no recuerden si los ha tomado. Probablemente estos hechos se deban a procesos normales del envejecimiento, el descuido, el desconocimiento de la importancia del tratamiento para mejorar la salud o el desconocimiento de como tomar los medicamentos. No tomar los medicamentos a tiempo puede provocar un aumento en los costos de la atención médica y hospitalización, ya que puede afectar seriamente la salud de los adultos mayores, incluido el retraso en la recuperación, la aparición de nuevas enfermedades y en el mayor de los casos la muerte. Objetivo: Este proyecto presenta el diseño y desarrollo de un prototipo electrónico para la dispensación de medicamentos de los adultos mayores, basado en el uso de Internet de las cosas (IoT), que permite administrar los regímenes de medicación independientemente de la ubicación del paciente, ya que deja configurar remotamente los horarios de medicación desde una aplicación móvil. Además, este dispositivo integra un sistema que permite monitorear la frecuencia cardiaca y el nivel de oxígeno en la sangre (Spo2) en tiempo real desde cualquier lugar. Metodología: Para la realización del proyecto se adoptó un enfoque de diseño centrado en el usuario, que se utiliza para el diseño de tecnologías de asistencia y rehabilitación. Este enfoque de diseño se realiza a través de un modo proactivo en el cual se le da mucha importancia a las necesidades y requerimientos de los usuarios finales. El diseño centrado en el usuario está conformado por cuatro fases principales: revisión de la literatura, recopilación de los requerimientos de los usuarios, diseño y construcción y pruebas de validación y usabilidad. Resultados: En esta sección se presentan los resultados obtenidos del análisis de los artículos relacionados con desarrollos de pastilleros electrónicos, donde se pudo extraer información clave que sirvió para el desarrollo de este proyecto; Se presentan los resultados del diseño y la construcción del prototipo final; además, se recopilan las pruebas realizadas al dispositivo desarrollado, a través de tablas de datos con la estadística correspondiente a las pruebas funcionales realizadas. Conclusiones: Se logró construir un prototipo funcional de un sistema para la administración automática de medicamentos en adultos mayores, que puede ser configurado remotamente a través de una aplicación para Android. El dispositivo cuenta con alarmas audibles, sonoras y de notificación vía mensaje de texto para indicar que se deben tomar los medicamentos. Además, el sistema incorpora un sensor de oximetría que permite medir dos variables fisiológicas como la frecuencia cardiaca y la saturación de oxígeno en la sangre (Spo2), que pueden ser monitoreadas a través de una dirección IP o la misma aplicación para Android.
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    Desarrollo e implementación de un exoesqueleto de miembro inferior en actividades de la vida diaria
    (2019-06-19) Arciniegas Mayag, Luis Jordy; Cifuentes García, Carlos Andrés; Múnera Ramirez, Marcela Cristina
    Esta tesis de maestría, muestra el desarrollo e implementación de un exoesqueleto de miembro inferior para el desarrollo de Actividades de la Vida Diaria (ADL). En este documento se muestra la integración mecatrónica, que incluye la implementación y caracterización de los sensores, para tener en cuenta la interacción física entre el humano y el robot (pHRI). El concepto de pHRI, es utilizado en diversas plataformas de rehabilitación para estimular la participación del paciente en las sesiones de terapia. Se expone la implementación del sistema de actuación, que asisten los movimientos de flexión y extensión de las articulaciones de la cadera y la rodilla. Posteriormente, se explica la metodología utilizada para la implementación de las estrategias de control, basados en un control de admitancia y un control de impedancia que tienen en cuenta la pHRI. Finalmente, se muestra el diseño experimental realizado para la caracterización del sistema de actuación; pruebas preliminares de los conceptos de control; y una prueba piloto con un sujeto sano, haciendo uso del exoesqueleto de miembro inferior unilateral, este muestra el desempeño de las estrategias de control aplicadas para la ADL de la marcha. Este proyecto se encuentra dentro del desarrollo de una plataforma robótica adaptable para rehabilitación y asistencia de la marcha denominada AGoRA.
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    Determinación de las limitaciones para la implementación de modelos de Inteligencia Artificial en Cuidado Intensivo en un Hospital Universitario de Bogotá, Colombia
    (2022-10-18) Rojas Díaz, Ever Leonardo; Orjuela Cañón, Alvaro David; Perdomo Charry, Oscar Julián; GiBiome
    La Inteligencia Artificial tiene un crecimiento exponencial en Salud. Dentro de las múltiples especialidades médicas, la Medicina Crítica ha sido destacada por un rápido crecimiento y comportamiento dinámico. En un futuro los centros médicos serán más especializados y tecnológicos. Por lo cual es importante la implementación de los modelos de Inteligencia Artificial, sin embargo, para ello es clave determinar las posibles limitaciones con el objetivo de proponer estrategias de implementación que permita no solo la optimización de los procesos, sino también de los recursos. Para el desarrollo de este documento se realizó un estudio analítico transversal, cuantitativo, mediante la aplicación de una encuesta en línea a los profesionales relacionados con el cuidado intensivo en uno de los hospitales universitarios de Bogotá, Colombia. En esta encuesta participaron 119 profesionales de la salud que desempeñan labores en el área de cuidado intensivo. Del total de participantes, 31% eran enfermeras, 18.4% médicos especialistas y 15.9% médicos graduados en formación especializada. 8.4% de los participantes eran ingenieros biomédicos. El 72.3% de encuestados respondieron que se sentían familiarizados con el concepto de inteligencia artificial, el 52.9% se considera con afinidad hacia la ingeniería y el 58.8% manifestó estar al tanto de la aplicación de inteligencia artificial en UCI. El 70% de encuestados estuvo de acuerdo con que el futuro de la atención en salud se va a caracterizar por una combinación de humanos e IA y del total el 80% de los participantes estuvieron de acuerdo con el posible beneficio de la implementación de inteligencia artificial en todas las áreas de la práctica clínica. Está claro que profesionales de la salud dentro de la UCI son los más receptivos del conocimiento en el área tecnológica. Por lo cual es necesario trabajar en educar al equipo sobre los conceptos principales de inteligencia artificial y posibles usos en ingeniería biomédica en el ámbito de UCI, haciendo énfasis en que es una herramienta y no reemplaza al trabajador. Adicionalmente, para las instituciones de salud será clave contar con equipos de profesionales y técnicos con entrenamiento en ingeniería biomédica o asesorarse de un equipo externo especializado.
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    Diseño de un sistema embebido de clasificación de movimientos de los dedos de la mano, empleando electromiografía superficial en antebrazo
    (2022-03-17) Sanabria-Solano, Alfredo-Jose; Orjuela Cañón, Alvaro David; Perdomo Charry, Oscar Julián
    Las salas de cirugía son de los ambientes en donde se aplican más protocolos de seguridad y de control, comparados incluso con ambientes como la aeronáutica (Hales et al., 2008). Uno de los protocolos de estricto control en las salas de cirugía del mundo o incluso aquí en Colombia, es el de esterilidad. Este protocolo previene las infecciones de sitio operatorio, las complicaciones posteriores a la cirugía, o las infecciones que pueden resultar en tratamientos incluso más complejos que los originales a los que se sometía el paciente, en primera instancia (Restrepo et al., 2011). Una de las fuentes de contaminación que se ha visto con mayor frecuencia se da por el uso de equipos fuera del campo quirúrgico tales como equipos de cómputo, equipos de visualización de imágenes, entre otros. Estos equipos proveen información al cirujano durante el procedimiento, información que es vital en momentos específicos para la toma de decisiones clínicas (Jimenez et al., 2017). Poder interactuar con estos equipos, desde el ambiente quirúrgico, se ha tornado en una necesidad imperativa tanto para la industria como para los equipos médicos. En la búsqueda de soluciones a esta necesidad, se ha encontrado que la electromiografía superficial combinada con la clasificación de movimientos mediante redes neuronales es una de las mejores opciones de bajo costo y facilidad de implementación (Tsuboi et al., 2017).
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    Inteligencia de negocios para la gestión de tecnología biomédica en la Universidad del Rosario
    (2020-05-10) Presiga Lucena, Ana Maria; Vera Vaquiro, Carolina
    Este proyecto busca diseñar una herramienta de inteligencia de negocios para procesar información y datos relevantes de la gestión de tecnológica biomédica, para que sea pertinente con las necesidades actuales y permita mejorar la gestión y la toma de decisiones.
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    Metodología para el análisis de evaluación tecnológica sanitaria, en el servicio de UCI por medio de instrumentos de priorización
    (2022-12-16) Ramírez Rodríguez, Juan Sebastián; Perdomo Charry, Oscar Julián; Educacion Médica y en Ciencias de la Salud
    La evaluación en tecnología sanitaria es considerada en Colombia, como una de las ramas más importantes dentro de la ingeniería biomédica e ingeniería clínica, debido a su gran impacto en el sector hospitalario (Espinosa, 2003), En específico, las decisiones acerca de la incorporación de tecnología biomédica resultan en una toma de acciones que conlleva a un análisis exhaustivo con recomendaciones en pro del costo-beneficio de los recursos económicos de Hospitales y Clínicas. Es importante agregar que, en el mercado existen alrededor de 68.000 tipos de insumos médicos, dispositivos médicos y 1,5 millones de equipos biomédicos (Cárdenas,2013), donde solo un pequeño porcentaje de estas tecnologías son evaluadas para ser comercializadas en el territorio colombiano. Por otro lado, teniendo en cuenta las limitaciones actuales para la evaluación e incorporación de nuevas tecnologías biomédicas en las Unidades de Cuidado Intensivo, el presente documento, propone una metodología para la evaluación de tecnología sanitaria en el servicio de la Unidad de Cuidado Crítico de la clínica de la Mujer, por medio de un instrumento de priorización para el proceso de adquisición de tecnologías sanitarias, utilizando un método multicriterio de decisión para su análisis (MCDA). Adicionalmente, en la presente investigación, se presenta el proceso en detalle de nuestra metodología de evaluación tecnológica sanitaria, donde primero se implementó una guía o referencia comparativa en una organización del sector público y otra del sector privado, y después se resaltó los procedimientos para la incorporación de nuevas tecnologías biomédicas en el servicio de Unidad de Cuidado Intensivo (UCI). Lo anterior, nos permite conocer las opiniones de otros equipos evaluadores de la tecnología sanitaria y comparar sus resultados con éxito. Finalmente, nuestra metodología empleada ha sido validada en un proyecto de adquisición de tecnología sanitaria en la clínica de la mujer ubicada en la ciudad de Bogotá.
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    Modelo de reconocimiento para la lengua de señas: aproximación comparativa entre métodos de reconocimiento de patrones por inteligencia artificial
    (2022-06-24) Corredor Camargo, Simon Felipe; Orjuela Cañón, Alvaro David; Perdomo Charry, Oscar Julián; GiBiome
    La lengua de señas es la herramienta de comunicación más utilizadas entre la comunidad de personas con discapacidad auditiva, debido a que permite a sus usuarios comunicarse mediante gestos y movimientos. Aun así, en Colombia y en otros países como India y Estados Unidos se evidencia un reto ante la educación, estandarización y enseñanza de esta lengua, como por ejemplo de cada una de sus variaciones entre zonas geográficas y culturales. Es por esto que metodologías que permitan automatizar el proceso de enseñanza y comunicación de los usuarios de esta lengua ya bien sean sordos u oyentes, son de alta relevancia para lograr la inclusión de las personas sordas o con algún tipo de discapacidad auditiva dentro de un contexto educativo y social. Es así como este trabajo busca estudiar alternativas como algoritmos basados en redes neuronales y aprendizaje automático, con el objetivo de generar un modelo inteligente que reconozca y clasifique diferentes señas del abecedario de la Lengua Americana de Señas (ASL). Todo lo anterior se hará entrenando y validando tres modelos ya utilizados en otros problemas de clasificación de imágenes basados en Redes Neuronales Convolucionales (CNN) a los cuales se explorara sistemáticamente ajustes en su estructura e híper-parámetros para buscar el modelo que mejor se adapte a la correcta clasificación de cada una de los 27 tipos de imágenes parte de las señas del abecedario de la ASL.
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    Nanopartículas y radioterapia: estudio del posible efecto radiosensibilizador de puntos de carbono dopados con iones de Gadolinio en células derivadas de Glioblastoma (U87)
    (2022-12-15) Jiménez Gallego, Laura Marcela; Rodríguez Burbano, Diana Consuelo; Ondo Méndez, Alejandro Oyono; GiBiome
    El glioblastoma es uno de los tumores más agresivos y de difícil tratamiento, debido a su ubicación, su morfología y su comportamiento radioresistente. Al estar ubicado en el cerebro, no es posible extirparlo completamente durante el procedimiento quirúrgico, por lo cual, en la mayoría de los casos es necesario utilizar tratamientos adyuvantes como la radioterapia después de la cirugía. Sin embargo, al generar resistencia a este tratamiento los riesgos de crecimiento y propagación del tumor son muy altos, lo cual, genera la necesidad de implementar un agente radiosensibilizador que permita potenciar los efectos de la radioterapia. En este trabajo se evaluó el efecto radiosensibilizador de puntos de carbono dopados con iones Gd3+ (PC-Gd3+) en células derivadas de glioblastoma (U87). Los PC-Gd3+ fueron sintetizados a través de un proceso solvotérmico y fueron caracterizados con estudios de espectroscopia UV – Vis y mediciones de potencial zeta. Durante la fase experimental, se demostró la biocompatibilidad de los PC-Gd3+ por medio del ensayo MTT, pues a diferentes concentraciones los PC-Gd3+ no generaron citotoxicidad en las células cancerosas. Después de demostrar la biocompatibilidad de los puntos de carbono, se realizaron ensayos para determinar la capacidad de proliferación celular y se calculó el daño en el material genético después de exponer las líneas celulares incubadas con los PC-Gd3+ a radiaciones ionizantes. Con estos experimentos se demostró un efecto.Rradiosensibilizador de los PC-Gd3+ en condiciones específicas en la línea celular U87 y se evidenció una tendencia a disminuir la proliferación celular y aumentar el daño en material genético celular en las muestras que se trataron con PC-Gd3+. Este trabajo es un trabajo inicial que permite establecer bases de experimentación para poder continuar estudiando el potencial radiosensibilizador de la nanoplataforma desarrollada.
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    Prototipo tecnológico basado en realidad virtual como herramienta terapéutica para la interacción social de adolescentes con Síndrome de Asperger
    (2020-06-05) Ramírez Semeco, Luis Guillermo; Rodríguez-Dueñas, William R.
    El Síndrome de Aspeger es un trastorno neurobiológico que está dentro de los Trastornos del Espectro Autista (TEA), esta disfunción del neurodesarrollo se caracteriza en términos generales por dificultades en la interacción social y aislamiento del entorno, así como poco interés en los códigos emocionales. Sus más grandes retos están centrados en la dificultad para relacionarse, así como para entender emociones y demostrar las propias. Su abordaje clínico está basado en intervenciones terapéuticas que colaboran con las habilidades sociales, comunicativas y ocupacionales. Por su parte, tecnologías como la Realidad Virtual ha demostrado tener un gran potencial en diferentes sectores incluyendo la salud. Permiten experimentar a través de los sentidos sensaciones derivadas de las actividades llevadas a cabo durante la inmersión desarrollada. En el caso de personas con TEA, se han llevado a cabo estudios previos en los cuales a través de interacciones con simulaciones de ambientes cotidianos como: el hogar, calles, cruces peatonales o medios de transporte, se han podido evidenciar resultados positivos. El presente proyecto busca desarrollar un prototipo tecnológico basado en realidad virtual (RV) que permita trabajar rutinas sociales en personas con y sin Asperger, y que a su vez pueda servir como herramienta terapéutica.