Licenciatura en Ingeniería BiomédicaLicenciatura en Ingeniería Biomédicahttp://hdl.handle.net/20.500.11961/1512024-03-28T15:29:18Z2024-03-28T15:29:18ZSíntesis de un semiconductor orgánico tipo oligoparafenileno depositado en una matriz de PVA para su posible aplicación como biosensor ópticoMuñoz Valdez, Jennifer Alejandrahttp://hdl.handle.net/20.500.11961/50912019-06-04T18:06:57Z2018-05-01T00:00:00ZSíntesis de un semiconductor orgánico tipo oligoparafenileno depositado en una matriz de PVA para su posible aplicación como biosensor óptico
Muñoz Valdez, Jennifer Alejandra
Gordillo Castillo, Nelly
La síntesis de una molécula orgánica de tipo oligoparafenileno embebida en una matriz polimérica a base de PVA fue desarrollada durante este proyecto. Se realizó primeramente la funcionalización de los precursores de la molécula a utilizar dentro de la matriz. Posteriormente, por el método de acoplamiento cruzado SuzukiMiyaura se sintetizó la molécula final obteniendo porcentajes de rendimiento mayores al 70%. Posteriormente se sintetizo una matriz de PVA por el método de sol gel, utilizando una concentración de 5%. La molécula fue embebida en la matriz de PVA utilizando TEA como agente dispersante, la solución fue realizada utilizando la técnica de solution mixing, las soluciones se realizaron utilizando un porcentaje de PVA en la solución de 80% y un porcentaje de solución a una concentración molar de 0.01, 0.1 0 0.3 de 20 %. La solución fue depositada sobre cajas Petri en volúmenes de 5 y 10 ml y se dejaron en envejecimiento de uno a 2 días. De esta solución se obtuvieron membranas con las concentraciones de solución de molécula mencionadas anteriormente. Se realizaron caracterizaciones químicas de los precursores de la molécula, la molécula final, la matriz de PVA y la membrana PVA/Oligoparafenileno. De igual forma se realizaron caracterizaciones ópticas, eléctricas y morfológicas de las membranas obtenidas y la solución de molécula final. Los resultados obtenidos en el presente documento muestran un mejoramiento en las propiedades eléctricas y ópticas en el compuesto final membrana PVA/Oligoparafenileno. Muestran también la obtención de un material avanzado con una estructura rígida y flexible a base de anillos de benceno que puede ser utilizado en la aplicación de un biosensor óptico enzimático.
En el grupo de investigación ByNEF (Bioingeniería y Nanotecnología en Electrónica Flexible) se desarrollan materiales activos para su aplicación en dispositivos electrónicos. El dominio verdadero de la tecnología de los semiconductores en nuestro país está encaminado a abarcar, entre otros aspectos, el diseño, desarrollo y construcción de instrumentos y equipos que se requieran para la fabricación de dispositivos semiconductores y microelectrónicos. Esto es, la creación de las “herramientas” adecuadas a nuestras necesidades, a las que se les han incorporado solo aquellas modificaciones que las hacen confiables y eficientes. Dentro de los materiales activos con los que se trabajan en el grupo se encuentran los óxidos transparentes, semiconductores inorgánicos a base de calcogenuros y semiconductores orgánicos. Dentro de esta clasificación, el presente proyecto de titulación se origina como uno de los objetivos del proyecto 1440 de cátedras CONACYT, en donde se pretende analizar la sinergia entre los grupos hidroxilo terminales de un oligómero y los grupos hidroxilo del PVA por medio de la formación de enlaces por puente de hidrógeno. Este proyecto tiene como finalidad aprovechar las características luminiscentes y su respuesta dentro de una matriz de PVA, estudiando las bondades extraídas de ambos compuestos para su uso como material activo en el diseño de un biosensor óptico.
2018-05-01T00:00:00ZDesarrollo de un sistema de procesamiento de imágenes para segmentar lesiones en el hígado a partir de imágenes adquiridas por tomografía computarizadaCossio Galindo, Karen Lucerohttp://hdl.handle.net/20.500.11961/50902019-06-04T18:06:54Z2018-05-01T00:00:00ZDesarrollo de un sistema de procesamiento de imágenes para segmentar lesiones en el hígado a partir de imágenes adquiridas por tomografía computarizada
Cossio Galindo, Karen Lucero
Botello Arredondo, Adeodato Israel
La segmentación de tumores de hígado a partir de imágenes de tomografía computarizada (TC) es una tarea esencial para el diagnóstico y los tratamientos del cáncer de hígado. Sin embargo, es difícil debido a la variabilidad de las apariencias, los límites difusos, las densidades heterogéneas, las formas y tamaños de las lesiones. Esta investigación presenta un trabajo de segmentación de imágenes adquiridas por tomografía computarizada, en el cual se mencionan los fundamentos de la tomografía computarizada y los conceptos más importantes relacionados con las imágenes médicas utilizadas en la práctica clínica. La metodología de este trabajo está basada en redes neuronales convolucionales (CNN) llamada SegNet para segmentar lesiones en el hígado a partir de imágenes de TC. El CNN es uno de los modelos de aprendizaje profundo con algunos filtros convolucionales que pueden aprender características jerárquicas de los datos. Las etapas correspondientes para el desarrollo de esta investigación fueron la preparación de las imágenes de entrada, el entrenamiento de la red y por último la segmentación de las imágenes. El promedio del porcentaje del área “Tipo2” que fue el área que detecto la red SegNet, fue del 82.81% y valiéndonos solamente de las características de intensidad de escala de grises de las imágenes de tomografía computarizada, del tiempo de entrenamiento y memoria de la red, se concluye que la segmentación de las lesiones en el hígado con respecto al tejido hepático sano, tiene un rendimiento aceptable.
En el diagnóstico y la terapia asistida por computadora se usan algoritmos para procesar y visualizar las imágenes médicas [1]. Entre los procesos más conocidos para el procesamiento de imágenes se encuentra la detección automática de los tejidos, conocida por lo general como segmentación [2]. La segmentación del tejido hepático es esencial para la valoración, monitoreo y tratamiento de distintas patologías presentes en el hígado, como la cirrosis o cáncer [3]. La segmentación hepática sirve para observar las anormalidades y lesiones en el hígado, para que así el paciente empiece con tratamiento y posteriormente la planificación quirúrgica[4]. En la Universidad Autónoma de Ciudad Juárez (UACJ), el Dr. José Mejía forma parte del grupo de investigación de Procesamiento Avanzado de Imágenes Médicas. Dicho grupo desarrolla sistemas capaces de segmentar diversos objetos de interés tales como órganos, lesiones y tumores en las imágenes médicas, por lo que la evaluación y desarrollo de un algoritmo para segmentar lesiones en el tejido hepático resulta de gran interés para el grupo.
2018-05-01T00:00:00ZDesarrollo de prótesis económicas temáticas impresas en 3D enfocadas a extremidades superioresMoriel Soto, Dailynne Alejandrahttp://hdl.handle.net/20.500.11961/50892019-06-04T18:06:52Z2018-05-01T00:00:00ZDesarrollo de prótesis económicas temáticas impresas en 3D enfocadas a extremidades superiores
Moriel Soto, Dailynne Alejandra
Sauceda Carvajal, Angel
México tiene una carencia significativa en la producción de prótesis y existe una insuficiente provisión de los mismos dispositivos a la población que lo requiere, sobre todo si la demanda es de menores de edad. Una de las razones por la que esto sucede es porque la elaboración de una prótesis es costosa y un niño no utiliza su aparato durante periodos largos de tiempo debido al crecimiento. Para combatir ambas limitantes, se sugirió la fabricación de prótesis con el método de impresión 3D, puesto que investigaciones sugerían que este método era económico y rápido de elaborar. El presente trabajo tenía como objetivo general evaluar la factibilidad para adaptar y fabricar prótesis infantiles temáticas y económicas para miembro superior impresas en 3D. Para llevar a cabo la investigación se elaboró un dispositivo de principio a fin. La primera etapa fue seleccionar a un sujeto de estudios, definiendo las características buscadas en el menor, obtener el permiso del Comité de Bioética de la Universidad Autónoma de Ciudad Juárez, con el permiso, entrevistar a posibles candidatos, elegir a un sujeto de estudios y definir preferencias temáticas. La segunda etapa de la investigación fue la adaptación protésica en tres aspectos distintos: adaptación del diseño mecánico según el nivel de amputación, adaptación a las mediciones antropométricas del niño y adaptación estética según las preferencias temáticas. El tercer paso fue la fabricación protésica; durante esta etapa se eligieron dos materiales de impresión, se realizó la fabricación del molde, se imprimieron y termoformaron los componentes, se ensamblaron los mismos y se realizaron los retoques de pintura y brillo. El último paso fue la entrega de la prótesis al paciente, donde se le explicó al menor y a su familia las instrucciones de cuidado y se le enseñó al menor cómo usar su prótesis, se realizaron las pruebas de carga y agarre y por último se aplicaron las encuestas de satisfacción del paciente. Los resultados obtenidos fueron positivos, cumpliendo cada uno de los objetivos planteados desde el inicio del proyecto. Una de las partes más importantes fue el análisis de costos en relación venta/donación; en dicho análisis, se comprobó la factibilidad de fabricar prótesis a precios accesibles con la capacidad de generar ganancias que permitieran la donación de las mismas a niños con escasos recursos. Se plantearon tres escenarios, en el mejor se mostraba que por cada tres prótesis vendidas se podía donar una.
El presente proyecto de investigación surge como una idea para cubrir la necesidad existente de prótesis infantiles económicas que, de la misma forma, ayuden a mejorar la autoestima del niño. Con la presente investigación, se espera contribuir a los análisis que se han realizado para la planeación y el desarrollo del Centro de Prótesis y Tecnologías de Asistencia de la Carrera de Ingeniería Biomédica de la Universidad Autónoma de Ciudad Juárez (UACJ).
2018-05-01T00:00:00ZDiseño y construcción de un circuito demodulador de fase óptica para su utilización en la extracción de señales de biosensores interferométricosRodríguez Antonio, Alejandrohttp://hdl.handle.net/20.500.11961/50882019-06-04T18:06:17Z2015-11-01T00:00:00ZDiseño y construcción de un circuito demodulador de fase óptica para su utilización en la extracción de señales de biosensores interferométricos
Rodríguez Antonio, Alejandro
Gordillo Castillo, Nelly
En este proyecto se diseñó y se construyó un sistema de interrogación de sensores interferométricos. El sistema está constituido por una etapa que emula la señal interferométrica típica de un sensor de este tipo; una etapa de acondicionamiento que convierte la señal anterior en una señal de FM convencional y finalmente, una etapa de demodulación de frecuencia, mediante el uso de la técnica de amarre de fase PLL, (del inglés Phase Lock Loop). El proceso de demodulación denominado en la literatura como: “heterodino sintético”, utiliza un par de osciladores locales sintonizados a la frecuencia de la señal portadora y al doble de ésta. Así mismo, se requieren una serie de filtros pasabanda tipo Butterworth de segundo orden para acotar las señales de interés y mantener una amplitud constante en la banda de paso. Con el propósito de minimizar los cambios de amplitud provenientes de procesos de modulación de amplitudes inherentes pero indeseables en la señal a demodular, se diseñó un circuito en la parte final de la etapa de acondicionamiento. Finalmente, la señal acondicionada se usó como entrada a un demodulador de FM mediante un PLL y se lograron recuperar señales del orden de miliradianes, con frecuencias de señales moduladoras en el rango de 90 a 260 Hz. Se observó que este rango dependía del ancho de banda de los filtros pasabanda utilizados en el circuito.
Desde hace varias décadas, el uso de sensores ópticos para medir propiedades físicas de sustancias biológicas ha dado lugar a un sinnúmero de aplicaciones al grado de que hoy en día, existe una amplia variedad de biosensores que explotan la interacción de la luz con la materia modificando alguna de los parámetros de la luz, como la amplitud, la frecuencia, la intensidad, la fase o la polarización por ejemplo. Entre las ventajas principales de los biosensores ópticos se tienen: Alta selectividad y especificidad, sensado remoto, aislamiento de interferencia electromagnética, mediciones rápidas, detección multicanal/multiparámetro, invasión mínima, elección de componentes ópticos para biocompatibilidad entre otros [1].
Dentro de la amplia gama de biosensores ópticos, resaltan los basados en el fenómeno de interferencia de la luz para sensar una magnitud física. El fenómeno de interferencia es aquel en el cual dos ondas mutuamente coherentes, con la misma longitud de onda se superponen en algún lugar del espacio [2], dando como resultado en una distribución de luz proporcional a la suma vectorial los campos eléctricos que constituyen cada una de las ondas que interfieren.
En los biosensores, una de estas ondas lleva la información de fase, que ha sido modulada de acuerdo con las características del analito que se ha sensado y que se compara con una onda de referencia estable. En este tipo de sensores la información de interés se encuentra en la fase del patrón de intensidad resultante de tipo cosenoidal, que tiene la misma forma que una señal modulada en FM, de ahí la necesidad de un demodulador de fase óptica para extraer la información y además, que este pueda ser sintonizable para ajustarlo a los rangos de frecuencia deseados; así como también que la relación señal a ruido sea la suficientemente buena para que la señal de información extraída sea confiable. Este trabajo se enfocará en la realización del diseño y construcción de un demodulador de fase óptica con las características mencionadas anteriormente.
2015-11-01T00:00:00Z