Trabajos Recepcionales Licenciatura en Ingeniería Biomédica

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https://hdl.handle.net/20.500.11961/1830

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Síntesis de un semiconductor orgánico tipo oligoparafenileno depositado en una matriz de PVA para su posible aplicación como biosensor óptico
(Universidad Autónoma de Ciudad Juárez, 2018-05) Muñoz Valdez, Jennifer Alejandra; Mota González, María de la Luz; Gutierrez Heredia, Gerardo; 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.
Desarrollo de un sistema de procesamiento de imágenes para segmentar lesiones en el hígado a partir de imágenes adquiridas por tomografía computarizada
(Universidad Autónoma de Ciudad Juárez, 2018-05) Cossio Galindo, Karen Lucero; Mejía Muñoz, José Manuel; 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.
Desarrollo de prótesis económicas temáticas impresas en 3D enfocadas a extremidades superiores
(Universidad Autónoma de Ciudad Juárez, 2018-05) Moriel Soto, Dailynne Alejandra; Meraz Tena, Erika Guadalupe; Balderrama Armendáriz, César Omar; 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.
Diseño y construcción de un circuito demodulador de fase óptica para su utilización en la extracción de señales de biosensores interferométricos
(Universidad Autónoma de Ciudad Juárez, 2015-11) Rodríguez Antonio, Alejandro; Sauceda Carvajal, Angel; González Landaeta, Rafael Eliecer; 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.
Síntesis de puntos cuánticos de Ag2S por un método biomimético para su aplicación en un biosensor de cáncer
(Universidad Autónoma de Ciudad Juárez, 2018-05) Cuellar Hernández, Karla; Rodríguez González, Claudia; Olivas Armendáriz, Imelda; Sauceda Carvajal, Angel
Los puntos cuánticos (PCs) son nanopartículas confinadas en tres dimensiones, también llamadas cero dimensionales (0D), por esta particularidad presentan el fenómeno de confinamiento cuántico que les otorga propiedades como efecto de tunelamiento, excelentes características optoelectrónicas, alto coeficiente de absorción y fluorescencia. Lo anterior hace que tengan gran potencial para el desarrollo de biosensores ópticos dirigidos a la detección de enfermedades como el cáncer. Como se sabe, gracias a diversas investigaciones los PCs de Ag2S presentan nula toxicidad, baja solubilidad en agua, entre otras características que los hace buenos candidatos para estas aplicaciones. Además, los PCs pueden ser funcionalizados para aumentar su biocompatibilidad y posteriormente bioconjugados con biomoléculas específicas, como marcadores tumorales, proteínas, etcétera para aplicarse en la detección de enfermedades. El presente trabajo tuvo como objetivo principal el escalamiento de la síntesis de puntos cuánticos de sulfuro de plata funcionalizados con la proteína de albúmina de suero bovino con el fin de obtener una estandarización del proceso en cantidades mayores. La investigación fue dividida en tres etapas: I) Síntesis simple, es decir, con las cantidades y parámetros originales como referencia, II) Síntesis y estandarización escalada 6 veces y III) Caracterización y comparación de las dos síntesis. Se utilizó la proteína de albúmina de suero bovino como estabilizador con una concentración de 10mg/ml. Los grupos funcionales contenidos en la proteína ASB son aquellos que se conjugarán en el futuro con un agente de reconocimiento para la detección de antígeno asociado con la presencia de células cancerígenas.
Gestión y evaluación de tecnologías médicas para la implementación de una unidad especializada de diagnóstico de cáncer cervicouterino
(Universidad Autónoma de Ciudad Juárez, 2018-05) Nevárez Juárez, Manuel Alfredo; Portillo Hernandez, Ana Luz; Gordillo Castillo, Nelly; Gordillo Castillo, Nelly
México es el país con la mortalidad más alta por cáncer de cuello uterino (CaCu) dentro de los países de la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos. Debido a que en nuestro país el perfil epidemiológico muestra incremento en la incidencia de esta enfermedad, se considera un problema de salud pública. La presente investigación documenta el proceso de Gestión y Evaluación de Tecnologías para la Salud mediante la integración de información sustentada en evidencia clínica y económica, contribuyendo a la toma de decisiones para la optimización de recursos dirigidos a la atención de CaCu con propósito de diagnóstico, a través de la red de Telemedicina, modificando cualitativamente factores de velocidad y distancia. La revisión, análisis y síntesis de evidencia científica y económica se efectuó mediante la examinación y/o evaluación sistemática de la situación sanitaria local, la efectividad clínica, las características técnicas, la Razón Costo-Efectividad y el impacto presupuestal inherentes a la planeación e incorporación de la Tecnología para la Salud (Telecolposcopía). Para la obtención de información permitente, en relación a la situación sanitaria actual de la población objetivo, se accedió al Sistema de Informacion de Cáncer de la Mujer y a las listas de información general del programa de prevención y control de CaCu; datos proporcionados por la clínica de colposcopía correspondiente a la jurisdicción Sanitaria II en Ciudad Juárez Chihuahua. Los indicadores que caracterizan la situación sanitaria actual de la población objetivo establecen que en promedio se realizan catorce procedimientos de colposcopia por cada cien mujeres que reciben atención como parte del programa de detección oportuna de CaCu. La cifra de la estimación del promedio diario es de 10 estudios de colposcopía; mediante una comparación conceptual de la disponibilidad y accesibilidad del servicio de salud se determina un bajo apego a las recomendaciones y normas nacionales e internacionales, que se traduce en un número limitado de unidades dedicadas a la atención diagnóstica de CaCu en relación con la carga poblacional. Los índices de morbilidad anual de CaCu constituyen la situación epidemiológica de CaCu; establecen que por cada doscientas mujeres beneficiarias de la Secretaría de Salud una resulta positiva al diagnóstico. La evaluación técnica y cuantitativa de la tecnología sanitaria permitió determinar qué dispositivos médicos e infraestructura se integran en el presupuesto para la implementación del modelo de equipamiento e infraestructura para el servicio de tele colposcopía. Se efectuó una aproximación a los modelos generales en telesalud y al modelo de equipamiento para telerradiología, documentos de la colección de telesalud publicados por el CENETEC-Salud. La X elección de los métodos de evaluación económica considera las recomendaciones generales expuestas en la Guía de Evaluación Económica de Dispositivos Médicos y plantea los efectos/resultados, respecto a las ventajas en efectividad y el impacto de adquisición, en términos de los recursos financieros asociados a los procesos comparados. Tanto el Análisis de Impacto Presupuestal y el Análisis Costo-Efectividad valoran las consecuencias financieras al adoptar la nueva tecnología y los costos directos sobre el efecto en la salud de la alternativa propuesta del servicio de tele colposcopía. Tomando en cuenta el valor de la Razón CostoEfectividad obtenido, equivalente a 26.52, y en conformidad con los criterios de aceptabilidad proporcionados por la Organización Mundial de la Salud, la nueva Tecnología para la Salud tiene mayor efectividad en relación al comparador y reduce los costos demostrando ser menor a 3 PIB per cápita. El Análisis de Impacto Presupuestal consideró los costos relativos de un procedimiento bajo el horizonte temporal de seis años; la nueva Tecnología para la Salud presenta un ahorro potencial con respecto a sus comparadores. La Tasa de Variación Presupuestal se calculó en 5.715 lo cual demuestra, de acuerdo con la disposición del sector público expresado en los umbrales de aceptación, un impacto presupuestal moderado menor al 10% con respecto al presupuesto de la unidad modelo.
Propiedades ópticas de películas delgadas de CuS y Ag2S sintetizadas mediante reacciones sólido vapor para su posible aplicación en el desarrollo de ventanas inteligentes
(Universidad Autónoma de Ciudad Juárez, 2018-05) Simental Nájera, Raúl; Rodríguez González, Claudia Alejandra; Olivas Armendáriz, Imelda; Sauceda Carvajal, Angel
El presente trabajo reporta la síntesis de películas delgadas de sulfuro de cobre (CuS) y películas delgadas de sulfuro de plata (Ag2S) por medio de las técnicas de deposición catódica o “sputering” (técnica comúnmente conocido así, por su nombre en inglés) y reacciones sólido vapor. Para la síntesis de las películas se utilizó el sustrato polimérico (flexible) tereftalato de polietileno (PET), por sus siglas en ingles. La síntesis de películas delgadas de sulfuro de cobre se realizó a tres tiempos de deposición: 6 minutos, 12 minutos y 18 minutos. Para las películas delgadas de sulfuro de plata fueron 5 tiempos de deposición: 30 segundos, 40 segundos, 50 segundos, 60 segundos y 90 segundos. Todas las películas fueron sometidas a sulfuración mediante reacciones sólido vapor en un horno a 110°C durante 3 horas. Las películas delgadas obtenidas de se caracterizaron óptica, química y estructuralmente. La caracterización óptica por medio de UV-Vis-NIR determino que las películas bloquean la mayoría de las longitudes de onda correspondientes a la radiación ultravioleta, empezando a transmitir a los 320 nm teniendo un pico de transmitancia a los 610 nm y disminuyendo mientras se acerca a las longitudes de onda correspondientes a la radiación infrarroja. Las películas de sulfuro de plata tuvieron una tendencia similar, sin embargo, dejan pasar de igual manera las longitudes de onda de la radiación infrarroja, así como el espectro visible, los valores que arrojaron las películas de CuS y Ag2S concuerdan con lo reportado en la literatura [2], [12], [13] y [40]. A través de la caracterización óptica por UV-Vis-NIR, se calculó la energía de banda prohibida, cuyo valor para las películas delgadas CuS se encontró entre 1 eV y 1.2 eV, rango reportado para el CuS [12]. Para las películas delgadas Ag2S se encontró entre 0.5 a 0.75 eV, rango reportado para el Ag2S [13]. La caracterización estructural realizada por FE-SEM, permitió determinar la presencia de nanopartículas de CuS difundidas a través de la película, se observó nanopartículas de distintos tamaños aproximadamente de 50 nm a 120nm. En las películas delgadas de Ag2S también se observaron nanopartículas con una distribución aleatoria con una morfología granular. El análisis químico elemental por medio de EDS corroboro que las partículas observadas por medio de FE-SEM fueron CuS y Ag2S. Dichas características demuestran la viabilidad de sintetizar películas delgadas CuS y Ag2S por medio de reacciones solido vapor, variando los espesores de las películas por medio del tiempo de deposición, teniendo potencial para su aplicación en el desarrollo de ventanas inteligentes como recubrimientos solares selectivos, para instalaciones de interés biomédico.
Optimización de propiedades óptico-eléctricas en películas delgadas a base de oligo-p-fenílenos sustituidos con diferentes grupos funcionales
(Universidad Autónoma de Ciudad Juárez, 2018-05) León Coronado, Jazmyr Alejandro; Mota González, María de la Luz; Ambrosio Lázaro, Roberto Carlos; Sauceda Carvajal, Angel
El análisis de moléculas orgánicas para su aplicación en electrónica flexible ha ganado interés debido a las propiedades ópticas que estas poseen. La presencia de cromóforos en su estructura los hace potencialmente candidatos para aplicaciones en óptica, celdas solares, películas delgadas o también dispositivos optoelectrónicos. Este trabajo reporta el análisis de películas delgadas desarrolladas a partir de la variación de técnicas de “Spin-Coating” y “Spray Pyrolisis”. Así mismo, se estudia el efecto óptico y eléctrico que tienen las películas delgadas al ser depositadas mediante la combinación de 2 moléculas en solución. Para conocer las características ópticas y físicas de las películas obtenidas, se realizaron análisis de Espectroscopía Infrarroja de Transformada de Fourier, Espectroscopia de Ultravioleta Visible (Uv-Vis), Espectroscopia de Fotoluminiscencia (PL) y Microscopia de Fuerza Atómica (AFM).
Diseño constructal de prótesis femoral de revisión de artroplastia total de cadera no cementada
(Universidad Autónoma de Ciudad Juárez, 2018-05) Villegas Ramos, Luis Fernando; Botello Arredondo, Israel; Botello Arredondo, Adeodato Israel
En el presente estudio se diseñaron seis modelos de prótesis femoral para revisión de artroplastia total de cadera no cementada. Entre ellos, uno como modelo base solido no-poroso, por otra parte, los otros cinco modelos de arreglo poroso lineal con variaciones en el diámetro del poro (4000 µm - 1000 µm). Por fines de interés se analizaron las tendencias y variantes resultantes en el análisis estático para las condiciones de concentración de esfuerzos, deformación, desplazamiento y factor de seguridad en los modelos, y los resultados fueron comparados entre un modelo base no-poroso versus modelos porosos. En este estudio se detectaron diferencias significativas entre cada uno de los modelos, otorgándole al modelo base una menor eficiencia del direccionamiento de esfuerzos en las zonas de interés, mientras que en modelos porosos se demostró una concentración de esfuerzos de manera lineal y direccionadas en zonas internas específicas. Se diferenció y demostró que las variaciones en las dimensiones porosas son importantes para inferirle una mayor o menor estabilidad, integridad y seguridad al diseño estructural. Por otra parte, se dio un enfoque a la posibilidad de inducir la osteointegración en zonas internas del vástago de modelos porosos.
Demoduladores síncronos completamente diferenciales orientados a aplicaciones biomédicas: Estudio comparativo
(Universidad Autónoma de Ciudad Juárez, 2018-05) Martínez López, Diana Patricia; González Landaeta, Rafael Eliecer; Cota Ruiz, Juan de Dios; Gordillo Castillo, Nelly
En este trabajo se caracterizaron diferentes tipos de circuitos demoduladores con entradas y salidas diferenciales, mejor conocidos como completamente diferenciales. Entre los circuitos que se caracterizaron están los basados en ganancia conmutada, los cuales se implementaron con dos amplificadores operacionales con una topología acoplada o no acoplada entre sí. Dichas topologías se implementaron con dos amplificadores integrados en un mismo monolítico y con dos amplificadores discretos. También se implementó el circuito demodulador de ganancia conmutada mediante un solo amplificador completamente diferencial, y, por último, se implementó un circuito demodulador completamente diferencial mediante condensadores conmutados flotantes. Este último circuito no requiere de dispositivos activos para llevar a cabo el proceso de desmodulación. En todos los circuitos implementados, se estimaron los errores de no linealidad (en fase y en cuadratura), los errores de cero, la relación de rechazo en modo común (CMRR, por sus siglas en inglés) y la tensión de ruido electrónico. En lo que respecta a los errores de no linealidad, se observó que, en los amplificadores de ganancia conmutada, se registraron errores (en fase y en cuadratura) superiores al circuito de condensadores flotantes. En las topologías de amplificadores de ganancia conmutada, se observó un incremento del error de no linealidad (en fase y en cuadratura) con el incremento de la frecuencia, pero sólo en los casos dónde la topología era no acoplada entre sí; esto sin importar qué amplificadores operacionales se utilizaban. En todos los circuitos se observó un incremento de los errores de no linealidad cuando las medidas se realizaron en cuadratura. Referente a los errores de cero, en los 6 circuitos estudiados los errores aumentaron con respecto a la frecuencia. El demodulador basado en la técnica de condensadores flotantes al no tener elementos activos presentó menores errores de cero, pero debido a que generar la onda de referencia es complicado, el demodulador implementado con un solo amplificador completamente diferencial es una buena opción si se desea trabajar con pocos errores de cero. En cuanto al CMRR, se observó como este fue disminuyendo a medida que aumentaba la frecuencia; en algunos casos esta caída fue más abrupta que en otros. El demodulador implementado con el amplificador completamente diferencial presentó un CMRR superior a 84 dB a 30 kHz, el más elevado comparado con el resto de los circuitos estudiados. Esto se debe a que, con esta configuración, el CMRR depende exclusivamente del CMRR del amplificador operacional. En cuanto al ruido electrónico, la mayor contribución proviene de la tensión de ruido del amplificador empleado. La corriente de ruido aporta poco, debido a que los valores de resistencias utilizados para implementar el demodulador eran de bajo valor.
Sistema vestible para la detección simultánea y no invasiva de dos señales cardiacas
(Universidad Autónoma de Ciudad Juárez, 2018-05) Gutiérrez Chávez, Aarón; Méndez Lira, Omar Alberto; González Landaeta, Rafael Eliecer; Sifuentes de la Hoya, Ernesto; Gordillo Castillo, Nelly
En este proyecto se desarrolló un sistema de medida enfocado en la detección simultánea y no invasiva de dos señales provenientes de la actividad cardiaca: el ECG y el flujo sanguíneo. La adquisición del ECG se realizó a partir de dos electrodos secos para obtener la derivación I. Por otra parte, la detección del flujo sanguíneo se realizó de forma no invasiva mediante un sensor magnetorresistivo tipo Túnel (TMR, por sus siglas en inglés) basándose en la firma magnética de la sangre sobre un campo magnético constante. La instrumentación desarrollada para detectar el ECG y el flujo sanguíneo se diseñó con base en una configuración diferencial y de bajo ruido, de tal forma que las señales obtenidas no requieran de técnicas de procesamiento digital para extraer información de interés. La electrónica desarrollada también es de bajo consumo. Cuando ambos sistemas trabajan de forma simultánea, se registró un consumo de unos 10.5 mA; en caso de usar una pila de 170 mAh, el sistema tendría una autonomía de 16 horas trabajando continuamente. En cuanto a las señales obtenidas, en el mejor caso, la relación señal a ruido (SNR, por sus siglas en inglés) obtenida para el ECG fue de 54.9 dB y para la señal de flujo sanguíneo fue de 74.8 dB. En ninguna de las señales obtenidas hay presencia importante de interferencia de la línea eléctrica (60 Hz), esto gracias a que los sistemas desarrollados para obtener ambas señales cardiacas tenían un CMRR superior a 87 dB a 60 Hz. Los electrodos, el sensor TMR y el imán se montaron en un brazalete tipo pulsera para la comodidad del usuario.
Súper Resolución en Imágenes de Ultrasonido
(Universidad Autónoma de Ciudad Juárez, 2018-05) Ibarra Gutiérrez, José Enrique; Mejía Muñoz, José Manuel; Gordillo Castillo, Nelly
Se propone un método utilizando técnicas de aprendizaje profundo para lograr super resolución en imágenes de ultrasonido. El método propuesto fue entrenado con imágenes de baja y alta resolución. Tales imágenes fueron llevadas a través de un preprocesamiento para la simulación de las imágenes de baja resolución. Después se llevó a cabo el entrenamiento de la red, mediante el uso de redes neuronales convolucionales profundas (RNC) que toman las imágenes de baja resolución como la entrada y de salida las imágenes de alta resolución. El método propuesto, tiene una estructura básica que podemos observar en el apartado 3.6, pero a pesar de esto el método propuesto demostró una buena calidad de restauración de las imágenes estos resultados se pueden observar en el apartado 4.3 y al igual tiene una velocidad rápida de entrenamiento es decir solamente 100 segundos para la base de datos 1 y 400 segundos para la base de datos 2. Se utilizaron diferentes estructuras de red y ajustes de parámetros tales como la variación en los tamaños y cantidad de filtros por capa, al igual se utilizaron diferentes valores de épocas para el entrenamiento, esto para lograr los mejores resultados tomando en cuenta el rendimiento y la velocidad de entrenamiento. Al obtener resultados relativamente satisfactorios se compararon con técnicas existentes en la literatura para logar super resolución esto por medio del uso de métricas de comparación explicadas a lo largo de la investigación.
Diseño de un Prototipo de Instrumento Médico para Optimizar el Diagnóstico de Displasia Cervical
(Universidad Autónoma de Ciudad Juárez, 2018-05) Fierro Parra, Abril Alejandra; Botello Arredondo, Israel; Sauceda Carvajal, Angel
El cáncer cervicouterino, es el segundo cáncer más frecuente en mujeres de México, se registran 15 muertes diarias debido a este cáncer. Afortunadamente, este cáncer puede ser detectado mediante la prueba de Papanicolaou; la cual tiene la función de diagnosticar displasia cervical (anomalías en las células del cérvix, si no se detecta a tiempo, puede progresar y transformarse en cáncer). La problemática en la cual se enfocó esta investigación fue referente al sesgo derivado de los instrumentos de recolección citológica, los cuales pueden propiciar las condiciones para un diagnóstico erróneo. El objetivo del presente trabajo fue construir un prototipo de instrumento médico que optimizara la toma de muestras necesarias para el diagnóstico eficiente de displasia cervical, mediante un diseño que permitiera recolectar tejido cervical con mayor información celular en comparación con los dispositivos raspadores de células cervicales utilizados para tomar la prueba de Papanicolaou. El prototipo propuesto tiene la capacidad de recolectar muestras cilíndricas de 0.8 mm de diámetro y hasta 3 mm de longitud de múltiples zonas del cérvix. Además, permite obtener muestras cilíndricas, lo cual posibilita observar células de los diferentes estratos celulares del cérvix y con ello contribuir a estudios diagnósticos más completos, certeros y oportunos. El procedimiento para efectuar el proyecto fue basado en el modelo de proceso de diseño para un dispositivo médico, en consecuencia, se consiguió desarrollar un prototipo funcional con la capacidad de obtener una muestra suficiente para ser procesada y analizada de manera satisfactoria por un médico patólogo.
Clasificación automática de las etapas del sueño mediante redes neuronales difusas
(Universidad Autónoma de Ciudad Juárez, 2018-05) Muñoz Vela, Antonio; Estrada Meneses, Edson Francisco; Díaz Roman, José David; Gordillo Castillo, Nelly
Este trabajo expone el desarrollo y los resultados de un algoritmo basado en el uso de ANFIS, una hibridación de redes neuronales y lógica difusa. Este algoritmo tiene como objetivo general clasificar automáticamente las etapas del sueño. El algoritmo fue entrenado y evaluado con señales tomadas de Physionet, una base de datos médica. Partiendo del EMG, EOG y EEG, de las señales de la base de datos, se emplearon las características propuestas por E. Estrada [1]. Así fueron definidas originalmente 37 características para 19,953 muestras de 30 segundos. Se empleó una técnica de selección secuencial automática de características para reducir la dimensión de las entradas del sistema, lo cual derivó en el uso de dos grupos, uno de 11 y otro de 15 características. Con estos grupos se crearon 4 conjuntos distintos de datos, para comparar la precisión en cada conjunto. El primer conjunto fue de 11 características con 19948 muestras en donde la frecuencia de cada etapa del sueño era distinta. El segundo grupo fue similar al anterior, pero se agregó un análisis de componente principal que propuso el uso de 8 características. El tercer grupo fue de 11 características, pero con una frecuencia de 500 muestras para cada etapa del sueño. Por último, se seleccionaron 15 características con la misma frecuencia de cada etapa. Finalmente se ajustaron los parámetros necesarios en el código clasificador y se evaluó el desempeño de cada uno de los grupos de datos para conocer cual opción presentó una mayor precisión respecto a los demás, los resultados fueron comparados y presentados para hacer un análisis de la funcionalidad de este algoritmo.
Selección de signos tempranos de isquemia cerebral aguda en imágenes de tomografía computarizada no contrastada
(Universidad Autónoma de Ciudad Juárez, 2018-05) Chairez Vargas, Ruth Olivia; Cornejo Del Val, Cynthia Nadiezdha; Gordillo Castillo, Nelly; Sauceda Carvajal, Angel
En este trabajo se buscó seleccionar signos tempranos de isquemia cerebral aguda en imágenes de tomografía computarizada no contrastada que pudieran ser detectados automáticamente mediante técnicas de visión por computador. Se implementaron técnicas de preprocesamiento que permitieron delimitar información de interés mediante la eliminación de los tejidos extraparenquimales y la alineación del encéfalo de acuerdo con el plano sagital medio. Se delimitaron 8 regiones cerebrales contralaterales a fin de analizar las características de los signos tempranos de ICTUS isquémico. Se seleccionó la técnica de extracción de características de textura utilizando la técnica de Haralick en 3 dimensiones. La selección de características relevantes se realizó en dos pasos mediante una inspección visual y la cuantificación de divergencias en los diferentes signos. El análisis de los diversos controles permitió facilitar la identificación de características relevantes. De los estudios patológicos disponibles se identificaron 3 signos: arteria cerebral media hiperdensa, oscurecimiento de los núcleos lentiformes y la pérdida de diferenciación entre materia gris y blanca. Se identificaron las características más relevantes por signo.
Análisis comparativo de técnicas automáticas de extracción de cráneo en imágenes de tomografía computarizada no contrastada
(Universidad Autónoma de Ciudad Juárez, 2018-05) Silos Tarin, Mauricio; Gordillo Castillo, Nelly; Davis Ortiz, Alberto; Gordillo Castillo, Nelly
Mediante una revisión de la literatura en técnicas de procesamiento para extracción de cráneo automáticas, se eligieron 2 técnicas y se propuso una tercera técnica para ser programadas e implementas en casos clínicos no patológicos de tomografía computarizada no contrastada. Se realizaron pruebas de tiempo de procesamiento en 50 casos clínicos y pruebas de exactitud y especificidad de acuerdo a segmentaciones manuales realizadas por un experto neuroradiólogo con el fin de destacar la técnica superior. Los resultados mostraron una variación a favor del 24638.7%. en tiempo por el algoritmo propuesto en este proyecto de titulación, el cual también logro desempeñar con una mayor exactitud y corrigiendo errores de las otras dos técnicas elegidas.
Software de apoyo en la terapia del habla para niños con discapacidad auditiva congénita
(Universidad Autónoma de Ciudad Juárez, 2018-05) Gonzalez Miranda, Martin Eduardo; Rascón Madrigal, Lidia Hortensia; Fierro Marín, María Luisa; Botello Arredondo, Adeodato Israel
El proyecto de investigación describe como se realizó un programa en apoyo a la terapia del habla para niños con discapacidad auditiva. Las personas con discapacidad auditiva tienen la capacidad de desarrollar su lenguaje oral, este proceso es muy complicado y toma muchos años de práctica. El método principal para que una persona con discapacidad auditiva aprenda a hablar es la terapia, y la táctica principal es la repetición, la persona con discapacidad auditiva necesita repetir muchas veces la misma palabra para aprenderla y dominar su pronunciación. Por ello, se creó este videojuego en apoyo al terapeuta, se diseñó de manera que la persona encargada de instruir a las personas con discapacidad auditiva tenga una herramienta ilimitada de vocabulario. Sin embargo, la versión preliminar del proyecto, se limitó a dos campos semánticos: objetos de uso cotidiano en la escuela y animales. Para la selección del vocabulario se evaluó a dos jóvenes con discapacidad auditiva, se revisaron 167 palabras de las cuales se eligieron 31 de ambos campos semánticos, 15 vocablos relacionados a animales y 16 relacionados a objetos de la escuela. Con la ayuda de un terapeuta, se grabó el material audiovisual, el cual consta de videos de pronunciación y videos en Lenguaje de Señas Mexicano; las imágenes referentes a las palabras seleccionadas se eligieron en internet. Para realizar el programa se utilizó el motor de juegos de Unity versión 2017.1.0f3, en el cual, se integró toda la mecánica de juego, se implementó una base de datos para que el terapeuta pueda agregar al juego, el material que necesite para anexar nuevas palabras agrupadas en niveles o campos semánticos. El objetivo del juego constó en ganar puntos al pronunciar palabras de forma correcta. El juego se probó con dos niños con discapacidad auditiva y se comprobó que es una herramienta funcional de apoyo a la terapia del habla para personas con discapacidad auditiva. Se utilizó el sistema de reconocimiento de voz de Windows 10, el cual, mostró buen desempeño con la menor que estaba más oralizada. El abanico de aplicación es amplio ya que este software puede utilizarse como apoyo en la terapia del habla, para cualquier persona que requiera mejorar su lenguaje oral.
Segmentación automática de ventrículos cerebrales en imágenes de tomografía computarizada no contrastada
(Universidad Autónoma de Ciudad Juárez, 2018-05) Valenzuela Beanes, Humberto; Gordillo Castillo, Nelly; Sauceda Carvajal, Angel
En este trabajo se buscó segmentar automáticamente ventrículos cerebrales en imágenes de tomografía computarizada no contrastada. Se implementaron técnicas de pre-procesamiento para eliminar información no relevante en cada caso. Exitosamente se eliminó la información extraparenquimal de los casos, mediante un algoritmo de extracción de cráneo. Todos los casos se alinearon corrigiendo la rotación derecha e izquierda del paciente; así mismo, la flexión lateral mediante un algoritmo de detección del plano sagital medio. Una vez que los casos estuvieron preprocesados se delimitó un volumen de interés, de acuerdo con la localización de los ventrículos en los tres planos. Se caracterizaron los ventrículos cerebrales en términos de HU utilizando técnicas de lógica difusa y se implementaron técnicas de post-procesamiento. Los resultados muestran que la segmentación automática de los ventrículos fue correcta con una especificidad promedio de 99.90% y una sensibilidad promedio de 82.31% en comparación con el estándar de oro que fue la segmentación manual de un radiólogo.
Síntesis y caracterización de un vidrio bioactivo/AgNPs, por el método sol-gel/microondas, para su aplicación en ingeniería biomédica
(Universidad Autónoma de Ciudad Juárez, 2017-11) González Fernández, Perla Lucero; Carrillo Castillo, Amanda; Mota González, María de la Luz; Díaz Román, José David
La síntesis de materiales avanzados a través de métodos reproducibles y que permitan el ahorro de tiempo y energía representa un gran campo de investigación. En el área de la ingeniería tisular, es de suma importancia obtener biomateriales funcionales que cumplan con las características fundamentales de biocompatibilidad y bioactividad, pero que, además, presenten características cada vez más similares al entorno fisiológico en el que interactuaran. En el desarrollo de este trabajo de investigación se obtuvieron nanopartículas de plata en solución a través de reacciones de química suave, utilizando PVA como estabilizante y citrato de sodio o ácido cítrico como agentes reductores. Las AgNPs presentaron una morfología esférica y un tamaño menor a 100 nm. Empleando el método de sol-gel asistido por microondas se sintetizó un vidrio bioactivo. A partir de estos dos materiales, se obtuvieron cuatro compuestos a través de la combinación del vidrio bioactivo y diferentes concentraciones y especies de AgNPs. La bioactividad de los compuestos se evaluó a través de la inmersión durante 7 y 14 días en fluido fisiológico simulado, con ello se obtuvo que la inclusión de AgNPs mejoró la bioactividad del material.
Características electromiográficas durante la prueba 30 second chair stand test en adulto mayor
(Universidad Autónoma de Ciudad Juárez, 2017-11) Rentería Ramírez, Daniel Gonzalo; Estrada Meneses, Edson Francisco; Díaz Román, José David
En este estudio se busca encontrar una relación entre el número de incorporaciones realizadas durante la prueba 30-scst, la fuerza de extensión de la rodilla y algunos de los parámetros más comunes de la señal electromiográfica, todo ello enfocándose en el adulto mayor. Inicialmente se realizó la prueba 30-scst mientras se obtenía el registro de la señal electromiográfica del músculo basto medial en la pierna dominante de los sujetos. Posteriormente, se procedió a la medición de la fuerza de extensión de la articulación de la rodilla, al mismo tiempo que se obtenía la EMG de la misma forma que la prueba 30-scst. En el análisis de los resultados, se tomaron en cuenta factores como la edad, índice de masa corporal, pierna dominante, fuerza de extensión de la rodilla registrada, número de incorporaciones, media cuadrática, así como el onset y offset de la señal electromiográfica. Se encontraron relaciones considerables entre el número de incorporaciones de la prueba 30-scst y el onset, offset y RMS de la EMG , así como con el promedio de la fuerza de extensión de la rodilla. Sin embargo, no se encontró relación entre el número de incorporaciones y la edad de los sujetos.

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