Trabajos de Título
2020
Escuela de Ingeniería Civil Biomédica
Universidad de Valparaíso
Trabajos de Título 2° semestre 2020
Escuela de Ingeniería Civil Biomédica
Facultad de Ingeniería, Universidad de Valparaíso
Desarrollo de un sistema de medición fisiológica en tiempo real para un entorno de realidad virtual para la evaluación de la memoria episódica
Darío Jesús Ahumada Sánchez
Profesor guía: Alejandro Weinstein
Profesor co-guía: Alonso Ortega
Trabajo para optar al título de Ingeniero Civil Biomédico
Resumen: La memoria episódica (ME) es un subsistema de memoria que permite almacenar información multidimensional de las experiencias que vivimos en nuestra vida cotidiana. Es extremadamente sensible al envejecimiento cerebral y su alteración es el síntoma cognitivo inicial más prominente de algunos trastornos neurocognitivos. Actualmente, para evaluar su deterioro se utilizan las “Pruebas de Aprendizaje Verbal” que son bastante criticadas en la literatura por su baja validez ecológica. Además, no hay información respecto del rendimiento y respuesta fisiológica de los sujetos a los que se les realizan estas evaluaciones. Este proyecto propone desarrollar un prototipo que permita obtener patrones de actividad fisiológica, y sincronizarlos con un ambiente de realidad virtual (RV) para evaluar la ME multidimensionalmente, de manera más ecológica. La evaluación de la ME con RV se realiza a través de la inmersión completa de los sujetos en videos de 360°, donde experimentan diversos acontecimientos, que posteriormente deben recordar al responder una encuesta de selección múltiple. Simultáneamente, los parámetros fisiológicos (PF) son monitoreados en tiempo real y sincronizados con el ambiente de RV, para establecer asociaciones y detectar el “Cyber Motion Sickness” (cinetosis). El prototipo desarrollado tiene la capacidad de administrar la información fisiológica en tiempo real, relacionarla con la evaluación de la ME, establecer asociaciones entre los sistemas, y generar alarmas cuando existe riesgo de cinetosis o PF fuera de lo normal. Toda esta información se puede observar en una aplicación de escritorio, con estadísticas y series de tiempo amigables al usuario. El sistema desarrollado cumple con todos los objetivos propuestos, constituyéndose en un prototipo funcional prometedor para optimizar y utilizar en estudios de investigación posteriores.
Palabras clave: Medición fisiológica, realidad virtual, memoria episódica, cinetosis.
Diseño de un Cuadro de Mando Integral para el Servicio de Salud Valparaíso - San Antonio con una propuesta de captación de datos y visualización
María José Arredondo Uribe
Profesor guía: Viviana Silva
Profesor co-guía: Pablo Roncagliolo
Trabajo para optar al título de Ingeniera Civil Biomédica
Resumen: Gestionar la Red Asistencial es una labor que comprende tomar y trabajar con la información de numerosas Unidades Prestadoras, cada una con sus correspondientes áreas de trabajo y que, en el caso del Servicio de Salud Valparaíso – San Antonio (SSVSA), están ubicados en distintas comunas, todas ellas pertenecientes a las provincias de Valparaíso y San Antonio. Por otra parte, el Ministerio de Salud de Chile (MINSAL) proporciona políticas y programas para medir el estado de avance de la Red mediante indicadores, que si bien, son una buena forma de monitorear la Red, se deben utilizar de forma tal que se analice e infiera información a partir de ella a favor de las necesidades de la población. El funcionario encargado de articular dichos establecimientos es el Gestor de Red, quien ejecuta los programas de la Red, como también coordina, controla y evalúa el cumplimiento de los programas del MINSAL.
El trabajo desarrollado tiene el propósito de ser una primera aproximación de utilizar el Cuadro de Mando Integral (CMI) en el SSVSA y que, de esa forma, pueda tener toda la información necesaria para tomar decisiones. Consiste en una propuesta de indicadores claves para el 2020 sujeta a cambios y una propuesta de visualización de datos que concentra indicadores en un solo sitio, lo que evitar tener que ir de una herramienta a otra buscando los datos.
Se desarrolló en virtud de las herramientas de gestión (Compromisos de Gestión, Metas Sanitarias e Instrumento BSC para Establecimiento Autogestionados en Red) y documentos solicitados por ley de transparencia. Sin embargo, para una investigación futura se recomienda tener una mirada del gestor de red y de las unidades de control de gestión de toda la red, además de considerar más herramientas de gestión.
Palabras clave: Cuadro de Mando Integral, Reses Asistenciales, Servicio de Salud Valparaíso San Antonio
Prototipo de solución integrada para localizar desfibriladores externos automáticos, en el contexto de la ley chilena Nº21.156.
Javiera Paz Castillo Kina
Profesor guía: Scarlett Lever Torres
Trabajo para optar al título de Ingeniera Civil Biomédica
Resumen: En mayo de 2019 se publicó la ley chilena Nº 21.156, que establece la obligación de disponer de desfibriladores externos automáticos (DEA) de acceso público en recintos aglomerados, con el fin fortalecer la desfibrilación temprana y aumentar así́ la supervivencia menor a un 10% de los paros cardíacos que ocurren fuera del hospital. Este trabajo buscó desarrollar una solución integrada de localización que entregue la ubicación del DEA más cercano, dentro del territorio nacional.
Utilizando principalmente herramientas Google, se obtuvo un sitio web prototipo, gratuito y de cobertura nacional, que funciona mediante una base de datos colaborativa para entregar a los usuarios la ubicación del DEA más cercano. Donde se pueden añadir nuevos desfibriladores al mapa o validar la información publicada. Además, integra sistemas de registros que permiten conocer el estado funcional del desfibrilador y almacenar informacion solicitada en el reglamento de ley.
En las líneas futuras de trabajo se busca implementar un sistema robusto, que realice las funciones del prototipo, con miras en nuevas funcionalidades encontradas en las mejores prácticas, como: conexión directa con emergencias, sistema de alerta a personas calificadas para asistir la emergencia y por otro lado, la incorporación de venta de desfibriladores en la plataforma web.
El prototipo desarrollado a pesar de no contar con información oficial actualmente logró cumplir las funciones propuestas al inicio, y permite mostrar la plataforma de localización y registros como un aporte a la salud pública y una herramienta complementaria para el cumplimiento del reglamento de la ley Nº 21.156.
Palabras clave: Ley chilena de desfibriladores, desfibrilación de acceso público, sistema informático de localización.
Propuesta de una herramienta de control del desempeño de los procesos de gestión del mantenimiento para una unidad de equipos médicos
Diego Andrés Contreras Rivas
Profesor guía: Alexis Arriola
Trabajo para optar al título de Ingeniero/a Civil Biomédico/a
Resumen: Alrededor del mundo las instituciones prestadoras de servicios de salud, tanto públicas como privadas, cuentan con una gran variedad de equipamiento médico para el apoyo de labores diagnósticas, de tratamiento y rehabilitación. Con el paso de los años la tecnología se ha integrado completamente a la práctica médica, lo que genera la necesidad de asegurar la eficiencia, eficacia y seguridad de los equipos médicos para prevenir lesiones tanto para los pacientes como para los usuarios de estos . La forma para asegurar dichas características se requiere de un sistema de gestión de los equipos médicos.
La implementación de la gestión de activos permite a la Unidad de Equipos Médicos (UEM) la planificación de los mantenimientos y con esto, aumentar la vida útil de los equipos y mejorar los tiempos de disponibilidad, que a su vez contribuye al control de las listas de espera en determinadas prestaciones mejorando la atención al público, así mismo, disminuye el riesgo de desperfectos y fallas posibles para los pacientes, usuarios y personal técnico encargado de los equipos, minimizando riesgos eléctricos, mecánicos o radiológicos.
La ISO 55001 estipula las bases para un sistema de gestión de activos, que unificado a las variables fundamentales de la ingeniería clínica permitieron desarrollar un modelo de gestión y control del desempeño para la UEM.
Palabras clave: gestión de activos, ISO55001, control del desempeño
Protocolo de Ozonización para la desinfección de área de trabajo utilizada en el diagnostico molecular COVID-19
Ernesto Bastián Herrera Vivanco
Profesor guía: Débora Buendía
Trabajo para optar al título de Ingeniero/a Civil Biomédico/a
Resumen: Debido al inminente brote del virus SARS-CoV a nivel mundial, las autoridades sanitarias se han visto en la obligación de buscar formas para limpiar superficies y ambientes, considerando desinfectantes con acción antiviral suficiente para evitar la propagación del virus al medio. Según la OMS, el ozono es el desinfectante más eficiente para todo tipo de microorganismos . El uso de ozono para la desinfección de aire y superficies resulta mucho más recomendable que el uso de otros desinfectantes debido a su eficacia y su rápida descomposición que no deja residuos peligrosos. Este trabajo tiene como objetivo prevenir la contaminación de superficies y de áreas de trabajo utilizadas en el diagnóstico molecular del COVID-19, teniendo en cuenta que, ya que existen diferentes propuestas de la utilización del ozono en ambientes como pabellones, box de atención y ambulancias. En el caso del sistema de salud no se ha desarrollado un protocolo para su uso en espacios de trabajo reducidos como lo son las cabinas de bioseguridad, y enfocado en la eliminación del COVID-19.
El resultado es un protocolo de uso para la desinfección de ambientes de trabajo en una cabina de bioseguridad modificada, la cual será suministrada con O3 a través de un ducto de alimentación de aire propia del equipo. Se determinan parámetros de uso de ozono basados en pruebas experimentales con agentes biológicos respaldándose en la evidencia científica. El protocolo contiene los datos obtenidos y recolectados de lo mencionado anteriormente, incluyendo diseño industrial de la zona de trabajo y las concentraciones de uso y aplicación del gas ozono.
Palabras clave: SARS-CoV, Ozono, desinfección , ambiente de diagnostico molecular, cámara de bioseguridad
Figura 1 : Principio de funcionamiento
Figura 2 : Trabajo seguro en cabinas de bioseguridad
Figura 3 : Video resumen Trabajo de titulo
Efecto de la duración de la muestra en las estimaciones de los parámetros generados por el HMM y HsMM: aplicando EEG en estado de reposo
Camila Alejandra Maldonado Veas
Profesor guía: Wael EL-Deredy
Trabajo para optar al título de Ingeniero/a Civil Biomédico/a
Summary: The HMM and HsMM are mathematical tools used to estimate transient states of the brain in a resting state, which has help to understand neuropsychiatric diseases. It is essential to determine and define the effect of the sample duration on the results estimated by the models. In this work, the evaluate the effect of the sample duration in the parameters estimates by HMM and HsMM. For this, it was realized a MATLAB simulation with the functions "hmmtrain" and "hmmgenerated", and also run an analysis with the Matlab tool created in in the paper “The discrete logic of the brain- Explicit modeling of brain state durations in EEG and MEG”. Based on that, it is found that that the length or the sample duration have an important and positive effect in the estimation that makes the HsMM and HMM, it is observed that a increases in sample duration generate that the model has an inclination to estimate more number of states. And finally, that a sample concatenated of different subject has the same behavior in comparation with samples of one subject. This allows to consider the concatenation of subjects as a viable solution in case that the sample time is less than that is required.
Palabras clave: HMM, HsMM, estados cerebrales, Free Energy.
Guía de mejores prácticas sobre elementos de ciberseguridad de equipos médicos críticos en Chile
Isadora Maitte Núñez Acuña
Profesor guía: César Galindo
Trabajo para optar al título de Ingeniera Civil Biomédica
Resumen: Hoy en día somos testigos de los acelerados avances tecnológicos que ocurren a nivel mundial, que si bien esto proporciona mejoras en nuestra calidad de vida, pone en evidente riesgo la ciberseguridad de las tecnologías. Los equipos médicos en el ámbito de la salud no escapan de esta realidad, es por eso que este trabajo tiene como objetivo diseñar una guía de mejores prácticas para mitigar riesgos en la seguridad cibernética que sufren hoy en día los equipos médicos en los recintos de salud. La audiencia objetivo de la guía son los ingenieros biomédicos, quienes se encargan de la gestión de estos equipos en un recinto de salud, y la finalidad de este trabajo es concientizar y sensibilizar sobre el tema a dichos ingenieros con tal de que apliquen las mejores prácticas que contempla esta guía para disminuir los riesgos de ataques a la ciberseguridad, los cuales se han visto incrementados estos últimos años.
Palabras clave: Equipos médicos, ciberseguridad, amenazas, vulnerabilidades, mejores prácticas.
Simulación de propagación de luz en tejido craneano en el espectro rojo aplicando el modelo de Monte Carlo (MC) en ratones
Sebastián Nicolás Mauricio Pizarro Contreras
Profesor guía: Débora Buendía
Profesor co guía: Alejandro Weinstein
Trabajo para optar al título de Ingeniero/a Civil Biomédico/a
Resumen: El presente trabajo tiene como objetivo simular la propagación de luz roja en el tejido craneano aplicando el modelo de Monte Carlo para analizar los efectos de la terapia led transcraneana (TCLT) en ratones. Utilizando el toolbox ValoMC y un atlas del cuerpo de un ratón, se logró programar y ejecutar la simulación de propagación de luz en el cráneo del ratón en 3D. Aplicando propiedades ópticas empleadas por varios autores a una longitud de onda de 630 nm y 3 fuentes de luz diferentes, se comparó la distribución de luz en los ejes x,y,z al igual que los niveles de fluencia alcanzado en cada simulación. Comparando los mínimos y máximos de penetración de luz en cada eje, se logró estimar la distancia alcanza tras aplicar diferentes fuentes de luz a lo largo de los 3 ejes. Como resultado, después de analizar 18 simulaciones, se obtuvo un rango de fluencia entre los 0.030 - 0.050 W/mm2 y los mejores niveles de distribución de luz en el cráneo se alcanzaron tras aplicar una fuente de luz tipo ‘direct’, cuya efectividad se relaciona directamente con los parámetros ópticos empleados en cada simulación, permitiendo establecer recomendaciones para futuras simulaciones y mejoras en el uso del toolbox para aprovechar al máximo su potencial.
Palabras clave: Propagación de luz, Monte Carlo (MC), Terapia Led Transcraneana (TCLT) ,Simulación, Tejido Biológico .
Fortalecimiento de la planificación y el control en la producción del proceso quirúrgico del hospital Dr. Eduardo Pereira Ramírez mediante el diseño e implementación de un sistema informatizado
Alex Leandro Tapia Mena
Profesor guía: Viviana Silva E.
Trabajo para optar al título de Ingeniero Civil Biomédico
Resumen: El desarrollo de este trabajo se llevó a cabo en el Hospital Dr. Eduardo Pereira Ramírez, el cual no cuenta con sistemas informáticos orientados al monitoreo oportuno de los niveles de producción. La falta de oportunidad de información genera dificultad para elaborar estrategias a tiempo para lograr aumentar niveles productivos; como lo son las intervenciones quirúrgicas y consultas médicas.
Los objetivos asociados al desarrollo de este trabajo se encuentran enfocados en generar una mejora en el monitoreo del proceso de producción clínico del establecimiento. Un análisis del comportamiento de la producción arrojó cuatro elementos claves que son determinantes al evaluar los niveles productivos; intervenciones quirúrgicas, consultas médicas, programación de horas médicas y listas de espera. Era importante identificar las formas que permitiesen obtener información asociada a los elementos mencionados e integrarlas en una plataforma que entregase información clara y precisa. Inicialmente se llevó a cabo una reactivación e integración de dos sistemas implementados entre el 2018 y 2019, los cuales entregan información asociada al proceso quirúrgico. Posteriormente se identificaron 5 fuentes de datos con los cuales era posible monitorear los otros elementos mencionados. Tras esto se generó un diseño informático bajo una metodología iterativa, en donde se construyó una base de datos que integra distintos sistemas y entrega información actualizada respecto a los niveles de producción.
Debido la transversalidad del proceso productivo y al equipo multidisciplinario que forma parte de este, se planteó una metodología basada en la gestión del cambio, en donde inicialmente se buscó generar un diagnóstico inicial, identificando nodos críticos a ser subsanados con el desarrollo del sistema. Este último está enmarcado en una fase de cambio, para finalmente pasar realizar un refuerzo de los nuevos procesos instaurados.
En cuanto a los resultados, se logró la implementación y puesta en marcha de un sistema informático que entrega información diaria de la producción quirúrgica, mensual de las consultas médicas, análisis de la oferta generada con actualización automática y análisis de la demanda insatisfecha a partir de las listas de espera de consultas y quirúrgica. Con la herramienta desarrollada se paso de un monitoreo con desfase mensual a un monitoreo periódico, de acceso sencillo y remoto, con una interfaz gráfica que permite orientar a la toma de decisiones oportunas y efectivas.
Palabras clave: Producción clínica, procesos hospitalarios, sistema informático.
Fig. 1. Ilustración de objetivos establecidos.
Fig. 2. Página inicial sistema de control y planificación de la actividad clínica.
Video Resúmen Trabajo de Título
Guía de requerimientos técnicos para implementar la fabricación de Ventiladores Mecánicos Invasivos (VMI) en Chile
Felipe Valencia
Profesor guía: German Blanchard
Trabajo para optar al título de Ingeniero Civil Biomédico
Resumen: En este trabajo se buscaron y presentan especificaciones técnicas y certificaciones o normativas para la elaboración de una guía de requerimientos técnicos para implementar la fabricación de Ventiladores Mecánicos Invasivos (VMI) en Chile. Abordaremos las especificaciones técnicas básicas de los VMI para pacientes Adulto-Pediátrico, entre ellas, las generalidades, los controles, sistemas de monitoreo, modos ventilatorios y alimentación que deben poseer. Lo anterior basado en equipos de VMI ya comercializados. Además, en cuanto a las certificaciones o normativas, se buscaron en IEC e ISO, dos grandes instituciones de certificación y normalización a nivel internacional, de ellas se obtuvieron un total de 41 resultados entre certificaciones y normativas.
Palabras clave: Ventilación Mecánica Invasiva, Normativas, Regulaciones, Requerimientos Técnicos, Especificaciones Técnicas
Fig. 1 Ventilador mecánico invasivo en fantomas.
Fig. 2 Índice de guía de requerimientos técnicos para implementar la fabricación de VMI en Chile.
Fig. 3 Video resumen de trabajo de tesis.
Uso de metodología BIM para proyectos sanitarios
Fernando Silva Pizarro
Profesor guía: Germán Blanchard
Trabajo para optar al título de Ingeniero Civil Biomédico
Resumen: Debido a la complejidad de los proyectos sanitarios el uso de BIM es considerado como algo esencial. En Chile se realizan esfuerzos para que la aplicación de esta metodología sea aplicada en la industria de la construcción. Con la aplicación de esta se esperan una serie de beneficios que pueden ser alcanzados en las distintas fases de los proyectos. El presente informe examina las definiciones y las funcionalidades de BIM dentro de proyectos hospitalarios, se han estudiado diversos proyectos de hospitales que han usado la metodología para obtener los beneficios que esta ofrece, asimismo se analizaran los desafíos que han enfrentado estos proyectos. De los estudios de estos proyectos se planea comprender como la metodología influye en las distintas fases del proyecto, mostrando las buenas prácticas de estas. Por último, se plantea la posibilidad de encontrar el rol de la ingeniería biomédica dentro de esta metodología, esto se logrará analizando documentos y artículos relacionados a BIM y como las prácticas de la ingeniería biomédica pueden aplicar en esta.
Palabras clave: BIM, Proyectos públicos, Hospital, Estudio de documentación, Estudio de Proyectos, Ingeniería Biomédica
Fig. 1. Fases de construcción aplicando metodología BIM
Fig. 2. Ejemplo de herramientas arquitectónicas
Fig. 3. Comparación de los modelos BIM y la construcción de Hospital del Mar, Barcelona
Fig. 4. Modelo de box de enfermería con los diseños de equipos médicos en los planos del modelo
Fig. 5. Diseño a través de Revit
Video resumen