Trabajos Fin de Máster

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Compresión de ECG en tiempo real con el ADSP-TS201 mediante banco de filtros coseno modulado
(Universidad Rey Juan Carlos, 2011) Pineda López, Flavio
El desarrollo de las nuevas tecnologías de información y comunicación ha permitido mejoras en la atención medica a las comunidades remotas que no disponen de médicos especializados para el tratamiento de las patologías más comunes de sus habitantes, como el caso de las enfermedades del corazón, que en algunos casos requieren del uso de ECG de larga duración, para el diagnóstico y tratamiento de determinadas patologías. Es así que la telemedicina juega un papel importantísimo en estas comunidades, pues permite la atención remota desde centros especializados, que disponen de médicos expertos a estas comunidades aisladas. En telemedicina es importante la compresión de la información a transmitirse, pues muchas veces se tiene el limitante de ancho de banda en el canal de comunicación, especialmente cuando se emplean ECG de larga duración para el diagnóstico remoto de determinadas patologías del corazón. En estos casos, es necesario procesar grandes cantidades de información, principalmente para la transmisión, por lo que la reducción de la tasa de bits se convierte en una necesidad, y se han desarrollado muchas y muy diferentes técnicas de compresión para codificar señales de ECG. En este Proyecto de Fin de Máster se ha realizado un sistema de compresión de ECG, de diseño sencillo y eficiente, que permite obtener buenas tasas de compresión manteniendo la calidad de la señal reconstruida dentro de los márgenes de calidad elegidos. Una contribución novedosa de este trabajo de investigación es la utilización de tarjetas DSP, que utilizan el procesador TigerSHARC ADSP-TS201, y que representan un hito en la integración de tecnología DRAM embebida y en el diseño de una arquitectura que alcance un balance en todos los frentes: velocidad, costo, potencia y ancho de banda. El procesador TigerSHARC ADSP-TS201S es un procesador superescalar estático de muy alto rendimiento, optimizado para tareas de procesamiento de señales largas e infraestructura de comunicaciones. La tarjeta ADSP-TS201 EZ-KIT LITE incorpora dos procesadores TigerSharc ADSP-TS201S, cada uno trabajando a una velocidad de 600Mhz, que comparten las tareas de procesamiento en paralelo, logrando reducir el tiempo de ejecución de algoritmos en línea, y haciéndolo de gran utilidad en aplicaciones de telemedicina como es el caso de la transmisión de señales ECG a largas distancias. Utilizando el software proporcionado por el fabricante de esta tarjeta, la Analog Devices (visual DSP++), se ha desarrollado el código que implementa el algoritmo de compresión de señales ECG, mediante banco de filtros Coseno Modulado. Se ha trabajado con las bases de datos obtenidos de Physionet, para poder validar los resultados con publicaciones presentados por investigadores que han utilizado otras técnicas u otras herramientas de hardware. La aplicación de banco de filtros coseno modulado de reconstrucción aproximada ha logrado reducir la tasa de bits generada por un ECG de larga duración, lográndose una compresión en un factor de 2,75 con un PRD = 5% que garantiza alta calidad en la recuperación de la señal ECG, valores que se han obtenido una vez realizadas las pruebas con la base de datos 16265 de Physionet, en un tiempo de 10seg. El uso de tarjetas de procesamiento DSP de nueva generación permite ejecutar algoritmos de compresión complicados en tiempos muy reducidos, por lo que su uso en tiempo real puede tener muchas aplicaciones como en la telemedicina para la compresión de la tasa de bits en ECGs de larga duración.
Diseño e Implementación de una red inalámbrica IEEE 802.11n de Telemedicina en el distrito de Balsapuerto con soporte de QoS para teleconsultas
(Universidad Rey Juan Carlos, 2012) Guerra Anicama, Carlos David
Este trabajo presenta el diseño, la implementación y el funcionamiento de una red de Telemedicina llevada a cabo en una de las zonas de la selva amazónica más pobres y subdesarrolladas de Perú: el distrito de Balsapuerto, en la provincia del Alto Amazonas. El sistema implementado está enfocado a ofrecer la posibilidad a que puestos y centros de salud totalmente aislados, puedan comunicarse con un hospital de apoyo para realizar consultas médicas a través de audio y video. Esta red consta de tres radioenlaces troncales que unen cuatro poblaciones: tres comunidades indígenas (Balsapuerto, San Gabriel de Varadero y San Juan del Armanayacu) y una capital de distrito (Yurimaguas). La tecnología utilizada en estos radioenlaces es IEEE 802.11n modificada para poder operar en largas distancias. Aprovechando que el estándar IEEE 802.11n ofrece la posibilidad de utilizar radioenlaces con múltiples transmisores y receptores, se dotó a la red de dos radioenlaces MIMO 2x2 (San Gabriel de Varadero-San Juan del Armanayacu y San Juan del Armanayacu-Yurimaguas) y de un radioenlace SISO (Balsapuerto-San Gabriel de Varadero). Esta red está constituida por repetidores troncales y locales. La señal viaja a través de los repetidores troncales interconectándose por medio de radioenlaces de larga distancia. Luego, la señal es distribuida a los diferentes clientes gracias a los repetidores locales. La incursión de la técnica MIMO 2x2 empleada en radioenlaces con clima tropical dieron lugar a valores más estables de la relación señal/ruido (SNR) comparados con los obtenidos con SISO, con el subsecuente incremento del alcance máximo y del throughput de datos efectivo; y una disminución de la probabilidad de error de bit (BER). El resultado obtenido fueron capacidades cercanas a los 80 Mbps en radioenlaces de 29 Km. En comunidades tan abandonadas, donde el acceso y los recursos son tan limitados, es imprescindible establecer un sistema de comunicación para intentar acortar estas distancias y dar una oportunidad de desarrollo a la población que habita en ellas.
Estudio sobre la implantación de un sistema de información adaptado a las necesidades de los establecimientos de salud rurales del Perú
(Universidad Rey Juan Carlos, 2010) García Muñoz, José
El objetivo de este proyecto es realizar un estudio de viabilidad sobre la implantación de un Sistema de Información para la mejora de los procesos de atención de salud en establecimientos de zonas rurales de países en vías de desarrollo. Dicho estudio está enmarcado en el caso concreto del Proyecto EHAS Napo en Perú, un proyecto de TIC aplicadas a la Salud, que interconecta los 18 establecimientos públicos de atención de salud en la cuenca del rio Napo, desde el Hospital Regional en la capital Iquitos, hasta la localidad de Cabo Pantoja en la frontera con Ecuador. Esta infraestructura de comunicaciones tiene una longitud de más de 500 Km en zona de selva, y en ella se ofrecen servicios de banda ancha y acceso a Internet, así como comunicación telefónica y electrificación básica en todos los establecimientos. La finalidad de un Sistema de Información de Salud es gestionar de una manera eficiente los recursos, funcionales, materiales y personales, con los que cuentan los centros médicos y, sobre todo, tratar de manera eficiente y precisa la información que se genera en el ámbito hospitalario. El manejo de información médica automatizada puede mejorar significativamente la asistencia al paciente, reduciendo errores al acelerar el flujo de órdenes y resultados, y haciendo disponible una información más completa para la toma de decisiones. En este PFM se analizan cuáles son los procesos clínicos, logísticos y administrativos más importantes que tienen lugar en los establecimientos de la zona a estudio, así como los actores que participan en los mismos. Se identifica la información que genera cada proceso, y se elabora un conjunto de requerimientos o características que un Sistema de Información de Salud que se analice debiera cumplir. Finalmente, y siguiendo con lo anteriormente expuesto, se estudia la viabilidad de uso del software gratuito Ángel, para los establecimientos sanitarios situados en la cuenca del río Napo. Dicho software, es uno de los Sistemas de Información de Salud más ampliamente utilizados por la comunidad latinoamericana. Teniendo en cuenta los requisitos definidos en el análisis de procesos, y las características de Ángel en la administración y gestión de la información clínica, ha sido posible determinar el grado de adaptación del software en el caso a estudio. Demostrándose que, si bien cumple con la mayoría de requisitos en la gestión de la información, pueden presentarse algunas ambigüedades en la implantación del sistema en la red de los establecimientos de salud. Por todo ello, se definen una serie de medidas o correcciones a realizar sobre el software, con la finalidad de que la empresa propietaria de Ángel, CONNMED, realice una serie de modificaciones en el mismo, para permitir alcanzar los objetivos definidos en este PFM.
Parada cardiaca de etiología traumática. Análisis de la situación global en materia de reanimación ante la evidencia clínica disponible. Implementación de las recomendaciones internacionales por los servicios de emergencias prehospitalarios a nivel nacional
(Universidad Rey Juan Carlos, 2019) Chozas Serrano, Alberto
La parada cardiaca es sin ningún genero de duda la patología que, en términos de salud, constituye una verdadera emergencia. Las maniobras de reanimación o Soporte Vital se postulan como el eje principal formativo de todos los profesionales sanitarios, no sólo de aquellos involucrados de manera directa en urgencias y emergencias, desde la época de pregrado y a lo largo de toda su vida laboral, siendo modificadas con el paso del tiempo en función de la evidencia científica. La Reanimación Cardio Pulmonar (RCP) ha evolucionado considerablemente a lo largo de los años, estando ya referenciada en la historia antigua como es el caso de los reyes Isis y Osiris cuya historia forma parte de la mitología egipcia o incluso a través de textos bíblicos como el del profeta Eliseo y su inmaduro boca a boca a un niño. Sin embargo, es en el siglo XX cuando la RCP adquiere una nueva dimensión, dotando a las maniobras de evidencia científica y estableciendo los dos pilares fundamentales de su manejo: la oxigenación de la sangre mediante el manejo de la vía aérea y el mantenimiento de un flujo apropiado de sangre mediante el masaje cardiaco. Esta evolución basada en la búsqueda de la mayor calidad en la atención a la parada cardiaca ha supuesto que la parada cardiaca de origen traumático y su algoritmo de tratamiento sean referenciadas por primera vez por el Consejo Europeo en Resucitación (ERC) en el año 2015, lo que supone no solo un nuevo avance en materia de reanimación sino un nuevo reto para los Servicios de Emergencia involucrados. Estos aspectos nos han llevado a formular como objetivo principal el describir la situación global actual en el manejo de la parada cardiaca de origen traumático por parte de los Servicios de Emergencia Prehospitalarios en el ámbito español ante la evidencia clínica disponible. Del mismo modo, y enmarcando el tema que nos ocupa, conocer no solo la incidencia de la parada cardiaca de origen traumático sino también los resultados en términos de supervivencia al alta y déficit neurológico que concluyen los estudios publicados tanto a nivel nacional como internacional y qué servicios de emergencia a nivel nacional tienen implementado un procedimiento específico en materia de Parada Cardiaca de origen traumático. Para ello se lleva a cabo un estudio descriptivo, de base individual y transversal a través de una búsqueda bibliográfica de la materia de estudio en las principales bases de datos: MEDLINE, empleando Pubmed como motor de búsqueda, CINHAL, SCOPUS, Web of Science y Cochrane, utilizando como palabras clave; resuscitation, out of hospital cardiac arrest, emergency medical services y trauma, consiguiendo 30 resultados de los cuáles, tras la aplicación de criterios de inclusión, exclusión y duplicidad, se obtienen 25 a los que se suman 8 del repositorio personal del autor pertenecientes a revistas de carácter internacional y relevancia contrastada, quedando por tanto 33 referencias de estudio. La práctica totalidad de los resultados obtenidos corresponden a estudios descriptivos sobre la parada cardiaca de origen traumático que objetivan una menor incidencia con respecto a la parada cardiaca de origen médico, pero con resultados mucho más favorables de los hipotéticos mostrando en series de casos supervivencia por encima del 10% sin secuelas neurológicas, con variaciones claras en función del tipo de servicio de emergencia actuante y el tiempo de respuesta. Para evaluar la implementación de procedimientos específicos de asistencia a la Parada Cardiaca de origen traumático por parte de los Servicios de Emergencias de nuestro entorno, se realizó una encuesta normalizada que fue remitida, en primera instancia y vía correo institucional, a la gerencia de urgencias y emergencias de cada Comunidad para, posteriormente y como consecuencia de la no contestación, remitirlo a la Dirección Médica o de Enfermería de cada una de las dieciséis comunidades autónomas y una comunidad foral (Comunidad Foral de Navarra). De los dieciocho Servicios de Emergencia consultados (la Comunidad Autónoma de Madrid cuenta con dos Servicios de Emergencias referentes: el Servicio de Urgencias Médicas de la Comunidad de Madrid SUMMA 112 y el Servicio de Asistencia Municipal de Urgencia y Rescate SAMUR – Protección Civil Ciudad de Madrid) el 78% (14) respondieron a la encuesta. Las Comunidades Autónomas de Andalucía, Aragón, Cantabria y Extremadura no emitieron respuesta. Ninguno de ellos tiene en el momento de estudio ningún procedimiento específico de parada cardiaca de etiología traumática. Sin embargo, Comunidades Autónomas como Madrid (SAMUR), Asturias (SAMU), Galicia (SERGAS) y el Servicio de Salud Vasco (Osakidetza) refieren estar en proceso de estudio e implantación a lo largo del año 2019.
Plataforma modular para docencia e investigación de señales biomédicas
(Universidad Rey Juan Carlos, 2010) Talavera Carrasco, Leticia
Desde hace algunos años, la Telemedicina está siendo incorporada de manera progresiva y creciente en el ámbito de la medicina, tanto en aplicaciones clínicas como en investigación. El empleo de las tecnologías inalámbricas y su incorporación a los sistemas de adquisición de señales biológicas, como el electrocardiograma, se convierten en herramientas eficaces para la monitorización y el cuidado de la salud, así como una solución a la optimización de recursos médicos. Por otra parte, la implementación de un sistema para monitorizar la actividad eléctrica del corazón utilizando un teléfono móvil puede ser de gran interés didáctico en enseñanzas de grado o postgrado dentro de la ingeniería de telecomunicación ya que cubre aspectos de la ingeniería biomédica, procesamiento de señal, comunicaciones inalámbricas y programación en terminales móviles. En este trabajo se ha desarrollado una plataforma de bajo coste e inalámbrica, con capacidad de transmisión de corto y largo alcance que adquiere y procesa la señal del ECG. En el diseño del sistema ha primado la modularidad, independizando las etapas de adquisición, procesamiento y comunicaciones. Gracias a esto, ha sido posible desarrollar un sistema para aplicaciones docentes y otro para ser utilizado como plataforma en proyectos de investigación cuyo objetivo es el desarrollo de instrumentación clínica de bajo coste. En ambos sistemas, las etapas de procesamiento y comunicaciones son las mismas, modificándose únicamente las etapas de adquisición. En el caso del sistema desarrollado con fines docentes, la etapa de adquisición se ha diseñado con las señales accesibles en cada una de las etapas básicas que definen un sistema de instrumentación: amplificación y filtrado. El sistema orientado a investigación se basa en un chip comercial, multiparamétrico, que permite la monitorización de las 12 derivaciones utilizadas en uso clínico. Se han diseñado, implementado y validado cada una de las partes que componen el sistema. Como tecnologías inalámbricas se han utilizado Bluetooth y GSM. También se ha desarrollado las aplicaciones que permiten la visualización del ECG en un terminal móvil, así como la recepción de SMS con los resultados del procesamiento de la señal del ECG. Los resultados del trabajo de este proyecto están siendo utilizados en otros proyectos actualmente en curso, como una plataforma modular para la adquisición y procesamiento de un electrocardiograma utilizando una FPGA o un sistema de adquisición y transmisión inalámbrica utilizando ZigBee, tecnología que ha sido homologada recientemente (noviembre de 2009) para aplicaciones médicas. Por otra parte, la plataforma con fines docentes e ha incorporado como material docente en la asignatura de Instrumentación Electrónica, asignatura de cuarto curso de la carrera de Ingeniería de Telecomunicación que se imparte en la Universidad Rey Juan Carlos.
Sistema electrónico de control inalámbrico de electroválvulas para olfatómetro
(Universidad Rey Juan Carlos, 2009) Espinosa Collado, Alicia
Este proyecto es una mejora de un olfatómetro ya existente. Tiene su origen en las investigaciones desarrolladas en el departamento de Tecnología Electrónica de la Universidad Rey Juan Carlos para la medición de la capacidad olfativa. Aunque al olfato humano siempre se le ha dado poca importancia, diversos estudios han confirmado su influencia en nuestras vidas. Recientemente el interés por el estudio del olfato ha aumentado debido a que se ha demostrado que la capacidad olfativa predice enfermedades muy importantes como el Parkinson y el Alzheimer. Un olfatómetro ayuda a medir la capacidad olfativa. En la actualidad, existen varias propuestas de olfatómetros. El que ha servido de guía para este proyecto permite medir la capacidad olfativa, dispensando olores mediante el control de unas válvulas y analizando el resultado por fMRI (resonancia magnética funcional). Este proyecto mejora el control de las electroválvulas de este olfatómetro. El objetivo es conseguir un dispositivo transportable y menos voluminoso del que existe. El sistema propuesto separa la parte de control del accionamiento de las válvulas de manera inalámbrica. El sistema tiene mayor movilidad, tanto la parte que incluye las electroválvulas como la parte de control de éstas, que evita que el dispositivo esté instalado permanentemente en la sala de resonancia. Ya que en una sala de resonancia no sólo se realizan estudios de olfato. Finalmente, se ha conseguido un sistema inalámbrico, extensible y transportable. Este dispositivo puede realizar más funciones que la de dispensar los olores, por ejemplo podría comunicarse con la máquina de resonancia. Además también es un sistema adaptable a otros sistemas de control que no sea la de controlar unas válvulas.
Weaning Failure Prediction from Heterogeneous Time Series using Normalized Compression Distance and Multidimensional Scaling
(2012-07-18) Lillo Castellano, José María
Abstract¿Scientific evidence has shown that a failed weaning, defined as the process of gradual reduction in the level of mechanical ventilation support, increases the risk of death in prolonged mechanical ventilation patients. Different methods for weaning outcome prediction have been proposed, using variables and time series from the monitoring systems, however, monitored data are often non-regularly sampled, hence limiting its use in conventional automatic detection systems. In this work, we propose the joint use of two statistical data techniques, the Normalized Compresion Distance (NCD) and the Multidimensional Scaling (MDS), to deal with the data heterogeneity in the monitoring systems for failure weaning prediction. NCD technique determines a similarity measure between two sequences from compression length and entropy principles, whereas MDS provides each sequence with a point in an N-dimensional space suitable for training a classifier for weaning prediction. A total of 104 weaning events were collected in 253 patients under mechanical ventilation from Intensive Care Unit of Hospital Universitario Fundaci¿on Alcorc¿on; for each weaning event, 20 time series (TS), 15 clinical laboratory parameters (CLP) and 12 general descriptors (GD) were collected during 48 hours previous to the weaning event. Only 18 TS could be considered as candidates to the classifier input space, and one of them, diastolic blood preassure, reached significant results by itself, yielding 90.4% of accuracy prediction. These results show that weaning prediction systems can be designed with NCD and MDS, providing a compact input space to the classifiers.

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Examinando Trabajos Fin de Máster por Materia "32 Ciencias Médicas"