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INAOE

Actas del Congreso Nacional de
Tecnología Aplicada a Ciencias
de la Salud

TecnyMed
Vol.6

 

 

Vol. 6 -- Diciembre, 2024

 


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Artículos


RESUMEN

En este proyecto presentamos un exoesqueleto robótico, para asistir en los tratamientos fisioterapéuticos en los brazos, enfocándonos específicamente en la articulación del codo. Se diseñó un prototipo capaz de replicar los movimientos, observamos la movilidad que tiene esta articulación en ejercicios fisioterapéuticos instruidos por profesionales a pacientes con problemas de movilidad en brazos, como lo pueden ser la distrofia muscular o parálisis. Nuestro sistema mejora la eficiencia de la fisioterapia, emulando con exactitud los ejercicios propuestos por el fisioterapeuta utilizando una red de sensores que registran sus movimientos, para posteriormente procesarlos y enviarlos al exoesqueleto robótico colocado en el paciente.

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De acuerdo al Centro Nacional de Trasplantes, en México, durante el año 2023 se realizaron 3426 trasplantes de córnea y cerca de 3400 personas se quedaron en espera de un donante. Se estima que aproximadamente 10 millones de personas padecen ceguera corneal bilateral derivada de enfermedades como Queratocono, infecciones por Tracoma y opacidad corneal, entre otras. La alta demanda de trasplantes, así como la escasez de donantes ha dado lugar al estudio de polímeros como una potencial alternativa para aplicaciones oftalmológicas, incluyendo la fabricación de queratoprótesis. En este trabajo se presentan los resultados de la caracterización del índice de refracción de muestras de Poli(dimeltilsiloxano) (PDMS Sylgard Sylgard 184 de Dow Corning) en dos fases: líquida y elastómero. La medición del índice de refracción se realiza en base a los fenómenos de Ángulo de Mínima Desviación y de Reflexión Total Interna usando un goniómetro mecánico de alta precisión. Con los métodos antes mencionados es posible determinar el índice de refracción en función de la longitud de onda, esto permitirá estudiar el desempeño óptico de distintos polímeros para su posterior aplicación.

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El creciente interés en el desarrollo e implementación de Interfaces Cerebro Computadora (ICC) ha generado una amplia gama de contribuciones en forma de herramientas y metodologías destinadas a mejorar estos sistemas. Este esfuerzo conjunto ha permitido avanzar en la comprensión y aplicación de la comunicación entre humanos y máquinas. Este trabajo presenta una metodología de clasificación basada en el modelo de red neuronal convolucional EEGNET, validada fuera de línea. Utilizando datos de electroencefalograma (EEG) del paradigma de Imágenes Motoras (MI) de cuatro clases, de la BCI Competition 2008 2A, las señales EEG se emplean para generar comandos que controlan un robot móvil holonómico de tres ruedas.

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Este trabajo representa el primer avance en establecer las bases para evaluar materiales adecuados para producir córneas artificiales en México, con el objetivo de abordar la demanda continua de tejido corneal humano. Se estudia el polidimetilsiloxano (PDMS), reconocido por su versatilidad, durabilidad y rentabilidad en la investigación biomédica, oftálmica y óptica. Esta evaluación implicó preparar muestras de PDMS con diferentes concentraciones de dos reactivos y someterlas a diferentes temperaturas de curado para evaluar sus propiedades citotóxicas. Utilizando pruebas con Bacillus clausii, se encontró una ausencia de citotoxicidad en todas las muestras de PDMS, sentando las bases para estudios más detallados sobre la interacción del PDMS con células oculares específicas.

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En este trabajo se presenta un estudio sobre la síntesis de un mecanismo de extremidad inferior para un robot bípedo. El enfoque propuesto consiste en analizar la metodología que se implementará para generar un mecanismo adecuado, con énfasis en replicar la marcha humana. Los objetivos incluyen analizar los aspectos anatómicos y biomecánicos de la locomoción humana, sintetizar el diseño mecánico para replicar la marcha humana utilizando herramientas de diseño asistido por computadora y modelar el sistema cinemático y dinámico necesario para la reproducción de la marcha. El mecanismo propuesto es un sistema de cuatro barras tipo plano, que se conforma de enlaces fijos, de conducción, acopladores y seguidores, diseñados para imitar los movimientos del miembro inferior humano.

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Se tiene interés en aplicar el efecto Talbot para medir distancias a través de los laparoscopios. Este efecto consiste en la generación de imágenes repetidas de un objeto periódico, llamadas autoimágenes, cuando se ilumina con luz monocromática coherente. Para ondas planas estas autoimágenes se producen a distancias equidistantes. Investigaciones previas han demostrado la utilidad del efecto Talbot en la medición de objetos escalonados [1]. Para evaluar la propuesta, se simuló en el laboratorio un relevador de laparoscopio con un sistema óptico equivalente, usando una rejilla de difracción como objeto periódico. Los resultados preliminares indican que, a distancias cercanas del sistema colimador, la separación entre autoimágenes se conserva tras pasar por el relevador, confirmando la viabilidad de esta propuesta.

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La Jatropha dioica, es una planta con propiedades antioxidantes, antiinflamatorias y antimicrobianas, utilizada para tratar heridas, gingivitis y periodontitis. Actualmente existe alta resistencia a antibióticos, promoviendo el uso de técnicas terapéuticas complementarias, como los extractos de plantas. La espectroscopia Raman reveló frecuencias de mayor intensidad 1003 cm-1 en el tallo y 1400 cm-1 en la raíz (relacionadas a los compuestos catequina, epicatequina, ácido gálico, ácido clorogénico, ácido siríngico, quercetina, kaempferol, rutina, β-sitosterol y secoisolariciresinol). Las pruebas de inhibición mostraron que el E. tallo fue más efectivo que el E. raíz con halos de inhibición superiores en S. constellatus, S. viridans, S. salivarius, C. albicans y E. faecalis, superando incluso a la clorhexidina. Proponiendo a la J. dioica como alternativa terapéutica para uso oral.

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En este trabajo se evaluaron materiales para la creación e impresión de modelos 3D del corazón con el propósito de comprender su anatomía y en el futuro simular arritmias cardíacas. Los modelos elaborados con resina elástica demostraron una capacidad superior para replicar la contractilidad y relajación del corazón respecto a los modelos de ácido poliláctico (PLA) y poliuretano termoplástico (TPU). Estos resultados resaltan la importancia de seleccionar materiales adecuados para mejorar la representación de las funciones cardíacas en modelos anatómicos, lo que tiene implicaciones significativas en la formación médica y práctica clínica.

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Se propone el desarrollo de un material que combine resina epoxica con sulfato de bario (BaSO4) de origen mineral, comúnmente conocido como barita, con el fin de aprovechar la barita no apta, por su grado de impurezas, para la industria petroquímica en la preparación de lodos de perforación. El material resultante tiene como objetivo principal atenuar la intensidad de la radiación emitida por fuentes de rayos X. Se obtuvieron muestras variando el porcentaje de barita utilizado en relación con la cantidad de resina epoxica. Las muestras fueron irradiadas con el objetivo de estudiar el nivel de atenuación logrado mediante distintos espesores de las muestras. Se obtuvieron valores de la capa hemirreductora, decirreductora así como del coeficiente de atenuación lineal del material para cada concentración de barita utilizado.

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El asma es una enfermedad crónica que causa inflamación y estrechamiento de las vías respiratorias, lo que dificulta la respiración. Los ataques pueden ser provocados por alérgenos, contaminantes y otros factores. La gestión eficaz incluye el uso de medicamentos y la monitorización de los factores desencadenantes, como la calidad del aire, lo que es precisamente ASMIGO facilitándolo con su tecnología avanzada. ASMIGO es un dispositivo innovador que monitorea en tiempo real la calidad del aire para ayudar a los pacientes con asma a gestionar su condición. Con un diseño amigable en forma de gato 3D. ASMIGO reduce la frecuencia de ataques y facilita su aceptación, especialmente entre los niños. Las pruebas piloto demostraron una reducción del 30% en la frecuencia de ataques de asma, validando su eficacia.

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Este proyecto se presenta como continuidad del trabajo “Identificación de posibles biomarcadores de enfermedades renales en suero sanguíneo mediante espectroscopía Raman”, publicado en esta misma revista en el volumen 5 del año 2023.

En esta ocasión, se adicionan datos clínicos y demográficos de diez pacientes con Enfermedad Renal Crónica (ERC), además, en la caracterización de los espectros obtenidos con espectroscopía Raman de las muestras de suero sanguíneo, se identifican biomarcadores como creatinina, urea y albumina. El análisis de resultados desarrolla la correlación de los datos clínicos con los perfiles espectrales, demostrando que la espectroscopía Raman puede ser un método diagnóstico de patologías renales.

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Los Materiales Metal-Orgánicos son estructuras cristalinas porosas con diversas aplicaciones, como el almacenamiento de fármacos y catalizadores para reacciones químicas. En nuestra investigación, diseñamos un MOF basado en el 5-fluoracilo (5-flu), usado en el tratamiento de cáncer, y el Selenio 6 (6-Se), un alótropo esencial para la función celular. La combinación de 5-flu y 6-Se puede producir cristales moleculares con propiedades únicas, integrando química orgánica e inorgánica. El 5-flu facilita la formación de puentes de hidrógeno, mejorando la unión entre los cristales de 6-Se. Utilizamos Gaussian 9, para optimizar las geometrías moleculares y estudiar sus propiedades electrónicas y adsorción mediante la Teoría de Funcionales de la Densidad.

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La citogenética es la rama de la genética que consiste en el estudio y análisis de los cromosomas, su importancia radica en que a través de su estudio es posible detectar algunas enfermedades congénitas. Cada ser humano tiene 23 pares de cromosomas. Si hay alguna alteración en la forma, el tamaño o el número de estos cromosomas, esto puede indicar una anomalía. Estas alteraciones se pueden detectar mediante el cariotipo, un proceso que identifica cambios en los cromosomas. Para la elaboración de un cariotipo, primero, se obtiene una muestra de tejido vivo (como sangre, líquido amniótico o piel), luego se realiza un cultivo celular para obtener los cromosomas y tomar microfotografías. Con ayuda de un software, las imágenes se procesan en la computadora, se arma el cariotipo y, usando un cariograma, se organizan y clasifican los cromosomas para observar claramente posibles alteraciones. El estudio del cariotipo es de gran utilidad pues desde edades muy tempranas (fetos, recién nacidos o niños pequeños) permite detectar enfermedades cromosómicas como el Síndrome de Down, Síndrome de Turner, entre otras. En este trabajo se utiliza el procesamiento de imágenes como alternativa que apoye a la detección de enfermedades congénitas a través del algoritmo de segmentación basado en los Campos Aleatorios de Markov puesto que se convierte en una herramienta que agiliza la construcción de un cariotipo.

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La pandemia de COVID-19 fue declarada oficialmente por la Organización Mundial de la Salud (OMS) el 11 de marzo de 2020, y el fin de la emergencia sanitaria fue expedido el 5 de mayo de 2023. San Luis Potosí estuvo dentro de las 10 entidades con mayor índice de incidencia a COVID-19 durante 2021 al 2023. Los resultados de los pacientes expuestos a COVID-19 a lo largo de la pandemia y post-pandemia, fueron de anuales, 2020 tuvo un 40.9%, y 2023 un 93%, el síntoma más común fue la disnea, presente en el 70%. Es importante un estudio epidemiológico en la población para conocer el sí COVID-19 tuvo un impacto en la salud oral, específicamente en las enfermedades endodónticas, donde los molares fueron el grupo con más tratamientos endodónticos representando el 52.06% en esa temporalidad sin distinción de sexo.

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En la actualidad, los médicos recurren a distintos aparatos para poder generar un diagnóstico por medio de la obtención de imágenes, por lo tanto, es importante el estudio de la mejora de dichas imágenes. El aparato de resonancia magnética (o MRI) es uno de los que proporcionan imágenes de diferentes tejidos por medio de la interacción de los campos magnéticos generados por sus componentes con las moléculas de agua que se encuentran dentro del cuerpo humano. Con este trabajo se obtuvieron los niveles de energía y la función de onda de la molécula de agua al interaccionar con los campos magnéticos generados por dos de las tres componentes principales de un MRI, con la finalidad de que dichos resultados sean de ayuda para la mejora de imágenes médicas.

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El objetivo de este trabajo es diseñar y producir dos modelos de maniquíes mamarios (uno plano y otro antropomorfo) mediante impresión 3D utilizando el método de modelación por deposición fundida. Estos maniquíes deben ser reproducibles, duraderos y fabricados con materiales que tengan características de atenuación lineal similares a los principales tejidos mamarios: adiposo, glandular y cutáneo. Se utilizaron materiales como PETG, PLA, HIPS y ABS. También se implementaron insertos de resina fotosensible de tamaños menores o iguales a 0.5 mm, que simulan los coeficientes de microcalcificaciones. Se observó que la combinación HIPS/PETG es menos absorbente que ABS/PLA ya que permite una mayor transmisión de intensidad. Los coeficientes de determinación más cercanos a la unidad se encontraron a un voltaje de 27 KeV y un amperaje de 75 mAs.

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Uno de los problemas sobre la vestimenta para protección radiológica es el plomo con el que se encuentra fabricada, lo que la hace pesada y poco flexible. En los últimos 4 años la tecnología de impresión 3D ha tomado relevancia para la obtención de alternativas de materia prima en protección radiológica. En el presente proyecto se elaboró, mediante el equipo de impresión 3D Creality LD-002H, un prototipo de malla flexible de resina con sulfato de bario (BaSO4) en una concentración del 30%. Así mismo, se le realizó un estudio de atenuación de un haz de rayos x, utilizando el equipo portátil marca JOB modelo Porta100HF, aplicando voltajes de 40, 70 y 80 Kv con corrientes de 0.3, 25, 50 mAs respectivamente, donde se obtuvo una reducción al 51.2%, 77.4% y 81.4% de la radiación incidente en cada uno de los casos.

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Este trabajo presenta el estudio de telescopios Galileanos híbridos utilizados en voluntarios informados con diagnóstico de baja visión. Para el diseño de estos instrumentos, se emplean lentes adquiridas en tiendas especializadas combinadas con lentes fabricadas mediante manufactura aditiva (impresión 3D). Adicionalmente, se muestra la fabricación de la carcasa para dichos telescopios. Se muestra la caracterización de cada una de las lentes utilizadas, así como el poder de amplificación obtenido con el instrumento. Para evaluar la funcionalidad del telescopio hibrido, se realiza una comparación con telescopios construidos mediante lentes de tiendas especializadas, así como con aquellos diseñados con lentes de impresión 3D. Finalmente, se muestran resultados de pruebas clínicas de agudeza visual y sensibilidad al contraste en pacientes con diagnóstico de baja visión con los tres instrumentos.

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En este trabajo se presenta un estudio del tratamiento de ortoqueratología mediante el topógrafo portátil TOCO. Para realizar el estudio se utilizaron dos lentes de contacto de geometría inversa (LCGI) adaptados a dos ojos amétropes con diagnóstico refractivo de astigmatismo miópico compuesto. Se obtuvieron fluorogramas que demuestran la adaptación de cada lente. Además, se obtuvieron parámetros representativos de la superficie corneal antes del tratamiento. Para ojo derecho: radio de curvatura RC1derecho= 7.95 mm, excentricidad (e)=0.66; para ojo izquierdo: RC1izquierdo= 8.08 mm, e =0.75. Las variaciones de estos parámetros después del tratamiento fueron: ΔRCderecha = + 0.2 mm, Δed = +0.1, y ΔRCizquierda = + 0.32 mm, Δei = +0.2. Adicionalmente, se presentan mapas de topografía corneal y pruebas de agudeza visual antes y después de tratamiento. Se muestran principalmente las fortalezas del instrumento TOCO usado para analizar el tratamiento de ortoqueratología.

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El estudio de las densidades en enfermedades de alto riesgo como el de algunos tumores cercanos a la piel, puede resultar útil a la hora de conjeturar sobre algún diagnóstico que ayude al tratamiento adecuado del paciente. Algunas enfermedades como los melanomas o carcinomas son de los tipos más comunes de cáncer de piel, estos comienzan en las capas basales y escamosas de la piel y se pueden tratar si son diagnosticadas a tiempo. Este trabajo presenta un estudio sobre los efectos de la fase de la señal de ultrasonido cuando ésta atraviesa medios sintéticos con densidades similares a las de la dermis. Con ayuda de un sensor ultrasónico se establece una relación entre la variación de la fase de la señal de ultrasonido y la densidad del medio sintético por el que se propaga. Esta relación se consigue midiendo los cambios en la fase de la señal del sensor mediante el uso de un amplificador Lock-in.

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Actualmente en la Odontología, como en muchas otras ramas de las Ciencias de la Salud, aparecen nuevas evidencias científicas que muestran el uso de emisión de luminosidad, en bajas y altas potencias, que han traído beneficios para ciertos tratamientos dentales en ciertas patologías. El empleo del láser en tratamientos odontológicos se debe en parte en el conocimiento en los procesos físicos y biológicos. En particular para la recuperación o reparación de piezas dentales mediante el uso del láser mostrada en este trabajo consiste en cauterizar y retirar el tejido pulpar que se encuentra en el nervio del diente dañado o infectado. Después se limpia y rellena la cavidad que dejó el nervio en el interior de la pieza dental para su restauración estética mediante una corona o prótesis según sea el caso.

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En este trabajo se presenta un montaje experimental para la estimulación del sistema de visión periférica humana; consta de 3 monitores que cubren 180° de visión horizontal y 109° de visión vertical, así como de un sistema de electroencefalografía (EEG) de 32 electrodos para el registro de la actividad eléctrica durante el estímulo visual. La estimulación del sistema de visión se realizó mediante un software desarrollado en Python, el cual se divide en cinco etapas para capturar la actividad cerebral. En cada etapa se realizó un video con los tiempos de inicio y fin de las diferentes etapas identificadas para la selección del análisis y procesamiento de las señales de EEG.

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La angiogénesis está estrechamente relacionada con la osteogénesis esto debido a que la contribución de los vasos sanguíneos en las funciones y remodelación ósea ha cobrado recientemente un enorme interés por su potencial terapéutico. Los avances recientes en la comprensión de los vasos sanguíneos y los nichos vasculares en el hueso son de una importancia crítica en la regulación del desarrollo y la fisiología del hueso. Se propuso acoplar los modelos matemáticos de Komarova y Travasso para desarrollar un modelo que combine un diseño de la morfología ósea y su contraparte celular de la vascularización.

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En este trabajo se obtienen las energías y función de onda de los espines de los electrones del átomo de hierro en un campo magnético variable, como aquel presente en un aparato de imagen por resonancia magnética, de modo que se conozcan sus frecuencias resonantes. La motivación de este trabajo es aportar a la descripción de la interacción de este elemento con dicho campo magnético y así permitir la mejora de estudios en el cuerpo humano, donde está presente como distintos iones en diversas moléculas que se encuentran en varias proteínas que, por ejemplo, son transportadas en la sangre y almacenadas en el bazo, hígado, y médula ósea.

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Este trabajo se centra en el desarrollo de un módulo de análisis wavelet para integrarlo y fortalecer la interfaz gráfica de usuario “FIMALOF” que procesa señales electroencefalográficas, desarrollada en MATLAB. Las ventajas que presenta esta interfaz es que el usuario no requiere de conocimientos de programación, sus módulos son intuitivos y de fácil manejo, y contribuye en la integración de un módulo que proporcione análisis wavelet con herramientas accesibles para el procesamiento de señales. En dicho módulo, se implementaron diferentes wavelets madre, como Daubechies, Meyer, Symlets y Coiflet. Se presentan ejemplos de la acción del filtrado a través de las wavelets incluidas en el módulo para una señal electroencefalográfica sintética contaminada con un artefacto muscular. Para determinar cuál wavelet es las más eficiente se utilizó el coeficiente de correlación de Pearson, con el que se determinó que la wavelet Coiflet 4 con un nivel de descomposición de 2, ofreció el mejor resultado.

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El proyecto se centra en la automatización del conteo de células sanguíneas utilizando técnicas de procesamiento de imágenes. Tradicionalmente, el conteo de células se realiza de manera manual con la cámara de Neubauer, un proceso tedioso, propenso a errores y que consume mucho tiempo. Este proyecto implementa un método automatizado que emplea máscaras y umbralización para la segmentación de las células. La automatización del proceso mejora significativamente la precisión y reduce el tiempo de análisis, proporcionando una herramienta más eficiente para los diagnósticos médicos.