Instrumento de uso clínico para el estudio tridimensional de la rodilla en movimiento con sensores inerciales: CHAKAMO - Maestría FING 2023 -
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El análisis del movimiento humano ha evolucionado
en los últimos años, encontrando aplicación en campos como la rehabilitación y el rendimiento deportivo. Tradicionalmente, se utilizaban sistemas de marcadores
ópticos costosos y voluminosos en entornos de laboratorio. Sin embargo, con avances tecnológicos, han surgido métodos alternativos, como el uso de sensores
magneto inerciales (MIMUs), que son más versátiles y portátiles. Estos MIMUs contienen acelerómetros, giroscopios y magnetómetros para estimar la orientación
del objeto en movimiento. Para ello, se emplean algoritmos de fusión de sensores (AFS), que combinan la información de estos sensores. Se clasifican en
determinísticos y estocásticos. En este estudio comparativo se evaluó cuatro AFS utilizando MIMUs económicos y un simulador de articulación de miembro inferior.
Se realizaron pruebas estáticas y dinámicas para analizar el comportamiento de los algoritmos y se seleccionó el AFS de Guo & et al. por su estabilidad en
ambas pruebas. Este AFS se utilizó para estimar la cinemática de la rodilla en una voluntaria sana durante la ejecución de una tarea motora de subir y bajar un
escalón. Se colocaron MIMUs en el muslo y la pierna, segmentos articulados en la rodilla. Se realizó una calibración estática para establecer una referencia
inicial. Se ejecutaron pruebas en la rodilla derecha de la voluntaria, registrando el movimiento durante la tarea motora. Se generó un informe clínico y una
representación dinámica en 3D del movimiento de la rodilla utilizando Python. Este estudio es el primer paso hacia el desarrollo de un instrumento clínico
denominado ChakaMo.
Autor: Ing. Maria Rene Ledezma
Tutor: Prof. Ing. Franco Simini
Co-tutor: Prof. Dr. Darío Santos
Instance-based learning following physician reasoning for assistance during medical consultation - Maestría PEDECIBA 2021 -
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The search for better medical practices is a perpetual challenge for modern medicine. In this regard, computational intelligence has emerged as a promising
subject for developing smart systems in healthcare practice (Castellano and Casalino, 2020). Computational intelligence allows implementing automatic tools,
enabling physicians to provide patients with a better quality of attention by performing early and accurate diagnosis and improving treatment. Furthermore,
automatic systems and technologies based on computational intelligence have proven to be useful solutions to be applied in clinical practice. Some important
advantages of intelligent automatic methods over traditional ones include better efficiency, accuracy, and consistency, among others. Consequently, intelligent
automatic systems provide physicians with more time for face-to-face consultation, and more time for critical tasks and critical cases (López-Rubio et al.,2015).
A specific subject where the learning capabilities of computational intelligence methods is very helpful to improve medical practice is analyzing and processing
Electronic Medical Records (EMRs). EMRs refer to digital records, collected by the individual medical practice, that contain the general health information of
patients (Habib, 2010). They usually consist of several types of health data, including, but not limited to, demographics, past surgical history, medical family
history, social history, medication, allergies, test results, and medical images. Currently, the majority of medical history recording products are based on
predefined templates, which provide very limited flexibility for writing patients medical records. Several drawbacks are identified on medical recording
products. In particular, structured data entries are an obstacle to flexible writing in medical record applications, and are disapproved by physicians, who
usually prefer writing free text (González et al., 2018). Despite the fact that physicians are getting used to work with electronic medical records, they still
have difficulties dealing with long lists of pre-conceived variables, usually included in EMR systems. Although conventional EMR systems are useful to achieve
legible, accessible, and complete documentation of medical consultations, they also cause several difficulties for physicians who adopt them. In many cases,
physicians spend a lot of time searching for an option to record what they intend to annotate. Another drawback of conventional products concern to the alerts
and suggestions they provide, which are generally based on previously defined rules, or according to mechanisms, whose behaviour remains the same throughout
their operational life.
Autor: Matías Galnares
Tutor: Sergio Nesmanchnow y Franco Simini
Estudio Cinemático de la Rodilla con injuria del ligamento cruzado anterior - Doctorado PROINBIO 2021 - Colibri |
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La injuria del LCA es la lesión ligamentaria de rodilla más frecuente y devastadora, principalmente como consecuencia de
la actividad deportiva. La evaluación clínica habitual se basa en pruebas subjetivas de inestabilidad y laxitud articular, como las maniobras de Lachman, de
cajón anterior, de pivot shift y cuestionarios subjetivos informados por el paciente. Esta tesis demuestra que no se correlacionan con la función de la
articulación de la rodilla. En esta tesis de doctorado se propone una nueva metodología de evaluación de rodilla con lesión del LCA, que cuantifica la función
dinámica (artrocinemática) de la articulación tibiofemoral, durante una tarea motora específica. Se estudiaron los siguientes parámetros artrocinemáticos de la
articulación tibiofemoral: (i) el Punto de Contacto Tibio Femoral utilizando el método de Baltzopoulos y (ii) la Rotación Tibial. Para ello se utilizó un sistema
de estereofotogrametría y un novedoso procesamiento de videofluoroscopía de la rodilla (CINARTRO). En base al conocimiento generado acerca de la función de la
articulación de la rodilla antes y después de la devastadora lesión del LCA, se propone aquí un Programa de Ejercicios Domiciliarios Incrementales con Mínima
Supervisión. Para optimizar este tratamiento y delegar su monitoreo al propio paciente, se concibió y se desarrolló un instrumento portátil, confiable y de bajo
costo (DINABANG). Gracias a la metodología y a los instrumentos desarrollados en esta tesis, la toma de decisiones frente a la lesión del LCA y a su
rehabilitación, ya sea con criterio quirúrgico o conservador, se ve altamente enriquecida para beneficio de los pacientes y de las profesiones clínicas de las
cuales dependen.
Autor: Darío Santos
Tutor: Alberto Leardini y Franco Simini
Epidemiología de la enfermedad periodontal en adultos uruguayos. Análisis de sus factores asociados individuales y contextuales. Estudio poblacional en
Uruguay - Doctorado PROINBIO 2018 - Colibri |
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El presente trabajo ha contribuido al conocimiento de
los determinantes de la salud periodontal, señalando cuáles características contextuales e individuales, articuladas, deben considerarse en la explicación del
fenómeno. Para los profesionales clínicos será de interés indagar sobre estas características como factores de riesgo individuales, sin perder de vista los
factores contextuales determinantes. A nivel poblacional, es importante instar a las autoridades de salud a integrar el componente de salud oral a la Estrategia
Nacional de Prevención y Tratamiento de Enfermedades No Transmisibles basada en una estrategia de factores comunes de riesgo.
Autor: Susana Lorenzo
Erro
Tutor: Marco Peres, Silvana Blanco y Franco Simini
Alternativas de proyecto e implementación de circuitos y de programas de reconstrucción tendientes a un tomógrafo por impedancia eléctrica para la
presentación compacta del estado edemático de cortes torácicos en tiempo real - Maestría FING 2014 -
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La tomografía por Impedancia Eléctrica es una técnica
que permite estimar la distribución de conductividad dentro de un cuerpo en base a medidas en la superficie. Para alcanzar esta estimación se colocan electrodos
en el cuerpo por los cuales se inyecta corriente y se miden diferencias de tensión. Con estas tensiones se llega a la distribución de conductividad mediante lo
que se llama reconstrucción. El resultado es un corte tomográfico en donde los diferentes valores de conductividad son representados mediante diferentes colores.
El núcleo de ingeniería biomédica de la Universidad de la República ha trabajado en esta técnica desde hace más de una década, llegando a un prototipo funcional
denominado IMPETOM. Este prototipo fue muy valioso al momento de su culminación, pero para continuar con la línea de investigación era necesario realizar un
rediseño. El objetivo de esta tesis es el diseño de un prototipo funcional de tomógrafo que permita, en tiempo real, el seguimiento de las funciones pulmonares y
de las lesiones pulmonares agudas. El diseño propuesto cuenta con 16 electrodos que se colocan en una hilera, utilizando una cinta con velcro, sobre el tórax del
paciente. Se inyecta corriente a una frecuencia de entre 20kHz y 100kHz mediante el método de electrodos adyacentes. Se utiliza demodulación digital para obtener
los valores de tensión y pasar el vector de medidas a la PC donde se encuentra el software que realiza la reconstrucción. La reconstrucción de imágenes en la
Tomografía por Impedancia Eléctrica es un problema inverso mal condicionado, por lo que pequeños errores y ruidos que se agreguen a las medidas provocan errores
arbitrariamente grandes en la conductividad reconstruida. Para contrarrestar este mal condicionamiento nuestro diseño incluye la regularización del problema y el
agregado de información a priori que garantiza que la reconstrucción esté dentro de un conjunto de soluciones esperadas. Existen varios métodos de regularización,
la mayoría de los cuales limitan las soluciones a distribuciones regulares, mientras que otros métodos permiten que haya discontinuidades y saltos en la
conductividad. En esta tesis se analizan y comparan varios de estos métodos y se determina cuál es el más adecuado para utilizar en el nuevo prototipo. Para la
comparación se utilizaron datos simulados y datos reales tomados con el primer prototipo de IMPETOM.
Autor: Eduardo Santos
Tutor: Franco Simini
Estudio de los centros de rotación instantáneos de la rodilla en pacientes con plastia del ligamento cruzado anterior - Maestría PROINBIO 2014 -
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Se realizó un análisis cinemático bidimensional de la
Articulación de la Rodilla (AR) en una población de 6 pacientes con plastia del Ligamento Cruzado Anterior (LCA), con la finalidad de identificar el Centro de
Rotación por el Punto de Contacto (CRPC), durante el movimiento de extensión ejecutado en cadena cinemática abierta. Se estudiaron tres situaciones: previamente a
la realización de la plastia del LCA, posterior a ésta y en la rodilla contralateral indemne. Se obtuvieron imágenes radiográficas seriadas a lo largo de la
extensión de la rodilla por videofluoroscopía. Estudiados los métodos descritos en la literatura, se adapta lo que propone Baltzopoulos. Se desarrolló una
aplicación informática interactiva para identificar las estructuras anatómicas y para determinar el CRPC. Los resultados obtenidos de los pacientes en las
diversas situaciones fueron sometidos a la prueba de Wilcoxon, Nemenyi, McDonald-Thomson`s, con un nivel de significación del 5%. No se encontraron diferencias
estadísticamente significativas en la excursión del CRPC entre la rodilla lesionada y la contra lateral saludable. En cambio los datos evidencian una diferencia
entre la rodilla lesionada y la reconstruida. Los resultados obtenidos podrían sugerir realizar la plastia en forma temprana, ni bien la situación clínica del
paciente lo permita, evitando así la evolución natural del movimiento de la AR saludable hacia un tipo de movimiento de rodilla lesionada. La experiencia lograda
y la observación de que no se dispone en la clínica de instrumentos de evaluación dinámica del movimiento relativo de las superficies de la AR sugieren que se
especifique y luego se construya un instrumento orientado a una evaluación de mayor especificidad. El trabajo desarrollado en esta tesis integró conocimientos
básicos (biomecánica, computación y fisiología) con la actividad clínica, resultando en una profundización del conocimiento de los fenómenos relacionados a la
rotura y plastia del LCA
Autor: Darío Santos
Tutor: Gustavo Brum y Franco Simini
Sistema reductor del espacio muerto en ventilación asistida de recién nacidos - Maestría FING 2014 -
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LAVESPI, de la conjunción de "Lavado" y "Espiratorio",
fue proyectado y construido para mejorar el desempeño de ventiladores neonatales al añadirle la capacidad de lavar el espacio muerto instrumental inyectando un
pequeño flujo durante la espiración, técnica conocida como "Insuflación de Gas Transtraqueal" (TGI). El diseño de LAVESPI consiste en un equipo microprocesado
con servocontrol de válvulas, sensores y una bomba de gas que incluye la idea novedosa de usar el mismo gas de ventilación durante la fase espiratoria a través
de una sonda endotraqueal especial (multicanales incorporados en su pared). Para evitar exceder límites de presión que pudieran perjudicar las frágiles
estructuras alveolares LAVESPI controla la presión en vía aérea y suspende la insuflación llegado el caso. LAVESPI puede añadirse a todos los ventiladores
independientemente de sus marcas y modelos sin alterar su funcionamiento. LAVESPI incluye sondas especiales con 8 ductos ubicados en su pared (por ejemplo Vygon
6501.30). Las pruebas de LAVESPI evidenciaron una reducción promedio del dióxido de carbono en sangre arterial. (PaCO2) del 19% (de 61.7 mmHg (= 7;7) a 49.7 mmHg
(σ = 5;7)) en un grupo de 5 cerdos recién nacidos con pulmón sano y del 21% (de 61.2 mmHg (σ = 11;1) a 48.5 mmHg (σ = 5;7)) en un grupo de 2 cerdos recién nacidos
con pulmón injuriado (media de peso de los 7 cerdos de 1641 g). LAVESPI es un prototipo de costo en componentes de USD 900 que tiene LAVESPI es un prototipo de
costo en componentes de USD 900 que tiene potencial de aplicación en los centros de medicina intensiva neonatal, sin descartar su posible adaptación para
pacientes adultos.
Autor: Daniel Thevenet
Tutor: Miguel Martell y Franco Simini
Um computador por aluno fora do contexto escolar: cenas digitais do Plan Ceibal na fronteira do Brasil e Uruguai - Maestría UFRGS 2012 -
LUME |
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O presente trabalho discute o processo de distribuição de um
computador por aluno configurado a partir da implantação do projeto de inclusão digital adotado pelo governo uruguaio, este projeto denomina-se Plan Ceibal e
teve seu início em 2007, sendo finalizada a primeira etapa de distribuição em 2010, momento em que foram distribuídos computadores para todos os alunos de escolas
públicas que estivessem entre o 1º e 6º ano do ensino primário. Em uma cidade do interior daquele país realizamos um estudo etnográfico do tipo blended, combinando
espaços da vida real com espaços virtuais de utilização da tecnologia oferecida pelo Ceibal. O presente estudo ocorreu de janeiro a agosto de 2011, nossa
investigação procurou identificar novas formas culturais emergentes, analisando o uso destes computadores portáteis fora do espaço escolar através do estudo
etnográfico. Assim conseguimos mapear os espaços de utilização dos computadores pelos alunos na comunidade, obtendo dados que apontam para mudanças em práticas
culturais. No estudo etnográfico procuramos entender os tipos de interações que estes alunos estabeleciam no âmbito da internet e que tipo de uso estes faziam da
rede para fins de interações. Através deste estudo foi possível ampliar nosso campo de estudo, procurando entender também a cultura gerada a partir do uso da
internet e a participação de possíveis redes sociais. Assim identificamos o que muitos alunos faziam em redes sociais, sendo atuantes neste espaço, embora não tenha
sido possível identificar relações entre os próprios alunos na rede já constituída. As interações entre estes e a pesquisadora apontam para trocas de capital social
do tipo relacional e constituição de laços sociais fortes em alguns casos, mas em sua maioria laços fracos, que apenas estruturam a rede e não foram adiante nas
interações. Para esta investigação consideramos que existe um complexo relacionamento entre o uso das tecnologias e as estruturas sociais. Esta pesquisa com viés
sócio-histórico, direciona o olhar para o que fazem as pessoas com as tecnologias na construção de zonas de sentidos, e não apenas para as possibilidades pedagógicas
da tecnologia. Por isso identificamos que estes alunos fazem uso da tecnologia fora da escola, trazendo novos sentidos para o uso, vinculando as práticas culturais
estabelecidas e não a capacidade tecnológica da tecnologia em si. Identificamos ainda várias formas de socialização vinculadas ao uso dos computadores pelos alunos
em espaços públicos. Portanto, verifica-se que a tecnologia está sendo utilizada como mais um componente do mio e que as produções a partir deste uso moldam novas
práticas na internet e fora dela comunidade estudada, caracterizando a tecnologia como cultura e como artefato desta cultura.
Autor: Marcia Maciel
Tutor: Liliana Passerino
