A. Investigación, desarrollo y transferencia
1. Desarrollo de un neuroestimulador para estudios de crisis epilépticas.
Desarrollo y construcción de un estimulador electrofisiológico multicanal programable. El mismo fue utilizado en particular para estudios destinados a la detección de eventos epilépticos y predicción de crisis a través de electroencefalogramas de ratas tratadas con el modelo de Kindling. El sistema en cuestión permite programar distintos parámetros de estimulación (Ancho de pulso. Separación entre pulsos sucesivos. Intensidad. Numero de pulsos total aplicados) con precisión acotada y en forma digital. Este estimulador genera pulsos de corriente constante bipolares con una amplitud máxima de 5 mA y resolución 50 uA, permitiendo una tensión de amplitud máxima de 150 V. El desarrollo se realizó con un microcontrolador (PIC18F4550) y se opera desde una PC. Se realizaron pruebas en ratas lográndose desencadenar eventos epilépticos. Trabajo en conjunto con el Centro de Epilepsia UBA-CONICET.
Fig. Diagrama en bloques del sistema estimulador
El funcionamiento del sistema desarrollado demostró ser altamente satisfactorio para los fines desarrollados.
La primera experiencia obtenida con los primeros animales estimulados permitió ajustar diversas características técnicas del equipo de manera de asegurar la confiabilidad durante su uso.
El diseño integral del neuroestimulador permite implementar y/o modificar las características técnicas del mismo en todos sus niveles de diseño en función de las necesidades del protocolo de investigación a seguir.
Fig. 2. Rata con electrodo bipolar implantado.
2. Desarrollo de puller vertical de micropipetas
Se desarrollo un dispositivo para la fabricación de micro pipetas para el Instituto de Biología Celular y Neurociencia “Prof' Eduardo de Robertis”, específicamente para el laboratorio dirigido por la Dra. Diana Jerusalinsky.
El sistema posee una Ingeniería Mecánica de precisión y es extremadamente versátil y fácil de usar. El puller básicamente consiste en un sistema mecánico de tracción, un mecanismo de accionamiento y una resistencia calefactora. La potencia aplicada a la resistencia es regulada por un sistema de control electrónico. El sistema de tracción posee rodamientos lineales los cuales permiten una aceleración rápida y un conjunto de pesos seleccionables para controlar la conicidad final. El accionamiento de tracción se basa en un electroimán accionado por un sistema de control opto electrónico que permite elegir la distancia de tracción final a voluntad.
El aparato permite preparar micropipetas a partir de capilares de vidrio, posibilitando variar la temperatura de calentamiento, la longitud y tensión de estiramiento, cuyas características resultaron apropiadas para su utilización en la fabricación de pipetas de registro para ensayos de estimulación de campo en cortes de hipocampo de cerebro de rata.
Se desarrollo un dispositivo para la fabricación de micro pipetas para el Instituto de Biología Celular y Neurociencia “Prof' Eduardo de Robertis”, específicamente para el laboratorio dirigido por la Dra. Diana Jerusalinsky.
El sistema posee una Ingeniería Mecánica de precisión y es extremadamente versátil y fácil de usar. El puller básicamente consiste en un sistema mecánico de tracción, un mecanismo de accionamiento y una resistencia calefactora. La potencia aplicada a la resistencia es regulada por un sistema de control electrónico. El sistema de tracción posee rodamientos lineales los cuales permiten una aceleración rápida y un conjunto de pesos seleccionables para controlar la conicidad final. El accionamiento de tracción se basa en un electroimán accionado por un sistema de control opto electrónico que permite elegir la distancia de tracción final a voluntad.
El aparato permite preparar micropipetas a partir de capilares de vidrio, posibilitando variar la temperatura de calentamiento, la longitud y tensión de estiramiento, cuyas características resultaron apropiadas para su utilización en la fabricación de pipetas de registro para ensayos de estimulación de campo en cortes de hipocampo de cerebro de rata.
Puller vertical
3. Desarrollo estimulador aislado programable
Se encuentra en etapa de desarrollo un estimulador aislado programable para realizar estudios experimentales de biología del comportamiento en animales. Dicho desarrollo fue solicitado por el Instituto de Biología y Medicina Experimental IBYME de la UBA.
El instrumento es capaz de realizar una estimulación unipolar o bipolar con corriente constante o tensión constante.
La salida esta totalmente aislada de la línea mediante un transformador de aislación y las salidas están optoaisladas.
5. Diseño y Desarrollo de Sistema de Bipedestación con Funciones Automáticas Controladas por dSP-PIC.
El instrumento es capaz de realizar una estimulación unipolar o bipolar con corriente constante o tensión constante.
La salida esta totalmente aislada de la línea mediante un transformador de aislación y las salidas están optoaisladas.
4. Modelización de la Diabetes Mellitus. Propuestas de Control No Lineal.
En la actualidad, la diabetes se ha convertido en una epidemia global que esta barriendo el mundo provocando un incremento en los costos de los sistemas de salud, favorecida principalmente por los crecientes niveles de obesidad y disminución de la actividad física. Los reportes de la Organización Mundial de la Salud y de la Federación Internacional de la Diabetes son alarmantes, indican que para el año 2003 existía una población de 194 millones de personas diabéticas, con un porcentaje del 3% de la población mundial, en tanto que para el año 2025 se espera que alcance los 333 millones ( un 6,3% de la población mundial).
Frente a esta situación, la toma de decisiones políticas en cuestiones de salud pública esta tradicionalmente basada en los resultados de estudios epidemiologicos. Aunque la ayuda de estos estudios es invalorable, la metodología utilizada presenta algunas “lagunas”. Los resultados obtenidos dependen fuertemente de la población sobre la cual se realizó la prueba y del protocolo utilizado.
Para salvar estas deficiencias, las autoridades sanitarias a nivel mundial están recurriendo al uso de modelos matemáticos y de computación como una tecnología que puede dar respuesta a muchas de las preguntas que no pueden satisfacerse a través de los estudios clínicos.
Se encuentra en etapa de desarrollo un proyecto que comprende un análisis comparativo de las herramientas matemáticas disponibles en la literatura, la formulación de un modelo matemático no lineal de la enfermedad y la propuesta de un controlador de los niveles de glucosa en sangre para la diabetes insulinodependiente.
Este proyecto surge a partir de la cooperación entre dos instituciones ampliamente reconocidas en el medio. La UTN de amplia trayectoria en la formación de Ingenieros y por ende en la generación de tecnología, y la Universidad de San Martín a través de la Escuela de Ciencia y Tecnología, que son instituciones de reconocido prestigio en la Innovación Científica en el área de las Ciencias Biomédicas y el Control Automático.
Frente a esta situación, la toma de decisiones políticas en cuestiones de salud pública esta tradicionalmente basada en los resultados de estudios epidemiologicos. Aunque la ayuda de estos estudios es invalorable, la metodología utilizada presenta algunas “lagunas”. Los resultados obtenidos dependen fuertemente de la población sobre la cual se realizó la prueba y del protocolo utilizado.
Para salvar estas deficiencias, las autoridades sanitarias a nivel mundial están recurriendo al uso de modelos matemáticos y de computación como una tecnología que puede dar respuesta a muchas de las preguntas que no pueden satisfacerse a través de los estudios clínicos.
Se encuentra en etapa de desarrollo un proyecto que comprende un análisis comparativo de las herramientas matemáticas disponibles en la literatura, la formulación de un modelo matemático no lineal de la enfermedad y la propuesta de un controlador de los niveles de glucosa en sangre para la diabetes insulinodependiente.
Este proyecto surge a partir de la cooperación entre dos instituciones ampliamente reconocidas en el medio. La UTN de amplia trayectoria en la formación de Ingenieros y por ende en la generación de tecnología, y la Universidad de San Martín a través de la Escuela de Ciencia y Tecnología, que son instituciones de reconocido prestigio en la Innovación Científica en el área de las Ciencias Biomédicas y el Control Automático.
5. Diseño y Desarrollo de Sistema de Bipedestación con Funciones Automáticas Controladas por dSP-PIC.
La bipedestación es una función fundamental del sistema neuromotor humano ya que permite que logremos la posición vertical típica del desplazamiento sobre dos piernas pero esencialmente cumple un rol fisiológico sumamente importante al permitir que el sistema arterial y venoso conserve adecuadamente su elasticidad y normalidad histológica.
Cuando por algún tipo de patología se pierde esta función, aumenta enormemente el riesgo asociado a trombosis, accidentes cerebrovasculres, problemas de circulación sanguínea localizada en los miembros inferiores, etc. A esto se suma la inevitable atrofia muscular por el no uso de la función de bipedestación.
Se encuentra en etapa de desarrollo un sistema de bipedestación controlado por tecnología DSP-PICS (Controlador Integrado Programable con Procesamiento Digital de Señales incorporado) de Alta Gama, que hace posible la programación inteligente de rutinas de conservación y el sensado de variables relacionadas con la postura y situación del paciente.
En una etapa posterior se preve que el sistema incorpore elementos de control ambiental vía wi-fi u otro tipo de tecnología comunicacional.
El mencionado proyecto se está llevando a cabo en las Facultades Regionales Mendoza y San Nicolás.
Cuando por algún tipo de patología se pierde esta función, aumenta enormemente el riesgo asociado a trombosis, accidentes cerebrovasculres, problemas de circulación sanguínea localizada en los miembros inferiores, etc. A esto se suma la inevitable atrofia muscular por el no uso de la función de bipedestación.
Se encuentra en etapa de desarrollo un sistema de bipedestación controlado por tecnología DSP-PICS (Controlador Integrado Programable con Procesamiento Digital de Señales incorporado) de Alta Gama, que hace posible la programación inteligente de rutinas de conservación y el sensado de variables relacionadas con la postura y situación del paciente.
En una etapa posterior se preve que el sistema incorpore elementos de control ambiental vía wi-fi u otro tipo de tecnología comunicacional.
El mencionado proyecto se está llevando a cabo en las Facultades Regionales Mendoza y San Nicolás.
6. Sistema de adquisición, análisis y transmisión de señales de electrocardiograma.
Las enfermedades cardiovasculares son unas de las causas más comunes de muerte en la población adulta. Por tal motivo los investigadores desarrollan continuamente técnicas y herramientas para diagnosticar el estado patológico del corazón. Una de ellas es estudiar la señal proveniente de un electrocardiograma (ECG), la cual está caracterizada por varios parámetros. Uno de los más importantes es el llamado intervalo R-R y nos indica el tiempo existente entre cada latido del corazón. El estudio de la variabilidad de los intervalos R-R, su espectro y otras herramientas matemáticas en torno a este parámetro le indican al profesional médico un diagnóstico del paciente y el grado de riesgo de infarto que este posee.
Por otro lado, con el aumento de la población y la mejora de la calidad y esperanza de vida, la ocupación de los hospitales es un problema cada día más acuciante.
Desde hace tiempo, se viene pensando como posible solución las consultas y los cuidados a distancia, lo cual no es otra cosa que la telemedicina.
El auge de las telecomunicaciones y su implantación en la sociedad moderna hacen viable su uso en medicina, y se presentan como una solución idónea al problema citado.
Se desarrolló y construyó un equipo de adquisición de señales electrocardiográficas y saturación de oxígeno, que ubicado en un centro periférico de atención primaria, transmite los datos adquiridos a una central de procesamiento, instalada un Hospital (San Felipe de San Nicolás).En el servidor ubicado en esta central corren algoritmos matemáticos avanzados, capaces de procesar la información que el médico especialista analizará. Para dichos algoritmos se aplican técnicas matemáticas en el ámbito del análisis armónico, la teoría de onditas, los bancos de filtros digitales, la teoría de procesos estocásticos y sus aplicaciones a señales biomédicas. De esta manera se logra descongestionar los consultorios externos de los hospitales y acercar el equipamiento a los pacientes.
Por otro lado, con el aumento de la población y la mejora de la calidad y esperanza de vida, la ocupación de los hospitales es un problema cada día más acuciante.
Desde hace tiempo, se viene pensando como posible solución las consultas y los cuidados a distancia, lo cual no es otra cosa que la telemedicina.
El auge de las telecomunicaciones y su implantación en la sociedad moderna hacen viable su uso en medicina, y se presentan como una solución idónea al problema citado.
Se desarrolló y construyó un equipo de adquisición de señales electrocardiográficas y saturación de oxígeno, que ubicado en un centro periférico de atención primaria, transmite los datos adquiridos a una central de procesamiento, instalada un Hospital (San Felipe de San Nicolás).En el servidor ubicado en esta central corren algoritmos matemáticos avanzados, capaces de procesar la información que el médico especialista analizará. Para dichos algoritmos se aplican técnicas matemáticas en el ámbito del análisis armónico, la teoría de onditas, los bancos de filtros digitales, la teoría de procesos estocásticos y sus aplicaciones a señales biomédicas. De esta manera se logra descongestionar los consultorios externos de los hospitales y acercar el equipamiento a los pacientes.
