Ingeniería Electrónica

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Adquisidor de datos ultrasónicos de baja y mediana frecuencia
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2014-05-15) Yupanqui Aliaga, Edson Igor; Lavarello Montero, Roberto Janniel
El uso de las imágenes médicas en el diagnóstico clínico es cada vez mayor. Dentro de todas las técnicas que existen para generar imágenes del interior del cuerpo, el ultrasonido es una de las que más se utilizan. Pero los equipos que trabajan con ultrasonido poseen precios elevados. Por eso, lo que se busca es desarrollar tecnologías que permitan trabajar con ultrasonidos a un menor costo. Existe un trabajo de tesis previo, pero actualmente el equipo que se desarrolló, no se encuentra en funcionamiento. Por eso, el objetivo de la presente tesis es rediseñar, construir y verificar el funcionamiento de un circuito receptor de señales de ultrasonido que toma como base este trabajo previo. Básicamente se buscó incrementar las potencialidades de este equipo previo como son la frecuencia de muestreo, la resolución de bits y la capacidad de almacenamiento del mismo. También se verificará que el ancho de banda de la señal de entrada del circuito sea de por lo menos 10 MHz y se obtenga una ganancia de 20 a 40 dB.
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Algoritmo de control de temperatura de flujo de gases para el prototipo de equipo de soporte de vida neonatal
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-10-04) Villavicencio Salcedo, Verónica
El desarrollo de este trabajo surgió por la necesidad de controlar la temperatura del flujo de gases proporcionado por el sub-sistema de ventilación pulmonar del Prototipo de Equipo de Soporte de Vida Neonatal que se viene desarrollando en la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP). Este trabajo tuvo como objetivo diseñar e implementar el algoritmo de control de temperatura para dicho flujo de gases que logre mantener su temperatura en un rango de 36 °C a 37 °C con una precisión de +/- 0.5 °C. Para realizar el diseño e implementación del algoritmo de control de temperatura, primero se obtuvo el modelo matemático de la planta y luego se realizó el estudio de acciones de control proporcional (P), proporcional integrativa (PI) y proporcional integrativa derivativa (PID). Para esto se emplearon simulaciones con ayuda del software Matlab para poder determinar la acción de control más adecuada. Este trabajo incluye además, el diseño e implementación de la etapa de adquisición de datos y la etapa de acondicionamiento para el sensor de temperatura utilizado. El resultado obtenido fue la implementación del algoritmo de control en la planta, con el cual se logró mantener la temperatura del flujo de gases constante en un rango de 36 °C a 37 °C con un error de +/ - 0.3 °C, cumpliendo así con los objetivos establecidos.
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Algoritmo de estimación de pose orientado a la inicialización de un sistema de realidad aumentada basado en modelos 3D aplicado al patrimonio cultural
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-06-05) Rodríguez Oceda, Ricardo Moisés; Castañeda Aphan, Benjamín
La estimación de pose a partir de modelos 3D es un problema muy común dentro de las aplicaciones de robótica, tales como la realidad aumentada, la detección de objetos, el modelamiento 3D fotorrealista, entre otras. Dicha estimación consiste en la obtención de los parámetros extrínsecos de una cámara (posición y orientación) en un sistema de coordenadas determinado, a partir de una imagen capturada por dicha cámara, los parámetros intrínsecos de la misma y el modelo 3D del objeto o escena que se quiera detectar. La realidad aumentada aplicada al patrimonio cultural pretende mejorar la experiencia de aprendizaje en lugares arqueológicos. En estos sistemas se emplea diferentes métodos para estimar la posición de la cámara; estos pueden ser basados en la detección de bordes, la detección de puntos característicos, entre otros. La elección del método a emplear depende de las características que posea el escenario a ser detectado. En este trabajo se realizó un estudio de los principales métodos de estimación de pose basados en modelos 3D. Asimismo, se presenta la implementación y validación de un algoritmo de estimación de posición, orientado a la inicialización de un sistema de realidad aumentada basado en modelos 3D aplicado al patrimonio cultural, particularmente en este trabajo, la Huaca de la Luna. El desarrollo de este sistema presenta una metodología de diseño compuesta por diferentes bloques. En cada bloque se seleccionaron diferentes algoritmos, los cuales fueron evaluados tomando en consideración los valores de precisión y exactitud de los resultados de Rotación y Traslación, obtenidos por cada uno de ellos. De esta manera se llegó a una solución robusta y eficiente.
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Algoritmo de estimación del número de elementos móviles en videos digitales orientado a la gestión del tráfico vehicular
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2015-11-28) Quesada Pacora, Jorge Gerardo; Rodríguez Valderrama, Paúl Antonio
La gestión automatizada del tránsito es un campo de investigación que integra una variedad de tecnologías y se orienta principalmente a mejorar el flujo vehicular, haciendo uso de cámaras y otros sensores para recabar información sobre el estado del tráfico. En este contexto, las técnicas de procesamiento de imágenes digitales permiten realizar diversos análisis del entorno urbano, tales como detección, conteo y seguimiento de peatones y vehículos. Entre las capacidades que requieren los sistemas que realizan dicha gestión, la estimación del número de vehículos en circulación es una de las principales. Para obtener una estimación adecuada del número de elementos móviles en un vídeo, primero debe realizarse una adecuada segmentación de dichos elementos. Existe una gran variedad de métodos que realizan dicha segmentación, sin embargo PCP (Principal Component Pursuit) es considerado el estado del arte para el modelado de fondo de vídeos digitales en donde el sensor (cámara) es estático. El objetivo de la presente tesis es el diseño de un algoritmo que estime el número de vehículos presentes en un vídeo digital de tránsito, que tenga como etapa de pre-procesamiento la segmentación de movimiento mediante PCP (utilizando una librería independiente) y funcione de manera semiautomática. Se busca también proponer una estrategia adecuada para dividir las etapas del algoritmo, de modo que ´este pueda ser descrito como un conjunto flexible de bloques, implementable en cualquier plataforma o entorno. El método propuesto se divide en dos bloques principales: entrenamiento (supervisado) y conteo (automático). Ambos bloques realizan la extracción del movimiento mediante PCP. El primer bloque genera los parámetros necesarios para el conteo mediante un análisis de las dimensiones de los objetos móviles. El segundo realiza el conteo mediante el uso de los parámetros proporcionados por la etapa de entrenamiento. Para evaluar el rendimiento del algoritmo, este ser´a implementado en el entorno de programación Matlab, y se generar´a una base de datos propia. Dicho rendimiento será evaluado en dos dimensiones: el número instantáneo de vehículos en escena y el número de vehículos que atraviesan una “puerta virtual” en un tiempo determinado. En el primer capítulo de la tesis se define puntualmente el problema que se busca resolver. En el segundo capítulo se revisan los métodos y algoritmos más populares para segmentar el movimiento, haciendo especial énfasis en PCP. Las consideraciones de diseño y los detalles del algoritmo se especifican en el capítulo tres. Finalmente, se presentan los resultados obtenidos en el capítulo cuatro, seguido de las conclusiones y recomendaciones al respecto.
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Algoritmo que permite el ingreso de vehículos a una vía de alto tráfico y doble sentido, basado en procesamiento de imágenes
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-05-09) Chávez Córdova, Alex Santos
Las intersecciones de tipo T, entre una avenida preferencial y una secundaria, son en algunas ocasiones, zonas de congestionamiento vehicular. Esto sucede cuando el flujo vehicular en la avenida preferencial es intenso, lo que provoca que el ingreso de algún vehículo desde la vía secundaria sea bastante difícil y riesgoso. Este trabajo de tesis, plantea como solución, un algoritmo basado en el procesamiento de imágenes, que determine la ubicación, y orientación de los vehículos que deseen ingresar a la avenida preferencial; y así, controlar dispositivos de control de tráfico (semáforos), que faciliten este ingreso.
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Análisis de características de forma del bacilo de koch para detección automática de tuberculosis en imágenes digitales
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-08-26) Ticona Huaroto, Javier Eduardo; Castañeda Aphan, Benjamín; Lavarello Montero, Roberto
La Tuberculosis es una de las enfermedades más letales a nivel mundial. Los esfuerzos en salud pública están dirigidos a la temprana detección de los casos bacilíferos, ya que son la fuente de infección. En el mundo la detección se realiza mediante baciloscopía, que consiste en la observación de muestras de esputo para identificar y contar bacilos con la ayuda de un microscopio. Sin embargo, el procedimiento es subjetivo y consume excesivo tiempo al personal de salud. El presente estudio tiene como objetivo identificar bacilos en imágenes digitales captadas desde el microscopio. Dichas imágenes muestran bacilos y otros artefactos con el mismo color. Ambos tipos de estructura se almacenaron y etiquetaron individualmente conformando la base de datos. Se analizó el espectro de magnitudes de los descriptores de Fourier de dichas estructuras, con el fin de seleccionar los necesarios para la óptima caracterización e identificación. Mediante el método sub-óptimo de selección de características hacia atrás (backward feature selection) se determinó los 14 descriptores que mejor discriminan entre las clases. Para comprobar este método se diseño un programa que procesó las 480 estructuras de la base de datos. Dicho programa obtuvo un porcentaje de acierto de 96.86%, una sensibilidad de 100% y una especificidad de 91.47% El estudio demuestra que es posible la identificación de bacilos mediante la clasificación de descriptores de Fourier previamente seleccionados. Estos resultados sugieren que las técnicas de procesamiento de imágenes digitales tienen el potencial de agilizar el diagnóstico de Tuberculosis.
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Análisis de imágenes microscópicas para la determinación de la cantidad y el tamaño de larvas de concha de abanico
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-05-09) López Quiliano, Jean Paul.
La concha de abanico es una especie que está siendo muy requerida por el mercado nacional y principalmente internacional. Una de las etapas más importantes en su producción es el abastecimiento de semillas de conchas de abanico. Existen dos métodos para obtenerlas: una es mediante la captación natural y otra es a través de su producción en laboratorios especializados. Debido a los bajos volúmenes obtenidos a través de la captación natural, el Fondo Nacional de Desarrollo Pesquero (FONDEPES) ha implementado un centro para la producción de conchas de abanico en el Centro de Acuicultura La Arena, Playa El Basurero, Distrito Comandante Noel, Provincia de Casma, Departamento de Ancash. Es ahí donde se realiza la producción de semillas de conchas de abanico las cuales son alimentadas con microalgas, también producidas en el laboratorio a partir de cepas seleccionadas. Las larvas son monitoreadas diariamente por personal especializado, empleando un microscopio, para determinar su estado y volumen debido a que esta especie presenta una alta mortandad llegando en algunos casos a eliminar todo el volumen si es que no ha logrado el crecimiento adecuado debido a que son muy sensibles a varios factores como luz, temperatura, alimento, entre otros.
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Análisis del algoritmo FISTA orientado a mejorar la velocidad de convergencia
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-03-08) Rámirez Orihuela, Gabriel; Rodríguez Valderrama, Paul Antonio
Los problemas lineales inversos existen en numerosas ramas de la ciencia e ingeniería, lo cual genera la necesidad de definir algoritmos de solución e cientes, que requieran poco costo computacional y converjan en el menor número de iteraciones. Se desea recuperar información original a la cual no se tiene acceso lo más similarmente posible y con dimensiones reducidas, produciendo así una disminución en el uso de recursos computacionales y por ende en el tiempo de ejecución. Esto es de particular importancia debido a que el tamaño de las señales se encuentra en constante aumento y su manipulación puede resultar muy costosa. Se estudia el algoritmo de optimización de primer orden FISTA (Fast Iterative Shrinkage-Thresholding Algorithm), el cual es utilizado en problemas inversos cuya solución se resume a la minimización de funciones convexas empleando información de la gradiente y de iteraciones previas. En este contexto, se analizan métodos que buscan la optimización del algoritmo por medio de tamaños de paso adaptativos para delimitar el paso de la gradiente y una mejor solución inicial mediante la reducción de dimensiones a través de las técnicas conocidas como Screening y Warm Start, produciendo así datos más sparse. Además, se comprueba la e cacia de los métodos desarrollados por medio de un algoritmo generalizado, en el cual son evaluados datos aleatorios generados sintéticamente e imágenes, con el n de obtener la mejor tasa de convergencia.
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Análisis y comprobación del comportamiento de los transistores de efecto de campo sensibles a iones respecto a los MOSFETS
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-05-09) Prado Saldaña, Víctor Zacarías
El objetivo del presente trabajo es analizar y comprobar el comportamiento de los ISFETs respecto a los MOSFETs. Para lograr lo anterior se utilizarán técnicas modernas de simulación y ensayos en laboratorio; de esta forma se podrá observar las similitudes y diferencias de comportamiento, y dependencias entre las variaciones tales como corriente de drenador respecto a variaciones del voltaje umbral. Además, esta comprobación se realizará considerando los valores de los parámetros de fabricación que ha generado el fabricante de los ISFETs y asumiendo valores intrínsecos de este dispositivo y siempre observando lo que sucede con los MOSFETs en situaciones similares.
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Análisis y diseño de un circuito para lograr la automatización de las trampas usadas por SENASA en el monitoreo de la mosca de la fruta
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-05-09) Picón Ruiz, Diana Mercedes; Castillo Ardiles, Angela Lourdes Isidora
uestra investigación busca lograr la máxima eficacia en las trampas desarrolladas por el SENASA, realizamos el análisis y diseño de un sistema para determinar el número de moscas de la fruta que son capturadas y lograr una base de datos para el proceso de monitoreo.
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Análisis y simulación de un motor síncrono de imánes permanentes empleando el método de control orientado de campo mediante la modulación por ancho de pulso de vector espacial
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-10-16) Ronceros Aparicio, Gianina María; Melgarejo Ponte, Oscar
Hoy en día es difícil imaginar un mundo sin motores. Existen diferentes tipos y cada uno tiene características propias que los hacen ideales para una u otra aplicación. Desde el más pequeño hasta uno de gran potencia, los motores son usados en múltiples aplicaciones. Entre la variedad de motores los más comunes son los de corriente directa y los de corriente alterna. Dentro del último grupo, se encuentran los motores asíncronos, y síncronos. De ellos, los motores síncronos, aún se pueden subdividir en dos clases atendiendo al tipo de campo inductor o de excitación con que cuentan, es decir, si emplean devanado de excitación o imanes permanentes. Estos motores tienen características superiores a los asíncronos para la aplicación en los procesos donde se requieran de velocidad constante y respuesta rápida de torque. Sin embargo, su arranque o puesta en marcha y el control de su velocidad en función a la carga es muy complejo a diferencia de los motores asíncronos. Por ello, este tipo de motores requieren de sistemas complejos para controlar velocidad y torque en diferentes regímenes de funcionamiento, dado que en cada caso el motor debe mantener sus condiciones de sincronismo. Para este caso de estudio se usó el “Motor Síncrono de Imanes Permanentes” o por sus siglas MSIP, el cual es un sistema multivariable; es no lineal, y de alto acoplamiento magnético. En este caso el control vectorial de campo orientado ofrece una solución mediante transformaciones que permiten obtener un modelo dinámico del motor reduciendo sustantivamente la complejidad matemática. Por lo tanto, esta tesis está basada en el análisis del comportamiento del motor síncrono de imanes permanentes (MSIP) y la aplicación del control de campo orientado (FOC) empleando el software Matlab/Simulink. Todo el sistema de control está dividido en etapas funcionales, siendo estas: el generador de la modulación de ancho de pulso de vector espacial (SVPWM), modelo del MSIP, modulo inversor, transformación de coordenadas y sintonización de controladores. Luego, combinando esos módulos se construyó el modelo de simulación de la respuesta de velocidad y torque, dado que son los parámetros más importantes en el funcionamiento en estado estable de los MSIP. Finalmente se obtienen las gráficas que muestran que la curva de velocidad, torque y corriente llega a la respuesta deseada para diferentes niveles de carga.
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Automatización de un sistema de control de concentración de cloro en un tanque pulmón de 20000 litros
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018-03-01) Cassinelli Chiamulera, Bruno Guillermo; Carrera Soria, Willy Eduardo
El objetivo a perseguir de este proyecto era crear un sistema automatizado de monitoreo y control de la concentración de cloro en un tanque de 20000 litros. Para tal fin, se analizaron dos opciones nacionales y más de diez opciones internacionales de sensores de concentración de cloro, así como sensores de nivel y dosificadores de solución. Luego de haber elegido los elementos de interacción, se procedió a diseñar los circuitos controladores de estos dispositivos, así como los elementos de potencia del mismo sistema hidráulico. Todos estos controladores se enlazaron al bloque de control, gobernado por un microcontrolador, también elegido entre tres posibles candidatos. Este controlador fue programado para cumplir las especificaciones requeridas de exactitud (0.1 ppm, se logró 0.07 ppm) y rangos (medidas entre 0 y 5 ppm), y fueron estas especificaciones las que se comprobaron en la etapa final del documento.
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Automatización del sistema de control y monitoreo de una autoclave para el proceso de vulcanización del caucho en calzado de lona
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-05-09) Reyes Sánchez, Javier Eduardo
El objetivo general de esta tesis es diseñar e implementar un equipo que sea capaz de controlar la presión, temperatura y el tiempo, permitiendo una interacción automática de los actuadores para lograr obtener niveles de consignas adecuados dentro de la autoclave, teniendo en cuenta un diseño simple y amigable para que cualquier trabajador de la empresa pueda manipularlo.
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Automatización y control a distancia de los reservorios San Diego
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-05-09) Hernández Espinoza, Juan Carlos
Este proyecto fue realizado en los Reservorios de regulación horaria de San Diego que se encuentran a 14 Km de la Bocatoma perteneciente a la Central Hidroeléctrica de Cañón del Pato.
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Caracterización de maniquíes usando sonoelastografía cuantitativa
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-03-27) Álvarez Ancaya, Sue Ellen; Castañeda Aphan, Benjamín
La elastografía es una modalidad de imagen médica que muestra las propiedades elásticas de los tejidos. La motivación principal para el desarrollo de ésta técnica es que distintas patologías, como el cáncer de mama, hígado o de próstata, muestran mayor rigidez que el tejido sano circundante. Desde fines de la década de 1980, diversos grupos de investigación han propuesto metodologías para medir la elasticidad del material de interés utilizando técnicas de ultrasonido. De esta manera, para la validación y verificación de los métodos propuestos se han utilizado maniquíes que simulen propiedades biomecánicas similares a las del tejido humano como la velocidad de onda de corte y el módulo de Young. La validación de métodos elastrográficos se beneficia del uso de maniquíes correctamente calibrados. En este trabajo, se construyeron maniquíes de bajo costo en base a gelatina y otros ingredientes comerciales. El módulo elástico se estimó para frecuencias entre 80 y 340 Hz, temperaturas entre 12 y 20 grados Celsius y para dos concentraciones de gelatina de 22% y 30%. Se encontró que el promedio del modulo elástico de un solo maniquí esta en el rango de 50 a 140 Pa dependiendo de la concentración de gelatina, la frecuencia de vibración y la temperatura. Se encontró que a mayor temperatura los valores de elasticidad encontrados eran menores y que a mayores concentraciones los valores de elasticidad eran mayores. Estos resultados son consistentes con valores que se encontraron en la literatura para maniquíes realizados de manera similar.
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Caracterización de un ecógrafo de investigación para aplicaciones en sonoelastografía
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2015-07-25) Torres Gárate, Gabriela; Castañeda Aphan, Benjamín; Ormacea Quispe, Juvenal
En la actualidad, diversas técnicas de elastografía buscan caracterizar tejidos para obtener parámetros de visco-elasticidad y poder identificar anomalías de forma no invasiva. Esta metodología se basa en la correlación de la variación de las propiedades mecánicas de los tejidos con cambios patológicos de los mismos, lo cual permite hallar anomalías en diferentes zonas del cuerpo. Dentro de estas técnicas, la sonoelastografía involucra un conjunto de métodos basados en la excitación mecánica del tejido para obtener parámetros de elasticidad relativa o absoluta, dependiendo de la modalidad del ensayo. Esta técnica se puede implementar en escáneres ultrasónicos comerciales que tengan la capacidad de generar imágenes modo Doppler, de forma que se puedan visualizar las señales sonoelastográficas deseadas, con la adición de vibradores externos a determinada frecuencia y amplitud de vibración. En la presente investigación se desarrolla una metodología para caracterizar la implementación del método de sonoelastografía, mediante el estudio de dos parámetros de un ecógrafo de investigación. Estos dos parámetros son: la frecuencia de repetición de pulso y el número de cuadros promedio para la estimación Doppler. Mediante el análisis del comportamiento de las señales en función la relación de estos dos parámetros, se modelarán las señales obtenidas en simulaciones y experimentos. En este sentido, se caracterizó el ecógrafo de investigación mediante la definición de una relación lineal entre ambos parámetros relacionada a la periodicidad de la señal. Asimismo, se analizó el efecto de ambos parámetros, concluyendo que para menores valores de frecuencia de repetición de pulso, el sistema aumenta su sensibilidad, ya que es capaz de medir señales a bajos valores de amplitud de vibración con una variabilidad menor al 10%. No obstante, su rango de medición para esta variabilidad es muy limitado. Esta limitación de rango se reduce al aumentar el valor de frecuencia de repetición de pulso. En contraste, a mayores valores de frecuencia de repetición de pulso, la sensibilidad del sistema se reduce, no pudiendo medir amplitudes de vibración pequeñas. Los resultados obtenidos se correlacionan en simulaciones y experimentos.
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Comparación de modelos estadísticos para la detección de campos reverberantes uniformes en la formación de imágenes de elastografía
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-08-15) Miranda Zárate, Edmundo Arom; Romero Gutierrez, Stefano Enrique
La elastografía abarca un grupo de técnicas no invasivas para la caracterización de tejidos como complemento al diagnóstico médico de diversas patologías. Una de estas técnicas es la elastografía por campo reverberante (R-SWE, por sus siglas en inglés), la cual consiste en generar un campo reverberante en el tejido de interés mediante múltiples fuentes de vibración asumiendo una distribución isotrópica de ondas planas para facilitar el cálculo de la velocidad de onda de corte (SWS, por sus siglas en inglés). Su factibilidad ha sido validada para la caracterización de mamas, hígado, riñones, músculo y pie; sin embargo, el cálculo de la SWS ha sido comprobado mientras se verifique la uniformidad del campo. El modelo actual que valida la estimación de la SWS se basa en la umbralización del coeficiente de determinación R2, el cual es producto del ajuste de curva a la autocorrelación de la velocidad de partículas, no obstante, este no analiza propiamente el concepto de uniformidad. En el presente trabajo, se presenta el estudio del fenómeno de uniformidad en un campo reverberante, mediante la extracción y análisis de estimadores estadísticos usados en campos reverberantes de ondas electromagnéticas con sus equivalencias en ondas mecánicas. Se propone un modelo identificación de campos reverberantes uniformes para la asistencia de la R-SWE, basado en clasificadores automáticos basados en regresión logística, análisis discriminante lineal y máquinas de vector soporte (con kernel lineal y gaussiano) con exactitudes de 0.713, 0.729, 0.732 y 0.817, respectivamente.
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Comparación de técnicas de elastografía cuantitativa basadas en vibración mecánica externa en equipos ultrasónicos de investigación con diferentes rangos de frecuencia
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2015-12-14) Saavedra Bazán, Ana Cecilia; Castañeda Aphan, Benjamín; González Bellido, Eduardo André
La elastografía es una modalidad en imágenes médicas que estima la elasticidad de los tejidos. Esta metodología se basa en el hecho de que los tejidos patológicos presentan mayor rigidez en comparación con el tejido blando. Específicamente, en ultrasonido, se ha aplicado para la detección de cáncer de mama, próstata, hígado y otros. A diferencia de las técnicas cualitativas, las técnicas elastográficas cuantitativas brindan un parámetro numérico de elasticidad, el cual permite la clasificación de los tumores con estándares clínicos. En particular, la sonoelastografía cuantitativa consiste en aplicar dos fuentes de vibración externa opuestas una a la otra, con frecuencias ligeramente desfasadas para generar un patrón de interferencia, el cual permite estimar la velocidad de corte del tejido y, por ende, la elasticidad. La presente tesis busca validar el rendimiento de sonoelastografía cuantitativa en los tres ecógrafos de investigación con que cuenta el Laboratorio de Imágenes Médicas en maniquíes a base de gelatina homogéneos y heterogéneos. Adicionalmente, se busca evaluar y comparar la performance de 3 técnicas de estimación de velocidad de corte a partir de patrones sonoelastográficos de interferencia (algoritmo de Fase Derivativa, de autocorrelación Local y de demodulación AM-FM). Los resultados indican que el equipo Verasonics no es apto para realizar sonoelastografía cuantitativa con la configuración actual, el ecógrafo Sonix Touch tiene un mejor rendimiento a bajas frecuencias de vibración y el ecógrafo Visualsonics a altas frecuencias. El algoritmo de Fase Derivativa tiene un error de estimación del 1.8% para experimento con vibración normal a altas frecuencias, mientras que el algoritmo de demodulación AM-FM tiene un error de 5.25% para bajas frecuencias. Este trabajo constituye el primer esfuerzo por entender la dependencia de la sonoelastografía cuantitativa de la plataforma (ecógrafo) donde se implementa. De manera adicional, es la primera vez que se mide el rendimiento de sonoelastografía cuantitativa en altas frecuencias (16-21 MHz) y constituye un primer paso para la implementación de una herramienta elastográfica para aplicaciones dermatológicas, en particular para la evaluación futura de Leishamaniasis cutánea (enfermedad endémica en el Perú).
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Comparación entre estructuras de linealización de transconductores en tecnología CMOS
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2012-09-21) Alfaro Purisaca, Paul Anthony; Saldaña Pumarica, Julio César
En este trabajo de tesis se presenta el análisis y la comparación de un conjunto de estructuras de linealización de transconductores. Los transconductores son circuitos utilizados en la implementación de filtros integrados analógicos que reemplazan a los resistores los cuales ocupan demasiada área dentro del circuito integrado. En el caso de la adquisición de señales ECG, se requieren de filtros que trabajen en bandas en el orden de mHz a cientos de Hz y eso implica que los valores de transconductancia se encuentren en el orden de los pS a nS. Obtener estos valores de transconductancia manteniendo un rango lineal adecuado representa un gran desafío para el diseñador de este tipo de bloques analógicos, siendo necesario emplear alguna estructura de linealización. Sin embargo, se debe realizar un análisis cuidadoso del efecto de estas estructuras en parámetros como ruido y offset. Un punto importante en esta tesis es el desarrollo de ecuaciones que modelan el comportamiento eléctrico de las estructuras de linealización. Estas permiten obtener de manera rápida y efectiva un amplio panorama de los principales compromisos entre los parámetros de desempeño: transconductancia, rango lineal, ruido, consumo de corriente y offset. Cabe mencionar que estas ecuaciones fueron obtenidas utilizando el modelo matemático ACM (Advanced Compact Mosfet Model) del transistor MOS. Este modelo es válido en todas la regiones de operación del transistor y en todos los niveles de inversión, es decir, utilizando una única ecuación se puede modelar el comportamiento del transistor en todas las condiciones. Debido a esto, las ecuaciones desarrolladas en esta tesis para las arquitecturas de linealización son válidas para todas las condiciones de polarización de los transistores, lo cual representa un aporte importante del presente trabajo. Se realizó el análisis de tres estructuras de linealización: par diferencial con resistencias de degeneración, estructura propuesta por Krummenacher y Joehl [1] y la estructura propuesta por Silva Martinez [2]. La especificación de diseño fue que el rango lineal sea el máximo posible para una transconductancia de 10nS y una desviación estándar del offset menor a 5mV. El proceso de fabricación considerado para el diseño tiene 0,35μm como mínima longitud de canal.
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Compositor automático de música aleatoria siguiendo una melodía patrón
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-06-09) Inoñán Morán, Marcos José
La música es una de las actividades de ocio más solicitadas por las personas debido a la gran capacidad de entretenimiento que posee. Es más, hoy en día la Industria del entretenimiento es una de las que más dinero genera a nivel mundial. Es por ello, que muchas empresas intentan ofrecer sistemas innovadores que llamen la atención de las personas. Una de estas actividades es la composición musical. Cualitativamente, el éxito de una composición se puede medir de acuerdo a la sensibilidad que produce, la atracción e interés que puede tener de las personas. En base a esta idea, los modelos matemáticos aleatorios proporcionan herramientas que simulan este comportamiento. Hoy en día, las computadoras se han convertido en el principal dispositivo para realizar actividades musicales debido a la evolución que han tenido en sus aplicaciones de multimedia y su alta capacidad de procesamiento. El presente trabajo explica una forma de realizar una composición musical de manera automática (es decir sin la intervención de las personas) a través de una computadora apoyándose en el uso de las Cadenas de Markov, que son métodos aleatorios utilizados para analizar el comportamiento de varias actividades que ocurren en la vida cotidiana, en este caso en lo relacionado a generación de música.