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Ítem Texto completo enlazado Extensión de las capacidades del ventilador mecánico MASI mediante la implementación de un accesorio alternativo de ventilación no invasiva(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-10-02) Leiva Iparraguirre, Germán Fernando; Castañeda Aphan, Benjamín; Pérez Buitrago, Sandra MilenaEl siguiente trabajo de investigación presenta una metodología para la implementación de accesorios de ventilación no invasiva (VNI) al ventilador mecánico MASI, ventilador de emergencia elaborado para suplir la falta de estos durante la pandemia de COVID-19. El trabajo aborda la problemática que surge al MASI no contar con una óptima cualidad no invasiva totalmente implementada debido a su corto tiempo de desarrollo. La cual permita atender pacientes en primera línea o apoye en su recuperación post estancia en las unidades de cuidados intensivos. Para cubrir la necesidad identificada se elaboró un protocolo de pruebas con el objetivo de encontrar el accesorio que se acople mejor a MASI. Entre los que fueron probados están la máscara facial, la cánula de alto flujo y el casco de ventilación. Luego de ello se realizó un análisis para determinar el de mejor acoplamiento donde, en base a estos primeros resultados, se realizaron correcciones al protocolo para reducir los errores encontrados. Finalmente, en base a lo observado en el comportamiento de VNI de MASI, se hicieron propuestas de modificaciones de software y hardware para mejorar los aspectos de no invasividad de MASI, así como recomendaciones de uso del ventilador en modo de VNI en su estado actual basándose en los resultados obtenidos en las experimentaciones.Ítem Texto completo enlazado Diseño de modelo físico de sistema circulatorio y corazón artificial simulado por computadora para estudios y desarrollos aplicables en cardiología(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-05-20) Bazalar Obregú, Jorge Luis; Vilcahuamán Cajacuri, Luis AlbertoLas enfermedades cardiovasculares (ECV) son actualmente una de las principales causas de fallecimientos en el mundo, debido principalmente a las cardiopatías coronarias y trastornos cardiovasculares. En el Perú, estas tienen una mayor letalidad debido a la precariedad en los servicios de salud. Es por ello que se vuelve crucial la implementación de instrumentos de estudio como simuladores por computadora o modelos físicos funcionales que sirvan para una mayor comprensión del funcionamiento del sistema circulatorio e incluso para la investigación y el desarrollo tecnológico en el campo de la ingeniería biomédica. En este trabajo se presenta el diseño de un modelo físico funcional del sistema circulatorio con corazón artificial simple, con capacidad de simulación de pacientes hipotéticos con enfermedades cardiovasculares, orientado a realizar estudios y desarrollos tecnológicos aplicables en cardiología. Este es gestionado haciendo uso de un software de monitoreo, con el cual se pueden modificar sus parámetros. Para validar el diseño, se presentan gráficas de presiones en distintos casos simulados tanto comunes como anómalos. Se plantea que este modelo físico, que incluye sensores, actuadores e interfaz con la computadora, sea capaz de configurar y gestionar las simulaciones. Además, incluirá características patológicas y no patológicas del sistema circulatorio en personas adultas, con un amplio rango de frecuencias de ritmo cardiaco entre 20 a 200 latidos por minuto y se medirá la presión en distintos puntos del sistema mediante circuitos electrónicos de instrumentación.Ítem Texto completo enlazado Desarrollo de un sistema de telemonitoreo en diabetes mellitus tipo 2 para el control y prevención en complicaciones de la enfermedad(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-05-20) Ramos Bogarin, Karen Jasmin; Vilcahuamán Cajacuri, Luis AlbertoEl presente trabajo tiene como principal objetivo diseñar un sistema de telemonitoreo de pacientes diabéticos tipo 2 para una mejor cobertura y adherencia del control de glucosa comparada con la actualmente existente. Además de analizar los procedimientos clínicos del control de diabetes para definir los requerimientos de diseño en el sistema de telemedicina, diseñar un aplicativo en el smartphone apropiado para realizar la transferencia de datos al médico encargado, diseñar un aplicativo para el doctor con capacidad de registro, gestión de alarmas y registro de datos como glucosa en sangre de los pacientes para el telemonitoreo y realizar pruebas de funcionamiento del sistema mediante la creación de cuentas de usuario simulando la interacción entre el doctor y el paciente. Este prototipo se realizará mediante el uso de un glucómetro comercial con Bluetooth, aplicativos para el paciente (un aplicativo del propio glucómetro que recibe la medición de glucosa del paciente y la almacena y otro aplicativo de creación propia que envía un informe generado por el primer aplicativo de la glucosa en sangre del paciente en el tiempo, es decir, dos semanas o un mes según lo solicite el médico encargado) y un aplicativo para el doctor que gestione y analice los datos del paciente mediante estadísticas y alarmas, este aplicativo es el mismo creado para el paciente pero con una creación única de usuario para el médico encargado. Así mismo, se plantea gestionar a 10 pacientes simulados para las pruebas. Tras esto se realizan pruebas de funcionamiento del glucómetro con el smartphone, se analizan y muestran los resultados de la interacción entre el paciente y el médico simulados, el funcionamiento del software, la generación de alertas y pruebas integrales del sistema donde se concluye en el correcto funcionamiento y cumplimiento de objetivos.Ítem Texto completo enlazado Diseño de un ventilador mecánico de presión negativa tipo coraza para el tratamiento de las enfermedades pulmonares obstructivas crónicas en personas adultas(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-04-04) Venturo Ascasibar, Marcos Alexander; Vilcahuamán Cajacuri, Luis AlbertoLa presente investigación se centró en el desarrollo de un ventilador mecánico de presión negativa no invasivo tipo coraza, para el tratamiento de la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) en adultos. Este dispositivo se diseñó mediante simulaciones basadas en modelos matemáticos y la selección de componentes electrónicos y mecánicos. Su funcionamiento se basa en suministrar una fuerza de succión al tórax a través de una coraza conectada a este. El actuador, como un motor o compresor, proporciona esta fuerza para expandir y contraer el tórax y el diafragma durante el ciclo respiratorio. La necesidad de diseñar este tipo de ventilador mecánico surge debido a las carencias en el equipamiento de las instalaciones de atención médica y los altos costos de los tratamientos para enfermedades respiratorias, que se hicieron evidentes durante la pandemia de COVID-19. Este modelo es capaz de generar una presión entre los 20 y – 20 cmH2O, con una frecuencia respiratoria entre los 25 y 35 rpm para su uso en pacientes con EPOC que requieran de una terapia no invasiva con una coraza. Se empleo la metodología VDI 2206, la cual indica las pautas para el desarrollo de proyectos mecatrónicos. Se hizo un análisis de las problemáticas para requerir un ventilador a presión negativa y las tecnologías existentes actualmente. Además, se explica los fundamentos de la mecánica respiratoria y la tecnología de los ventiladores mecánicos. En base a lo anterior, y junto a la lista de requerimientos se determinó que la alternativa más viable era usar un motor junto a un impeller, controlado por un microcontrolador y que se pueda interactuar con una pantalla táctil. Posteriormente, se realiza el diseño electrónico con la selección de componentes; el diseño mecánico con la elaboración del impeller y de control para obtener un modelo matemático de todo el sistema. Finalmente, se procede realizar la simulación mediante software del modelamiento matemático, el diseño en 3D del sistema mecatrónico y el control PID de la presión generada, para luego evaluar la viabilidad económica de la fabricación y el costo de los componentes seleccionados.Ítem Texto completo enlazado Diseño por modelamiento y simulación de un dispositivo médico de tomoimpedancimetría eléctrica para el análisis funcional pulmonar(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-03-01) Aguirre Reyes, Fernando Miguel; Vilcahuaman Cajacuri, Luis AlbertoEn la presente tesis se aborda el diseño de un dispositivo de tomografía por impedancia eléctrica (TIE) para el análisis pulmonar basado en los cambios de volumen de aire en los pulmones. Esta tecnología se basa en la inyección de corriente a través de electrodos, lo cual generará diferencias de potencial en estos y cuyas lecturas permitirán la reconstrucción de un mapa de conductividad del tejido a analizar. Para alcanzar el cumplimiento de los objetivos de esta tesis, se ha dividido la misma en 4 capítulos. En el capítulo 1, se aborda la problemática del sector salud en el Perú y se aborda la necesidad de dispositivos de monitoreo respiratorios para los pacientes conectados a un respirador mecánico en unidades de cuidados intensivos, así como un estudio del estado del arte, analizando los modelos comerciales en la actualidad y sus características. En el capítulo 2, se presenta el marco teórico que fundamenta la aplicación de esta tecnología para el análisis pulmonar, así como la teoría necesaria sobre la TIE y los componentes que conforman un dispositivo TIE. En el capítulo 3, se aborda el diseño de cada uno de los componentes del sistema, así como el modelamiento eléctrico del fantoma que se usará en las pruebas en el software de simulación SPICE y en MATLAB Simulink. Finalmente, en el capítulo 4, se muestran las pruebas y resultados obtenidos mediante la simulación del sistema diseñado aplicado en el fantoma y caracterizando el sistema mediante métricas descritas en el documento.Ítem Texto completo enlazado Metodología para pruebas técnicas de validación del modo presión soporte en ventiladores mecánicos MASI(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-02-13) Fernandez Valiente, Cesar Antonio; Castañeda Aphan, BenjaminEl siguiente trabajo de investigación presenta una metodología para la validación del modo presión soporte del ventilador mecánico MASI, ventilador de emergencia elaborado por la PUCP durante la pandemia de COVID-19, con el fin cubrir la escasez de ventiladores pulmonares. El trabajo soluciona la necesidad de una validación repetible y reproducible para los modos ventilatorios asistidos necesarios para la ventilación no invasiva (VNI), la cual es importante como primera línea de atención a los pacientes o para la recuperación post UCI en el momento del destete. Para ello se desarrolló un procedimiento de pruebas con el objetivo de validar el funcionamiento de MASI en nueve configuraciones ventilatorias donde se varían el trigger y la presión soporte, validando el volumen tidal mediante una tabla patrón del modo presión control del mismo ventilador. Para ello se elaboró un circuito que contiene una jeringa y un simulador pulmonar pasivo entre otros componentes, los cuales permitieron generar el impulso inspiratorio necesario para simular una respiración espontánea de un paciente. Luego de ello se realizó un análisis para determinar la validez tanto de la metodología utilizada como del ventilador MASI, mediante un estudio de repetibilidad y reproducibilidad. Finalmente, en base a todo lo desarrollado se realizaron propuestas de mejora a la metodología utilizada, así como recomendaciones de uso del ventilador en el modo presión soporte en su estado actual de acuerdo a los resultados obtenidos.Ítem Texto completo enlazado Morphological and tribological evaluation of the use of Ti2AlC and Ti3AlC2MAX Phases as a surgical AISI 304 stainless steel coating for a future hip replacement femoral head coating(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-01-31) Ccama Castro, Gianella Alexandra; Grieseler, RolfLa cadera es una de las articulaciones esféricas más conocidas, y está formada por la cabeza del fémur asentada en la pelvis (acetábulo). En las últimas dos décadas, el reemplazo total de cadera (RTC o THR en inglés) ha sido una intervención quirúrgica de gran éxito. Lamentablemente, el Perú no cuenta con un registro nacional como el de la Academia Americana de Cirujanos Ortopédicos. Sin embargo, en base a los registros de los 5 años anteriores al 2020, se reporta un ingreso anual promedio de entre 20-70 pacientes por hospital de nivel II-2 o III-1. La revisión del implante de la articulación de la cadera indica el fin de la cirugía de sustitución con éxito y anuncia una reaparición de los síntomas que, con frecuencia, superan con creces los de la afección inicial. Los principales motivos registrados fueron: infección e inflamación (20,1%), inestabilidad (18,3%), aflojamiento aséptico (15,9%), complicaciones mecánicas (14,9%), entre otras. En este contexto, la biotribología estudia las interacciones de las superficies en contacto bajo movimiento relativo en sistemas biológicos. Para reducir la pérdida de material, se puede aplicar una capa de lubricante que evite el contacto directo. Debido al aumento de pacientes menores de 30 años, que requieren implantes que no limiten sus actividades y duren más de 10 años, se sigue investigando en nuevos recubrimientos de implantes metálicos o cerámicos seguros bajo las evaluaciones de comportamiento tribológico y corrosivo para reducir la posibilidad de una revisión a corto plazo que retrase la rehabilitación del paciente. En este contexto, esta tesis presenta una alternativa para los lubricantes sólidos como recubrimientos en la cabeza femoral de los implantes de cadera. Esta tesis tiene dos objetivos principales. En primer lugar, es una revisión de los avances actuales en la tecnología de recubrimientos para mejoras tribológicas en materiales de prótesis de cadera. Para ello, se revisan los resultados obtenidos en diferentes tribómetros. En segundo lugar, se presenta el primer intento con éxito de crear un recubrimiento de Ti2AlC y Ti3AlC2 sobre un sustrato de acero inoxidable. La caracterización estructural y morfológica de estos recubrimientos se realizó mediante técnicas como la microscopía electrónica de barrido, la difracción de rayos X y la espectroscopia Raman. Los resultados evidencian una formación significativa de fases MAX sobre un sustrato de acero inoxidable AISI 304 con una barrera de difusión de SixNy. Estas muestras se probaron posteriormente con un tribómetro "bola sobre plano"para estudiar si el coeficiente de fricción (COF) se veía afectado. Las 6 configuraciones trabajadas fueron una combinación de 3 fuerzas (0.16 N, 0.8 N y 1.6 N) con 2 velocidades (2mms−1 y 10mms−1) contra una bola de 4mms de diámetro de AISI 52100 durante 15 minutos. Los resultados fueron prometedores, ya que en todas las condiciones probadas, el Ti3AlC2 tenía un COF en torno a 0,13. El revestimiento de Ti2AlC sobre AISI 304 presentaba valores similares al AISI 304 sin revestimiento a altas fuerzas (COF entre 0.7 y 0.75), pero al aumentar la velocidad y, por tanto, el recorrido, el Ti2AlC tenía un COF más estable en torno a 0,72 para todas las fuerzas. En general, el COF se vió reducido a largo plazo en las muestras con recubrimientos de Ti2AlC y Ti3AlC2, en comparación al AISI 304 sin recubrimiento. Para la caracterización de las huellas dejadas tras la prueba tribológica, se utilizó SEM-EDX para un escaneo lineal de la composición de una sección transversal de huellas y un análisis puntual de puntos alrededor del borde de la huella (donde la bola cambia de dirección). También se utilizó la espectroscopia Raman para caracterizar los subproductos alrededor de las pistas con mayores fuerzas aplicadas (1.6 N). El Ti2AlC tenía marcas visibles y un alto desgaste del revestimiento, con la única excepción de la pista a 2mms−1 y 0,16 N. El Ti3AlC2 tenía las marcas menos visibles, y solo a baja velocidad y alta fuerza (2mms−1 y 1,6 N) había desgaste del revestimiento. En general, la mayoría de los restos en los resultados del análisis elemental provenían de la bola homóloga de AISI 52100. En conclusión, se obtuvieron resultados prometedores en la reducción de los valores de COF de los recubrimientos de Ti2AlC y Ti3AlC2. Especialmente de Ti3AlC2, ya que tuvo la menor formación de partículas y desgaste de recubrimiento con un COF inferior a los materiales comerciales de prótesis de cadera incluso sin lubricación. En el trabajo futuro, el uso de Ti2AlC y Ti3AlC2 recubrimientos debe ser seguido por el estudio de estos recubrimientos biocompatibilidad comportamiento y osteointegración. Para verificar su uso en aplicaciones clínicas, deberá realizarse un análisis sobre un implante de cadera comercial y un ensayo de tribocorrosión.Ítem Texto completo enlazado Estudio comparativo entre el ventilador mecánico peruano de emergencia masi y el ventilador estadounidense Spiro Wave(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-01-26) Quispe Pintado, Hugo Javier; Perez Buitrago, Sandra MilenaActualmente, no existe un equipo biomédico fabricado en el Perú que haya obtenido registro sanitario (RS). Durante la pandemia de la COVID-19 se viabilizó el permiso excepcional para uso clínico de innovaciones peruanas en pro de cubrir el déficit de equipamiento durante la emergencia sanitaria. Una de estas innovaciones, fue el ventilador Masi, un producto fabricado en la PUCP con apoyo de empresas privadas y que llegó a ser usado clínicamente, demostrando un gran nivel de la capacidad de producción del Perú en esta industria y acortando la brecha existente entre la tecnología de equipos biomédicos importados. El presente trabajo de tesis tiene como objetivo principal describir el nivel de desarrollo del ventilador peruano Masi mediante el estudio comparativo de sus características técnicas y de desempeño con las del ventilador estadounidense Spiro Wave, el cual también fue desarrollado en base a una innovación académica del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT). La metodología del trabajo se divide en tres etapas: diseño de protocolo de calibración, análisis estadístico y evaluación. El protocolo de calibración diseñado es basado en estándares de calibración mecánicos e indica todas las consideraciones tomadas en cuenta para la ejecución de las pruebas y reporte de resultados. Luego de implementado el protocolo de calibración, se analiza estadísticamente los resultados obtenidos utilizando el análisis de varianza y cálculo de incertidumbres para validar las pruebas realizadas. La evaluación de los resultados del estudio se basa en utilizar las calibraciones para comparar el desempeño de ambos ventiladores bajo el estándar de validación más alto de este tipo de equipos, la ISO 80601:2-2020 “Equipo médico eléctrico. Parte 2-12: Requisitos particulares para la seguridad básica y funcionamiento esencial de los respiradores para cuidados intensivos” y la norma peruana EDP:103-2020 “EQUIPO MÉDICO ELÉCTRICO. Ventiladores. Especificaciones de diseño y fabricación para su uso en cuidados críticos pediátrico-adultos durante la emergencia sanitaria. 1a Edición” como referencia para los límites de exactitud permitidos. Además, se realiza una descripción de resultados para los parámetros de interés: Volumen Tidal, Relación entre el Tiempo Inspiratorio y Espiratorio, Frecuencia Respiratoria, Presión Positiva al Final de la Espiración y Presión Inspiratoria Pico. Los resultados permiten concluir que el ventilador peruano Masi se desempeñó mejor que el ventilador estadounidense Spiro Wave en las pruebas de calibración realizadas considerando los rangos establecidos estadísticamente para el análisis realizado de los parámetros ventilatorios de interés. Esto permite afianzar el nivel de la tecnología peruana en equipos médicos y sentar precedentes científicos para la obtención del registro sanitario del ventilador Masi.Ítem Texto completo enlazado Propuesta de sistema de ventilación en una IPRESS nivel l-4 acorde a la normativa nacional y recomendaciones internacionales(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-01-23) Encabo Caballero, Rodrigo; Jiménez Ugarte, Fernando OctavioLas infecciones intra hospitalarias (IIH) se definen como procesos infecciosos no previamente existentes que se manifiesten 2 o 3 días después de la estadía de un paciente en una Institución Prestadora de Servicios de Salud (IPRESS). Una forma de transmisión es por vía área, por ello, se tuvo como objetivo proponer un sistema de ventilación basado en el cumplimiento de estándares internacionales a partir de la evaluación de un centro de salud de la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP). La metodología para obtener los resultados fue la guía de la Harvard School of Public Health para obtener las renovaciones de aire y compararlo junto a la temperatura, la humedad relativa y diferentes condiciones del centro de salud con la normativa ASHRAE 170-2017. A partir de lo cual, se realiza una propuesta de ventilación que cumple con la normativa internacional, la cual cuenta con diversos ventiladores, deshumificadores, renovadores de aire y hace uso de los splits del centro de salud. La propuesta requiere un capital de $34 730,00 y tiene un costo operativo de $972,00.Ítem Texto completo enlazado Evaluación de características de recubrimientos de fases MAX, Ti2AlC y Ti3AlC2, para potencial uso como lubricante sólido a fin de reducir el desgaste y efecto running-in en implantes de rodilla y cadera(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-01-23) Lopez Anton, Andrea Giannella; Grieseler, RolfEn la presente Tesis se muestra la evaluación de recubrimiento de fases MAX, Ti2AlC y Ti3AlC2, como una alternativa para uso en lubricante sólido de implantes de rodilla o cadera. Para esto se usó Silicio como base para recubrir; y se realizaron ensayos tales como espectroscopia de Raman, Espectroscopia de Energía Dispersiva, Microscopia Electrónica de Barrido y Difracción de Rayos X, para caracterizar los elementos presentes en la muestra, su composición y enlaces. También se realizaron ensayos de caracterización tribológicos para cuantificar el coeficiente de fricción y mojabilidad de la muestra. El ensayo para la medición del coeficiente de fricción (COF) se realizó con un tribómetro mediante el método de pin-onplate a velocidades de 2 y 10 mm/s, y a fuerzas normales aplicadas de 0.16 y 0.80 N. Adicionalmente se realizaron pruebas de ángulo de contacto con un goniómetro usando 2 tipos de líquido: agua desionizada, y agua desionizada con cloruro de sodio a una concentración de 3.5 %. Donde, a las muestras recubiertas, se les agregaron gotas del agua con NaCl para medir el COF y se usaron valores de fuerza de 0.16 y 0.80 N a velocidad de 2 mm/s, con el fin de evaluar su relación con la curva de Stribeck, la cual varía dependiendo de un cambio de fuerzas. Obteniéndose como resultados que el menor valor de COF para las pruebas en seco se alcanzó con la muestra con Ti2AlC al aplicar la fuerza de 0.16 N y velocidad de 2 mm/s. Además, esta misma, obtuvo el menor rango de fase running-in entre las muestras con recubrimiento para ensayos con velocidad de 2 mm/s. Por otro lado, la muestra recubierta con Ti3AlC2 fue la que obtuvo mayor COF en las pruebas, y, su fase running-in fue la de menor rango entre las muestras recubiertas para las pruebas con velocidades a 10 mm/s. En las pruebas de mojabilidad, se obtuvo que el Ti2AlC y Ti3AlC2 tienen comportamiento hidrofóbico. Por otro lado, en las pruebas con el líquido se obtuvo que la muestra recubierta con menor valor de COF fue la de Ti2AlC con la fuerza de 0.80 N. Finalmente, el recubrimiento de Ti2AlC es el que generó menos contaminaciones y no se rompió la capa de recubrimiento, logrando disminuir el valor de COF comparado al de Silicio. Siendo el Ti2AlC el material que podría usarse para otras aplicaciones de recubrimiento en articulaciones que requieran de una velocidad y fuerzas parecidas a las usadas en los ensayos. Finalmente, se cumplió con los objetivos propuestos y se caracterizó la muestra en un ambiente sin líquido y con líquido. Adicionalmente, se puede evaluar el aumento de espesor en los recubrimientos para que se evite su extracción en las pruebas tribológicas y logren disminuir el COF; y con respecto al comportamiento hidrofóbico, este aporta como material bactericida ante aplicaciones en implantes, por lo que también se recomienda que se realicen ensayos con bacterias para evaluar su efectividad.