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Para monitorear a pacientes con temblores o síndrome de Parkinson y para realizar un uroanálisis de manera más rápida, eficaz y segura, en las aulas de la Universidad Autónoma del Caribe se desarrollaron dos nuevos software cuyos registros fueron aprobados por la Dirección Nacional de Derecho de Autor (DNDA), oficina administrativa adscrita al Ministerio del Interior.

 

Tacktikinsor y UROVA son los dos proyectos que fueron desarrollados por docentes y estudiantes del programa de Ingeniería Mecatrónica, con apoyo de personal médico y en las instalaciones de la Clínica de la Costa.

 

“La participación de la Clínica de la Costa tuvo que ver con la aplicación de los software, en primer lugar lo que se hizo fue generar las variables clínicas, las características clínicas de la enfermedad y, con base en esto, diseñar el software junto con los ingenieros para que pudiese arrojar las características correlacionadas con la sintomatología de las enfermedades”, explica el médico Gustavo Aroca, director de la Clínica de la Costa.

 

El primer proyecto, Tacktikinsor, es una aplicación móvil para Android que hace la medición de vibraciones motoras en pacientes con temblores o enfermedad de Parkinson, graficando y mostrando los resultados de las vibraciones en las manos del paciente.

 

Su función es medir los cambios de posición en los ejes x, y, z, y mediante procesos y ecuaciones matemáticas mostrar un valor resultante de los datos obtenidos; para el propósito de tratar y monitorear a pacientes con temblores o síndrome de Parkinson.

 

Equipo Tacktikinsor.jpg

 

El equipo de investigadores estuvo conformado por los estudiantes (hoy egresados) de Ingeniería Mecatrónica Andrés López Lobos e Israel Ubarnes Vidal. Desde el punto ingenieril y de ejecución, el proyecto estuvo a cargo de Pablo Bonaveri (Ph.D) y Carlos Díaz Sáenz (Ph.D (c)), quienes trabajan en la línea de bioingeniería y biomédica del GIIM – Grupo de Investigación en Ingeniería Mecatrónica, de la Universidad Autónoma del Caribe, categorizado en A (Minciencias). Contaron con el apoyo de los doctores Gustavo Aroca Martínez, Ángela Ulloa y Oswaldo Lara.

 

Docentes Carlos Saínz y Pablo Bonaveri.jpg

 

En cuanto al proyecto UROVA, la Clínica de la Costa colaboró con el desarrollo del proyecto mediante el préstamo de su Laboratorio de Toma de Muestras de Orina. Los investigadores utilizaron el laboratorio durante 2 meses, 2 días por semanas, y realizaron cerca de 600 pruebas con uso de tiras reactivas.

 

UROVA es un software que obedece a sistema experto para análisis de orina por medio de tiras reactivas, utilizando visión artificial. El software es capaz de leer las tiras reactivas de uroanálisis de manera rápida, eficaz y segura, obteniendo finalmente un resultado con mayor grado de precisión; esto se pudo llevar a cabo gracias a la implementación de la visión artificial, el procesamiento de imagen y la evaluación de la escala RGB en los parámetros como: glucosa, proteína, bilirrubina, urobilinógeno, PH, gravedad específica, cetonas, nitritos, leucocitos y sangre.

 

El software cuenta con un componente adicional de innovación en el área de Diseño Mecatrónico, Ciencias Biomédicas y Biomecatrónica, pues que integra sensores y manipula señales y lecturas provenientes de las tiras reactivas de uroanálisis empleando visón artificial.

 

Estudiantes de UROVA.jpg

 

La investigación estuvo desarrollada por los estudiantes (hoy egresados) del programa de Ingeniería Mecatrónica Rodolfo Flórez y José Banda, bajo la dirección de los Ingenieros Carlos Díaz Sáenz y Pablo Bonaveri de Uniautónoma. Además contaron con el apoyo de los doctores Gustavo Aroca Martínez y Johana Soto.

 

Sobre lo lo que sigue para estas investigaciones, el doctor Aroca señala que una vez que han sido otorgados los registros de software “viene un gran desarrollo para estos proyectos”. 

 

“En primer lugar realizar un mayor número de estudios aplicados con distintos pacientes, de distintas instituciones, para hacer la validación de los resultados con una muestra mucho más representativa, de por lo menos 50 pacientes. Esta investigación es de gran importancia para la Región Caribe, donde existe un elevado número de personas con las patologías que estamos investigando, y este proyecto ayuda a mejorar el diagnóstico clínico, así como un abordaje más temprano y de mejor calidad de la atención con mejores resultados en los pacientes”, manifiesta el director de la Clínica de la Costa. 

 

En la actualidad, el proyecto URO-VA está aplicando a la convocatoria del Sistema General de Regalía, como alistamiento tecnológico, y así, posteriormente realizar el registro de patente ante la Superintendencia de Industria y Comercio - SIC de Colombia.

 

Análisis de Orina FreePik.jpg

 

Para continuar con este tipo de investigaciones conjuntas, la Universidad Autónoma del Caribe y la Clínica de la Costa firmarán un convenio marco y específico de colaboración en proyectos de investigación, enfocados en el sector salud.

 

Para el doctor Gustavo Aroca es importante que “la ingeniería biomédica esté articulada con los clínicos, ya que de las observaciones y del trabajo en equipo se logra contextualizar la sintomatología clínica de los pacientes, y esto va a dar unos mejores resultados. El desarrollo tecnológico de la Autónoma, aliada con la Clínica de la Costa, sin duda ofrecerá avances científicos importantes en los próximos años”.

 

Desde la Universidad Autónoma del Caribe se fomentan los procesos investigativos de los estudiantes y docentes, en la búsqueda de brindarle a la sociedad soluciones efectivas a sus necesidades y a sus problemas. La investigación es una de las más importantes actividades misionales de nuestra Casa de Estudios y hace parte de la formación integral de nuestros egresados.

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Juan Pablo Zuluaga, egresado del programa de Ingeniería Mecatrónica de la Universidad Autónoma del Caribe, fue el ganador del Hackathon 2020 que se realizó en Suiza, con un proyecto que usa inteligencia artificial para beneficiar a personas con discapacidad visual.

 

La hackathon es una maratón de desarrollo web; un encuentro de programadores cuyo objetivo es el desarrollo colaborativo de software. Los participantes se organizan en grupos y cada uno tiene proyectos y retos que conseguir. Es una estructura organizativa horizontal donde se complementan los conocimientos y experiencia de cada persona con el fin de lograr un objetivo común y desarrollar soluciones concretas, mediante trabajo colaborativo en equipo.

 

El dispositivo creado por Juan Pablo se llama Sound Map (Mapa de sonido, nombre traducido del inglés) y consiste en un cinturón portátil con inteligencia artificial, equipado con una cámara, capaz de proporcionar información en tiempo real sobre el entorno circundante de una persona a través de la realidad aumentada de audio (Audio AR).

 

De manera similar a la forma en que identificamos fácilmente la posición de los pájaros que silban, el dispositivo escanea en tiempo real el entorno y produce sonidos direccionales (a través de audio AR) que son transmitidos por unos auriculares. Las personas ciegas y con discapacidad visual pueden, por tanto, cartografiar y comprender su entorno.

 

SoundMap 2.jpg

 

Durante su estancia en Uniautónoma, Juan Pablo fue un activo estudiante de Semilleros de Investigación entre 2013 y 2015. Esto le permitió desarrollar una producción científica de tres artículos en revistas indexadas, un capítulo de libro resultado de investigación, varias ponencias nacionales e internacionales, además de un registro de software y una patente de invención por ‘Sistemas de sismocardiografía para captar señales precordiales’, otorgada a nuestra Casa de Estudio recientemente.

 

Todo su esfuerzo investigativo rindió frutos al ganar la beca Erasmus Mundus +, lo que le permitió viajar a Europa para hacer una maestría en Ingeniería Mecatrónica en tres países (España, Francia y Alemania). Siguió cosechando éxitos y resultó beneficiado con una beca para hacer un doctorado en Suiza, donde actualmente cursa segundo semestre.

 

Juan Pablo Zuluaga y Pablo Bonaveri.jpg

 

El objetivo de Juan Pablo Zuluaga y de su equipo es mejorar el prototipo en los próximos meses, y está en proceso de conseguir socios interesados (universidades, asociaciones o personas con discapacidad visual) que se sumen al proyecto para continuar con su desarrollo.

 

Para la Universidad Autónoma del Caribe es motivo de orgullo ver el trabajo de formación integral que reciben nuestros estudiantes materializado en los logros de nuestros de egresados. La investigación y la innovación son pilares fundamentales de la formación académica, como respuesta a los problemas y necesidades del entorno de nuestra Casa de Estudios.

 

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Los docentes Gisella Borja, Evert De Los Rios, Jose Ledesma y Glayder Viloria, del programa de Ingeniería Electrónica y Telecomunicaciones de la Universidad Autónoma del Caribe, sometieron a evaluación el trabajo titulado 'Heart Rate Monitor for Athletes in Activity' (Monitor de Frecuencia Cardíaca para Atletas en Actividad), con el fin de ser presentado en el marco del VIII Congreso Latinoamericano de Ingeniería Biomédica y XLII Congreso Nacional de Ingeniería Biomédica.

 

La Docente Gisella Borja fue la encargada de asistir como ponente para presentar los resultados de la investigación en un evento desarrollado en Cancún, en el estado Quintana Roo en México.

 

El trabajo presentado está enfocado en el desarrollo de un sistema de monitoreo de frecuencia cardíaca (FC) que tiene la posibilidad de enviar los datos de uno o más deportistas a un solo modulo vía Zigbee, y posteriormente retransmitirlos utilizando la red 3G a una unidad remota de visualización y procesamiento que no requiere de equipos de alto costo.

 

Congreso de Ingeniería Biomédica (2).jpg

 

 

El sistema se compone de una unidad de adquisición y transmisión de la frecuencia cardíaca, un Gateway, y una unidad de monitoreo y análisis. Para la adquisición de la frecuencia cardíaca, la cual en un deportista de alto rendimiento se estima entre 40 – 195 ppm (pulsaciones por minuto), se utiliza una banda de pecho que incluye un sensor de frecuencia cardíaca, el cual se conecta a un microcontrolador (PIC32MX2) que detecta los latidos del corazón como un pulso Alto/Bajo.

 

En este caso, el microcontrolador es el encargado de calcular la frecuencia cardíaca y del empaquetamiento de los datos para su transmisión hacia el módulo Zigbee. El Gateway es el nodo sumidero de la red donde se recepcionan todos los datos provenientes de las distintas unidades de adquisición y transmisión de la FC.

 

El Gateway gestiona el módulo 3G (Ublox SARA – U201) y el módulo Zigbee, y un microcontrolador PIC32Mx7 establece la conexión con el programa gestor de comunicaciones alojado en el servidor remoto y la mantiene operativa de manera automática. El dispositivo móvil consulta la base de datos y mediante una interfaz se genera gráficas de comportamiento de la FC durante el entrenamiento.

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