Evoluzione tecnologica dei Defibrillatori Automatici Esterni: gestione, caratteristiche tecniche, analisi delle prestazioni e utilizzo secondo linee guida aggiornate

Tenendo conto dell'elevato numero di morti provocate da arresto cardiaco e la possibilità di abbassare questo numero intervenendo tempestivamente con un Defibrillatore, mi sono posto l'obiettivo di analizzare dal punto di vista prestazionale e di costi i principali Defibrillatori Automatici Esterni presenti sul mercato in prospettiva di un eventuale acquisto futuro da parte della sede di Ingegneria dell'Università di Bologna.

Modelli matematici di cardiomiociti derivanti da cellule staminali: una nuova formulazione per riprodurre gli effetti proaritmici del blocco della corrente di potassio

I cardiomiociti derivanti da cellule staminali pluripotenti indotte (hiPSC-CMs) costituiscono un nuovo approccio per lo studio delle proprietà delle cellule cardiache sia degli individui sani che di quelli affetti da malattie ereditarie e possono rappresentare inoltre una piattaforma in vitro per la scoperta di nuovi farmaci e terapie rigenerative. Il grande impatto delle hiPSC-CMs nell’ambito della ricerca si deve soprattutto alle loro proprietà elettrofisiologiche: queste cellule non solo esprimono fenotipi genici e proprietà delle correnti ioniche tipiche delle cellule cardiache, ma sono anche in grado di riprodurre fenomeni aritmici, come le EAD, a seguito della somministrazione di farmaci. Grazie anche alla grande potenza di calcolo oggi disponibile è possibile supportare la pratica in vitro con modelli in silico, abbattendo sia i costi che i tempi richiesti dagli esperimenti in laboratorio. Lo scopo di questo lavoro è quello di simulare il comportamento delle hiPSC-CMs di tipo ventricolare in risposta alla somministrazione di farmaci che interagiscono con la corrente di potassio IKr, principale responsabile della ripolarizzazione cardiaca. L’assunzione di certi farmaci può comportare infatti una riduzione della IKr, con conseguente prolungamento della fase di ripolarizzazione del potenziale d’azione cardiaco. Questo meccanismo è causa dell’insorgenza della sindrome del QT lungo di tipo 2, che in casi estremi può degenerare in aritmie gravi. Ciò suggerisce che queste cellule rappresentano un importante strumento per la valutazione del rischio pro-aritmico che può essere facilitata da simulazioni in silico effettuate utilizzando modelli computazionali basati su dati fisiologici.

Analisi di un sistema di monitoraggio della frequenza cardiaca per mezzo di videocamere digitali

In campo medico ha un ruolo fondamentale il monitoraggio dei parametri vitali, importanti indicatori dello stato di salute del paziente, essenziali nella diagnosi e nella cura dellle patologie. La frequenza cardiaca occupa un ruolo fondamentale nella clinica, primo indice dell'attività cardio circolatoria del paziente. Il trattato analizza una metodica di monitoraggio del battito cardiaco per mezzo delle videocamere digitali, la ripresa diretta in video del volto del paziente e la presenza di un'adeguata illuminazione ambientale: la pulsazione cardiaca esercita variazioni di pressione a livello periferico generando un cambiamento del colore della pelle sulle zone più esposte, quali il viso. Analizzando l'andamento temporale del segnale RGB registra, per mezzo di algoritmi di elaborazione delle immagini, è possibile stimare accuratamente il battito cardiaco dell'utente. Nell'elaborato viene affrontata la metodica degl algoritmi di image-prcessing presentando un applicativo scritto in linguaggio Python, funzionante e testato su di un sistema Linux (Ubuntu 14.04). Tale metodo si basa sui concetti della fotopletismografia applicata in remoto denotando il non-contact-mode.

Fibrilación auricular y terapéutica anticoagulante

La fibrilación auricular es la taquiarritmia más frecuente en la población general. La frecuencia de dicha arritmia aumenta con la edad, presentándose en un 1.5% de los 50 a 59 años a 8-10% de los 80 a 89 años. La fibrilación auricular incrementa el riesgo de sufrir un evento cerebrovascular isquémico cardioembólico en 5 veces y causa el 15% de todos los accidentes cerebrovasculares isquémicos. El manejo de la fibrilación auricular se enfoca, principalmente, en la prevención de los fenómenos tromboembólicos y en el control de la frecuencia y ritmo cardiaco. La anticoagulación, ha demostrado ser la principal herramienta en la prevención de eventos cardioembólicos. Aunque las complicaciones hemorrágicas por el tratamiento son esperables, y aumentan con la edad, sobrepasa por mucho, el beneficio de usar anticoagulación, al riesgo de sangrados. Precisamente debido a la heterogeneidad clínica de esta arritmia y a la dificultad de establecer un tratamiento adecuado para cada caso en particular, el American College of Cardiology, la American Heart Association, la European Society of Cardiology y el American College of Chest Physicians han establecido unas guías para mejorar el manejo de los pacientes. La revisión de esta patología y de estas directrices propuestas pueden facilitar y mejorar notablemente el tratamiento de los pacientes con fibrilación auricular.

Técnica de colocación de sonda vesical en el servicio de urgencias del Hospital Enfermeros Argentinos

En el presente trabajo, la recolección de datos se hizo a través de una planilla de observación, mientras el personal de enfermería del servicio de Urgencias del Hospital Enfermeros Argentinos realizaba la técnica del cateterismo vesical. En el marco teórico se tratan las infecciones urinarias asociadas al cateterismo vesical, las infecciones intrahospitalarias, y por último la técnica de un correcto lavado de manos según la OMS. Las tablas y los gráficos demuestran cuáles son los pasos de la técnica que no se cumplen, y otorgan la base para la propuesta de cambios necesarios para mejorar la calidad de atención en este servicio de urgencias. Se presentan los aspectos más importantes en relación con el sondaje vesical, instando a los profesionales de enfermería a reflexionar sobre la significativa necesidad de conocer las indicaciones y los riesgos de este procedimiento, y sobre la responsabilidad que asumimos para que la colocación de este cateterismo a un paciente crítico, sea un acto de enfermería coherente dentro de los principios éticos que asegure la calidad del cuidado, previniendo complicaciones al paciente y su familia.

Eficacia de las vías periféricas intermitentes versus vías parenteral continuas en pacientes pediátricos de 2 a 4 años durante los meses mayo, junio y julio del 2013

El presente estudio tiene como propósito determinar la eficacia de las vías periféricas intermitentes versus vías parenterales continuas, en pacientes pediátricos de 2 a 4 años, del servicio de pediatría del Hospital Enfermeros Argentinos en la provincia de Mendoza. Para comprobar la eficacia se utilizó un diseño metodológico, el tipo de estudio es cuantitativo, observacional de corte transversal. Teniendo en cuenta todos los niños de 2 a 4 años que se encontraban internados con vías periféricas en el mes de mayo, junio y julio del 2013, de allí se extrajo la muestra de todos los pacientes internados con vías intermitentes y con vías parenterales continuas. Los datos se obtuvieron por medio de planillas que registraban los dos tipos de vías en estudio, la cual permitió obtener la información directamente proporcionada por los sujetos del estudio. A través de este instrumento de medición se pudo obtener resultados que indicaron la durabilidad de las vías periféricas intermitente y parenteral continuas con todas las posibles complicaciones que producen estos tipos de vías. Por último se detalla un análisis de los resultados, la interpretación de los mismos, se realizaran recomendaciones por los autores del estudio investigativo dirigido al equipo de salud del servicio de pediatría de Hospital Enfermeros Argentinos de General Alvear Mendoza, para modificar los factores influyentes que perjudican el bienestar del niño.

Racionalidad, emociones y felicidad : Vínculos posibles

Este trabajo se enmarca en la temática principal acerca de los conceptos clásicos de racionalidad, emociones y felicidad así como de una revisión actual de ellos. El objetivo central es, pues, analizar las tres nociones. Para ello, la metodología será el análisis conceptual de los textos pertinentes referidos en la bibliografía. La conclusión se centrará en que hay un doble vínculo científico, psicológico-neurológico y económico viable entre las nociones de racionalidad, las emociones y la felicidad.La relación entre la racionalidad, las emociones y la felicidad constituye un problema de larga data. Básicamente, se pueden distinguir tres grupos de cuestiones. En primer lugar, podemos intentar determinar el 'impacto de las emociones en la racionalidad de la toma de decisiones'. (Elster 2002, IV) En segundo lugar, podemos preguntarnos si 'las propias emociones pueden ser valoradas como más o menos racionales, independientemente de su influencia en las elecciones que hacemos o en las creencias que nos formamos'. (Ibid. 2) Y, en tercer lugar, podemos preguntarnos si las emociones pueden ser objeto de una elección racional, es decir, 'si las personas pueden entrar en una deliberación racional acerca de cuáles son las emociones que han de inducirse en sí mismas o en los demás y si realmente lo hacen'. (Ibid. IV, 3, 300) Tradicionalmente, se ha aceptado que las emociones suponen una especie de 'traba' para la elección racional. Sin embargo, esta posición ha sido revisada, proponiéndose, en cambio, que las emociones no sólo no interfieren en la toma racional de decisiones sino que la favorecen. De este modo, se puede decir que las emociones nos ayudan a tomar decisiones funcionando como factores que deshacen el 'empate en los casos de indeterminación' y que, de manera más general, mejoran la calidad de la toma de decisiones al hacer posible que nos centremos en los rasgos mas destacados de la situación (Elster 2002, Apéndice) análogamente al análisis situacional de Popper. Contra la propuesta tradicional y la revisionista, se enuncia la tesis de que las emociones no afectan 'en lo más mínimo' la racionalidad de la elección misma. Si bien las emociones intervienen en las decisiones como costos y beneficios asociados a las diversas opciones no lo hacen en tanto fuerzas psíquicas 'distorsionantes' de los mecanismos de la elección. Se trata, en este contexto, de la capacidad (¿estado de ánimo?) de abordar una tarea llevándola al término propuesto. El resultado final complace -hace feliz- a la persona que la lleva a cabo. A partir de 1987, Ekman estableció las pruebas en relación con que la emoción tiene diferentes patrones en el sistema nervioso autónomo. 'Los actores representaban expresiones faciales mientras eran registrados con una serie de variables autónomas (ritmo cardiaco, conductancia de la piel)" (p. 49) Ekman y colaboradores propusieron patrones de la emoción diferentes para seis emociones biológicamente básicas: 1. Sorpresa. 2. Disgusto. 3. Tristeza. 4. Ira. 5. Miedo. 6. Alegría/Felicidad. Especialmente después del año 2004 las The Big Six de Prinz se convirtieron en la lista de emociones básicas ampliamente aceptadas. Se estableció así un primer vínculo de carácter psicológico y neurocientífico entre las nociones de racionalidad, las emociones y la felicidad. El segundo vínculo que propondremos en este trabajo se refiere al de la economía, más precisamente, la rama de la economía de la felicidad. Este vínculo manifiesta una relación donde las variables económico-sociológicas deben ser incluidas en el nexo entre la racionalidad, las emociones y la felicidad. La llamada 'paradoja de Easterlin' es un concepto clave en la economía de la felicidad: dentro de un país dado, la gente con mayores ingresos tiene una mayor tendencia a afirmar que es más feliz. Sin embargo, cuando se comparan los resultados de varios países, el nivel medio de felicidad que los sujetos dicen poseer no varía prácticamente. (Maceri, S., García P. 2010). A través de Easterlin (2001), se advierte que aunque el resultado de sus estudios es paradojal, los contextos sociales deben ser contemplados en este segundo tipo de nexo. En síntesis, hay un doble vínculo viable entre las nociones de racionalidad, las emociones y la felicidad: el de la psicología y neurociencia, por una parte, y el de la ciencia económica, por otra, ambos interconectados con sus consabidas dificultades

Racionalidad, emociones y felicidad : Vínculos posibles

Este trabajo se enmarca en la temática principal acerca de los conceptos clásicos de racionalidad, emociones y felicidad así como de una revisión actual de ellos. El objetivo central es, pues, analizar las tres nociones. Para ello, la metodología será el análisis conceptual de los textos pertinentes referidos en la bibliografía. La conclusión se centrará en que hay un doble vínculo científico, psicológico-neurológico y económico viable entre las nociones de racionalidad, las emociones y la felicidad.La relación entre la racionalidad, las emociones y la felicidad constituye un problema de larga data. Básicamente, se pueden distinguir tres grupos de cuestiones. En primer lugar, podemos intentar determinar el 'impacto de las emociones en la racionalidad de la toma de decisiones'. (Elster 2002, IV) En segundo lugar, podemos preguntarnos si 'las propias emociones pueden ser valoradas como más o menos racionales, independientemente de su influencia en las elecciones que hacemos o en las creencias que nos formamos'. (Ibid. 2) Y, en tercer lugar, podemos preguntarnos si las emociones pueden ser objeto de una elección racional, es decir, 'si las personas pueden entrar en una deliberación racional acerca de cuáles son las emociones que han de inducirse en sí mismas o en los demás y si realmente lo hacen'. (Ibid. IV, 3, 300) Tradicionalmente, se ha aceptado que las emociones suponen una especie de 'traba' para la elección racional. Sin embargo, esta posición ha sido revisada, proponiéndose, en cambio, que las emociones no sólo no interfieren en la toma racional de decisiones sino que la favorecen. De este modo, se puede decir que las emociones nos ayudan a tomar decisiones funcionando como factores que deshacen el 'empate en los casos de indeterminación' y que, de manera más general, mejoran la calidad de la toma de decisiones al hacer posible que nos centremos en los rasgos mas destacados de la situación (Elster 2002, Apéndice) análogamente al análisis situacional de Popper. Contra la propuesta tradicional y la revisionista, se enuncia la tesis de que las emociones no afectan 'en lo más mínimo' la racionalidad de la elección misma. Si bien las emociones intervienen en las decisiones como costos y beneficios asociados a las diversas opciones no lo hacen en tanto fuerzas psíquicas 'distorsionantes' de los mecanismos de la elección. Se trata, en este contexto, de la capacidad (¿estado de ánimo?) de abordar una tarea llevándola al término propuesto. El resultado final complace -hace feliz- a la persona que la lleva a cabo. A partir de 1987, Ekman estableció las pruebas en relación con que la emoción tiene diferentes patrones en el sistema nervioso autónomo. 'Los actores representaban expresiones faciales mientras eran registrados con una serie de variables autónomas (ritmo cardiaco, conductancia de la piel)" (p. 49) Ekman y colaboradores propusieron patrones de la emoción diferentes para seis emociones biológicamente básicas: 1. Sorpresa. 2. Disgusto. 3. Tristeza. 4. Ira. 5. Miedo. 6. Alegría/Felicidad. Especialmente después del año 2004 las The Big Six de Prinz se convirtieron en la lista de emociones básicas ampliamente aceptadas. Se estableció así un primer vínculo de carácter psicológico y neurocientífico entre las nociones de racionalidad, las emociones y la felicidad. El segundo vínculo que propondremos en este trabajo se refiere al de la economía, más precisamente, la rama de la economía de la felicidad. Este vínculo manifiesta una relación donde las variables económico-sociológicas deben ser incluidas en el nexo entre la racionalidad, las emociones y la felicidad. La llamada 'paradoja de Easterlin' es un concepto clave en la economía de la felicidad: dentro de un país dado, la gente con mayores ingresos tiene una mayor tendencia a afirmar que es más feliz. Sin embargo, cuando se comparan los resultados de varios países, el nivel medio de felicidad que los sujetos dicen poseer no varía prácticamente. (Maceri, S., García P. 2010). A través de Easterlin (2001), se advierte que aunque el resultado de sus estudios es paradojal, los contextos sociales deben ser contemplados en este segundo tipo de nexo. En síntesis, hay un doble vínculo viable entre las nociones de racionalidad, las emociones y la felicidad: el de la psicología y neurociencia, por una parte, y el de la ciencia económica, por otra, ambos interconectados con sus consabidas dificultades

Racionalidad, emociones y felicidad : Vínculos posibles

Este trabajo se enmarca en la temática principal acerca de los conceptos clásicos de racionalidad, emociones y felicidad así como de una revisión actual de ellos. El objetivo central es, pues, analizar las tres nociones. Para ello, la metodología será el análisis conceptual de los textos pertinentes referidos en la bibliografía. La conclusión se centrará en que hay un doble vínculo científico, psicológico-neurológico y económico viable entre las nociones de racionalidad, las emociones y la felicidad.La relación entre la racionalidad, las emociones y la felicidad constituye un problema de larga data. Básicamente, se pueden distinguir tres grupos de cuestiones. En primer lugar, podemos intentar determinar el 'impacto de las emociones en la racionalidad de la toma de decisiones'. (Elster 2002, IV) En segundo lugar, podemos preguntarnos si 'las propias emociones pueden ser valoradas como más o menos racionales, independientemente de su influencia en las elecciones que hacemos o en las creencias que nos formamos'. (Ibid. 2) Y, en tercer lugar, podemos preguntarnos si las emociones pueden ser objeto de una elección racional, es decir, 'si las personas pueden entrar en una deliberación racional acerca de cuáles son las emociones que han de inducirse en sí mismas o en los demás y si realmente lo hacen'. (Ibid. IV, 3, 300) Tradicionalmente, se ha aceptado que las emociones suponen una especie de 'traba' para la elección racional. Sin embargo, esta posición ha sido revisada, proponiéndose, en cambio, que las emociones no sólo no interfieren en la toma racional de decisiones sino que la favorecen. De este modo, se puede decir que las emociones nos ayudan a tomar decisiones funcionando como factores que deshacen el 'empate en los casos de indeterminación' y que, de manera más general, mejoran la calidad de la toma de decisiones al hacer posible que nos centremos en los rasgos mas destacados de la situación (Elster 2002, Apéndice) análogamente al análisis situacional de Popper. Contra la propuesta tradicional y la revisionista, se enuncia la tesis de que las emociones no afectan 'en lo más mínimo' la racionalidad de la elección misma. Si bien las emociones intervienen en las decisiones como costos y beneficios asociados a las diversas opciones no lo hacen en tanto fuerzas psíquicas 'distorsionantes' de los mecanismos de la elección. Se trata, en este contexto, de la capacidad (¿estado de ánimo?) de abordar una tarea llevándola al término propuesto. El resultado final complace -hace feliz- a la persona que la lleva a cabo. A partir de 1987, Ekman estableció las pruebas en relación con que la emoción tiene diferentes patrones en el sistema nervioso autónomo. 'Los actores representaban expresiones faciales mientras eran registrados con una serie de variables autónomas (ritmo cardiaco, conductancia de la piel)" (p. 49) Ekman y colaboradores propusieron patrones de la emoción diferentes para seis emociones biológicamente básicas: 1. Sorpresa. 2. Disgusto. 3. Tristeza. 4. Ira. 5. Miedo. 6. Alegría/Felicidad. Especialmente después del año 2004 las The Big Six de Prinz se convirtieron en la lista de emociones básicas ampliamente aceptadas. Se estableció así un primer vínculo de carácter psicológico y neurocientífico entre las nociones de racionalidad, las emociones y la felicidad. El segundo vínculo que propondremos en este trabajo se refiere al de la economía, más precisamente, la rama de la economía de la felicidad. Este vínculo manifiesta una relación donde las variables económico-sociológicas deben ser incluidas en el nexo entre la racionalidad, las emociones y la felicidad. La llamada 'paradoja de Easterlin' es un concepto clave en la economía de la felicidad: dentro de un país dado, la gente con mayores ingresos tiene una mayor tendencia a afirmar que es más feliz. Sin embargo, cuando se comparan los resultados de varios países, el nivel medio de felicidad que los sujetos dicen poseer no varía prácticamente. (Maceri, S., García P. 2010). A través de Easterlin (2001), se advierte que aunque el resultado de sus estudios es paradojal, los contextos sociales deben ser contemplados en este segundo tipo de nexo. En síntesis, hay un doble vínculo viable entre las nociones de racionalidad, las emociones y la felicidad: el de la psicología y neurociencia, por una parte, y el de la ciencia económica, por otra, ambos interconectados con sus consabidas dificultades

Modelos de métrica para sistemas electrónicos de adquisición de datos y de procesamiento para investigación clínica con dispositivos cardiacos implantables

RESUMEN Las enfermedades cardiovasculares constituyen en la actualidad la principal causa de mortalidad en el mundo y se prevé que sigan siéndolo en un futuro, generando además elevados costes para los sistemas de salud. Los dispositivos cardiacos implantables constituyen una de las opciones para el diagnóstico y el tratamiento de las alteraciones del ritmo cardiaco. La investigación clínica con estos dispositivos alcanza gran relevancia para combatir estas enfermedades que tanto afectan a nuestra sociedad. Tanto la industria farmacéutica y de tecnología médica, como los propios investigadores, cada día se ven involucrados en un mayor número de proyectos de investigación clínica. No sólo el incremento en su volumen, sino el aumento de la complejidad, están generando mayores gastos en las actividades asociadas a la investigación médica. Esto está conduciendo a las compañías del sector sanitario a estudiar nuevas soluciones que les permitan reducir los costes de los estudios clínicos. Las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones han facilitado la investigación clínica, especialmente en la última década. Los sistemas y aplicaciones electrónicos han proporcionado nuevas posibilidades en la adquisición, procesamiento y análisis de los datos. Por otro lado, la tecnología web propició la aparición de los primeros sistemas electrónicos de adquisición de datos, que han ido evolucionando a lo largo de los últimos años. Sin embargo, la mejora y perfeccionamiento de estos sistemas sigue siendo crucial para el progreso de la investigación clínica. En otro orden de cosas, la forma tradicional de realizar los estudios clínicos con dispositivos cardiacos implantables precisaba mejorar el tratamiento de los datos almacenados por estos dispositivos, así como para su fusión con los datos clínicos recopilados por investigadores y pacientes. La justificación de este trabajo de investigación se basa en la necesidad de mejorar la eficiencia en la investigación clínica con dispositivos cardiacos implantables, mediante la reducción de costes y tiempos de desarrollo de los proyectos, y el incremento de la calidad de los datos recopilados y el diseño de soluciones que permitan obtener un mayor rendimiento de los datos mediante la fusión de datos de distintas fuentes o estudios. Con este fin se proponen como objetivos específicos de este proyecto de investigación dos nuevos modelos: - Un modelo de recuperación y procesamiento de datos para los estudios clínicos con dispositivos cardiacos implantables, que permita estructurar y estandarizar estos procedimientos, con el fin de reducir tiempos de desarrollo Modelos de Métrica para Sistemas Electrónicos de Adquisición de Datos y de Procesamiento para Investigación Clínica con Dispositivos Cardiacos Implantables de estas tareas, mejorar la calidad del resultado obtenido, disminuyendo en consecuencia los costes. - Un modelo de métrica integrado en un Sistema Electrónico de Adquisición de Datos (EDC) que permita analizar los resultados del proyecto de investigación y, particularmente del rendimiento obtenido del EDC, con el fin de perfeccionar estos sistemas y reducir tiempos y costes de desarrollo del proyecto y mejorar la calidad de los datos clínicos recopilados. Como resultado de esta investigación, el modelo de procesamiento propuesto ha permitido reducir el tiempo medio de procesamiento de los datos en más de un 90%, los costes derivados del mismo en más de un 85% y todo ello, gracias a la automatización de la extracción y almacenamiento de los datos, consiguiendo una mejora de la calidad de los mismos. Por otro lado, el modelo de métrica posibilita el análisis descriptivo detallado de distintos indicadores que caracterizan el rendimiento del proyecto de investigación clínica, haciendo factible además la comparación entre distintos estudios. La conclusión de esta tesis doctoral es que los resultados obtenidos han demostrado que la utilización en estudios clínicos reales de los dos modelos desarrollados ha conducido a una mejora en la eficiencia de los proyectos, reduciendo los costes globales de los mismos, disminuyendo los tiempos de ejecución, e incrementando la calidad de los datos recopilados. Las principales aportaciones de este trabajo de investigación al conocimiento científico son la implementación de un sistema de procesamiento inteligente de los datos almacenados por los dispositivos cardiacos implantables, la integración en el mismo de una base de datos global y optimizada para todos los modelos de dispositivos, la generación automatizada de un repositorio unificado de datos clínicos y datos de dispositivos cardiacos implantables, y el diseño de una métrica aplicada e integrable en los sistemas electrónicos de adquisición de datos para el análisis de resultados de rendimiento de los proyectos de investigación clínica. ABSTRACT Cardiovascular diseases are the main cause of death worldwide and it is expected to continue in the future, generating high costs for health care systems. Implantable cardiac devices have become one of the options for diagnosis and treatment of cardiac rhythm disorders. Clinical research with these devices has acquired great importance to fight against these diseases that affect so many people in our society. Both pharmaceutical and medical technology companies, and also investigators, are involved in an increasingly number of clinical research projects. The growth in volume and the increase in medical research complexity are contributing to raise the expenditure level associated with clinical investigation. This situation is driving health care sector companies to explore new solutions to reduce clinical trial costs. Information and Communication Technologies have facilitated clinical research, mainly in the last decade. Electronic systems and software applications have provided new possibilities in the acquisition, processing and analysis of clinical studies data. On the other hand, web technology contributed to the appearance of the first electronic data capture systems that have evolved during the last years. Nevertheless, improvement of these systems is still a key aspect for the progress of clinical research. On a different matter, the traditional way to develop clinical studies with implantable cardiac devices needed an improvement in the processing of the data stored by these devices, and also in the merging of these data with the data collected by investigators and patients. The rationale of this research is based on the need to improve the efficiency in clinical investigation with implantable cardiac devices, by means of reduction in costs and time of projects development, as well as improvement in the quality of information obtained from the studies and to obtain better performance of data through the merging of data from different sources or trials. The objective of this research project is to develop the next two models: • A model for the retrieval and processing of data for clinical studies with implantable cardiac devices, enabling structure and standardization of these procedures, in order to reduce the time of development of these tasks, to improve the quality of the results, diminish therefore costs. • A model of metric integrated in an Electronic Data Capture system (EDC) that allow to analyze the results of the research project, and particularly the EDC performance, in order to improve those systems and to reduce time and costs of the project, and to get a better quality of the collected clinical data. As a result of this work, the proposed processing model has led to a reduction of the average time for data processing by more than 90 per cent, of related costs by more than 85 per cent, and all of this, through automatic data retrieval and storage, achieving an improvement of quality of data. On the other hand, the model of metrics makes possible a detailed descriptive analysis of a set of indicators that characterize the performance of each research project, allowing inter‐studies comparison. This doctoral thesis results have demonstrated that the application of the two developed models in real clinical trials has led to an improvement in projects efficiency, reducing global costs, diminishing time in execution, and increasing quality of data collected. The main contributions to scientific knowledge of this research work are the implementation of an intelligent processing system for data stored by implantable cardiac devices, the integration in this system of a global and optimized database for all models of devices, the automatic creation of an unified repository of clinical data and data stored by medical devices, and the design of a metric to be applied and integrated in electronic data capture systems to analyze the performance results of clinical research projects.

Generación de modelos físicos personalizados y segmentación de la pared arterial y el trombo intraluminal en imágenes de aneurismas aórticos abdominales

Esta tesis doctoral está encuadrada dentro del marco general de la ingeniería biomédica aplicada al tratamiento de las enfermedades cardiovasculares, enfermedades que provocan alrededor de 1.9 millones (40%) de muertes al año en la Unión Europea. En este contexto surge el proyecto europeo SCATh-Smart Catheterization, cuyo objetivo principal es mejorar los procedimientos de cateterismo aórtico introduciendo nuevas tecnologías de planificación y navegación quirúrgica y minimizando el uso de fluoroscopía. En particular, esta tesis aborda el modelado y diagnóstico de aneurismas aórticos abdominales (AAA) y del trombo intraluminal (TIL), allí donde esté presente, así como la segmentación de estas estructuras en imágenes preoperatorias de RM. Los modelos físicos específicos del paciente, construidos a partir de imágenes médicas preoperatorias, tienen múltiples usos, que van desde la evaluación preoperatoria de estructuras anatómicas a la planificación quirúrgica para el guiado de catéteres. En el diagnóstico y tratamiento de AAA, los modelos físicos son útiles a la hora de evaluar diversas variables biomecánicas y fisiológicas de las estructuras vasculares. Existen múltiples técnicas que requieren de la generación de modelos físicos que representen la anatomía vascular. Una de las principales aplicaciones de los modelos físicos es el análisis de elementos finitos (FE). Las simulaciones de FE para AAA pueden ser específicas para el paciente y permiten modelar estados de estrés complejos, incluyendo los efectos provocados por el TIL. La aplicación de métodos numéricos de análisis tiene como requisito previo la generación de una malla computacional que representa la geometría de interés mediante un conjunto de elementos poliédricos, siendo los hexaédricos los que presentan mejores resultados. En las estructuras vasculares, generar mallas hexaédricas es un proceso especialmente exigente debido a la compleja anatomía 3D ramificada. La mayoría de los AAA se encuentran situados en la bifurcación de la arteria aorta en las arterias iliacas y es necesario modelar de manera fiel dicha bifurcación. En el caso de que la sangre se estanque en el aneurisma provocando un TIL, éste forma una estructura adyacente a la pared aórtica. De este modo, el contorno externo del TIL es el mismo que el contorno interno de la pared, por lo que las mallas resultantes deben reflejar esta particularidad, lo que se denomina como "mallas conformadas". El fin último de este trabajo es modelar las estructuras vasculares de modo que proporcionen nuevas herramientas para un mejor diagnóstico clínico, facilitando medidas de riesgo de rotura de la arteria, presión sistólica o diastólica, etc. Por tanto, el primer objetivo de esta tesis es diseñar un método novedoso y robusto para generar mallas hexaédricas tanto de la pared aórtica como del trombo. Para la identificación de estas estructuras se utilizan imágenes de resonancia magnética (RM). Deben mantenerse sus propiedades de adyacencia utilizando elementos de alta calidad, prestando especial atención al modelado de la bifurcación y a que sean adecuadas para el análisis de FE. El método tiene en cuenta la evolución de la línea central del vaso en el espacio tridimensional y genera la malla directamente a partir de las imágenes segmentadas, sin necesidad de reconstruir superficies triangulares. Con el fin de reducir la intervención del usuario en el proceso de generación de las mallas, es también objetivo de esta tesis desarrollar un método de segmentación semiautomática de las distintas estructuras de interés. Las principales contribuciones de esta tesis doctoral son: 1. El diseño, implementación y evaluación de un algoritmo de generación de mallas hexaédricas conformadas de la pared y el TIL a partir de los contornos segmentados en imágenes de RM. Se ha llevado a cabo una evaluación de calidad que determine su aplicabilidad a métodos de FE. Los resultados demuestran que el algoritmo desarrollado genera mallas conformadas de alta calidad incluso en la región de la bifurcación, que son adecuadas para su uso en métodos de análisis de FE. 2. El diseño, implementación y evaluación de un método de segmentación automático de las estructuras de interés. La luz arterial se segmenta de manera semiautomática utilizando un software disponible a partir de imágenes de RM con contraste. Los resultados de este proceso sirven de inicialización para la segmentación automática de las caras interna y externa de la pared aórtica utilizando métodos basado en modelos de textura y forma a partir de imágenes de RM sin contraste. Los resultados demuestran que el algoritmo desarrollado proporciona segmentaciones fieles de las distintas estructuras de interés. En conclusión, el trabajo realizado en esta tesis doctoral corrobora las hipótesis de investigación postuladas, y pretende servir como aportación para futuros avances en la generación de modelos físicos de geometrías biológicas. ABSTRACT The frame of this PhD Thesis is the biomedical engineering applied to the treatment of cardiovascular diseases, which cause around 1.9 million deaths per year in the European Union and suppose about 40% of deaths per year. In this context appears the European project SCATh-Smart Catheterization. The main objective of this project is creating a platform which improves the navigation of catheters in aortic catheterization minimizing the use of fluoroscopy. In the framework of this project, the specific field of this PhD Thesis is the diagnosis and modeling of abdominal aortic aneurysm (AAAs) and the intraluminal thrombus (ILT) whenever it is present. Patient-specific physical models built from preoperative imaging are becoming increasingly important in the area of minimally invasive surgery. These models can be employed for different purposes, such as the preoperatory evaluation of anatomic structures or the surgical planning for catheter guidance. In the specific case of AAA diagnosis and treatment, physical models are especially useful for evaluating pressures over vascular structures. There are multiple techniques that require the generation of physical models which represent the target anatomy. Finite element (FE) analysis is one the principal applications for physical models. FE simulations for AAA may be patient-specific and allow modeling biomechanical and physiological variables including those produced by ILT, and also the segmentation of those anatomical structures in preoperative MR images. Applying numeric methods requires the generation of a proper computational mesh. These meshes represent the patient anatomy using a set of polyhedral elements, with hexahedral elements providing better results. In the specific case of vascular structures, generating hexahedral meshes is a challenging task due to the complex 3D branching anatomy. Each patient’s aneurysm is unique, characterized by its location and shape, and must be accurately represented for subsequent analyses to be meaningful. Most AAAs are located in the region where the aorta bifurcates into the iliac arteries and it is necessary to model this bifurcation precisely and reliably. If blood stagnates in the aneurysm and forms an ILT, it exists as a conforming structure with the aortic wall, i.e. the ILT’s outer contour is the same as the wall’s inner contour. Therefore, resulting meshes must also be conforming. The main objective of this PhD Thesis is designing a novel and robust method for generating conforming hexahedral meshes for the aortic wall and the thrombus. These meshes are built using largely high-quality elements, especially at the bifurcation, that are suitable for FE analysis of tissue stresses. The method accounts for the evolution of the vessel’s centerline which may develop outside a single plane, and generates the mesh directly from segmented images without the requirement to reconstruct triangular surfaces. In order to reduce the user intervention in the mesh generation process is also a goal of this PhD. Thesis to develop a semiautomatic segmentation method for the structures of interest. The segmentation is performed from magnetic resonance image (MRI) sequences that have tuned to provide high contrast for the arterial tissue against the surrounding soft tissue, so that we determine the required information reliably. The main contributions of this PhD Thesis are: 1. The design, implementation and evaluation of an algorithm for generating hexahedral conforming meshes of the arterial wall and the ILT from the segmented contours. A quality inspection has been applied to the meshes in order to determine their suitability for FE methods. Results show that the developed algorithm generates high quality conforming hexahedral meshes even at the bifurcation region. Thus, these meshes are suitable for FE analysis. 2. The design, implementation and evaluation of a semiautomatic segmentation method for the structures of interest. The lumen is segmented in a semiautomatic way from contrast filled MRI using an available software. The results obtained from this process are used to initialize the automatic segmentation of the internal and external faces of the aortic wall. These segmentations are performed by methods based on texture and shape models from MRI with no contrast. The results show that the algorithm provides faithful segmentations of the structures of interest requiring minimal user intervention. In conclusion, the work undertaken in this PhD. Thesis verifies the investigation hypotheses. It intends to serve as basis for future physical model generation of proper biological anatomies used by numerical methods.

Adaptaciones cardiacas hemodinámicas, estructurales y funcionales a un programa de ejercicio físico supervisado durante el embarazo: ensayo clínico aleatorizado = Hemodynamic, structural and functional cardiac adaptations in a supervised physical exercise program during pregnancy: a randomized controlled trial

Introducción: Diversos cambios ocurren en el sistema cardiovascular materno durante el embarazo, lo que genera un gran estrés sobre este sistema especialmente durante el tercer trimestre, pudiendo acentuarse en presencia de determinados factores de riesgo. Los objetivos de este estudio fueron, valorar las adaptaciones cardiovasculares producidas por un programa específico de ejercicio físico; su seguridad sobre el sistema cardiovascular materno y los resultados del embarazo; y su eficacia en el control de los factores de riesgo cardiovascular. Material y métodos: El diseño del estudio fue un ensayo clínico aleatorizado. 151 gestantes sanas fueron evaluadas mediante un ecocardiograma y un electrocardiograma en la semana 20 y 34 de gestación. Un total de 89 gestantes participaron en un programa de ejercicio físico (GE) desde el primer hasta el tercer trimestre de embarazo, constituido principalmente por 25-30 minutos de trabajo aeróbico (55-60% de la frecuencia cardiaca de reserva), trabajo de fortalecimiento general y específico, y un trabajo de tonificación del suelo pélvico; desarrollado 3 días a la semana con una duración de 55-60 minutos cada sesión. Las gestantes aleatoriamente asignadas al grupo de control (GC; n=62) permanecieron sedentarias durante el embarazo. El estudio fue aprobado por el Comité Ético de investigación clínica del Hospital Universitario de Fuenlabrada. Resultados: Las características basales fueron similares entre ambos grupos. A diferencia del GC, las gestantes del GE evitaron el descenso significativo del gasto cardiaco indexado, entre el 2º y 3ºT de embarazo, y conservaron el patrón geométrico normal del ventrículo izquierdo; mientras que en el GC cambió hacia un patrón de remodelado concéntrico. En la semana 20, las gestantes del GE presentaron valores significativamente menores de frecuencia cardiaca (GC: 79,56±10,76 vs. GE: 76,05±9,34; p=0,04), tensión arterial sistólica (GC: 110,19±10,23 vs. GE: 106,04±12,06; p=0,03); tensión arterial diastólica (GC: 64,56±7,88 vs. GE: 61,81±7,15; p=0,03); tiempo de relajación isovolumétrica (GC: 72,94±14,71 vs. GE: 67,05±16,48; p=0,04); y un mayor tiempo de deceleración de la onda E (GC: 142,09±39,11 vs. GE: 162,10±48,59; p=0,01). En la semana 34, el GE presentó valores significativamente superiores de volumen sistólico (GC: 51,13±11,85 vs. GE: 56,21±12,79 p=0,04), de llenado temprano del ventrículo izquierdo (E) (GC: 78,38±14,07 vs. GE: 85,30±16,62; p=0,02) y de tiempo de deceleración de la onda E (GC: 130,35±37,11 vs. GE: 146,61±43,40; p=0,04). Conclusión: La práctica regular de ejercicio físico durante el embarazo puede producir adaptaciones positivas sobre el sistema cardiovascular materno durante el tercer trimestre de embarazo, además de ayudar en el control de sus factores de riesgo, sin alterar la salud materno-fetal. ABSTRACT Background: Several changes occur in the maternal cardiovascular system during pregnancy. These changes produce a considerable stress in this system, especially during the third trimester, which can be increased in presence of some risk factors. The aims of this study were, to assess the maternal cardiac adaptations in a specific exercise program; its safety on the maternal cardiovascular system and pregnancy outcomes; and its effectiveness in the control of cardiovascular risk factors. Material and methods: A randomized controlled trial was designed. 151 healthy pregnant women were assessed by an echocardiography and electrocardiography at 20 and 34 weeks of gestation. A total of 89 pregnant women participated in a physical exercise program (EG) from the first to the third trimester of pregnancy. It consisted of 25-30 minutes of aerobic conditioning (55-60% of their heart rate reserve), general and specific strength exercises, and a pelvic floor muscles training; 3 times per weeks during 55-60 minutes per session. Pregnant women randomized allocated to the control group (CG) remained sedentary during pregnancy. The study was approved by the Research Ethics Committee of Hospital Universitario de Fuenlabrada. Results: Baseline characteristics were similar between groups. Difference from the CG, pregnant women from the EG prevented the significant decrease of the cardiac output index, between the 2nd and 3rd trimester of pregnancy, and preserved the normal left ventricular pattern; whereas in the CG shifted to concentric remodeling pattern. At 20 weeks, women in the EG had significant lower heart rate (CG: 79,56±10,76 vs. EG: 76,05±9,34; p=0,04), systolic blood pressure (CG: 110,19±10,23 vs. EG: 106,04±12,06; p=0,03); diastolic blood pressure (CG: 64,56±7,88 vs. EG: 61,81±7,15; p=0,03); isovolumetric relaxation time (GC: 72,94±14,71 vs. GE: 67,05±16,48; p=0,04); and a higher deceleration time of E Wave (GC: 142,09±39,11 vs. GE: 162,10±48,59; p=0,01). At 34 weeks, the EG had a significant higher stroke volume (CG: 51,13±11,85 vs. EG: 56,21±12,79 p=0,04), early filling of left ventricular (E) (CG: 78,38±14,07 vs. EG: 85,30±16,62; p=0,02) and deceleration time of E wave (CG: 130,35±37,11 vs. EG:146,61±43,40; p=0,04). Conclusion: Physical regular exercise program during pregnancy may produce positive maternal cardiovascular adaptations during the third trimester of pregnancy. In addition, it helps to control the cardiovascular risk factors without altering maternal and fetus health.

Utilización del compost de orujo de uva en el cultivo del melón en Castilla-La Mancha

En el año 2010 se comenzó en el Centro Agrario El Chaparrillo un proyecto de investigación en colaboración con la Universidad Politécnica de Madrid y la Universidad de Castilla-La Mancha, teniendo como objetivo principal evaluar el comportamiento como enmienda orgánica y fertilizante del compost de orujo, obtenido de las viñas castellano-manchegas de la zona de Socuéllamos, en un cultivo de melón. En este artículo de muestran los resultados.

Medida del nivel de saturación de oxígeno en sangre: desarrollo de un pulsioxímetro de bajo coste y comparativa con otros sistemas existentes

El presente trabajo trata sobre la implementación de un prototipo de pulsioxímetro, es decir, un dispositivo capaz de medir la saturación de oxígeno en sangre y el ritmo cardiaco. Aprovechando una serie de propiedades ópticas se aplicará una técnica no invasiva basada en la absorción diferencial de la luz emitida por dos LEDs y, posteriormente, transmitida por los componentes del tejido humano. La caracterización de las constantes vitales del paciente será posible gracias a la comparación de las respuestas correspondientes a las dos longitudes de onda empleadas realizada por un fotodetector. Además de estos elementos, el sistema estará formado por un circuito analógico de acondicionamiento de la señal, un microcontrolador Arduino y un módulo de visualización LCD. El documento presentará la motivación que ha impulsado la elaboración de este proyecto, así como los conceptos fisiológicos y técnicos sobre los que se asienta el sistema y las fases de desarrollo que ha conllevado su implementación en un modelo real. Asimismo, se mencionarán las limitaciones del pulsioxímetro, los resultados de las mediciones experimentales y las posibles mejoras que podrían realizarse orientadas a la continuidad del diseño. El aliciente principal del proyecto está relacionado con su coste de fabricación. El objetivo es diseñar un dispositivo asequible que garantice una precisión de cálculo similar al de otros sistemas presentes en el mercado actual. Por ello, se realizará una comparativa sobre la fiabilidad de las lecturas del dispositivo frente a las especificaciones de dichos productos, con precios más elevados y por tanto menos accesibles para los países en vías de desarrollo

Pulsatile blood flow interaction with arterial walls of aorta : autoregulation and impedance pressure boundary condition and its biomedical applications

Para las decisiones urgentes sobre intervenciones quirúrgicas en el sistema cardiovascular se necesitan simulaciones computacionales con resultados fiables y que consuman un tiempo de cálculo razonable. Durante años los investigadores han trabajado en diversos métodos numéricos de cálculo que resulten atractivos para los cirujanos. Estos métodos, precisos pero costosos desde el punto de vista del coste computacional, crean un desajuste entre la oferta de los ingenieros que realizan las simulaciones y los médicos que operan en el quirófano. Por otra parte, los métodos de cálculo más simplificados reducen el tiempo de cálculo pero pueden proporcionar resultados no realistas. El objetivo de esta tesis es combinar los conceptos de autorregulación e impedancia del sistema circulatorio, la interacción flujo sanguíneo-pared arterial y modelos geométricos idealizados tridimensionales de las arterias pero sin pérdida de realismo, con objeto de proponer una metodología de simulación que proporcione resultados correctos y completos, con tiempos de cálculo moderados. En las simulaciones numéricas, las condiciones de contorno basadas en historias de presión presentan inconvenientes por ser difícil conocerlas con detalle, y porque los resultados son muy sensibles ante pequeñas variaciones de dichas historias. La metodología propuesta se basa en los conceptos de autorregulación, para imponer la demanda de flujo aguas abajo del modelo en el ciclo cardiaco, y la impedancia, para representar el efecto que ejerce el flujo en el resto del sistema circulatorio sobre las arterias modeladas. De este modo las historias de presión en el contorno son resultados del cálculo, que se obtienen de manera iterativa. El método propuesto se aplica en una geometría idealizada del arco aórtico sin patologías y en otra geometría correspondiente a una disección Stanford de tipo A, considerando la interacción del flujo pulsátil con las paredes arteriales. El efecto de los tejidos circundantes también se incorpora en los modelos. También se hacen aplicaciones considerando la interacción en una geometría especifica de un paciente anciano que proviene de una tomografía computarizada. Finalmente se analiza una disección Stanford tipo B con tres modelos que incluyen la fenestración del saco. Clinicians demand fast and reliable numerical results of cardiovascular biomechanic simulations for their urgent pre-surgery decissions. Researchers during many years have work on different numerical methods in order to attract the clinicians' confidence to their colorful contours. Though precise but expensive and time-consuming methodologies create a gap between numerical biomechanics and hospital personnel. On the other hand, simulation simplifications with the aim of reduction in computational time may cause in production of unrealistic outcomes. The main objective of the current investigation is to combine ideas such as autoregulation, impedance, fluid-solid interaction and idealized geometries in order to propose a computationally cheap methodology without excessive or unrealistic simplifications. The pressure boundary conditions are critical and polemic in numerical simulations of cardiovascular system, in which a specific arterial site is of interest and the rest of the netwrok is neglected but represented by a boundary condition. The proposed methodology is a pressure boundary condition which takes advantage of numerical simplicity of application of an imposed pressure boundary condition on outlets, while it includes more sophisticated concepts such as autoregulation and impedance to gain more realistic results. Incorporation of autoregulation and impedance converts the pressure boundary conditions to an active and dynamic boundary conditions, receiving feedback from the results during the numerical calculations and comparing them with the physiological requirements. On the other hand, the impedance boundary condition defines the shapes of the pressure history curves applied at outlets. The applications of the proposed method are seen on idealized geometry of the healthy arotic arch as well as idealized Stanford type A dissection, considering the interaction of the arterial walls with the pulsatile blood flow. The effect of surrounding tissues is incorporated and studied in the models. The simulations continue with FSI analysis of a patient-specific CT scanned geometry of an old individual. Finally, inspiring of the statistic results of mortality rates in Stanford type B dissection, three models of fenestrated dissection sac is studied and discussed. Applying the developed boundary condition, an alternative hypothesis is proposed by the author with respect to the decrease in mortality rates in patients with fenestrations.