Módulo didáctico de emulación de movimientos cardiacos con control PID para el área médica

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Título : Módulo didáctico de emulación de movimientos cardiacos con control PID para el área médica
Autor : Dávila Ocampo, Aarón Aníbal
Guamán Iturralde, Luis Alberto
Director de Tesis: Cortez Saravia, David Mateo
Resumen traducido: Heart failure is one of the leading global public health concerns, affecting millions of people and placing a significant economic burden on both healthcare systems and informal caregivers. In this context, improving ventricular assist devices becomes a priority to optimize patient care, with the creation of control systems that accurately emulate natural heart rhythms being crucial. However, the precise simulation of cardiac dynamics remains a challenge in biomedical engineering, limiting the development of devices and the training of healthcare professionals. Currently, medical students use pig hearts to study cardiac anatomy, however these static models do not allow us to observe the real dynamics of the heart. Despite advances in the creation of computational models and physical simulators, existing devices still do not achieve the precision necessary to replicate the complexity of cardiac movements and associated hemodynamics. Furthermore, physical simulators are expensive and inflexible, which limits their implementation in various clinical scenarios. This thesis addresses the need to develop more accessible, accurate, and adaptable cardiac simulation models. It proposes an integrated solution that combines advancements in computational simulation with low-cost, more flexible devices, enhancing both healthcare professional training and the development of new technologies for treating heart diseases. With this approach, the thesis aims to advance the understanding of human heart dynamics, optimize the effectiveness of heart failure treatments, and contribute to improving the quality of life for patients.
Resumen : La insuficiencia cardiaca es una de las principales preocupaciones de salud pública mundial, afectando a millones de personas y generando una alta carga económica tanto para los sistemas de salud como para los cuidadores informales. En este contexto, la mejora de los dispositivos de asistencia ventricular se convierte en una prioridad para optimizar la atención a los pacientes, siendo crucial la creación de sistemas de control que emulen con precisión los patrones de latidos cardíacos naturales. Sin embargo, la simulación precisa de la dinámica cardiaca sigue siendo un desafío en el campo de la ingeniería biomédica, limitando el desarrollo de dispositivos y la formación de los profesionales de salud. Actualmente, los estudiantes de medicina utilizan corazones de cerdo para estudiar la anatomía cardiaca, sin embargo estos modelos estáticos no permiten observar la dinámica real del corazón. A pesar de los avances en la creación de modelos computacionales y simuladores físicos, los dispositivos existentes aún no alcanzan la precisión necesaria para replicar la complejidad de los movimientos cardíacos y la hemodinámica asociada. Además, los simuladores físicos son costosos y poco flexibles, lo que limita su implementación en diversos escenarios clínicos. Esta tesis aborda la necesidad de desarrollar modelos de simulación cardiaca más accesibles, precisos y adaptables. Propone una solución integral que combine los avances en la simulación computacional con dispositivos de bajo costo y mayor flexibilidad, permitiendo mejorar tanto el entrenamiento de los profesionales de salud como el desarrollo de nuevas tecnologías para el tratamiento de enfermedades cardiacas. Con este enfoque, se busca avanzar en la comprensión de la dinámica del corazón humano, optimizar la eficacia de los tratamientos para la insuficiencia cardiaca y contribuir a la mejora de la calidad de vida de los pacientes.
Palabras clave : CAVIDAD
CONTROL PID
INSUFICIENCIA CARDÍACA
TAQUICARDIA
BRADICARDIA
BOMBA PERISTÁLTICA
Fecha de publicación : 2025
URI : http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/30526
Idioma: spa
Pertenece a las colecciones: Grado

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