Desarrollo de un prototipo modular de monitorización vital neonatal implementando tecnologías de bajo consumo y portabilidad para evacuaciones de emergencia

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Title: Desarrollo de un prototipo modular de monitorización vital neonatal implementando tecnologías de bajo consumo y portabilidad para evacuaciones de emergencia
Authors: Guerrero Garcés, Tomás Eduardo
Advisor: Bayas Toro, Roberto Gerardo
Abstract: Neonatal vital signs monitoring in emergency contexts and limited-resource settings faces particular challenges due to the high costs of commercial equipment and portability limitations. This complexity is something that conventional solutions fail to resolve in an accessible manner. This thesis work focuses on the development of a functional prototype of a portable neonatal monitoring system based on low-cost technologies, with the objective of demonstrating the technical viability of accessible biomedical devices without compromising clinical precision. The development process was carried out through ten defined phases, integrating the disciplines of electronic engineering, digital signal processing, embedded systems design, and experimental technical validation. The process consisted of leveraging the capabilities of the RP2040 microcontroller and specialized sensors (MAX30102, DHT11, HX711) to perform continuous measurements of heart rate, ambient temperature, relative humidity, and body weight, validating precision through comparison with certified reference equipment. As a result, a functional and technically validated prototype was generated, whose value not only lies in the final design, but also in the documented methodology. This demonstrated consistent precision in heart rate measurement, exceeded the established requirements in terms of energy autonomy, presented response times lower than the expected values, and maintained operational stability during 48 hours of continuous operation. In other words, this project offers a documented development of a portable neonatal monitoring system establishing a replicable methodological base that demonstrates the technical viability of low-cost biomedical solutions, positioning open-source technologies and accessible components as viable alternatives to improve access to medical equipment in limited-resource contexts.
Translated abstract: El monitoreo de signos vitales neonatales en contextos de emergencia y recursos limitados enfrenta desafíos particulares debido a los altos costos de equipamiento comercial y limitaciones de portabilidad. Esta complejidad es algo que las soluciones convencionales no logran resolver de manera accesible. Este trabajo de titulación se centra en el desarrollo de un prototipo funcional de sistema de monitoreo neonatal portátil basado en tecnologías de bajo costo, con el objetivo de demostrar la viabilidad técnica de dispositivos biomédicos accesibles sin comprometer la precisión clínica. El proceso de desarrollo se llevo a cabo mediante diez fases definidos, integrando las disciplinas de ingeniería electrónica, procesamiento digital de señales, diseño de sistemas embebidos y validación técnica experimental. El proceso consistió en aprovechar las capacidades del microcontrolador RP2040 y sensores especializados (MAX30102, DHT11, HX711) para realizar mediciones continuas de frecuencia cardíaca, temperatura ambiente, humedad relativa y peso corporal, validando la precisión mediante comparación con equipos de referencia certificados. Como resultado, se generó un prototipo funcional y técnicamente validado, cuyo valor no solo radica en el diseño final, sino también en la metodología documentada. Con esto se evidencio una precisión consistente en la medición de frecuencias cardíacas, supero los requerimientos establecidos en términos de autonomía energética, presento tiempos de respuestas inferiores a los valores esperados y mantuvo estabilidad operativa durante 48 horas continuas de funcionamiento. En otras palabras, este proyecto ofrece un desarrollo documentado de un sistema de monitoreo neonatal portátil estableciendo una base metodológica replicable que demuestra la viabilidad técnica de soluciones biomédicas de bajo costo, posicionando las tecnologías open-source y componentes accesibles como alternativas viables para mejorar el acceso a equipamiento médico en contextos con recursos limitados.
Keywords: MONITOREO NEONATAL
INGENIERÍA BIOMÉDICA
SISTEMAS EMBEBIDOS
RP2040
FOTOPLETISMOGRAFÍA
VALIDACIÓN TÉCNICA
Issue Date: 2026
URI: http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/32818
Language: spa
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