Campo generados por ondas y activaciones secuenciales: Patrones típicos Gómez-Molina Juan Fernando¹ Ψ, Restrepo Velazquez Alberto Antonio ², Botero Posada Luis Fernando³ . ¹ International Group of Neuroscience. Medellin, Colombia.
[email protected]. ² Informatica y Sistemas. Universidad EAFIT. ³Universidad CES, Medellin. Ψ
Contacto: gomezmolmedcol @ gmail. com
Investigación Aceptada para Presentación Oral Simposio de Ciencias Ingenieriles Biomédicas. Instituto Técnico Metropolitano. Octubre 10 y 11 de 2013. Medellín. Colombia
El Grupo de Investigación e Innovación Biomédica (GI2B) del Instituto Tecnológico Metropolitano (ITM) convoca al
I Simposio de Ciencias Ingenieriles Biomédicas - SCIB 2013 a realizarse en la ciudad de Medellín – Colombia, campus Robledo del ITM, los días 10 y 11 de Octubre de 2013. Objetivos: • Acercar los grupos de trabajo en el tema de la ingeniería biomédica, • Dar a conocer los últimos avances regionales en el área de las ciencias ingenieriles biomédicas. Temas • Se invita a la presentación de trabajos de investigación y desarrollos en las siguientes áreas relacionadas: • Ingeniería Clínica • Bioinstrumentación • Procesamiento de bioseñales • Biomecánica y rehabilitación • Modelación y simulación biomédica
ITM
ORGANIZADORES GI2B ALCALDIA DE MEDELLIN ver http://www.itm.edu.co/scib/index.html
Simposio de Ciencias Ingenieriles Biomédicas. Instituto Técnico Metropolitano. Octubre 10 y 11 de 2013. Medellín. Colombia http://www.itm.edu.co/scib/autores.html http://www.itm.edu.co/scib/autores/Articulosaceptadosparaponen cia.pdf Aceptación de trabajos: Septiembre 20, 2013 Registro autores: Septiembre 20 – Octubre 01, 2013 Registro asistentes: Septiembre 20 – Octubre 09, 2013 Los trabajos enviados en formato largo (Formato B) optarán a ser publicados en la Revista de Ingeniería Biomédica de la EIA-CES •
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Las conferencias, sesiones y stands se llevarán a cabo en:
• Instituto Tecnológico Metropolitano, Campus Robledo Dirección: Calle 73 No 76 A 354. MEDELLIN, Colombia, Suramérica.
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Junta directiva y Comité Organizador • Catalina Tobón, PhD (Presidente) Juliana M. Fernández, MSc (Vicepresidente) • Lina M. Ramírez, MSc (Secretaria) • Juan G. Moreno, aspirante MSc • Luisa Fernanda Restrepo, Estudiante Alfonso Restrepo, MBA (Jefe del Programa) Comité Cientifico • Catalina Tobón, PhD • Juliana M. Fernández, MSc • Lina M. Ramírez, MSc • Diana Orrego, MSc • William Orozco, MSc • Oscar A. Restrepo, PhD • Juan G. Moreno, aspirante MSc • Leandro Ariza aspirante, MSc • Carlos J. Barrera, aspirante PhD
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Contacto • Secretaria Lina M. Ramírez •
[email protected] Tel: (574) 440 5100 Ext. 5251 o 5292 http://www.itm.edu.co/scib/comite.html
CONFERENCISTAS • • • •
PhD. Francisco Javier Saiz Rodríguez (España) Conferencia: "Virtual Heart. Modelización y simulación de arritmias cardiacas" Director del Grupo de Bioingeniería (GBioe). Instituto Interuniversitario de Investigación en Bioingeniería y Tecnología Orientada en el Ser Humano (I3BH), Universidad Politécnica de Valencia.
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MD, PhD John Bustamante Osorno (Colombia) Conferencia: "El sistema cardiocirculatorio en el entorno de la bioingeniería: aplicaciones de una disciplina técnica en la cardiología clínica y quirúrgica" Director del Grupo de Dinámica Cardiovascular, Universidad Pontificia Bolivariana.
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MSc aspirante PhD, Norman Harold Machado Ramírez (Colombia) Conferencia: "Detectores de radiación estereotácticos y su importancia en la aplicación de técnicas modernas de tratamiento del cáncer con radiaciones ionizantes" Físico Médico, Servicio de Radioterapia, San Vicente Fundación Hospital Universitario
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Ingeniero Ignacio Escobar Mejía (Colombia) Conferencia: "Ignacio Escobar, mi experiencia en el campo Biomédico en Colombia" Experto en Neurofisiología. Ha sido Postdoctoral Fellow, Departamento de Farmacologia, Universidad of Puerto Rico; Departamento de Fisiologia, Universidad de Antioquia. Pionero de la ingeniería biomédica y de la neuroingeniería en Colombia.
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Ing. aspirante MSc, John Alexander Muñoz Montenegro (Colombia) Conferencia: "La disciplina de la Ingeniería Biomédica" SAC TEAM – IEEE Colombia
Artículos aceptados para ponencia oral en el I-SCIB: “Field Generated by Waves, Sequential Activations and Apparent Motion: Effects and Typical Patterns” “Clasificación de Latidos de Contracción Ventricular Prematura Basados en Métodos de Aprendizaje No Supervisado” “Clasificación de Señales EEG para la Detección de Emociones Usando Transformada Wavelet y Anfis” “Microsistema de Pulsioximetría y Capnografía para Dispositivos Móviles Android” “Sistema de Inferencia Neuro-Difuso Adaptativo Basado en Señales EEG Aplicado a una Interfaz Cerebro Computador de Propósito General” “Mejora de Contraste en Termogramas Mediante Sustancias Tópicas para Facilitar la Visualización de Venas en la Mano” “Patrones Simples de Ablación para la Terminación de Rotores en Fibrilación Auricular Crónica. Estudio de Simulación” “Efecto del Fármaco Cloroquina en la Terminación de un Rotor Durante Fibrilación Auricular Paroxística. Estudio de Simulación” “Identificación de Zonas Susceptibles de Ablación en Fibrilación Auricular Permanente Implementando Entropía Aproximada. Estudio de Simulación” “Sistema de Tococardiografía Digital con Procesamiento en una FPGA para el Diagnóstico de Sufrimiento Fetal” http://www.itm.edu.co/scib/autores.html http://www.itm.edu.co/scib/autores/Articulosaceptadosparaponencia.pdf
Objetivos Determinar los patrones generados por fuentes electrofisiológicas en movimiento y el efecto de el electrodo de referencia. Determinar posibles efectos fisiológicos (estimulación eléctrica y magnética). Descripción por estados: Ventajas en la simplificación del modelo.
Introducción Ejemplos de ondas en electrofisiología: 1. Potenciales evocados somatosensoriales, visuales o auditivos. 2. Propagación de actividad híper-sincronizada en epilepsia.
3. Propagación de despolarización en el corazón. 4. Propagación de la onda lenta en el EEG durante el sueño.
Propagación de Estados en Macrocolumnas Corticales 3 estados modulares: Despol. Reposo. Hiperpol. Imitan: EEG-alerta EEG-reposo EEG-delta
(Fig. 1 Gómez and Lopera,
1998,1999, 2001, 2003)
Relación Potenciales en Electrodos y Corrientes depende de: - Posición y distancia fuentes-electrodos. - Magnitud, polaridad y orientación de la fuente; - Propiedades geométricas y conductivas de TODO el medio.
Escenario Subregiones (macrocolumnas): a, b,…,p, q.
Estados: Despolarizado (negro) Hiperpolarizado (gris) Reposo (blanco)
Electrodos: S1 a S5.
(b) Diagrama Espacio-temporal. Eje X: tiempo. Eje Y: subregiones. t’ : inicio de activación de b
t’’: momento representado en (a).
II. Materiales y Métodos Simulación por Computador. Simplificación de la ecuación de Laplace. Fuente puntual en un medio homogéneo, isotropico y sin fronteras EF(r) = I /4πc(r - r') ª EF I c r r’
: campo producido : amplitud de corriente : depende de las propiedades del medio. : vector de distancia para el detector : vector de distancia para la fuente. a=1
(1)
Tres escenarios según: Numero de Estados Modulares: 2 o 3.
Electrodos de Referencia: Cercanos (ponderados o no) vs. Lejanos.
III. Resultados de las simulaciones
Escenario 1. Ondas bilaterales. Referencia cercana: e: electrodos activos; e’: referencia.
2 Estados: Despolarizado (negro) Reposo (blanco).
La distancia entre e y e’ afecta la amplitud y la frecuencia de la señal bipolar.
Retardo en la onda superior: - decremento en amplitud - desplazamiento del tiempo de pico a la derecha
Escenario 2. Onda bilateral. Electrodos de Ref. distante: 3 electrodos activos.
3 Estados:
Desp, Hiperp y reposo.
(b) Diagrama Esp-tiempo.
(c) S, S' y S'‘: en electrodos e, e' y e''. Líneas continuas:
desp. seguida de valor de reposo.
Líneas segmentadas: desp. seguida de hiperpolarizacion.
(d) W: registro bipolar (e vs. e’);
P: e' vs. Promedio e y e''.
Escenario 3. (a) Onda estocástica 20 corridas. Las fuentes (+) permanecen despolarizadas. 5 electrodos.
(b) 2 Estados. (c) Campo eléctrico promedio. Elec. ref. distante. S: 1. S’: 5. S’’: Electrodo 5 respecto a un promedio de las otros 4 .
IV. Conclusiones Especificas
1. Modelos de 3 estados generan patrones similares a los modelos de 2 estados.
2. Ondas con estado persistente producen patrones monotonicos, no bifásicos.
V. Conclusiones Generales
1. Los modelos-juguete (simplificados) complementan modelos detallados pues son mas intuitivos.
2. Electrodos de referencia cercanos (ponderados) vs. lejanos: computaciones Centro vs. Periferia en Visión Artificial.
3. Esclerosis múltiple: potenciales evocados distorsionados con posibles efectos patológicos.
Tratamiento con estimulación eléctrica?
Muchas Gracias.
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