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Las líneas actuales de investigación se sustentan en los siguientes
proyectos:
Proyectos en desarrollo actualmente:
Robust Single-trial Evoked Potential Detection for Brain-Computer
Interfaces using Computational Intelligence Techniques (Proyecto de
colaboración Internacional Stic-AmSud). (2009-2010).
Coordinador por Argentina: Gentiletti,
Gerardo Gabriel
Resumen:
La detección de Potenciales Relacionados a Eventos (ERP),
requiere de la promediación de respuestas a repetidos estímulos. Las nuevas
técnicas en el área del Aprendizaje Maquinal tales como ensamble de modelos
aplicados a Máquinas de Soporte Vectorial y Red Neuronales, Redes Flexibles
y otras, pueden permitir la creación de algoritmos de detección más rápidos
y robustos. Es objetivo del presente proyecto investigar estos métodos para
la mejora del desempeño en la detección de ERP, que en particular se
utilizan en aplicaciones de Interfaces Cerebro-Computadora.
Links:
Tecnologías para la Certificación de Productos Médicos en la FIUNER.
(2009-2010)
Director: Bonell,
Claudia Edith
Resumen:
Este Proyecto
pretende fortalecer y consolidar la capacidad científico-tecnológica de la
FIUNER a los fines de promover la trasferencia tanto al sector salud, como
al sector productivo, de sistemas médicos desarrollados en los sub-proyectos
en los que se encuadra esta propuesta de trabajo.
Los sistemas
desarrollados en dichos sub-proyectos, constituyen herramientas novedosas
para la práctica médica: sistemas inteligentes para la prevención de
retinopatía diabética o para alerta temprana en terapia intensiva, sistemas
para detección de hipoacusias en neonatos, neuroprótesis comandadas por
electromiografía y sistemas para estudios autonómicos en patología vascular
periférica. Estos sistemas podrían incorporarse a un programa de
fabricación nacional en la región para sustitución de importaciones y su
eventual exportación.
En todos los
casos, para poder ser transferidos deben ser eléctricamente seguros y estar
validados clínicamente mediante protocolos que empleen señales obtenidas
bajo condiciones establecidas y conocidas. Actualmente, estos desarrollos se
validan en la FIUNER mediante alternativas de simulación o mediante bases de
datos con señales biomédicas generadas en centros médicos del extranjero,
mientras que los ensayos de seguridad eléctrica deben ser realizados fuera
de la provincia de Entre Ríos por inexistencia de laboratorios acreditados
en la zona. Para disponer de una base de datos, se adquirirá equipamiento
específico para el registro local de señales biomédicas en los
correspondientes sub-proyectos y se elaborarán los respectivos protocolos de
registro. Estas señales se incorporaran a una base de datos utilizable por
investigadores y fabricantes locales de equipamiento médico y además
proporcionará al sistema de salud entrerriano una herramienta para estudios
epidemiológicos.
Adicionalmente,
este Proyecto permitirá iniciar ensayos de seguridad eléctrica de equipos
biomédicos, para lo que se adquirirá equipamiento especifico y se
desarrollarán los correspondientes protocolos de ensayos de seguridad
eléctrica. Esto tendrá un fuerte impacto no sólo para los desarrollos
propios de la FIUNER, sino también para fabricantes de la región para
quienes el acceso a esta certificación presenta hoy muchas dificultades.
El impacto
esperado de este Proyecto es la mejora de la capacidad de transferencia
tecnológica desde la Universidad Pública hacia la sociedad entrerriana,
concretamente a la comunidad de médicos y pacientes, y de empresarios y
trabajadores.
Comando y Control de Neuroprótesis Motoras por Electromiografía de
Superficie. (2006-2009)
Director: Tabernig, Carolina Beatriz
Resumen:
Las neuroprótesis motoras basadas en estimulación
neuromuscular funcional logran la activación de un sistema neuromuscular
dañado a través de pulsos eléctricos apropiados. Estos pulsos son generados
por un equipo electrónico que es comandado por señales bajo control
voluntario de la persona. Varios estudios reportan que la participación
activa del paciente en el comando y control de estos sistemas facilita su
recuperación postrauma. Una de las señales más apropiadas para este tipo de
uso es la electromiografía de superficie. Este proyecto plantea la
caracterización y acondicionamiento del electromiograma superficial de
músculos del mismo miembro afectado por lesiones del sistema nervioso
central, el diseño e implementación de estrategias de control y comando de
sistemas de estimulación neuromuscular funcional que utilicen esta señal y
la preparación de las bases teóricas y de experimentación para valorar, por
medio del reflejo de Hoffmann, los cambios plásticos que el uso de estas
neuroprotesis producen en los circuitos neuronales del paciente. Asimismo se
propone la formación de recurso humano y la consolidación del grupo de
investigación en ingeniería de rehabilitación.
Técnicas
para Detección y Estimación Eficiente de Potenciales Evocados (2007-2010)
Director: Acevedo, Ruben Carlos
Resumen
Los potenciales evocados (PE) en sus distintas modalidades
(auditivos, visuales y somatosensoriales), se han convertido actualmente en
un estudio de diagnóstico de patologías del sistema nervioso casi rutinario.
Estos son señales eléctricas registradas mediante electrodos en el cuero
cabelludo, que se producen como respuesta de los sistemas sensoriales a la
aplicación de un estímulo adecuado. Sin embargo en su adquisición, además de
la respuesta evocada por el estímulo, se registran potenciales generados por
diversas fuentes fisiológicas y no fisiológicas; obteniéndose una relación
señal a ruido (RSR) muy desfavorable que puede llegar a -20 dB en el caso de
los potenciales evocados auditivos de tronco cerebral (PEATC). La técnica
comúnmente utilizada para mejorar la RSR, y estimar la señal de PE, es la
promediación coherente o sincronizada; la cual consiste en aplicar sucesivos
estímulos y promediar la actividad eléctrica registrada en forma
sincronizada con el instante de tiempo en que se aplica el estímulo. Si bien
la promediación es de uso masivo, presenta limitaciones que justifican
buscar alternativas a esta. Una es el tiempo requerido para lograr una
estimación confiable del PE, que dependiendo de la modalidad del mismo puede
insumir más o menos tiempo; en el caso de los PEATC puede ser de hasta 5
minutos. Otra es que se asume que la señal de PE se mantiene constante de
época a época y que el ruido (el resto de los potenciales) es del tipo
blanco con media cero, hipótesis que no es cierta para la mayoría de los
casos. En consecuencia el resultado obtenido de la promediación es una mala
estimación de la señal real de PE. Asimismo, hay situaciones en las que no
se necesita estimar la morfología de la señal y solo basta con saber si la
señal está presente, como por ejemplo la detección automática de hipoacusias.
En este proyecto se propone revisar, evaluar y desarrollar técnicas y/o
algoritmos que permitan estimar y/o detectar la señal de PE de manera más
eficiente que la promediación coherente; entendiéndose por eficiente obtener
los mismos o mejores resultados que esta última, pero en menos tiempo.
Diseño y Desarrollo de un Equipo Portátil para la Detección Automática de
Hipoacusias en Neonatos (2007-2009)
Director: Acevedo,
Rubén Carlos
Resumen
Los PEATC son una de las herramientas con mayor
especificidad y sensibilidad utilizadas para la detección temprana de
hipoacusias; la presencia de un PEATC detectable es considerada indicativa
de la percepción del sonido. Una variante de lo PEATC convencionales son los
denominados PEATC automáticos (PEATCA); la diferencia radica en el hecho que
para estos últimos no se necesita de un profesional (otorrinolaringólogo y/o
neurólogo) entrenado en la interpretación del registro para emitir un
diagnóstico, lo cual también impacta en el tiempo de evaluación y costos.
Esto se logra aplicando algoritmos avanzados de procesamiento digital de
señales que permiten determinar cuando el registro de PEATC corresponde a un
neonato con hipoacusia y cuando no. Esto asegura constancia en las
condiciones de prueba, eliminan la necesidad de su interpretación, reducen
errores y costos operativos. El equipo propuesto presenta como
características principales la portabilidad y la automaticidad para emitir
un diagnóstico. Como consecuencia podrá ser fácilmente trasladado entre
distintas instituciones de salud y la implementación de programa de
detección de hipoacusias podrían llevarse adelante con personal entrenado en
el procedimiento y no en la interpretación de los registros. En la
actualidad a nivel internacional existen equipos comerciales de muy alto
costo. Sin embargo es de interés para la FIUNER desarrollar tecnología de
punta, confiable y de menor costo, de alto impacto en la salud de la
población. El desarrollo del presente proyecto permitiría iniciar un proceso
de transferencia de productos al sector empresario, ya sea en forma parcial
(por ejemplo algoritmos de detección automática de hipoacusias) o total
(transfiriendo el equipo en su totalidad para su comercialización).
Se plantea un proyecto de desarrollo tecnológico, cuyo
objetivo es construir un equipo para detectar hipoacusias en neonatos
mediante el registro y posterior análisis automático de potenciales evocados
auditivos de tronco cerebral. Esto significa que para realizar el
diagnóstico de la hipoacusia no se necesita la presencia de un profesional
(otorrinolaringólogo ó neurólogo) entrenado en el análisis de potenciales
evocados auditivos, sino que el equipo emitirá el mismo basándose en
resultados de algoritmos de procesamiento digital de señales. Esto es muy
importante, ya que permitirá utilizar el equipo en cualquier lugar de la
provincia contando con personal capacitado en la metodología de registro. El
proyecto presenta altas probabilidades de transferencia, ya que actualmente
no hay empresas nacionales que fabriquen un equipo de estas características,
y los equipos importados presentan costos muy elevados en la actual
situación del país.
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