Revista Ingeniería Biomédica

AUTOMATIC SEGMENTATION AND PARAMETERIZATION IRIDOLOGY IMAGES

Actualmente el estudio y procesamiento de datos iridológicos viene avanzando de manera importante. Diferentes trabajos han demostrado que es posible realizar detección de algunas patologías usando las características del iris de cada sujeto, pero los resultados mostrados en cuanto a la segmentación del mapa iridológico, no son los más prometedores. En este artículo se presenta una novedosa metodología para obtener la segmentación del iris (mapa iridológico) humano de forma automática y manual usando técnicas de procesamiento de imágenes. Dicha segmentación, fue realizada sobre imágenes a nivel de gris, empleándose para el procesamiento de cada imagen herramientas matemáticas como: integral proyectiva, OTSU, realce de contraste, negativo, binarización, suavizado y filtrado. Con el uso de estas técnicas, se han obtenido diferentes parámetros como son la detección de pupila y detección del iris. Con estos parámetros se inició la segmentación de cada imagen iridológica basada en geometría analítica, dicha segmentación permite parametrizar zonas del iris, que muestran el funcionamiento interno de diferentes sistemas fisiológicos, y de esta forma obtener patrones característicos de dichos sistemas, que en el futuro, lograrán realizar procesos de detección de enfermedades basadas en procesamiento de imágenes iridológicas.

This paper presents a novel methodology for human iris segmentation automatically and manual using image processing techniques. This segmentation was performed on gray level images, using for processing each image math tools like: comprehensive projective, OTSU, negative contrast enhancement, binarization, smoothing and filtering. Using these techniques, various parameters are obtained for example, the detection of the pupil and iris. With these parameters the iridology segmentation of each image is performed using analytic geometry. This segmentation allows parameterized parts of iris, showing the inner workings of different physiological systems, thus obtaining characteristic patterns of such systems. In the future, will achieve disease detection processes based on image processing iridology.

Actualmente o estudo e processamento de dados iridologia está avançando significativamente. Diferentes estudos têm mostrado que é possível detectar algumas patologias, utilizando as características da íris de cada sujeito, mas os resultados apresentados como a segmentação do gráfico iridologia, eles não são os mais promissores. Este artigo apresenta uma nova metodologia para a segmentação da íris (quadro da íris) humana automaticamente ou manualmente utilizando técnicas de processamento de imagem. Essa segmentação foi realizada em imagens em nível de cinza, sendo usado para processar cada imagem ferramentas matemáticas como um projetivo integral, Otsu, realce de contraste, negativo, binarização, alisando e filtragem. Utilizando estas técnicas, obtivemos diferentes parâmetros, tais como a detecção de detecção da pupila e da íris. Com estes parâmetros de segmentação de cada imagem iridologia baseado em geometria analítica começou, esta segmentação permite parametrizar áreas da íris, mostrando o funcionamento interno dos diferentes sistemas fisiológicos, e assim obter padrões característicos de tal, que, em futuros sistemas, eles vão conseguir executar processos de detecção com base em doenças iridologia processamento de imagem.

EXPERT SYSTEM FOR DETERMINING THE HEART RATE MAXIMUM IN ATHLETES WITH RISK FACTORS

En este trabajo se presenta un sistema experto (SE) que permite establecer la frecuencia cardiaca máxima en términos de porcentaje de intensidad, la duración de una sesión de entrenamiento y la frecuencia en días por semana. La base del SE es el conocimiento de profesionales en el área de medicina y del deporte, que ayuda a los deportistas con padecimiento de enfermedades o factores de riesgo a tomar mejores decisiones al momento de realizar ejercicio físico. Este sistema se desarrolló en un ambiente web para facilitar la adquisición de los datos por parte de los profesionales, permitiendo así, la incorporación de varios criterios donde la aplicación del algoritmo del SE y de minería de datos proveen a los deportistas resultados con soporte médico. El SE ha sido incorporado a un software que se encarga de monitorizar la frecuencia cardiaca en tiempo real en una disciplina deportiva, donde se evidenció el buen funcionamiento del SE.

This paper presents an expert system (SE) that establishes the maximum heart rate in percentage terms of intensity, duration of a training session and frequency in days per week is presented. The base SE is the knowledge of professionals in the field of medicine and sport that helps athletes suffering from diseases or risk factors make better decisions at the time of exercise. This system was developed in a web environment to facilitate the acquisition of data by professionals, thus allowing the incorporation of several criteria where application of the algorithm SE and mining provide athletes results with medical support. The SE has been incorporated into software that is responsible for monitoring the heart rate in real time in a sport where the proper functioning of the SE was evident.

Este trabalho apresenta um sistema especialista (SE), que estabelece a frequência cardíaca máxima em termos percentuais de intensidade, a duração de uma sessão de treinamento ea freqüência em dias por semana é apresentado. A base de SE é o conhecimento de profissionais no campo da medicina e esporte, que ajuda atletas que sofrem de doenças ou factores de risco a tomar melhores decisões no momento do exercício. Este sistema foi desenvolvido em um ambiente web para facilitar a aquisição de dados por profissionais, permitindo a incorporação de vários critérios, quando a aplicação do algoritmo SE e mineração oferecer aos atletas resultados com apoio médico. A SE foi incorporado no software que é responsável por monitorar o ritmo cardíaco em tempo real em um esporte onde o bom funcionamento da SE foi evidente.

PROSTHESES IN TOTAL HIP ARTHROPLASTY AND CHITOSAN BIOACTIVE COATINGS TO IMPROVE THEIR PERFORMANCE

La artroplastia total de cadera (ATC) es un procedimiento común en el campo de la traumatología. Esta consiste en la sustitución o el reemplazo de la cadera por un sistema predominantemente metálico en los casos en que los principales componentes de la articulación han sido afectados de manera irreversible. Entre los metales más comúnmente utilizados en prótesis de ATC se encuentra el titanio y sus aleaciones, en especial Ti6Al4V debido a sus óptimas propiedades mecánicas y resistencia a la corrosión. Estas prótesis pueden ser cementadas y no-cementadas, cada una con ventajas y desventajas prácticas, pero con limitaciones comunes como la suceptibilidad a las infecciones, la poca capacidad de osteointegración y la alta dependencia a la tecnica quirurgica empleada por el medico. Particularmente, el crecimiento del hueso en la superficie del implante se ha promovido bien sea creando rugosidad superficial o mediante recubrimientos de fosfatos cálcicos como la hidroxiapatita, logrando de esta manera aumentar la vida util de las protesis, aunque aun no lo suficiente para evitar cirugias posteriores (artroplastia de revisión) especialmente para pacientes jóvenes. Es por esto que se proponen recubrimientos bioactivos a partir de biopolímeros. El quitosano, polimero natural que se obtiene a partir del exoesqueleto de crustáceos, destaca entre los más utilizados para este fin debido a que su estructura quimica le confiere adecuada biocompatibilidad y versatilidad para ser combinado con otras sustancias o moleculas. Los recubrimientos a base de quitosano se han desarrollado a través de interacciones físicas por inmersión, capas polielectrolíticas utilizando polímeros naturales aniónicos, y la creación de enlaces covalentes por el método de silanización el cual permite activar la superficie oxidada del metal con monomeros de silicio que contienen al menos un enlace carbono-silico y que son altamente reactivos con biomoléculas. Los recubrimientos de quitosano también han sido utilizados para la encapsulación y liberacion controlada de factores de crecimiento y diferenciación, confiriéndoles no solo una bioactividad sino osteoinductividad en la interfase metal-tejido, permitiendo la deposicion de matriz extracelular osea y finalmente el crecimiento de hueso en la superficie del implante. Dados los numerosos estudios realizados, los recubrimientos de quitosano tienen un futuro promisorio en aplicaciones prácticas de cirugía ortopédica. Específicamente, este artículo describe los recubrimientos de quitosano como una alternativa viable para la problematica actual asociada a la pobre osteointegracion de componentes metalicos en la ATC.

Total hip arthroplasty (THA) is a common procedure in traumatology. It consists in the substitution or replacement of the hip by a predominantly metallic system in the cases in which the main joint components have been irreversibly affected. Among the most widely used metals in THA prostheses, titanium and its alloys are found, especially Ti6Al4V due to its optimal mechanical properties and resistance to corrosion. These prostheses can be cemented or non-cemented, each one with advantages and disadvantages, but with common problems such as susceptibility to infection, poor osseointegration and high dependence on the surgical technique. In particular, the growth of bone into the implant surface has been promoted through either surface roughness or by creating coatings of calcium phosphates such as hydroxyapatite, thus achieving increases in the life of the prosthesis, but still not enough to avoid subsequent surgeries (revision arthroplasty) especially for young patients. In this sense, biopolymerbased bioactive coatings have been proposed. Chitosan, obtained from crustacean cytoskeleton, stands out among the polymers used for this purpose due its chemical structure that allows it to have appropriate biocompatibility, and versatility to be combined with other substances or molecules. Chitosan-based coatings have been developed through physical interactions by immersion, polyelectrolyte layers using anionic natural polymers, and the creation of covalent links via silanization, which activates the metal surface with silicon monomers containing at least one biomolecules highly reactive carbon-silico bond. These coatings have also been used to encapsulate growth and differentiation factors, conferring them not only bioactivity but also osseoinductivity at the metal-tissue interface allowing bone extracellular matrix deposition onto the implant surface. Due to the numerous studies carried out, it can be said that polymeric coatings have a promising future in orthopedic surgery. Specifically, this article describes the chitosan coatings as a feasible alternative to the current problem associated to the poor osseointegration of metallic components in the THA.

A artroplastia total do quadril (ATQ) é um procedimento comum na área de traumatologia. Este é o sistema de substituição de substituição ou de quadril para predominantemente de metal nos casos em que os principais componentes da articulação são afetados de forma irreversível. Entre a prótese mais utilizada é ATC metais titânio e suas ligas, particularmente TÍ6AI4V por causa das suas excelentes propriedades mecânicas e de resistência à corrosão. Estas próteses podem ser cimentadas e não-cimentadas, cada um com vantagens e desvantagens práticas, mas com limitações comuns, tais como a susceptibilidade à infecção, má capacidade de osseointegração e alta dependência da técnica cirúrgica utilizada pelo médico. Particularmente o crescimento ósseo na superfície do implante tenha sido promovida quer a criação de rugosidade da superfície ou por revestimento de fosfatos de cálcio, tais como hidroxiapatita, conseguindo assim aumentar a vida útil da prótese, embora ainda não é suficiente para evitar posteriores cirurgias (artroplastia de revisão), especialmente para pacientes jovens. É por isso proposta revestimentos bioactivos de biopolímeros. O quitosano, um polímero natural que é derivado do exoesqueleto de crustáceos, destaca-se entre os mais amplamente utilizados para este fim, porque a sua estrutura química proporciona biocompatibilidade e versatilidade adequada para ser combinado com outras substâncias ou moléculas. Os revestimentos à base de quitosano têm sido desenvolvidos através de camadas de polielectrólito interacções físicas de imersão utilizando polímeros naturais aniónicos, e criação de ligações covalentes pelo método de silanização que activa a superfície de metal oxidado com monómeros contendo silício pelo menos uma ligação carbono-silício e que são altamente reactivos com ligação biomoléculas. Revestimentos de quitosano também foram utilizados para a encapsulação e controlada factores de crescimento e diferenciação de libertação, não só confere bioactividade mas osteoindutividade na interface metal-tecido, permitindo a deposição de matriz extracelular óssea e finalmente o crescimento do osso em superfície do implante. Tendo em conta os numerosos estudos, revestimentos de quitosana tem um futuro promissor em aplicações práticas de cirurgia ortopédica. Especificamente, este artigo descreve revestimentos de quitosana como uma alternativa viável para os problemas actuais associados à má osseointegração de componentes metálicos no ATC.

DESIGN DEVICE FOR TAMPER DETECTION OF THE VESTIBULAR SYSTEM

Los desórdenes vestibulares como el vértigo con mayor prevalencia en la población afectada pueden diagnosticarse con diferentes herramientas incluido el test de agudeza visual dinámica. Test que a nivel clínico únicamente incluye la monitorización de velocidad de movimiento de rotación de la cabeza sin mayores herramientas que permitan el diagnóstico puntual del canal semicircular horizontal acotado en la dinámica completa del movimiento. En el presente artículo se presenta una herramienta tecnológica completa para el desarrollo del test que permite el sensado de los movimientos de la cabeza en los ejes x, y, z y la interacción con una interfaz gráfica para la evaluación de la agudeza visual con errores encontrados al final de la implementación inferiores al 2% en ángulos de inclinación y flexión y del 4% al 15% para el ángulo máximo de rotación.

Vestibular disorders as the vertigo, with higher prevalence in the affected population, can be diagnosed using different tools including the dynamic vestibular acuity test. Test including at clinical level only the speed motorization of head without more tools to allow the specific diagnose of the horizontal semicircular canal bounded in the complete dynamic of movement. This article present a complete technologic tool to the development of the test, allowing the sensing of head movements in the x, y, z axis and the interaction with a graphical interface to evaluate the visual acuity, with found differences at the end of the implementation lower of 2% in flexion and inclination angles and of 4% to 15% to the maximum rotation angle.

Distúrbios vestibulares como a vertigem, com maior prevalência na população afetada, pode ser diagnosticada através de diferentes ferramentas, incluindo o teste de acuidade vestibular dinâmico. Incluindo o teste a nível clínico somente a motorização velocidade da cabeça sem mais ferramentas para permitir o diagnóstico específico do canal semicircular horizontal delimitada a dinâmica de movimentos. Este artigo apresenta uma ferramenta tecnológica completa para o desenvolvimento do teste, Permitindo que o sensor de movimentos da cabeça nos x, y, eixo z ea interação com uma interface gráfica para avaliar a acuidade visual, com diferenças encontradas no final da Implementação inferior de 2% em ângulos de flexão e de inclinação e de 4% a 15% para o ângulo de rotação máxima.

VIRTUAL SIMULATORS FOR LAPAROSCOPIC SKILLS TRAINING

Este artículo presenta una revisión sobre algunos simuladores virtuales, comerciales y en investigación, disponibles actualmente para entrenamiento de cirugía laparoscópica; entre ellos se incluyen los simuladores que usan interfaces hápticas para aumentar la sensación de inmersión y el realismo de los ejercicios. Además, se describe el programa de entrenamiento Fundamentals of Laparoscopic Surgery (FLS), que está diseñado para aprender a dominar las habilidades básicas requeridas para hacer cirugías laparoscópicas, y cuyos ejercicios, o aproximaciones de ellos, han sido incorporados por gran cantidad de simuladores. Finalmente, se realiza una comparación entre los diferentes sistemas de simulación encontrados.

This paper presents a review about some virtual simulators for laparoscopic surgery training. Currently, they are available in both commercially and under research; it includes simulators with haptic interfaces used to increase the immersion sense and realism of the exercises. Besides, the Fundamentals of Laparoscopic Surgery (FLS) training program is described; it was designed to learn basic skills required for laparoscopic surgeries, and its exercises, or very similar approaches, which have been added in many simulators. Finally, a comparison between all the simulators found is performed.

Este trabalho apresenta uma revisão Acerca alguns simuladores de treinamento virtual para a cirurgia laparoscópica. Atualmente, eles estão disponíveis comercialmente em pesquisa e sob; que inclui as interfaces táteis com simuladores usados para aumentar a sensação de imersão e realismo dos exercícios. Além disso, os Fundamentos de Cirurgia Laparoscópica (FLS) programa de treinamento é descrito; ele foi projetado para aprender as habilidades básicas necessárias para cirurgias laparoscópicas, e seus exercícios, ou muito semelhante abordagens, que foram adicionados em muitos simuladores. Finalmente, uma comparação entre todos os simuladores encontrados é realizada.