Ingeniería Electrónica · 2024
Sistema de predicción de ataques epilépticos focales
La epilepsia es una condición neurológica que afecta a millones de personas a nivel mundial y plantea importantes desafíos debido a la imprevisibilidad de sus crisis, las cuales pueden causar caídas, lesiones y otras complicaciones. Estudios recientes han revelado que ciertos cambios fisiológicos, como las fluctuaciones en la actividad cerebral y las variaciones en la frecuencia cardíaca, pueden preceder a las crisis epilépticas. Inspirado en estos hallazgos, este proyecto ha desarrollado un sistema innovador que predice ataques epilépticos focales. Actualmente, el sistema ha logrado un funcionamiento óptimo, capaz de monitorear en tiempo real tanto la actividad cerebral como los signos vitales del paciente, identificando patrones de riesgo asociados con crisis epilépticas. Este sistema emite alertas anticipadas, lo cual permite a los pacientes y a sus cuidadores tomar medidas preventivas con anticipación, promoviendo la seguridad y autonomía del paciente. La implementación de esta tecnología representa un avance en el control de la epilepsia, minimizando la incidencia y gravedad de las crisis y mejorando significativamente la calidad de vida de los afectados.
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Contenido
- INTRODUCCIÓNp. 12
- PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMAp. 13
- 2.1 Antecedentes y Estado del Artep. 13
- 2.2 Descripción y Formulación del Problemap. 14
- 2.2.1 Contextop. 14
- 2.2.2 Manifestaciónp. 15
- 2.2.3 Causasp. 15
- 2.3 Justificaciónp. 15
- 2.4 Objetivosp. 16
- 2.4.1 Objetivo Generalp. 16
- 2.4.2 Objetivos Específicosp. 16
- 2.5 Alcance y Limitaciones del Proyectop. 17
- 2.5.1 Alcancep. 17
- 2.5.2 Limitacionesp. 17
- MARCO DE REFERENCIAp. 17
- 3.1 Marco Teórico o Conceptualp. 17
- 3.1.1 Electroencefalograma (EEG)p. 17
- 3.1.2 Señales detectadas por el EEGp. 18
- 3.1.3 Fotoplestimografíap. 19
- 3.1.4 Monitoreo de signos vitalesp. 20
- 3.1.5 Tecnología conexión inalámbricap. 20
- 3.2 Marco Legal o Normativop. 21
- DESARROLLO DEL PROYECTOp. 22
- 4.1 Requerimientosp. 22
- 4.2 Metodología del Diseñop. 23
- 4.3 Desarrollo del productop. 24
- 4.3.1 Diseño Conceptualp. 24
- 4.3.2 Diseño Detalladop. 25
- 4.4 Esquemático del sistemap. 41
- 4.5 Implementaciónp. 42
- 4.5.1 Implementación frecuencia cardiacap. 42
- 4.5.2 Subsistema temperatura corporalp. 42
- 4.5.3 Implementación subsistema EEGp. 43
- 4.5.4 Implementación sistema completop. 44
- 4.6 Diseño Industrialp. 49
- RESULTADOS Y ANÁLISIS DE RESULTADOSp. 50
- 5.1 Plan de pruebasp. 50
- 5.1.1 Frecuencia cardiacap. 50
- 5.1.2 Temperatura corporalp. 51
- 5.1.3 EEGp. 22
- 5.1.4 Alimentaciónp. 53
- 5.1.5 Requerimientosp. 22
- 5.1.6 Objetivosp. 16
- 5.1.7 Sistema Finalp. 54
- CONCLUSIONESp. 58
- RECOMENDACIONESp. 59
- REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICASp. 61
- Tabla 1 Requerimientos levantadosp. 22
- Tabla 2 Selección del sensor temperatura corporalp. 26
- Tabla 3 Selección de sensor frecuencia cardiacap. 27
- Tabla 4 Selección del módulo EEGp. 28
- Tabla 5 Selección de electrodosp. 29
- Tabla 6 Selección del microcontroladorp. 37
- Tabla 7 Selección de la alarma sonorap. 38
- Tabla 8 Selección de la bateríap. 39
- Tabla 9 Margen de error de los valores de frecuencia cardiaca obtenidosp. 42
- Tabla 10 Margen de error de la temperatura corporalp. 43
- Tabla 11 Plan de pruebas frecuencia cardiacap. 51
- Tabla 12 Plan de pruebas temperatura corporalp. 51
- Tabla 13 Plan de pruebas EEGp. 52
- Tabla 14 Plan de pruebas bateríap. 53
- Tabla 15 Plan de pruebas requerimientosp. 53
- Tabla 16 Plan de pruebas cumplimiento de objetivosp. 54
- Tabla 17 Plan de pruebas sistema finalp. 57
- Tabla 18 Resolución de problemasp. 73
- Figura 1 Posición de electrodos 10-20 [13]p. 18
- Figura 2 Señales EEG [14]p. 19
- Figura 3 Tipo de medición de PPG [15]p. 20
- Figura 4 Diagrama de flujo de la metodología del diseñop. 23
- Figura 5 Caja negrap. 24
- Figura 6 Diagrama de subsistemasp. 25
- Figura 7 Diagrama del diseño detalladop. 26
- Figura 8 Subsistema temperatura corporalp. 26
- Figura 9 Subsistema frecuencia cardiacap. 27
- Figura 10 Subsistema EEGp. 28
- Figura 11 Diseño detallado EEGp. 30
- Figura 12 Esquema del AD620p. 30
- Figura 13 Esquema del filtro pasa altos con valores encontradosp. 32
- Figura 14 Diagrama de bode frecuencia de corte 0.5Hzp. 33
- Figura 15 Esquema filtro pasa bajosp. 34
- Figura 16 Diagrama de bode filtro pasa bajosp. 34
- Figura 17 Esquema filtro notchp. 36
- Figura 18 Diagrama de bode del filtro notchp. 36
- Figura 19 Esquemático completo EEGp. 36
- Figura 20 Diagrama de bode salida del EEGp. 37
- Figura 21 Subsistema de alimentaciónp. 39
- Figura 22 Elevador de voltaje de 5Vp. 40
- Figura 23 Esquemático de conexión del sistemap. 41
- Figura 24 Implementación frecuencia cardiacap. 42
- Figura 25 Implementación temperatura corporalp. 43
- Figura 26 Implementación EEGp. 44
- Figura 27 EEG con el módulo TGAM Taurusp. 44
- Figura 28 Sistema completo tarjeta Ganglionp. 45
- Figura 29 Cambio de amplitud onda thetap. 45
- Figura 30 Diagrama del código Pythonp. 46
- Figura 31 Diagrama de flujo Arduino IDEp. 47
- Figura 32 Diagrama de flujo mensaje de textop. 48
- Figura 33 Diseño en 3D de los sensoresp. 49
- Figura 34 Diseño en 3D de la cajap. 49
- Figura 35 Diseño en 3D de la cajap. 49
- Figura 36 Monitoreo de signos y envió de alertap. 55
- Figura 37 Notificación contacto de emergencia y usuariop. 55
- Figura 38 Sistema terminadop. 56
- Figura 39 Datasheet TMP102p. 63
- Figura 40 Datasheet MAX30102p. 63
- Figura 41 Datasheet TGAM Taurusp. 64
- Figura 42 Código en Arduino IDEp. 66
- Figura 43 Código Pythonp. 68
- Figura 44 Vista superior de la caja de los sensoresp. 69
- Figura 45 Vista lateralp. 69
- Figura 46 Vista inferiorp. 69
- Figura 47 Vista frontalp. 69
- Figura 48 Vista superior de la tapap. 70
- Figura 49 Vista frontal de la tapap. 70
- Figura 50 Vista superior de la cajap. 70
- Figura 51 Vista frontal de la cajap. 70
- Figura 52 Vista lateral de la cajap. 71
- Figura 53 Colocación de sensoresp. 72
- Figura 54 Posición de la cajap. 72