Capacidades I+D
Las señales biomédicas se registran y analizan con objeto de recabar información sobre el estado de salud de la/el paciente o de conocer la actividad y funcionamiento de un órgano.
En ocasiones la metodología de análisis de dichas señales está ampliamente documentada y constituye casi un estándar como puede ser la determinación del ritmo cardiaco a partir del electrocardiograma.
Sin embargo si se desea obtener información adicional a la habitual o se trabaja con señales poco convencionales, son necesarias nuevas técnicas para la caracterización de las señales o para la eliminación de posibles interferencias.
En nuestro grupo de investigación se ha realizado especial énfasis en el procesado de señales bioeléctricas captadas en la superficie corporal con origen de músculo liso como las uterinas, intestinales, gástrica, etc0;. origen de músculo estriado esquelético como de suelo pélvico, deglutorio, cadiaco, respiratorio, o de extremidades; y de origen cerebral.
Las capacidades del grupo abarcan tanto el procesado previo de las señales bioeléctricas para la mejora de calidad de señal y eliminación de interferencias; como la posterior caracterización de las señales mediante parámetros con interpretación fisiológica que ayudan a valorar el estado electrofisiológico del órgano bajo estudio en distintos aspectos.
Personas clave:
- Garcia Casado, Francisco Javier
- Martínez De Juan, José Luís
- Prats Boluda, Gema
- Ye, Yiyao
Responsable:
- Garcia Casado, Francisco Javier
- Diagnóstico médico: El procesamiento de señales biomédicas se utiliza para analizar datos de electrocardiogramas (ECG), electroencefalogramas (EEG), electromiogramas (EMG) de distintos órganos y músculos y otros registros clínicos. Estas técnicas ayudan a detectar patrones anómalos, identificar enfermedades y evaluar la salud de los pacientes.
- Telemedicina: El procesamiento de señales biomédicas permite la transmisión y análisis remoto de datos médicos. Esto es especialmente útil en áreas rurales o cuando se necesita acceso a especialistas en tiempo real.
- Monitorización continua: Las señales biomédicas se pueden procesar para monitorear constantemente la salud de los pacientes. Por ejemplo, los dispositivos portátiles (como los relojes inteligentes) utilizan el procesamiento de señales para medir el ritmo cardíaco, la presión arterial y otros parámetros.
- Sistemas de diagnóstico automático: El procesamiento de señales se aplica en sistemas que automatizan el diagnóstico de enfermedades. Estos sistemas pueden detectar patrones específicos en señales biomédicas y alertar a los médicos sobre posibles problemas.
- Investigación biomédica: El procesamiento de señales se utiliza en estudios de investigación para analizar datos de experimentos y ensayos clínicos. Esto ayuda a comprender mejor los mecanismos fisiológicos y a desarrollar nuevas terapias..
- Precisión y detección temprana: Estas técnicas permiten detectar patrones sutiles en las señales, lo que facilita la identificación temprana de enfermedades o anomalías.
- Personalización del tratamiento: Al analizar las señales biomédicas de un paciente, los médicos pueden adaptar los tratamientos de manera individualizada. Esto mejora la eficacia y reduce los efectos secundarios.
- Monitoreo continuo: Las señales biomédicas se pueden monitorear de forma continua, lo que permite una evaluación constante de la salud. Esto es especialmente útil en pacientes crónicos o durante procedimientos quirúrgicos.
- Automatización y eficiencia: Los algoritmos de procesamiento de señales pueden automatizar tareas como la detección de patrones anómalos o la segmentación de señales médicas. Esto ahorra tiempo y recursos.
- Investigación y desarrollo: El análisis de señales biomédicas es fundamental para la investigación en áreas como la neurociencia, la genómica y la biomecánica. Ayuda a comprender mejor los procesos biológicos y a desarrollar nuevas terapias.
Mejora de la calidad de señales débiles y de bajo ratio señal-ruido, señal-interferencia.
Obtención de parámetros de característicos de señales biomédicas más robustos.
Obtención de información adicional y encubierta en señales biomédicas.
Valor añadido en los dispostivos biomédicos.
Impacto directo en la práctica clínica
El grupo de investigación tiene amplia experiencia en el procesamiento de señales biomédicas en multitud de técnicas tanto lineales en el dominio temporal, espectral, tiempo-frecuencia como no lineales; todo ello tanto para la caracterización de señal como para la eliminación de componentes no deseadas.
El ámbito de aplicación es muy amplio, abarcando señales de origen cardiaco, uterino, deglutorio, intestinal, cerebral, músculo respiratorio, equilibrio, etc.
Se ha trabajado en proyectos tanto de investigación básica como aplicada, en proyectos en colaboración con múltiples entidades clínicas y grupos de investigación internacional. Asimismo también se tiene una gran experiencia en contratos de investigación con empresas del ámbito biomédico y clínico.
En nuestros proyectos destaca el uso de tecnología avanzada para abordar problemas clínicos relevantes, proporcionando herramientas innovadoras para mejorar la atención médica y reducir costes asociados.
En el pasado, los biosensores “label free” (sin marcaje) han sido principalmente utilizados en la industria farmacéutica teniendo como principal inconveniente sus elevados costes y la necesidad de personal usuario experto para su manejo e interpretación de los datos. Sin embargo, los nuevos retos a los que se enfrenta la investigación hacen que empresas y centros de I+D estén demandando biosensores “label free” más sensibles con capacidad de análisis en tiempo real, a un coste reducido y de fácil manejo e interpretación de la información
En este ámbito, investigadores del CI2B, trabajan en el desarrollo de nuevos biosensores piezoeléctricos, basados en el uso de microbalanzas de cristal de cuarzo (QCM). La técnica microgravimétrica ha permitido la implementación de un método de detección cuantitativo, directo y en tiempo real de interacciones biomoleculares tales como antígeno-anticuerpo, detección de patógenos, adhesión celular, adsorción e hibridación de oligonucleótidos e interacciones de secuencias complementarias de DNA, caracterización de la absorción de proteínas, y detección de bacterias y virus, entre otras.
Recientemente este equipo ha realizado avances importantes tanto en las técnicas de caracterización como en la tecnología de soporte del sensor y de la fluídica asociada, que pueden permitir acometer los retos pendientes para su aplicación al desarrollo de sensores bioquímicos, y en particular de biosensores piezoeléctricos “label free”.
El grupo que dirige el profesor Antonio Arnau ha conseguido recientemente desarrollar una nueva generación de arrays de sensores QCM de muy alta frecuencia, con sensibilidades muy superiores a las de los existentes actualmente, que han permitido aumentar más de 1000 veces (3 órdenes de magnitud) el límite de detección de estos sensores en relación a las microbalanzas convencionales, alcanzando, e incluso superando, los límites de los sistemas ópticos “label free” actuales. Todo ello, unido a los avances del grupo en las técnicas de caracterización de estos sensores, ha proporcionado la base para una nueva generación de microbalanzas denominadas “QCM de Alta Resolución”.
Personas clave:
- Antonio Arnau Vives
- Juan José Manclús Ciscar
- Román Fernánez Díaz
- José Vicente García Narbón
- María Isabel Rocha Gaso
- Augusto Juste Dolz
- Yolanda Jiménez Jiménez
Responsable:
- Yolanda Jimenéz Jiménez
- Diagnóstico Médico:
- Detección rápida y precisa de patógenos como bacterias y virus.
- Diagnóstico y monitoreo de enfermedades crónicas.
- Análisis de reacciones antígeno-anticuerpo para el diagnóstico de enfermedades autoinmune.
- Industria biotecnológica:
- Caracterización de la absorción de proteínas.
- Interacciones DNA y RNA con secuencias complementarias.
- Adhesión celular y estudios de hibridación de oligonucleótidos.
- Industria Farmacéutica:
- Evaluación de interacciones biomoleculares para el desarrollo de fármacos.
- Control de calidad en productos biotecnológicos y farmacéuticos.
- Ensayos de actividad de compuestos farmacéuticos.
- Industria Alimentaria
- Detección de pesticidas y antibióticos en Alimentos.
- Detección de sustancias adulterntes en Alimientos.
- Industria agropecuaria:
- Detección de patógenos y enfermedades en ganado para prevenir brotes
- Industria ambiental:
- Detección de microorganismos patógenos en agua y suelo.
Detección Directa: reduce costes y tiempo de preparación de muestras.
Análisis en tiempo real: proporciona datos instantáneos para realizar diagnósticos rápidos y toma de decisiones inmediatas.
Alta Sensibilidad y Resolución.
Capacidad de regeneración del sensor: Pueden ser regenerados sin pérdida significativa de sensibilidad, lo que permite su reutilización y reduce costos.
Versatilidad en aplicaciones: diagnóstico médico, biotecnología, industria farmacéutica, industria alimentaria, medioambiente, investigación científica
Reducción de Costes: el desarrollo del sensor tiene un coste y además tiene capacidad de regeneración.
Facilidad de uso: reduce la dependencia de personal experto en interpretación de datos.
Alta precisión y eficiencia: proporciona diagnósticos rápidos, cruciales en situaciones médicas urgentes
El grupo creó en 2009 la empresa de Advanced Wave Sensors (AWSensors) spin-off de la UPV, para transferir el resultado de su investigación y que está especializada en el diseño, desarrollo, producción y comercialización de instrumentación de detección de alta precisión basado en microbalanza de cristal de cuarzo (QCM). Los instrumentos, sensores y accesorios QCMD de la empresa son de interés en campos de investigación en los que se requiera una altisima prescisión con la medición en las fronteras de la detección (desgaste, corrosión, hinchamiento de nuevos materiales, estudio del ADN, enfermedades infecciosas, diagnóstico clínico en salud...).
El grupo ha participado en diversos proyectos a nivel autonomico, nacional y europeo para el desarrollo de biosensores como métodos analíticos alternativos a los tradicionales, para diferentes aplicaciones en los campos agroalimentario, medioambiental y biomédico. El Ci2B cuenta con la infraestructura, experiencia y red de colaboraciones adecuadas para abordar el desarrollo de biosensores tanto enzimáticos (aquellos cuyo componente bioactivo es una enzima) como inmunológicos (los basados en anticuerpos), con diferentes mecanismos de transducción: electroquímica, óptica, piezoeléctrica, etc.
Las arritmias cardiacas son una de las principales causas de morbilidad y mortalidad en los países desarrollados. A pesar de la intensa investigación desarrollada, los mecanismos de generación, mantenimiento y terminación de estas arritmias no están totalmente claros. Además, su tratamiento no es del todo satisfactorio. Aunque hoy en día se dispone de una gran cantidad de información a diferentes niveles: sub-celular, celular, tisular, de órgano y de sistema, la predicción, la prevención y el tratamiento de las arritmias cardiacas sigue siendo uno de los mayores retos científicos.
Una nueva y prometedora tecnología basada en la integración de los diferentes niveles de información en modelos computacionales permite la investigación en este campo. Dentro de esta línea, investigadores del Ci2B de la Universitat Politècnica de València trabajan en el estudio de las causas de arritmias cardíacas mediante modelado y simulación.
Se ha desarrollado modelos tridimensionales realistas del corazón que incluyen, con un elevado grado de detalle, características genéticas de las corrientes iónicas, y sus mutaciones, las características electrofisiológicas de los diferentes tipos de células cardiacas y la estructura anatómica de los diferentes tejidos cardiacos, además de un modelo anatómico del torso.
Utilizando estos modelos, se estudian situaciones que generan y perpetúan los complejos ritmos patológicos y su relación con las señales eléctricas utilizadas en el diagnóstico clínico (ECG). Estos modelos integrados multi-escala son utilizados para mejorar la prevención y el diagnóstico de patologías cardiacas, los procedimientos quirúrgicos relacionados con la ablación por radiofrecuencia y el conocimiento de los efectos pro-arrítmicos que presentan diferentes fármacos antiarrítmicos
Personas clave:
- Ferrero De Loma-Osorio, José María
- Gomis-Tena Dolz, Julio
- Romero Perez, Lucia
- Saiz Rodríguez, Francisco Javier
- Trénor Gomis, Beatriz Ana
Responsable:
- Trénor Gomis, Beatriz Ana
- Desarrollo de Dispositivos Médicos
- Diseño y Optimización de Marcapasos y Desfibriladores: El modelado de la actividad eléctrica cardíaca permite diseñar dispositivos más eficaces y seguros. Las simulaciones ayudan a optimizar la colocación de electrodos y la configuración de los impulsos eléctricos.
- Pruebas Virtuales: Antes de la fabricación, los dispositivos pueden ser probados en modelos virtuales del corazón, reduciendo el tiempo y los costos de desarrollo y mejorando la seguridad del producto final.
- Investigación y Desarrollo en Cardiología
- Estudio de Arritmias: Las simulaciones permiten estudiar el origen y la propagación de arritmias cardíacas, mejorando la comprensión de estos trastornos y facilitando el desarrollo de nuevos tratamientos.
- Desarrollo de Fármacos: Evaluar el efecto de nuevos medicamentos en la actividad eléctrica del corazón, identificando posibles efectos secundarios y optimizando la dosificación.
- Formación y Educación Médica
- Simuladores de Entrenamiento: Los modelos cardíacos virtuales se utilizan en simuladores para entrenar a médicos y personal de salud en la interpretación de electrocardiogramas (ECG) y en la realización de intervenciones cardíacas.
- Personalización de Tratamientos
- Terapias Personalizadas: Los modelos de simulación pueden personalizarse según los datos de cada paciente, permitiendo a los médicos planificar tratamientos específicos y prever el resultado de diferentes intervenciones.
- Cirugía Cardíaca Asistida por Computadora: Facilita la planificación preoperatoria, ayudando a los cirujanos a visualizar y ensayar procedimientos antes de realizarlos en el paciente.
- Monitoreo y Diagnóstico
- Desarrollo de Sistemas de Monitoreo Remoto: Mejora el diseño de sistemas de monitoreo remoto de la actividad cardíaca, permitiendo la detección temprana de anomalías y la intervención.
- Mejora de Algoritmos de Diagnóstico: Optimización de los algoritmos utilizados en dispositivos portátiles y en los sistemas de monitoreo hospitalario para detectar y clasificar arritmias y otras condiciones cardíacas con mayor precisión.
- Regulación y Certificación
- Evaluación y Certificación de Nuevos Dispositivos Médicos: Los modelos y simulaciones pueden usarse para cumplir con los requisitos de las agencias reguladoras, proporcionando datos sobre la seguridad y eficacia de nuevos dispositivos médicos.
- Telemedicina y Atención Médica a Distancia
- Diagnóstico Remoto: Utilización de simulaciones para mejorar la precisión de los diagnósticos realizados a distancia, facilitando la telemedicina.
- Monitoreo Continuo: Ayuda en el desarrollo de sistemas de monitoreo continuo para pacientes con enfermedades cardíacas, permitiendo intervenciones tempranas y reducción de hospitalizaciones.
- Simulación Multi-Escala:
Integración de datos a nivel sub-celular, celular, tisular y de órgano, permitiendo una comprensión holística del funcionamiento cardíaco y las arritmias.
- Modelos cardíacos personalizados y realistas:
Creación de modelos cardíacos tridimensionales realistas basados en características genéticas y anatómicas específicas, mejorando la precisión de las simulaciones.
- Predicción y Prevención Avanzadas:
Habilidad para predecir la aparición de arritmias y su progresión, facilitando intervenciones preventivas más eficaces.
- Optimización de Procedimientos Médicos:
Simulación de procedimientos para mejorar técnicas y resultados, reduciendo riesgos y tiempos de recuperación.
- Mejora de la prevención y diagnóstico de patologías cardiacas
- Mejora de los procedimientos quirúrgicos relacionados con la ablación por radiofrecuencia
- Más información sobre efectos pro-arrítmicos de diferentes fármacos antiarrítmicos.
El grupo de investigación tiene amplia experiencia en:
- Simulación computacional y modelado: para predecir y estudiar arritmias cardíacas.
- Tecnologías personalizadas y multi-escala: para el tratamiento de patologías cardíacas.
- Optimización y certificación in silico: de dispositivos y medicamentos cardíacos.
- Detección temprana y genética: desarrollando plataformas para predisposición a arritmias.
- Estudios de actividad eléctrica: enfocados en fibrilación auricular.
Estas experiencias abarcan tanto proyectos competitivos de investigación como colaboraciones internacionales y de financiación significativa, destacando su capacidad para abordar problemas críticos en la cardiología mediante métodos innovadores y avanzados. Algunos proyectos son:
pCardioTreat: Optimización de terapias personalizadas de patologías auriculares y ventriculares mediante modelos computacionales multi-escala. Enfocado en la fibrilación auricular, infarto de miocardio e insuficiencia cardíaca, con métodos de personalización basados en datos clínicos.
V-Heart SN: Resumen: Simulación computacional avanzada para el estudio de la actividad eléctrica del corazón, permitiendo un análisis detallado de las arritmias y el efecto de diversos tratamientos.
PFarma: Desarrollo de plataformas computacionales para la simulación de fármacos y dispositivos médicos aplicados al tratamiento de enfermedades cardíacas, mejorando la eficiencia y eficacia de los tratamientos.
Prometeo: Proyecto centrado en la investigación avanzada de la actividad eléctrica del corazón, con especial atención a la mejora de técnicas de ablación y otros tratamientos intervencionistas.
MY-ATRIA: Red multidisciplinaria de formación para la gestión de la fibrilación auricular, integrando diversas disciplinas y enfoques para mejorar la comprensión y tratamiento de esta patología.
MeHeart: Enfoque en el modelado y simulación de la actividad eléctrica cardíaca para mejorar la precisión de los tratamientos médicos y la predicción de resultados terapéuticos.
SimCardioTest: Proyecto que desarrolla simulaciones in silico para la certificación de dispositivos y fármacos cardíacos, con el objetivo de reducir costos y mejorar la seguridad y eficacia de los tratamientos.
PCarTrialsM&S: El objetivo global de este proyecto es desarrollar, validar y probar una herramienta para la realización de ensayos clínicos in silico para medicina de precisión utilizando poblaciones de modelos electrofisiológicos y electromecánicos para mejorar la eficacia y seguridad de las terapias.
Estos proyectos reflejan la amplia experiencia del grupo en el uso de modelos computacionales y simulaciones para el estudio y tratamiento de patologías cardíacas, colaborando con diversas instituciones internacionales y enfocándose en la personalización y optimización de terapias
La estimulación eléctrica de tejidos es una técnica médica que aplica impulsos eléctricos para influir en la actividad biológica de diversos tejidos. Es esencial en el tratamiento de condiciones como trastornos neurológicos, enfermedades cardiovasculares y problemas musculares, ayudando a restaurar funciones fisiológicas, aliviar síntomas y mejorar la calidad de vida de los pacientes.
Actualmente, la estimulación eléctrica de tejidos se realiza mediante varias tecnologías con sus propias ventajas y limitaciones. La estimulación cerebral profunda (DBS) implanta electrodos en el cerebro para tratar enfermedades neurológicas como el Parkinson y la epilepsia; aunque efectiva, es invasiva y conlleva riesgos quirúrgicos. La estimulación nerviosa eléctrica transcutánea (TENS) utiliza electrodos en la piel para aliviar el dolor muscular y nervioso, siendo menos invasiva pero limitada en profundidad y precisión. Los marcapasos y desfibriladores, que regulan la actividad cardíaca mediante electrodos implantables, son esenciales para pacientes cardíacos, pero su implantación es invasiva y requiere mantenimiento a largo plazo.
Nuestro grupo de investigación se centra en sistemas avanzados de estimulación eléctrica de tejidos. Estos sistemas utilizan electrodos, que pueden ser implantados o aplicados superficialmente, para proporcionar una estimulación precisa y controlada. Incluyen sistemas de estimulación nerviosa, sensitiva y cortical mediante electrodos implantados en la corteza cerebral para tratar trastornos neurológicos. Además, cuentan con sistemas de estimulación transtorácica que aplican electrodos sobre la piel del tórax para mejorar la eficacia en el tratamiento de arritmias cardíacas y otros problemas cardiovasculares.
Personas clave:
- Gomis-Tena Dolz, Julio
- Saiz Rodríguez, Francisco Javier
Responsable:
- Saiz Rodríguez, Francisco Javier
- Medicina y Salud
- Tratamiento del Dolor Crónico: Sistemas como los estimuladores de nervios periféricos (PNS) y los estimuladores de la médula espinal (SCS) se utilizan para aliviar el dolor crónico en pacientes que no responden a otros tratamientos.
- Neuromodulación para Trastornos Neurológicos: Se utilizan para tratar enfermedades como la epilepsia, el Parkinson y otros trastornos del movimiento, proporcionando estímulos eléctricos para mejorar la función neurológica.
- Rehabilitación Neurológica: Ayudan en la rehabilitación de pacientes que han sufrido accidentes cerebrovasculares o lesiones de la médula espinal, estimulando los nervios y músculos para recuperar la movilidad y la función.
- Tratamiento de Trastornos Psiquiátricos: La estimulación magnética transcraneal (TMS) y la estimulación transcraneal de corriente directa (tDCS) se utilizan para tratar trastornos como la depresión resistente al tratamiento y el trastorno obsesivo-compulsivo (TOC).
- Rehabilitación Física y Terapia:
- Utilización de la estimulación eléctrica funcional (FES) para mejorar la movilidad en pacientes con parálisis parcial, ayudándolos a realizar actividades diarias y ejercicios de rehabilitación.
- Tratamiento de lesiones deportivas y problemas musculoesqueléticos mediante la estimulación de músculos y nervios para reducir la inflamación, aliviar el dolor y acelerar la recuperación.
- Deporte y Rendimiento Físico:
- Optimización del entrenamiento deportivo, mejorando la fuerza muscular y la resistencia.
- Recuperación Post-Ejercicio intenso, reduciendo la fatiga y acelerando la reparación de tejidos.
- Bienestar y Salud Personal
- Integración en dispositivos portátiles para la gestión del dolor, el estrés y la fatiga, proporcionando alivio a través de la estimulación eléctrica.
- Desarrollo de dispositivos de estimulación eléctrica para masaje y relajación, mejorando la circulación y aliviando la tensión muscular.
- Industria de la Estética
- Tratamientos Antienvejecimiento: Uso de estimulación eléctrica para mejorar la tonicidad de la piel y reducir arrugas, promoviendo la regeneración celular.
- Terapias de Remodelación Corporal: Utilización en procedimientos de reducción de grasa y tonificación muscular no invasivos.
- Precisión en la Estimulación:
Los sistemas de estimulación eléctrica están diseñados para proporcionar estimulación precisa y controlada de tejidos específicos, lo que permite una intervención terapéutica dirigida y eficaz.
- Adaptabilidad a Diferentes Tejidos:
Estos sistemas pueden adaptarse para estimular una variedad de tejidos, incluidos los nervios, tejido sensorial y cortical, así como para aplicaciones transtorácicas, lo que los hace versátiles y útiles en una amplia gama de aplicaciones médicas.
- Control de Parámetros de Estimulación:
Permiten ajustar y controlar los parámetros de estimulación, como la intensidad, frecuencia y duración de los pulsos eléctricos, lo que permite una personalización del tratamiento según las necesidades específicas del paciente y la condición médica.
- Compatibilidad con Electrodos:
Pueden utilizarse con una variedad de electrodos diseñados para diferentes aplicaciones y áreas anatómicas, lo que proporciona flexibilidad en el diseño del sistema y permite adaptarse a las necesidades específicas de cada paciente o procedimiento.
- Interfaz de Usuario Intuitiva:
Los sistemas de estimulación suelen contar con interfaces de usuario intuitivas y amigables que facilitan su configuración y operación por parte de los profesionales de la salud, lo que contribuye a una experiencia de uso eficiente y segura.
- Monitoreo y Retroalimentación:
Algunos sistemas pueden incluir funciones de monitoreo y retroalimentación en tiempo real, que permiten evaluar la respuesta del tejido a la estimulación y ajustar los parámetros de tratamiento según sea necesario, mejorando así la eficacia del tratamiento.
- Mejora en la Eficacia del Tratamiento:
La precisión y adaptabilidad de estos sistemas permiten una estimulación precisa y controlada de tejidos específicos, lo que puede resultar en una mejora significativa en la eficacia del tratamiento para una variedad de condiciones médicas, como trastornos neurológicos, dolor crónico, entre otros.
- Reducción de Efectos Secundarios:
Al permitir ajustes precisos de los parámetros de estimulación, estos sistemas pueden minimizar la aparición de efectos secundarios no deseados, lo que mejora la tolerabilidad del tratamiento y la calidad de vida del paciente.
- Personalización del Tratamiento:
La capacidad de adaptar los parámetros de estimulación según las necesidades específicas del paciente permite una personalización del tratamiento, lo que puede conducir a mejores resultados clínicos y una atención más centrada en el individuo.
- Mayor Seguridad:
Las interfaces de usuario intuitivas y las funciones de monitoreo en tiempo real ayudan a garantizar la seguridad del paciente durante el procedimiento de estimulación, reduciendo el riesgo de complicaciones y mejorando la experiencia general del tratamiento.
- Reducción de Costos a Largo Plazo:
Al mejorar la eficacia del tratamiento y reducir la incidencia de efectos secundarios y complicaciones, estos sistemas pueden ayudar a reducir los costos asociados con la atención médica a largo plazo, tanto para los pacientes como para los sistemas de salud en general.
- Avance en la Investigación Biomédica:
El uso de estos sistemas en investigaciones biomédicas puede contribuir al avance del conocimiento en campos como la neurociencia y la medicina regenerativa, lo que puede conducir al desarrollo de nuevas terapias y tecnologías médicas innovadoras.
El grupo de investigación en tiene amplia experiencia en el desarrollo y aplicación de sistemas de estimulación eléctrica de tejidos. Sus principales áreas de enfoque incluyen:
- Sistemas de estimulación de tejidos
- Estimulación Cerebral Profunda (DBS). Proyectos relacionados: PARK1 y VTA1.
Desarrollan y optimizan técnicas de estimulación cerebral profunda, que implica el uso de electrodos implantados en el cerebro para tratar enfermedades neurológicas como el Parkinson. Este tipo de estimulación permite la modulación directa de las funciones neuronales a través de electrodos en contacto con los tejidos cerebrales.
- Sistemas de estimulación nerviosa, sensitiva y cortical
- Estimulación sensitiva y cortical. Proyectos relacionados: REO2.
Implica la rehabilitación y estimulación mediante sistemas de realimentación de señales biológicas, incluyendo la estimulación nerviosa y sensitiva. Este tipo de trabajo es esencial para la recuperación de funciones motoras y sensoriales en pacientes con daños neurológicos.
Esta capacidad se centra en el desarrollo y la implementación de sistemas de inteligencia artificial (IA) diseñados para asistir en la toma de decisiones clínicas. Estos sistemas utilizan algoritmos avanzados y aprendizaje automático para analizar conjuntos de datos clínicos y generar recomendaciones precisas y personalizadas.
Los sistemas automáticos de ayuda a la toma de decisiones pueden abordar una variedad de aplicaciones clínicas, desde el diagnóstico y el pronóstico de enfermedades hasta la optimización de los planes de tratamiento. Estos sistemas son capaces de procesar y analizar información compleja y multidimensional que puede ser difícil de interpretar manualmente, como señales biomédicas, registros electrónicos de salud y datos clínicos.
Además, estos sistemas pueden aprender y mejorar con el tiempo a medida que se exponen a más datos, lo que puede llevar a una mayor precisión y eficacia en la toma de decisiones clínicas. Esto puede resultar en una atención al paciente más eficiente y efectiva, y puede ayudar a los médicos a tomar decisiones más informadas
Es importante destacar que estos sistemas están diseñados para complementar, no reemplazar, el juicio clínico humano. Proporcionan una herramienta adicional que los médicos pueden utilizar para informar su toma de decisiones y mejorar la atención al paciente.
Personas clave:
- Garcia Casado, Francisco Javier
- Martínez De Juan, José Luís
- Prats Boluda, Gema
- Ye, Yiyao
Responsable:
- Garcia Casado, Francisco Javier
- Diagnóstico asistido por IA: Los sistemas de IA pueden analizar rápidamente grandes cantidades de datos de pacientes, como historiales médicos, señales biomédicas de diagnóstico y resultados de laboratorio, para identificar patrones y ayudar en el diagnóstico de enfermedades.
- Pronóstico de enfermedades: Mediante el análisis de datos de pacientes a lo largo del tiempo, los sistemas de IA pueden ayudar a predecir la progresión de enfermedades y ofrecer pronósticos precisos.
- Optimización de tratamientos: Los sistemas de IA pueden analizar datos de pacientes y de tratamientos previos para recomendar el plan de tratamiento más efectivo para cada paciente individual.
- Detección temprana de enfermedades: Al analizar datos de salud en tiempo real, como los recogidos por dispositivos portátiles, los sistemas de IA pueden ayudar a detectar signos tempranos de enfermedades.
- Investigación clínica: Los sistemas de IA pueden analizar grandes conjuntos de datos de investigación para identificar patrones y correlaciones que pueden no ser evidentes para los investigadores humanos.
- Gestión de la salud de la población: Al analizar datos de salud a nivel de población, los sistemas de IA pueden identificar tendencias y riesgos de salud a nivel comunitario, lo que puede informar las estrategias de salud pública.
- Personalización de la atención médica: Los sistemas de IA pueden utilizar datos de pacientes para personalizar las intervenciones de salud y mejorar la eficacia de la atención.
- Eficiencia mejorada: Los sistemas de IA pueden analizar rápidamente grandes cantidades de datos, lo que puede llevar a un diagnóstico y tratamiento más rápidos.
- Mayor precisión: Los sistemas de IA pueden identificar patrones y correlaciones en los datos que pueden ser difíciles de detectar para los humanos, lo que puede resultar en diagnósticos y pronósticos más precisos.
- Atención personalizada: Los sistemas de IA pueden utilizar datos de pacientes para personalizar las intervenciones de salud y mejorar la eficacia de la atención.
- Reducción de la carga de trabajo del personal médico: Al asumir tareas de análisis de datos y generación de recomendaciones, los sistemas de IA pueden liberar tiempo para que el personal médico se concentre en otras tareas importantes.
- Mejora continua: Los sistemas de IA pueden aprender y mejorar con el tiempo a medida que se exponen a más datos, lo que puede llevar a una mayor precisión y eficacia en la toma de decisiones clínicas.
- Prevención proactiva: Los sistemas de IA pueden ayudar a detectar signos tempranos de enfermedades, lo que puede permitir intervenciones tempranas y potencialmente prevenir el desarrollo de enfermedades graves.
- Mejora de los resultados de salud del paciente: Al proporcionar diagnósticos más precisos y recomendaciones de tratamiento personalizadas, los sistemas de IA pueden mejorar directamente los resultados de salud de los pacientes.
- Ahorro de costos: Al mejorar la eficiencia y precisión del diagnóstico y tratamiento, los sistemas de IA pueden ayudar a reducir los costos asociados con los errores médicos y los tratamientos ineficaces.
- Acceso a la atención médica: Los sistemas de IA pueden facilitar el acceso a la atención médica en áreas donde los recursos médicos son limitados, al permitir el diagnóstico y el tratamiento remotos.
- Capacitación médica: Los sistemas de IA pueden ser una herramienta valiosa para la formación médica, proporcionando a los estudiantes de medicina y a los médicos en formación la oportunidad de aprender de casos complejos y raros.
- Investigación y desarrollo: Los sistemas de IA pueden acelerar la investigación y el desarrollo en el campo de la medicina, al identificar rápidamente patrones y correlaciones en grandes conjuntos de datos de investigación.
- Equidad en la atención médica: Al proporcionar diagnósticos y recomendaciones de tratamiento basados en datos y no en suposiciones o prejuicios, los sistemas de IA pueden ayudar a promover la equidad en la atención médica.
El grupo de investigación tiene amplia experiencia en el desarrollo de sistemas automáticos de ayuda al diagnóstico clínico y a la toma de decisiones; principalmente basados en señales biomédicas de distinto ámbito combinada con otros tipos de información clínica.
Así por ejemplo se han desarrollado sistemas que ayudan a la predicción del parto prematuro o del parto inminente, el éxitos de la inducción del parto, el éxito de tratamientos para el dolor pélvico crónico, el diagnóstico de enfermedades neurodegenerativas, la presencia de artropatía hemofílica, etc.
También para la segmentación automática de tramos de señal que estén artefactados, identificar eventos contráctiles y tramos de reposo, etc.
En nuestros desarrollos utilizamos tanto técnicas de machine learning como redes neuronales, máquinas de vectores soporte, árboles de decisión avanzados, k-nearest Neighbours… cuando la cantidad de datos es ‘media’. Cuando se dispone de un gran volumen de datos tenemos experiencia en técnicas como redes neuronales convolucionales, recurrentes, autoencoders, transformers…
Se ha trabajado en proyectos tanto de investigación básica como aplicada, en proyectos en colaboración con múltiples entidades clínicas y grupos de investigación internacional. Asimismo también se tiene una gran experiencia en contratos de investigación con empresas del ámbito biomédico y clínico.
En nuestros proyectos destaca el uso de tecnología avanzada para abordar problemas clínicos relevantes, proporcionando herramientas innovadoras para mejorar la atención médica y reducir costes asociados.
Desarrollamos sistemas personalizados y compactos para la monitorización remota y registro de una amplia gama de señales biológicas, tanto habituales como poco comunes. Estos sistemas, diseñados por investigadores del Ci2B de la UPV, pueden adquirir entre 1 y 16 canales de señal, incluyendo presión intestinal, señal mioeléctrica intestinal, señal mioeléctrica uterina, presión intrauterina, respiración, electrocardiografía materna y fetal, entre otras.
Basados en amplificadores bioseñales genéricos con configuración adaptable, seleccionamos los sensores más adecuados para cada aplicación, incluso desarrollando captadores propios si es necesario. Su interfaz con el usuario, basado en PC con software especializado, permite la adquisición, almacenamiento y visualización de señales, así como la generación de bases de datos, todo personalizable para satisfacer las necesidades específicas de cada caso.
Estos sistemas compactos y de bajo consumo son capaces de sincronizar la adquisición y conversión digital de las señales mediante un microcontrolador, transmitiéndolas posteriormente, tanto mediante medios guiados como de forma inalámbrica, a dispositivos móviles o PCs. Esto facilita la monitorización remota de señales bioeléctricas en entornos no hospitalarios, proporcionando una solución integral para el registro y análisis de señales biológicas en diferentes contextos clínicos y de investigación.
Personas clave:
- Garcia Casado, Francisco Javier
- Gomis-Tena Dolz, Julio
- Martínez De Juan, José Luís
- Prats Boluda, Gema
- Ye, Yiyao
Responsable:
- Julio Gomis-Tena Dolz
- Diagnóstico y Monitoreo Clínico
- Salud Materna y Fetal: Monitoreo continuo y no invasivo de señales electrocardiográficas maternas y fetales, y de señales de la musculatura uterina, mejorando la vigilancia prenatal y la detección temprana de posibles complicaciones.
- Gastroenterología: Monitoreo de presión y señales mioeléctricas gástricas e intestinales para diagnosticar y gestionar enfermedades gastrointestinales como el síndrome del intestino irritable (SII), la enfermedad inflamatoria intestinal (EII), o la isquemia intestinal.
- Ginecología y Obstetricia: Evaluación de la actividad mioeléctrica uterina y presión intrauterina para predecir y monitorear el trabajo de parto y otras condiciones uterinas.
- Cuidados Intensivos y Hospitalarios
- Unidades de Cuidados Intensivos (UCI): Implementación en UCIs para el monitoreo de pacientes críticos, permitiendo la vigilancia continua de señales vitales múltiples y la rápida intervención médica.
- Monitoreo Remoto de pacientes con enfermedades crónicas, reduciendo la necesidad de hospitalizaciones y mejorando la calidad de vida.
- Telemedicina y Monitoreo Remoto
- Integración en plataformas de telemedicina para el monitoreo remoto de pacientes, facilitando la atención médica a distancia y permitiendo a los médicos realizar diagnósticos y seguimientos sin la necesidad de visitas presenciales.
- Desarrollo de dispositivos Portátiles que permiten a los pacientes llevar a cabo el monitoreo de sus señales biológicas desde casa, enviando datos en tiempo real a sus médicos.
- Tecnología Médica y Dispositivos
- Innovación en Dispositivos Médicos: Desarrollo de nuevos dispositivos médicos basados en la tecnología de monitorización multicanal, proporcionando soluciones innovadoras para el diagnóstico y el tratamiento.
- Optimización de Dispositivos Existentes: Mejora de dispositivos médicos actuales mediante la integración de sistemas avanzados de adquisición y procesamiento de señales biológicas.
- Rehabilitación y Fisioterapia
- Biofeedback: Utilización de señales biológicas para proporcionar retroalimentación en tiempo real durante las sesiones de rehabilitación, ayudando a los pacientes a mejorar el control muscular y la función neurológica.
- Programas de Rehabilitación Personalizados: Diseño de programas de rehabilitación basados en el monitoreo continuo de señales biológicas, optimizando el tratamiento para cada paciente.
- Personalización y adaptabilidad:
Estos sistemas pueden ser diseñados y configurados específicamente para satisfacer las necesidades de una amplia gama de aplicaciones biomédicas e industriales, permitiendo una personalización completa de los parámetros de adquisición de señales y la selección de sensores adecuados para cada caso.
- Flexibilidad en el número de canales:
La capacidad de adquirir entre 1 y 16 canales de señal proporciona flexibilidad para adaptarse a diferentes requisitos de monitoreo, desde aplicaciones simples hasta estudios complejos que requieren la recopilación simultánea de múltiples señales biológicas.
- Compactibilidad y bajo consumo:
Estos sistemas están diseñados para ser compactos y de bajo consumo, lo que los hace adecuados para su uso en entornos donde el espacio y la energía son limitados, como en dispositivos portátiles o implantables.
- Interfaz de usuario intuitiva:
La interfaz de usuario basada en PC con software especializado proporciona una experiencia de usuario intuitiva y fácil de usar, permitiendo la adquisición, almacenamiento y visualización de señales, así como la generación de bases de datos, de manera eficiente y personalizable.
- Sincronización y transmisión de datos:
La capacidad de sincronizar la adquisición y conversión digital de las señales mediante un microcontrolador, así como la transmisión de datos a dispositivos móviles o PCs, permite el monitoreo remoto y en tiempo real de las señales biológicas, facilitando el acceso a la información desde cualquier ubicación.
- Coste reducido:
Los dispositivos son económicos en comparación con otras soluciones disponibles en el mercado, lo que los hace accesibles para una amplia gama de usuarios y aplicaciones. Esta característica es especialmente relevante para aplicaciones industriales y de atención médica donde se busca maximizar la eficiencia y reducir los costos operativos.
- Mejora en el diagnóstico y tratamiento:
Al permitir la monitorización continua y remota de diversas señales biológicas, estos sistemas pueden facilitar el diagnóstico temprano de enfermedades, así como el seguimiento de la evolución de los pacientes durante el tratamiento, lo que puede llevar a una mejor atención médica y resultados más favorables.
- Mayor comodidad para los pacientes:
La capacidad de realizar el monitoreo de forma remota reduce la necesidad de que los pacientes se desplacen al hospital o la clínica para realizar pruebas, lo que les brinda mayor comodidad y flexibilidad, especialmente en casos de seguimiento a largo plazo o enfermedades crónicas.
- Optimización de procesos industriales:
En entornos industriales, estos sistemas pueden contribuir a la mejora de los procesos de producción al proporcionar datos precisos y en tiempo real sobre variables biológicas relevantes, lo que permite una optimización más eficiente y una mayor calidad del producto final.
- Reducción de costos:
Al permitir la detección temprana de problemas de salud, estos sistemas pueden contribuir a la reducción de costos asociados con tratamientos médicos más complejos o ingresos hospitalarios prolongados. Además, en entornos industriales, la optimización de procesos puede conducir a una mayor eficiencia y reducción de costos operativos.
- Cumplimiento normativo:
En sectores donde se requiere cumplir con regulaciones estrictas relacionadas con la seguridad y la salud, como la industria médica o alimentaria, estos sistemas pueden ayudar a garantizar el cumplimiento normativo al proporcionar datos precisos y registros detallados de las condiciones de monitoreo.
- Avances en la investigación:
Estos sistemas pueden facilitar la recopilación de datos en estudios científicos y clínicos, lo que contribuye al avance del conocimiento en áreas como la medicina, la biología y la ingeniería biomédica."
El grupo de investigación tiene experiencia relevante en el desarrollo de sistemas ad hoc para la monitorización y registro de señales biológicas, especialmente en los siguientes proyectos:
- Electrohisterografía para uso clínico en obstetricia
- Sistemas para la captación y análisis de señales mioeléctricas gástricas e intestinales
- Modelos computacionales personalizados para optimizar diagnóstico y tratamiento de arritmias cardíacas
- Desarrollo de un sistema de medida de esfuerzos y actuación electromecánica para prótesis de amputados de miembros inferiores
- Desarrollo de un prototipo basado en ultrasonidos Doppler e inteligencia artificial para diagnóstico y asistencia de la incontinencia urinaria femenina no invasivo y no cruento
- Plataforma inteligente para la detección temprana, ayuda al diagnóstico y seguimiento de la sarcopenia
Estos proyectos demuestran la experiencia del grupo en el desarrollo de sistemas ad hoc para la monitorización y registro de señales biológicas, incluyendo la electrohisterografía, la simulación computacional, el análisis de señales mioeléctricas, el desarrollo de sistemas de medida de esfuerzos y actuación electromecánica, y la utilización de ultrasonidos Doppler e inteligencia artificial para diagnóstico y asistencia médica.
El objetivo de la ingeniería tisular es restaurar, mantener, mejorar o reemplazar tejidos biológicos. Idealmente, los constructos creados mediante ingeniería tisular deben diseñarse considerando que se biodegradan con el tiempo para ser simultáneamente reemplazados por tejido autólogo que puede adaptarse in vivo bajo múltiples condiciones cambiantes. En particular, las estructuras cardíacas creadas con este fin se ven sometidas a estimulaciones eléctricas, cargas hemodinámicas y cargas mecánicas que evolucionan con el tiempo. Es por ello que los modelos cardíacos funcionales deben incorporar la capacidad de crecer con el paciente y adaptarse a estas cargas para prevenir complicaciones que pueden conducir, por ejemplo, a insuficiencias cardíacas.
Con un control espacial sin precedentes, la bioimpresión en 3D ofrece un medio para crear estructuras complejas y funcionales. Investigaciones recientes han demostrado la capacidad de bioimprimir modelos de corazón (o sus partes) en 3D utilizando biotintas formadas por hidrogeles que incluyen diferentes células cardíacas, en particular, cardiomiocitos, siendo capaces de recapitular tanto la función electrofisiológica como ciclos dinámicos de presión-volumen.
Por otro lado, un objetivo importante en el diseño de estructuras de bioingeniería es la predicción confiable del impacto de materiales de andamiaje específicos, incluida su degradación, y tipos de células. La exploración exhaustiva de dichos efectos a través de estudios puramente experimentales y clínicos es prohibitiva en cuanto a coste y tiempo. El modelado matemático y simulación computacional pueden acelerar estos estudios para ampliar los límites de la ingeniería de tejidos. Sin embargo, los marcos computacionales actuales son limitados y a menudo se basan en descripciones constitutivas inadecuadas de estas estructuras complejas.
El estudio de este problema requiere necesariamente un enfoque teórico, computacional y experimental combinado. Se necesitan desarrollos teóricos para comprender el comportamiento mecánico y mecanobiológico subyacente, guiar los experimentos y sintetizar los resultados; se necesitan modelos computacionales y simulaciones para analizar los datos y resolver problemas de valores iniciales y de contorno; además, la construcción de estos modelos teóricos y computacionales requiere el análisis de datos experimentales y clínicos para parametrizarlos y describir así con precisión el comportamiento del corazón bioartificial.
En este ámbito inter y multidisciplinar, investigadores e investigadoras del CI2B trabajan en el diseño y fabricación de una cámara ventricular cardíaca creada mediante bioimpresión 3D con cardiomiocitos derivados de células madre pluripotentes inducidas (iPS), así como en la caracterización, modelado y simulación de las contribuciones de crecimiento y remodelado a la formación de neotejido y al establecimiento de la función cardíaca.
Personas clave:
- Latorre Ferrús, Marcos
Responsable:
- Latorre Ferrús, Marcos
- Ensamblar construcciones funcionales que restablezcan, mantengan o mejoren tejidos o cámaras cardíacas dañadas.
- Comprender cómo progresan las enfermedades cardíacas y cómo pueden tratarse.
- Combinar técnicas de ingeniería de tejidos y medicina regenerativa para reparar tejido en el cuerpo.
- Diseño y optimización de andamios tridimensionales que soporten el crecimiento, remodelado y maduración de células madre pluripotentes diferenciadas a cardiomiocitos.
- Estudiar el desarrollo normal y patológico del tejido cardíaco.
- Probar terapias y medicamentos en modelos de enfermedad.
- Evaluación de la adhesión celular de las células implantadas y sus efectos a largo plazo.
- Diseño y optimización de trasplantes personalizados.
- Ingeniería de ventrículos cardíacos para recién nacidos con alteraciones por cardiopatía congénita.
- Combinación de métodos establecidos e hidrogeles de última generación que permiten la adaptación y maduración adecuadas de cardiomiocitos derivados de células iPS humanas.
- Creación de geometrías ventriculares más realistas y de mayor fidelidad mediante la bioimpresión 3D.
- Investigación por separado del crecimiento y remodelado de la pared inducidos por flujo y/o presión.
- Simulación avanzada de la degradación y regeneración simultáneas de tejido cardíaco.
- Sinergia de técnicas experimentales y computacionales para diseñar constructos funcionales óptimos.
- Reducción de costes, tiempo y riesgo con respecto a estudios puramente experimentales y clínicos.
- Restauración, mantenimiento, mejora y/o reemplazo de tejidos biológicos personalizados a demanda.
- Mejora de la biocompatibilidad del implante y reducción del rechazo por el organismo.
El grupo de investigación tiene amplia experiencia en:
- Simulación computacional y modelado de problemas acoplados de mecánica de sólidos y fluidos.
- Estudios experimentales y computacionales sobre el tratamiento de patologías cardiovasculares.
- Diseño de biomateriales para aplicaciones de ingeniería de tejidos mediante bioimpresión 3D.
- Cultivo de líneas celulares iPS humanas sanas y patológicas y diferenciación a células cardíacas.
- Caracterización mecánica, eléctrica y de imagen de tejido cardíaco nativo y bioartificial.
Patentes y Resultados
El método comprende los pasos de aplicar una señal de excitación (Se) a la cabeza, y captar dos señales de salida (S1) y una segunda señal de salida (S2), con diferentes dependencias del volumen o flujo sanguíneo cerebral y del volumen y flujo sanguíneo del cuero cabelludo. Estas señales se tratan para obtener un resultado que refleje el flujo sanguíneo cerebral, con una mínima contaminación por el flujo sanguíneo del cuero cabelludo.
Interlocutor científico:
- Pérez Martínez, Juan José
Autoría:
- Guijarro Estelles, Enrique Domingo
- Pérez Martínez, Juan José
Información sobre el potencial de explotación:
- Ventajas frente a tecnologías alternativas El método y dispositivo descrito proporciona una medida cualitativa e indirecta de la dinámica del flujo sanguíneo cerebral. El método es no invasivo y permite realizar una monitorización continua, por lo que puede proporcionar información sobre el estado del paciente en tiempo real. Además, su carácter portátil y de bajo coste lo hacen accesible a cualquier centro sanitario, incluidas las unidades móviles.
La invención se refiere a un instrumento quirúrgico, en particular se trata de instrumental de mano para cirugía mínimamente invasiva (MIS). Es una herramienta con funciones de agarre, disección, sutura, corte y cauterización durante la operación. El diseño novedoso en forma de rótula permite al cirujano libertad postural y aporta mejoras importantes en cuanto a la ergonomía y la precisión durante su uso.
Interlocutor científico:
- Conejero Rodilla, Andrés
Autoría:
- Conejero Rodilla, Andrés
- Dolz Lago, José Francisco
- Martínez De Juan, José Luís
- Pace Bedetti, Horacio Martín
Información sobre el potencial de explotación:
- Aplicaciones EVOTOOL se encuentra dentro del área de material quirúrgico, específicamente en instrumental de mano para cirugía mínimamente invasiva (MIS). La presente invención se encuentra centrada en el campo de la laparoscopia, para herramientas de agarre, disección, sutura y corte, variando el grosor del estilete puede extrapolarse a cualquiera de las diferentes técnicas endoscópicas donde se requiere de herramientas de esta índole, y añadiendo una toma eléctrica monopolar o bipolar se puede utilizar como HF technology (herramientas de alta frecuencia muy utilizadas para cauterizar, suturar o cortar durante la operación
- Ventajas frente a tecnologías alternativas Las ventajas frente a las herramientas convencionales de cirugía laparoscópica
EVOTOOL permite LIBERTAD POSTURAL al cirujano durante la operación. La libertad postural es la posibilidad de adoptar posiciones de forma libre cuando el sujeto desarrolla una tarea.
EVOTOOL no tiene forma de tijera, lo que supone que no existen anillos donde introducir los dedos ni posibilidad de dañar las falanges con su uso prolongado.
EVOTOOL, al contrario que las herramientas convencionales, permite que el sujeto mover la mano libremente, relajando el agarre durante la operación, incluso permitiendo accionar la herramienta con uno o dos dedos, lo que facilita relajar las falanges durante la operación.
El eje de precisión de EVOTOOL se encuentra en el centro de una esfera ubicada en la práctica laparoscópica en la palma de la mano, muy cerca del eje de precisión de la mano.
Se ha desarrollado una metodología para la determinación de un clasificador y un umbral de clasificación para su uso en el diagnóstico de la artropatía hemofílica (HA).
Dichos métodos incluyen el análisis de las variaciones del centro de presiones de sujetos que realizan una serie de pruebas sobre una plataforma de equilibrio como puedan ser: bipedestación ojos abiertos, bipedestación ojos cerrados, monopedestación sobre pierna dominante, y sobre pierna no dominante.
Los inventores e inventoras han encontrado que a partir de los movimientos del centro de presión, especialmente en posiciones unilaterales, la información que se puede derivar permite hacer un diagnóstico fiable de HA. Además, particularmente el tamaño y la forma del área cubierta por el centro de presión, la velocidad y la densidad espectral de potencia del centro de presión durante estas pruebas son indicativos de la presencia o ausencia de HA. Diferentes parámetros indicativos de estos conceptos se pueden utilizar.
Mediante la comparación de los parámetros de sujetos que se sabe que sufren de HA con los mismos parámetros para sujetos que no la padecen, un clasificador (y el umbral de la clasificación correspondiente) se pueden determinar a través de procesos de aprendizaje automático. Las personas inventoras han encontrado que un clasificador y un umbral de clasificación de acuerdo con este método se pueden usar para hacer un diagnóstico fiable para pacientes individuales en un procedimiento fácil y rápido. Un/a paciente solo tendrá que realizar pruebas cortas simples usando una plataforma de presión y, a continuación de una manera automatizada puede ser hecho un diagnóstico.
Los inventores e inventoras encontraron que el uso de métodos como se ha descrito anteriormente que era posible derivar clasificadores y los umbrales de clasificación que tienen una fiabilidad de más de 90% cuando se utiliza para el diagnóstico de HA.
Autoría:
- Garcia Casado, Francisco Javier
- García Massó, Xavier
- González Moreno, Luis-Millán
- Querol Fuentes, Felipe
- Ye, Yiyao
Información sobre el potencial de explotación:
- Aplicaciones Diagnóstico rápido, sencillo y seguro de la presencia de alteraciones artropáticas en las articulaciones de carga del paciente hemofílico con la consecuente posibilidad de instauración precoz de terapia adecuada.
Inicialmente se emplearía en las unidades médicas de atención del paciente hemofílico, presumiblemente. Su ampliación a los Centros de Salud representaría la disposición de una herramienta simple y eficaz para cribaje de alteraciones en el sistema muculoesquelético de carga y remisión a especialidades médicas. En resumen, un diagnóstico precoz de lesiones musculoesqueléticas. - Ventajas frente a tecnologías alternativas Respecto a la aplicación de la metodología descrita para el diagnóstico de la AH, las tecnologías alternativas serían las exploraciones físicas y el uso de imágenes médicas. Las imágenes médicas requiere personal cualificado y equipos costosos. Una desventaja de la imagen médica para el paciente es que verse expuesto a varias dosis de rayos-X. Por otra parte, el examen físico también requiere personal cualificado y puede consumir mucho tiempo para los pacientes. Además, el diagnóstico precoz de HA con estas técnicas conocidas todav¿a puede ser relativamente complicado. As¿ pues, las principales ventajas asociadas a la técnica objeto de invención sus principales ventajas serían la simplicidad y objetividad diagnóstica; y con ello la posible aplicación temprana de terapéutica especifica que representaría enlentecimiento del proceso degenerativo e incremento de la calidad de vida del paciente hemofílico.
La presente invención es un sistema basado en sensores anulares flexibles para la obtención de registros no invasivos de altas prestaciones de señales bioeléctricas en superficie corporal. El sistema está compuesto por una etapa de captación flexible formada por electrodos anulares y de disco y por una etapa en la que se realiza el tratamiento de las señales captadas. La calidad de la señal se consigue a partir de la configuración anular de los electrodos, la flexibilidad del sustrato en el que se propone su fabricación que permite una mayor adaptabilidad al contorno corporal. Además, los sensores del sistema diseñado disponen de múltiples salidas, siendo configurable el peso de cada una de las tensiones captadas por los conductores en de cada una de las salidas. Esto implica poder obtener con un único sensor diferentes señales de salida correspondientes a diferentes distribuciones espaciales de sensibilidad y mediante los pesos asignados a cada una poder configurar la salida deseada. Asimismo el sistema permite la posibilidad de mapear señales bioeléctricas en superficie mediante la utilización de varios sensores de captación embebidos en una matriz flexible y adhesiva.
Interlocutora científico:
- Prats Boluda, Gema
Autoría:
- García Breijo, Eduardo
- Garcia Casado, Francisco Javier
- Ibañez Civera, Javier
- Martínez De Juan, José Luís
- Prats Boluda, Gema
- Ye, Yiyao
Información sobre el potencial de explotación:
- Aplicaciones La invención permite obtener registros no invasivos de señales bioeléctricas con alta sensibilidad, facilidad de uso clínico y confort para el paciente.
Una de las aplicaciones es el registro de la señal electrocardiográfica ECG tanto en condiciones de reposo para diagnóstico de patologías cardiacas (electrocardiografía tradicional) como en registros ambulatorios de larga duración (holter) así com en pruebas de esfuerzo.
Otra de las aplicaciones es el registro no invasivo de la señal mioeléctrica uterina durante la gestación y el parto (electrohisterograma, EHG). Actualmente, la aplicación clínica de esta técnica para el estudio de la dinámica uterina está limitada porque las técnicas convencionales de captación de señal no tienen la suficiente calidad. Con esta nueva tecnología se podrían obtener datos relevantes, por ejemplo, para el diagnóstico del parto prematuro.
El sistema puede aplicarse también para la monitorización de la actividad mioeléctrica intestinal, llamada electroenterograma (EEnG). Esta señal también es muy débil en comparación con la del corazón y con la de la respiración; un registro de calidad de la misma permite un diagnostico rápido, no invasivo y de bajo coste ante patologías que actualmente presentan un alto índice de mortalidad debido al largo tiempo de diagnosis.
Otros posibles usos serían el registro del electromiograma (EMG), la señal electrogastrográfica, la señal diafragmática, así como las señales encefalográficas, el oculograma o el retinograma. - Ventajas frente a tecnologías alternativas - Mayor sensibilidad y resolución espacial en la localización de señales bioeléctricas respecto de los electrodos convencionales.
- Los electrodos anulares y de disco están desarrollados sobre sustratos flexibles que se adaptan perfectamente al contorno corporal, lo cual ofrece una mejor calidad de la señal registrada
- Los sensores disponen de múltiples salidas a las que se pueden asignar diferentes pesos permitiendo seleccionar con un único sensor la zona del cuerpo de la cual se desea registrar las señales bioeléctricas.
- Es posible captar señales débiles que hasta ahora no era posible registrar con suficiente calidad.
- El sensor desarrollado es modular, de manera que los electrodos pueden ser reemplazados por otros nuevos.
- El sistema permite la posibilidad de mapear señales bioeléctricas en superficie mediante la utilización de varios sensores de captación embebidos en una matriz flexible y adhesiva..
El sistema de la invención suministra continua y automáticamente la frecuencia de resonancia serie y la resistencia de la rama dinámica y de un resonador de cuarzo. La frecuencia suministrada es independiente de la resistencia dinámica y de la capacidad estática del cristal. El sistema está diseñado para compensar los efectos capacitivos en paralelo con el sensor, incorporando un bucle de enganche de fase y un circuito que proporciona la resistencia dinámica del resonador, además, incluye procedimientos para la calibración del circuito externo al sensor y para la compensación capacitiva. La invención tiene utilidad en aplicaciones en que se utilizan resonadores de cuarzo como sensores, tales como: para la determinación de las propiedades visco-elásticas de fluidos, para la detección de especies químicas específicas en entorno gaseoso o en disolución mediante el recubrimiento adecuado del sensor, entre otras.
Interlocutor científico:
- Arnau Vives, Antonio
Autoría:
- Arnau Vives, Antonio
- Jiménez Jiménez, Yolanda
- Sogorb Devesa, Tomás Carlos
Información sobre el potencial de explotación:
- Ventajas frente a tecnologías alternativas * Productos Alternativos
Q-SENSE: Europa
MAXTEK
ECO-CHEMIN
* Ventajas
Precisión en la caracterización del sistema/proceso
La invención proporciona un método, un sistema de caracterización electrónica y un soporte y celda de medida para monitorear un proceso químico o físico cuyo resultado puede evaluarse en términos de transferencia, acumulación o pérdida de masa sobre un recubrimiento depositado sobre un sensor piezoeléctrico, y enfrentado a un medio fluido cuyas características físicas permanecen estables. La invención aprovecha la deducción de una expresión analítica que establece una relación simple entre la variación de fase de una señal de frecuencia fija, que interroga al resonador piezoeléctrico, y la variación en la densidad de masa del recubrimiento. La invención tiene utilidad en aplicaciones en las que se utilizan resonadores piezoeléctricos para la caracterización de procesos bioquímicos y electroquímicos tales como: biosensores e inmunosensores piezoeléctricos, caracterización de procesos y materiales mediante electrogravimetría ac, detección de sustancias químicas o biológicas en disolución, entre otras.
El método comprende los pasos de aplicar una señal de excitación (Se) a la cabeza, y captar dos señales de salida (S1) y una segunda señal de salida (S2), con diferentes dependencias del volumen o flujo sanguíneo cerebral y del volumen y flujo sanguíneo del cuero cabelludo. Estas señales se tratan para obtener un resultado que refleje el flujo sanguíneo cerebral, con una mínima contaminación por el flujo sanguíneo del cuero cabelludo.
Interlocutor científico:
- Arnau Vives, Antonio
Autoría:
- Arnau Vives, Antonio
- García Mollá, Pablo
- Garcia Narbon, Jose Vicente
- Jiménez Jiménez, Yolanda
- Montagut Ferizzola, Yeison
- Reig Fabado, Antonio
Información sobre el potencial de explotación:
- Aplicaciones Detección de componentes químicos o bioquímicos en disolución, biosensores, inmunosensores, detección de patógenos, antígenos y otros componentes químicos; caracterización de procesos superficiales y procesos que pueden tener lugar a nivel molecular o atómico sobre capas delgadas.
- Ventajas frente a tecnologías alternativas Integración, facilidad de manejo y sensibilidad.
Se ha desarrollado un dispositivo para el acondicionamiento, digitalización, registro y transmisión inalámbrica (Bluetooth) de señales bioeléctricas.
El dispositivo desarrollado es pequeño, ligero y portable, por lo que es susceptible de ser empleado en una gran variedad de aplicaciones de monitorización y registro de señales corporales. En el caso específico de implementación su uso está destinado a la monitorización materno-fetal pudiendo incluir la información cardiaca tanto materna como fetal, así como la información de la actividad del músculo uterino y su estado electrofisiológico.
Interlocutor científico:
- Garcia Casado, Francisco Javier
Autoría:
- Alberola Rubio, José
- Garcia Casado, Francisco Javier
- Perales Marín, Alfredo
- Prats Boluda, Gema
- Ye, Yiyao
Información sobre el potencial de explotación:
- Aplicaciones El dispositivo desarrollado es pequeño, ligero y portable, por lo que es susceptible de ser empleado en una gran variedad de aplicaciones de monitorización y registro de señales corporales. En el caso específico de implementación su uso está destinado a la monitorización materno-fetal pudiendo incluir la información cardiaca tanto materna como fetal, así como la información de la actividad del músculo uterino y su estado electrofisiológico. Todo ello con potencial de ser empleado para valoración del bienestar materno-fetal, la monitorización de la dinámica uterina, estimación de la presión intrauterina, predicción de parto prematuro, valorar la respuesta a distintos tipos de fármacos, estimar el horizonte temporal del parto, la necesidad de su inducción, el éxito de la misma, el posible estacionamiento del parto, etc.
- Ventajas frente a tecnologías alternativas Para su posible aplicación como monitor no-invasivo de dinámica uterina, frente a la tocografía convencional (medida de presión en superficie abdominal), presenta la ventaja de una mejor capacidad de detección de contracciones, no necesitar cintas apretadas, y presentar mejor respuesta en pacientes obesas.
En cuanto a otros sistemas de acondicionamiento y transmisión de señales bioeléctricas, existen en el mercado infinidad de sistemas para tal fin, algunos de prestaciones similares o incluso superiores en ciertos aspectos al desarrollado. La principal ventaja del presente dispositivo es su adecuación específica para el registro hasta de las componentes más débiles de las señales sobre la superficie de mujeres gestantes.
Kits de ELISA (inmunoensayo enzimático en placa) para la detección y cuantificación rápida, específica y sensible de residuos de plaguicidas en alimentos y en el medio ambiente (frutas y hortalizas, aguas, suelos). Los ensayos utilizan como reactivo primario anticuerpos monoclonales obtenidos en el propio laboratorio, con una alta afinidad y especificidad para cada plaguicida. Los anticuerpos reaccionan selectivamente con las substancias a analizar, y una marca enzimática da lugar a una señal colorimétrica proporcional a la cantidad de cada plaguicida. Hay disponibles 11 Kits ELISA individuales y 5 Kits ELISA multianalito para distintas familias de plaguicidas: fungicidas (thiabendazole) e insecticidas: Organoclorados (DDT, endosulfan, etc.), Organofosforados (azinphos, chlorpyrifos, TCP) y N-metil-carbamatos (carbaryl, carbofuran, methiocarb, etc.).
Autoría:
- Montoya Baides, Ángel
Información sobre el potencial de explotación:
- Aplicaciones Industria agroalimentaria y medio ambiente
- Ventajas frente a tecnologías alternativas * Cromatógrafo
El instrumento más frecuentemente utilizado para la detección de sustancias contaminantes en sustancias es el cromatógrafo.CROMATÓGRAFO: Aparato que sirve para realizar métodos de análisis químico para la separación de los componentes de una mezcla por distribución entre dos fases, una estacionaria y otra móvil, que en un principio se utilizó para separar sustancias coloreadas.
Las ventajas que ofrece el kit ELISA frente al cromatógrafo son las siguientes:
- Menor coste
- Adaptación al usuario particular
- Rapidez en el diagnóstico
- Facilidad en el manejo- Reducción de costes económicos
- Adaptación al usuario particular
- Mejora rapidez procesos
- Facilidad en el manejo
Tarjetero/Lector/tutor/ayuda de blíster serigrafiados con circuito electrónico para detección ruptura compartimiento comprimido o capsula; de uso reiterado y continuo, multiblister. Con memoria interna y funciones de aviso, alarmas y control de tomas de medicación.
Interlocutor científico:
- Rodríguez Gil, Rafael
Autoría:
- Rodríguez Gil, Rafael
- Saiz Rodríguez, Francisco Javier
Información sobre el potencial de explotación:
- Aplicaciones manejo de los blíster de fármacos para el control, seguimiento y tutorización de la extracción y toma de medicación, para aumentar el cumplimiento terapeutico y la adherencia al mismo.
- Ventajas frente a tecnologías alternativas No alterar en gran medida la fabricación de los blister de medicación, abaratando costes y facilitando aplicación a multiples medicaciones.
Sencillez en su uso e intuitivo.
Modelo computacional 3D de aurícula y de torso humanos realistas para la simulación de arritmias auriculares
Interlocutor científico:
- Saiz Rodríguez, Francisco Javier
Autoría:
- Ferrer Albero, Ana
- Saiz Rodríguez, Francisco Javier
Información sobre el potencial de explotación:
- Aplicaciones
- Ventajas frente a tecnologías alternativas
Realiza el control y vigilancia personalizada de una pluralidad de usuarios/as que realizan ejercicio físico simultáneamente (rehabilitación cardiaca o cualquier otro). Comprende una banda elástica en el tórax de cada usuario/a y con una pluralidad de electrodos y una unidad de usuario inalámbrica de captación de las señales electrocardiográficas, que envía a una unidad portátil inalámbrica, y ésta a una unidad central de control inalámbrica que almacena los datos cardiológicos de las personas usuarias así como los diferentes ejercicios que cada una puede realizar en función de estos datos y de las señales electrocardiográficas recibidas, para programar la unidad portátil inalámbrica que establece alarmas correspondientes a los límites de los parámetros cardiológicos de la persona y gobernar el funcionamientos del aparato de gimnasia en función de los datos cardiológicos, señales electro cardiográficas y alarmas generadas.
Interlocutor científico:
- Saiz Rodríguez, Francisco Javier
Autoría:
- Ferrero De Loma-Osorio, José María
- Giménez Cisilino, Gabriel
- Gomis-Tena Dolz, Julio
- Guixeres Provinciale, Jaime
- Rodríguez Gil, Rafael
- Saiz Rodríguez, Francisco Javier
- Salvador Sanz, Antonio
Información sobre el potencial de explotación:
- Aplicaciones
- Ventajas frente a tecnologías alternativas