repositorio.ug.edu.ecrepositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/49486/1/b-cint-ptg...ii repositorio...

72
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL. FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS CARRERA DE INGENIERÍA EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES. DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN PROTOTIPO PARA SIMULACIÓN DE SEÑALES ELÉCTRICAS CARDÍACAS PARA LA FACULTAD DE MEDICINA DE LA UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL. PROYECTO DE TITULACIÓN. Previa a la obtención del Título de: INGENIERO EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES. AUTOR: GATSBY GABINO BUENO VALERO. TUTOR: ING. LEONEL VASQUEZ CEVALLOS. PhD. GUAYAQUIL ECUADOR 2020

Upload: others

Post on 27-Jan-2021

6 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL.

    FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS

    CARRERA DE INGENIERÍA EN NETWORKING Y

    TELECOMUNICACIONES.

    DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN PROTOTIPO PARA SIMULACIÓN DE SEÑALES ELÉCTRICAS CARDÍACAS

    PARA LA FACULTAD DE MEDICINA DE LA UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL.

    PROYECTO DE TITULACIÓN.

    Previa a la obtención del Título de:

    INGENIERO EN NETWORKING Y

    TELECOMUNICACIONES.

    AUTOR: GATSBY GABINO BUENO VALERO.

    TUTOR: ING. LEONEL VASQUEZ CEVALLOS. PhD.

    GUAYAQUIL – ECUADOR 2020

  • II

    REPOSITORIO NACIONAL EN CIENCIAS Y TECNOLOGÍA

    FICHA DE REGISTRO DE TESIS

    TÍTULO “DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN PROTOTIPO PARA SIMULACIÓN DE

    SEÑALES ELÉCTRICAS CARDÍACAS PARA LA FACULTAD DE MEDICINA DE LA

    UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL.”

    REVISORES: ING. MANUEL EDUARDO FLORES MORAN MSC.

    INSTITUCIÓN: Universidad de Guayaquil. FACULTAD: Ciencias Matemáticas y Físicas.

    CARRERA: Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones.

    FECHA DE PUBLICACIÓN: N° DE PÁGS.: 65

    ÁREA TEMÁTICA: Networking, Telecomunicaciones.

    PALABRAS CLAVES: Simulador, Raspberry pi, Simulador Cardíaco.

    RESUMEN: Hoy en día no todos los estudiantes de medicina tienen la facilidad de conocer simuladores que les ayuden

    a observar con más profundidad y de manera casi real los fallos del corazón y si los tienen, son simuladores muy

    costosos. Los cuales no están al alcance de todos, por lo tanto, solo se localizan en universidades con un alto

    presupuesto económico. En la actualidad se pueden desarrollar simuladores de bajo costo y que realicen una buena

    presentación con un alto grado de robustez para que los estudiantes logren aprender, captar, registrar la actividad

    eléctrica del corazón, logren identificar cuando un paciente ha sufrido un infarto, arritmias o identificar una serie de

    trastornos que son de utilidad para el control del paciente.

    Para el presente proyecto integrador se diseñó y construyó un simulador que pueda dar impulsos eléctricos de gran

    similitud a la de un corazón por medio de un hardware denominado Raspberry Pi 4, el cual generará las señales de

    pulsos cardíacos y también se podrá visualizar y seleccionar por medio de un menú gráfico desarrollado por medio del

    lenguaje de programación Python, el mismo que desplegará diferentes opciones y así alumnos puedan interactuar de

    forma amigable con el simulador.

    N° DE REGISTRO (en base de datos): N° DE CLASIFICACIÓN:

    DIRECCIÓN URL (tesis en la web):

    ADJUNTO PDF SI X NO

    CONTACTO CON AUTOR: Teléfono: E-mail:

    CONTACTO DE LA INSTITUCIÓN

    Nombre:

    Teléfono:

  • III

    APROBACIÓN DEL TUTOR

    En mi calidad de Tutor del trabajo de titulación, “DISEÑO E

    IMPLEMENTACIÓN DE UN PROTOTIPO PARA SIMULACIÓN DE

    SEÑALES ELÉCTRICAS CARDÍACAS PARA LA FACULTAD DE

    MEDICINA DE LA UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL“, elaborado por el Sr.

    Gatsby Gabino Bueno Valero , Alumno no titulado de la Carrera de

    Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones, Facultad de Ciencias

    Matemáticas y Físicas de la Universidad de Guayaquil, previo a la

    obtención del Título de Ingeniero en Networking y Telecomunicaciones, me

    permito declarar que luego de haber orientado, estudiado y revisado, la

    apruebo en todas sus partes.

    Atentamente.

    Ing. LEONEL VASQUEZ CEVALLOS. PhD.

    TUTOR.

  • IV

    DEDICATORIA

    Mi tesis la dedico con mucho amor y de manera especial a mi madre por haberme forjado como la persona que soy en la actualidad; gracias a ella que forjó el cimiento de lo que es mi vida, sentó las bases de responsabilidad y deseo de superación. Gracias, madre.

  • V

    AGRADECIMIENTO

    La prioridad de mi agradecimiento es para Dios, gracias a su bondad, misericordia y fortaleza he logrado cumplir unas de mis metas en mi vida. Gracias a mi esposa Ingrid Izurieta Piedrahita y mi madre Gladys Valero Martillo que son pilares en todo las decisiones y proyectos en mi vida; también debo agradecer a mi amigo David Manzo Vera ya que gracias a él retomé la decisión de culminar esta meta.

  • VI

    TRIBUNAL PROYECTO DE TITULACIÓN.

    Ing. Fausto Cabrera Montes, M.Sc. DECANO DE LA FACULTAD CIENCIAS MATEMÁTICAS Y

    FÍSICAS.

    Ing. Abel Alarcón Salvatierra,M.Sc DIRECTOR DE LA CARRERA DE INGENIERÍA EN NETWORKING

    Y TELECOMUNICACIONES.

    Ing. Eduardo Flores Moran, M.Sc.

    PROFESOR REVISOR TRIBUNAL.

    Ing. Wilber Ortiz Aguilar, M.Sc. PROFESOR DEL ÁREA

    TRIBUNAL.

    ING. LEONEL VÁSQUEZ CEVALLOS. PhD

    PROFESOR TUTOR DEL PROYECTO DE TITULACIÓN.

    Ab. Juan Chávez Atocha, Esp. SECRETARIO (E) FACULTAD

  • DECLARACIÓN EXPRESA.

    “La responsabilidad del contenido de este Proyecto de Titulación, me corresponden exclusivamente; y el patrimonio intelectual de la misma a la UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL”

  • ii

    UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS.

    CARRERA DE INGENIERÍA EN NETWORKING Y

    TELECOMUNICACIONES.

    DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN PROTOTIPO PARA SIMULACIÓN DE SEÑALES ELÉCTRICAS CARDÍACAS PARA

    LA FACULTAD DE MEDICINA DE LA UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL.

    Proyecto de Titulación que se presenta como requisito para optar por el título

    de INGENIERO EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES.

    Autor: GATSBY GABINO BUENO VALERO.

    C.I.:0919099937.

    Tutor: ING. LEONEL VASQUEZ CEVALLOS. PhD.

    Guayaquil, 23 octubre del 2020.

  • iii

    CERTIFICADO DE ACEPTACIÓN DEL TUTOR.

    En mi calidad de Tutor del proyecto de titulación, nombrado por el Consejo Directivo de la Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas de la Universidad de Guayaquil.

    CERTIFICO:

    Que he analizado el Proyecto de Titulación presentado por el estudiante GATSBY GABINO BUENO VALERO, como requisito previo para optar por el título de Ingeniero en Networking y Telecomunicaciones cuyo problema es:

    DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN PROTOTIPO PARA SIMULACIÓN DE SEÑALES ELÉCTRICAS CARDÍACAS PARA LA FACULTAD DE MEDICINA

    DE LA UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL.

    Considero aprobado el trabajo en su totalidad.

    Presentado por:

    Gatsby Gabino Bueno Valero. Cédula de ciudadanía N° 0919099937.

    Tutor: ING. LEONEL VASQUEZ CEVALLOS. PhD.

    Guayaquil, 23 octubre del 2020.

  • iv

    UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS

    CARRERA DE INGENIERÍA EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES.

    Autorización para Publicación de Proyecto de Titulación en Formato Digital.

    1. Identificación del Proyecto de Titulación.

    Nombre Alumno: Gatsby Gabino Bueno Valero

    Dirección: CALLE 24 NRO. 1524 ENTRE VENEZUELA Y COLOMBIA

    Teléfono: 2470133 E-mail: [email protected]

    Facultad: Ciencias Matemáticas y Física.

    Carrera: Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones.

    Proyecto de titulación al que opta:

    Profesor tutor: ING. LEONEL VASQUEZ CEVALLOS. PhD.

    Título del Proyecto de titulación: DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN

    PROTOTIPO PARA SIMULACIÓN DE SEÑALES ELÉCTRICAS CARDÍACAS PARA

    LA FACULTAD DE MEDICINA DE LA UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL.

    Tema del Proyecto de Titulación: Simulador, Raspberry Pi, Simulador Cardiológico.

    2. Autorización de Publicación de Versión Electrónica del Proyecto de Titulación. A través de este medio autorizo a la Biblioteca de la Universidad de Guayaquil y a la Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas a publicar la versión electrónica de este Proyecto de titulación.

  • v

    Publicación electrónica:

    Inmediata X Después de 1 año

    Firma Alumno:

    3. Forma de envío: El texto del proyecto de titulación debe ser enviado en formato Word, como archivo .Doc. O .RTF y. Puf para PC. Las imágenes que la acompañen pueden ser: .gif, .jpg o .TIFF.

    DVDROM X CDROM

  • vi

    ÍNDICE

    TRIBUNAL PROYECTO DE TITULACIÓN .......................................................... VI

    CERTIFICADO DE ACEPTACIÓN DEL TUTOR .................................................. iii

    RESUMEN ................................................................................................................... viii

    ABSTRACT ................................................................................................................... ix

    ABREVIATURAS .......................................................................................................... x

    SIMBOLOGÍA............................................................................................................... xi

    ÍNDICE DE CUADROS .............................................................................................. xii

    ÍNDICE DE GRÁFICOS ............................................................................................ xiii

    INTRODUCCIÓN .......................................................................................................... 1

    CAPÍTULO I................................................................................................................... 3

    EL PROBLEMA ............................................................................................................. 3

    UBICACIÓN DEL PROBLEMA EN UN CONTEXTO ............................................ 3

    SITUACIÓN CONFLICTO NUDOS CRÍTICOS....................................................... 5

    CAUSAS Y CONSECUENCIAS DEL PROBLEMA ................................................. 6

    DELIMITACIÓN DEL PROBLEMA .......................................................................... 7

    FORMULACIÓN DEL PROBLEMA .......................................................................... 7

    EVALUACIÓN DEL PROBLEMA.............................................................................. 8

    OBJETIVOS ................................................................................................................... 9

    OBJETIVO GENERAL ................................................................................................. 9

    OBJETIVOS ESPECÍFICOS ........................................................................................ 9

    ALCANCES DEL PROBLEMA ................................................................................. 10

    JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA ...................................................................... 11

    METODOLOGÍA DEL PROYECTO: ...................................................................... 12

    CAPÍTULO II ............................................................................................................... 13

    MARCO TEÓRICO ..................................................................................................... 13

    ANTECEDENTES DEL ESTUDIO ........................................................................... 13

  • vii

    FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA / DEFINICIONES CONCEPTUALES ........... 14

    FUNDAMENTACIÓN LEGAL .................................................................................. 18

    PREGUNTA CIENTÍFICA PARA CONTESTARSE .............................................. 21

    CAPÍTULO III ............................................................................................................. 22

    PROPUESTA TECNOLÓGICA................................................................................. 22

    ANÁLISIS DE FACTIBILIDAD ................................................................................ 22

    FACTIBILIDAD TÉCNICA ....................................................................................... 22

    FACTIBILIDAD ECONÓMICA ................................................................................ 23

    ETAPAS DE LA METODOLOGÍA ........................................................................... 23

    ENTREGABLES DEL PROYECTO ......................................................................... 25

    CRITERIO DE LA VALIDACIÓN PROPUESTA .................................................. 25

    PROCESAMIENTO Y ANÁLISIS ............................................................................. 25

    FUNCIONAMIENTO Y PARÁMETROS DEL ....................................................... 26

    SIMULADOR DE RITMO CARDIACO ................................................................... 26

    CAPÍTULO IV – ........................................................................................................... 29

    RESULTADOS CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............................. 29

    RESULTADOS ............................................................................................................. 31

    CONCLUSIONES ........................................................................................................ 32

    RECOMENDACIONES .............................................................................................. 33

    BIBLIOGRAFÍA .......................................................................................................... 34

    ANEXOS........................................................................................................................ 36

  • viii

    RESUMEN.

    Hoy en día no todos los estudiantes de medicina tienen la facilidad de

    conocer simuladores que les ayuden a observar con más profundidad y

    de manera casi real los fallos del corazón y si los tienen, son simuladores

    muy costosos. Los cuales no están al alcance de todos, por lo tanto, solo

    se localizan en universidades con un alto presupuesto económico. En la

    actualidad se pueden desarrollar simuladores de bajo costo y que realicen

    una buena presentación con un alto grado de robustez para que los

    estudiantes logren aprender, captar y registrar la actividad eléctrica del

    corazón, logren identificar cuando un paciente haya sufrido un infarto,

    arritmias o identificar una serie de trastornos que son de utilidad para el

    control del paciente.

    Para el presente proyecto integrador se diseñó y construyó un simulador

    que pueda dar impulsos eléctricos de gran similitud a la de un corazón por

    medio de un hardware denominado Raspberry Pi 4, el cual generará las

    señales de pulsos cardíacos y también se podrá visualizar y seleccionar

    por medio de un menú gráfico desarrollado por medio del lenguaje de

    programación Python, el mismo que desplegará diferentes opciones y así

    alumnos puedan interactuar de forma amigable con el simulador.

  • ix

    ABSTRACT.

    Nowadays, not all medical students have the facility to know simulators

    that help them to observe in more depth and in an almost real way heart

    failures and if they do, they are very expensive simulators. Which are not

    available to everyone, therefore, they are only located in universities with

    a high economic budget. At present, low-cost simulators can be developed

    that make a good presentation with a high degree of robustness so that

    students can learn, capture, record the electrical activity of the heart,

    identify when a patient has suffered a heart attack, arrhythmias or identify

    a series of disorders that are useful for patient management.

    For the present integrating project, a simulator was designed and built that

    can give electrical impulses very similar to that of a heart by means of a

    hardware called Raspberry Pi 4, which will generate the cardiac pulse

    signals and can also be viewed and selected by through a graphical menu

    developed through the Python programming language, which will display

    different options and thus students will be able to interact in a friendly way

    with the simulator

  • x

    ABREVIATURAS.

    UG Universidad de Guayaquil.

    Ing. Ingeniero.

    Msc. Máster.

    PhD. Doctor.

    Sr. Señor.

    Ab. Abogado.

    Esp. Especialista.

    Covid-19 Coronavirus 2019-nCoV.

    ECG o EKG Electrocardiograma.

    LPM Latidos por minuto.

  • xi

    SIMBOLOGÍA

    N°. Número. P Despolarización de las aurículas en el ciclo cardiaco. QRS Representa la despolarización y contracción

    ventricular. Q Señal cardiaca precedida de la señal P. R Señal cardiaca precedida de la señal Q. S Señal cardiaca precedida de la R. T Representa la repolarización de los ventrículos.

  • xii

    ÍNDICE DE CUADROS

    INDICE ..................................................................................................................... VI TABLA 1: CAUSAS Y CONSECUENCIAS ...........................................................................6 TABLA 2: DELIMITACIÓN ..............................................................................................7 TABLA 3: FUNDAMENTOS LEGALES. ............................................................................ 18

  • xiii

    ÍNDICE DE GRÁFICOS.

    FIGURA 1.- SIMULADOR HARVEY ........................................................................................................... 16 FIGURA 2.- SIMULADOR HOLOLENS2 ..................................................................................................... 17 FIGURA 3.- MENÚ DE OPCIONES ............................................................................................................ 18 FIGURA 4.- POSICIÓN ELECTRODOS ....................................................................................................... 26 FIGURA 5.- PATOLOGÍA A SIMULAR ....................................................................................................... 26 FIGURA 6.- EVALUACIÓN DE PATOLOGÍA ............................................................................................... 27 FIGURA 7.- CREAR PATOLOGÍA .............................................................................................................. 28 FIGURA 8.- CONOCIMIENTO EN EL COSTO DE EQUIPOS ELECTRÓNICOS................................................ 29 FIGURA 9.- DEFICIENCIA EN EQUIPOS ELECTRÓNICOS. .......................................................................... 30 FIGURA 10.- USO DEL ELECTROCARDIOGRAMA EN LA PRÁCTICA. ......................................................... 30 FIGURA 11.- VIABILIDAD DEL SIMULADOR............................................................................................. 31 FIGURA 12.- BRADICARDIA SINUSAL ...................................................................................................... 36 FIGURA 13.- TAQUICARDIA SINUSAL. .................................................................................................... 36 FIGURA 14.- TAQUICARDIA AURICULAR. ............................................................................................... 37 FIGURA 15.- TAQUICARDIA NODAL. ....................................................................................................... 37 FIGURA 16.- RITMO SINUSAL. ................................................................................................................ 38 FIGURA 17.- FIBRILACIÓN AURICULAR. .................................................................................................. 38 FIGURA 18.- ARRITMIA SINUSAL. ........................................................................................................... 39 FIGURA 19.- VALOR AMPLITUD INCORRECTA. ....................................................................................... 39 FIGURA 20.- VALOR PULSACIONES POR MINUTO INCORRECTO. ........................................................... 40

    https://d.docs.live.net/13a3f8c08dcd1d4f/Escritorio/Proyecto%20de%20tesis-Gatsby%20Bueno%20Valero%2004102020RV-LV.docx#_Toc52924318https://d.docs.live.net/13a3f8c08dcd1d4f/Escritorio/Proyecto%20de%20tesis-Gatsby%20Bueno%20Valero%2004102020RV-LV.docx#_Toc52924319https://d.docs.live.net/13a3f8c08dcd1d4f/Escritorio/Proyecto%20de%20tesis-Gatsby%20Bueno%20Valero%2004102020RV-LV.docx#_Toc52924321https://d.docs.live.net/13a3f8c08dcd1d4f/Escritorio/Proyecto%20de%20tesis-Gatsby%20Bueno%20Valero%2004102020RV-LV.docx#_Toc52924322

  • 1

    INTRODUCCIÓN.

    En el contexto global debido a la emergencia sanitaria causada por el

    Covid-19, hay restricciones de movilidad, por lo que, se ha restringido en

    muchas áreas el trabajo y estudio presencial. Con esta nueva normalidad

    de trabajo y estudio virtual carreras prácticas han visto la necesidad de

    implementar simuladores que mejoren la experiencia de aprendizaje del

    futuro profesional, herramientas necesarias para poder lograr con éxito un

    buen rendimiento académico y práctico. En el caso de las ciencias

    médicas, adquirir buen conocimiento físico y práctico puede ser de vital

    importancia al momento de tratar un paciente, pues se estaría hablando

    de salvar al paciente identificando un problema a tiempo.

    En el campo de la medicina el médico o la enfermera, el profesional debe

    estar preparado para detectar un problema a tiempo. Como, por ejemplo:

    Una de las principales causas de mortalidad en el mundo está

    relacionadas al sistema cardiovascular pues representa el 31% de

    muertes registradas en el mundo, razón por la cual el estudiante de

    cardiología debe estar bien capacitado en este tipo de problemas clínicos

    (Macaya, 2018). Los análisis clínicos rápidos y precisos se logran gracias

    a la experiencia de poder contemplar fallos y luego analizarlos para una

    pronta respuesta y así salvar el mayor número de vidas gracias a un buen

    diagnóstico. (Larraitz Gaztañagaa, 2012)

    En este contexto del Covid-19, la falta de recursos presenciales en el

    campo de las ciencias médicas es un peligro para mejorar los niveles de

    aprendizaje ante dificultades que pueda presentar en un paciente, debido

    a esto las carreras médicas tienen implementados esquemas de

    internados y prácticas preprofesionales con el fin de formar a un

    estudiante con habilidades necesarias para que culmine su carrera con

    experiencia y práctica. Debido a la pandemia actual en el campo de las

    ciencias médicas los hospitales se encuentran saturados; los estudiantes

    son imposibilitados de ingresar a sus respectivas cátedras como lo es el

  • 2

    caso de los estudiantes de medicina de la Universidad de Guayaquil y a

    los internos de los hospitales. Dada esta problemática en la actualidad el

    estudiante pierde práctica, existen varias soluciones para este problema;

    Implementación de zonas de revisión de pacientes en facultades de

    medicina, telemedicina, videos donde se explique procedimientos

    quirúrgicos, uso de simuladores, entre otros.

    El presente proyecto tiene como finalidad el desarrollo de un prototipo de

    simulador de ritmo cardíaco que sirva para que el estudiante de medicina

    adquiera conocimiento practico en el área del sistema cardiovascular, el

    simulador será desarrollado con herramientas de fácil acceso como la

    tarjeta de desarrollo Raspberry Pi y módulos electrónicos programables y

    de software libre. Este tipo de prototipos son de gran ayuda para adquirir

    nuevas habilidades y poner en práctica los conocimientos adquiridos dada

    esta restricción actual de distanciamiento por parte del Gobierno y debido

    a la pandemia del Covid-19.

  • 3

    CAPÍTULO I.

    EL PROBLEMA.

    PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.

    Ubicación del Problema en un Contexto.

    Los estudiantes de medicina no siempre tienen todos los implementos

    necesarios para el estudio del comportamiento del cuerpo humano, puesto

    que, esta rama de la ciencia necesita mucho conocimiento y práctica;

    lamentablemente en muchas áreas la práctica no es tan factible debido a

    que:

    Realizar pruebas en personas con equipos estandarizados son muy

    costosas, esto dado que los costos de equipos electrónicos son elevados.

    La disponibilidad de pacientes que deseen realizarse consultas con

    estudiantes de universidad.

    La Pandemia del Covid-19 que imposibilita al estudiante el acceso a la

    universidad para el uso de los laboratorios y Los equipos.

    Adicional a esto, la pandemia ha hecho que la población en general se

    someta a un distanciamiento social, por lo que se complica la interacción

    de más de una persona pues se estaría exponiendo al virus, por lo tanto, la

    practica con simuladores en el campo de ciencias médicas es algo que nos

    beneficia en esta pandemia.

    Puesto que las enfermedades cardiovasculares representan un gran

    porcentaje en decesos, es importante saber los tipos de arritmias para así

    poder diagnosticar y tratar a tiempo una enfermedad, sin una práctica

    constante y sin experiencia previa el tiempo de respuesta que pudiera tener

    un médico o enfermero en muchos casos no sería el óptimo pues lo ideal

    sería lograr un tiempo de respuesta corto a situaciones que se pudieran dar

    en pacientes.

  • 4

    Existen varias formas de diseñar un simulador del sistema cardiovascular,

    por ejemplo:

    Simulador con datos grabados: Este tipo de simulador le muestra, en forma

    de video, al estudiante las señales y operaciones de pacientes que se han

    sometido a alguna operación, por lo tanto, el estudiante se familiarizaría

    viendo las gráficas y videos grabados. (Enseñanza de técnicas quirúrgicas

    básicas en simuladores biológicos, 2003)

    Simulador con graficas creadas por computadora: Este tipo de simulador

    genera a través de código, una serie de graficas que indicarían una

    afectación médica, según lo configurado por el operador del simulador.

    (ECHEVERRÍA, 2019)

    Simulador de pulsos cardiacos: Este tipo de simulador permite por medio

    de circuitos electrónicos, la implementación de un sistema que genere

    pulsos eléctricos que simularán arritmias y estas se podrán observar a

    través de un electrocardiograma. En este caso el practicante deberá

    conectar correctamente los electrodos en un maniquí, de esta forma se

    podrá observar los pulsos en el electrocardiograma. (Jacobo Nurko, 2000)

  • 5

    Situación Conflicto Nudos Críticos.

    Los equipos electrónicos para fines investigativos en las universidades del

    Ecuador escasean debido a que en muchos casos tener estos equipos es

    un lujo dado que por un lado su elevado costo hace difícil su adquisición y

    la burocracia que existe al momento de solicitarlos es un gran problema

    para la obtención de los mismo. Por este motivo el diseño y desarrollo de

    un equipo de simulación a bajo costo con fines educativos es viable, y va a

    permitir mejorar la calidad de análisis del estudiante que va a observar y

    diagnosticar problemas que en nuestro caso serán problemas relacionados

    al sistema cardiovascular. El presente proyecto busca poder implementar

    el sistema de simulación de forma asequible mediante productos de bajo

    costo y de software libre; Una vez desarrollado el prototipo, se realizarán

    pruebas con estudiantes, con el fin de una retroalimentación y mejorar el

    equipo para su posterior liberación de los respectivos esquemas para que

    se puedan armar por otros estudiantes de electrónica, se estima un precio

    que no supere los $500.

  • 6

    Causas y Consecuencias del Problema.

    En la tabla 1 podremos analizar las Causas y consecuencias del proyecto planteado.

    Tabla 1: Causas y Consecuencias

    Causas Consecuencias

    Falta de práctica en la correcta colocación de electródos.

    La incorrecta colocación de los

    electrodos en las partes del cuerpo,

    provocan la distorsión de la señal

    censada por el electrocardiograma.

    Impericia en la interpretación

    de la señal.

    La falta de interpretación gráfica en

    las señales del electrocardiograma

    puede generar una respuesta tardía

    para alguna emergencia que se

    pudiese presentar en el paciente.

    Equipos electrónicos costosos

    para prácticas en estudiantes.

    La falta de equipos electrónicos en los

    campus de medicina hace que el

    proceso de aprendizaje y uso de

    técnicas sean poco manejadas en las

    aulas de clase. Esto hace que los

    estudiantes experimenten un déficit

    de prácticas, puesto que en algunos

    casos no logran manejar

    correctamente un equipo médico.

    Fuente: Encuesta e investigación

  • 7

    Delimitación del Problema.

    Expréselo en términos de Campo, Área, Aspecto y Tema.

    Tabla 2: Delimitación

    Campo

    Tecnología de la información, Ciencias Médicas, Ingeniería.

    Área

    Simuladores del sistema Cardiovascular.

    Aspecto

    Recursos académicos en la asignatura de cardiología.

    Tema

    Diseño e implementación de un

    sistema para simular arritmias

    cardíacas en el cual se emplearán

    diferentes herramientas

    electrónicas para su

    implementación, tales como

    Raspberry, Arduino,

    Microprocesadores, Convertidores,

    entre otros.

    Formulación del Problema

    ¿Es viable el desarrollo e implementación de un simulador didáctico de

    cardiología, para las prácticas médicas en el área de la medicina, con el fin

    de que el estudiante adquiera conocimientos prácticos confiables desde su

    propio hogar y como un recurso educativo en los tiempos de pandemia

    generados por el Covid-19?

  • 8

    Evaluación del Problema.

    Los aspectos generales de evaluación para este proyecto son:

    Delimitado: El nulo acceso a laboratorios de las universidades por parte

    de los estudiantes dada esta emergencia sanitaria ha generado falta de

    práctica, en estudiantes de medicina, la práctica es de vital importancia.

    Claro: Las herramientas tecnológicas son una ayuda considerable en

    cualquier campo de estudio, en nuestro caso la aplicaremos para las

    ciencias médicas puesto que, por lo general, el uso de equipos electrónicos

    en esta rama requiere una gran inversión por parte de las universidades o

    institutos, para que de esta forma el estudiante salga lo mejor preparado

    académicamente y así afrontar las responsabilidades que conlleva este tipo

    de carreras.

    Evidente: El uso de tecnologías cada vez es más tangible en las diferentes

    ramas de la ciencia, la implementación de proyectos a bajo costo para el

    ahorro dentro de universidades públicas o privadas es una gran forma de

    contribución para el buen equipamiento de un laboratorio de prácticas.

    Concreto: El desarrollo de proyectos a bajo costo y por estudiantes que se

    van a graduar de una carrera afín a la electrónica, es una forma significativa

    en el aprendizaje del futuro profesional, pues está ejerciendo sus

    habilidades en proyectos que en muchos casos van a contribuir a la

    sociedad y estos al ser de carácter público, se podrán ir mejorando y

    perfeccionando a lo largo de los semestres con nuevos proyectos que

    tengan como base proyectos ya elaborados.

    Factible: Realizar el proyecto electrónico es factible dado que se utilizarán

    herramientas que hay con gran disponibilidad en el mercado, además son

    herramientas de software y hardware libre, por lo que no requerimos

    comprar licencia para poder usarlos. Y en este caso el proyecto no

  • 9

    necesitará un paciente en físico, pues el paciente será un maniquí el cual

    tendrá un gel especial y unos componentes electrónicos para emitir

    pulsaciones y de esta forma conectar los electrodos para el

    electrocardiograma.

    Identifica los productos esperados: Como resultado final se obtendrá un

    simulador que emitirá pulsos a un electrocardiograma y de esta forma poder

    observar diferentes tipos de arritmias cardíacas, con el fin de que el

    estudiante tenga mejor preparación práctica en este tipo de actividad.

    OBJETIVOS.

    OBJETIVO GENERAL.

    Diseñar e implementar un prototipo de simulador de señales eléctricas

    cardíacas mediante software para la Facultad de Medicina de la

    Universidad de Guayaquil.

    OBJETIVOS ESPECÍFICOS.

    • Recrear los diferentes tipos de señales del latido del corazón de forma

    digital y la creación de un menú para la elección de las diferentes

    simulaciones cardiológicas que se pudieran dar cuando una persona

    experimenta arritmia cardíaca.

    • Diseño y programación del simulador mediante la tarjeta de desarrollo

    Raspberry Pi 4.

    • Realizar pruebas con personal docente en el área de medicina y con

    estudiantes de ciencias médicas para validar aprobación del prototipo.

  • 10

    ALCANCES DEL PROBLEMA.

    El presente proyecto entregará una herramienta para que el estudiante de

    medicina o enfermería pueda observar las diferentes señales que pueden

    generarse en el corazón debido a una arritmia cardíaca, podrá verificar varias

    arritmias y así poder validar que opción en tratamiento, será la correcta dada una

    complicación medica de este tipo. Se observará adicional el correcto uso y

    colocación de los electrodos en un paciente, a través de un maniquí.

    Adicional a eso, el uso de simuladores en la medicina tiene una gran correlación

    teórica práctica mediante la replicación de situaciones médicas, el estudiante

    adquiere habilidades clínicas antes del contacto real con el paciente, el docente

    podrá evaluar al estudiante y certificarlo según la adquisición de las habilidades

    clínicas, el paciente tendrá una mayor seguridad pues el estudiante obtuvo para

    disminuir errores mediante el uso de simuladores.

    En el presente, el uso de simuladores en las universidades es el primer paso

    para que un futuro ingeniero se prepare para el uso de equipos especializados y

    con el fin de evitar peligros por la mala práctica en el campo real de actividad.

    En la Universidad de Guayaquil el uso de simuladores es vital para áreas de

    ingeniería eléctrica, por ejemplo, en las clases de electrónica antes de armar un

    circuito real, se usan simuladores para verificar conexiones, zona de operación,

    entre otras; una vez probado el correcto funcionamiento en el simulador, se

    procede a armar el circuito con componentes reales.

    Por el contexto de la Pandemia, todas las universidades e institutos han

    implementado simuladores para las prácticas de los estudiantes, simuladores

    que en muchos casos son de dominio público y que están en la red, siendo de

    fácil acceso para los estudiantes.

  • 11

    Este listado de simuladores gratuitos los podemos encontrar en internet y en la

    página anexos estará el link de cada uno de ellos.

    • Simulador para realizar transfusiones de sangre.

    • Programa, ayuda a conocer el tiempo de gestación.

    • Simulador de cirugía de estómago.

    • Simulador de Síndromes Neurológicos Relacionados con la Motilidad Ocular.

    • Ciclo cardiaco animado e interactivo.

    • Cirugía de antebrazo.

    • Cirugía de la pierna.

    JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA.

    En la actualidad existen simuladores de Electrocardiograma (ECG) pulsos

    eléctricos que emite los latidos del corazón los cuales no son fáciles de

    conseguir por su alto costo en el mercado incluso, por toda una facultad de

    medicina que se ve en la necesidad de presentar los problemas de arritmias

    en diapositivas o simples videos, gracias a la tecnología actual podemos

    implementar un prototipo para la simulación de señales ECG de bajo costo y

    al alcance no solo de la Facultad de Medicina de la Universidad de Guayaquil

    si no de diferentes instituciones que puedan tener este tipo de simuladores

    en sus laboratorios. Recientemente el uso de sistemas realizados por

    estudiantes o personas con conocimiento en electrónica han sido

    considerables pues han ayudado a personas en esta emergencia del Covid-

    19 pues han implementado prototipos de respiradores de aire y en muchos

    casos han sido donados para su posterior uso en paciente con problemas

    graves.

    En universidades del Ecuador como la Universidad Espíritu Santo y la

    Universidad de las Américas, se han desarrollado centros y clínicas de

    simulación para prácticas médicas, con el objetivo de facilitar herramientas

    necesarias para el desarrollo y la práctica continua en el área médica de salud

    y prevención.

  • 12

    METODOLOGÍA DEL PROYECTO:

    METODOLOGÍA DE DESARROLLO.

    Para el desarrollo del proyecto y del prototipo de simulador (software) se va a

    utilizar la metodología de Waterfall -Metodología para el desarrollo secuencial

    de tareas, también conocida como la metodología secuencial o de cascada; en

    esta metodología se define en primera instancia las características que va a

    tener el simulador y se van cumpliendo los requerimientos de forma ordenada,

    se empieza una tarea nueva cuando la tarea anterior ya se ha finalizado.

    Los procesos que involucrados en esta metodología son los siguientes:

    • Requisitos del simulador.

    • Diseño.

    • Desarrollo.

    • Pruebas.

    • Lanzamiento.

    Supuesto.

    • El simulador es utilizado por estudiantes de medicina o enfermería.

    • Los estudiantes están familiarizados con el uso de simuladores.

    • Los estudiantes tienen el conocimiento teórico previo, necesario para

    entender las señales del simulador.

    Restricciones.

    • El corto periodo de desarrollo del prototipo.

    • Falta de retroalimentación del diseño e implementación del prototipo, por

    motivo de la falta de acceso para pruebas con estudiantes, debido a la

    emergencia sanitaria.

  • 13

    Plan de calidad.

    • Comparativa de una señal real vs la señal del simulador.

    • Prueba de funcionamiento con todos los parámetros posibles

    establecidos.

    • Validación por docentes de la facultad de medicina.

    CAPÍTULO II.

    MARCO TEÓRICO.

    ANTECEDENTES DEL ESTUDIO.

    Las simulaciones en las ciencias médicas son herramientas que se han

    utilizado desde hace más de 50 años por lo que no es una novedad la

    implementación de un proyecto enfocado a esta. Su uso permite un mejor

    adiestramiento y perfeccionamiento a los estudiantes en diversas

    especialidades médicas puesto que al ser situaciones previstas e

    imprevistas en un simulador, el estudiante deberá actuar bajo parámetros

    establecidos y con el perfeccionamiento de estos podrá responder a una

    situación de una manera adecuada y siguiendo una secuencia que le

    permitirá al paciente salir de algún tipo de situación crítica. (Jaime Galindo

    López, 2007)

    Existen simuladores para áreas específicas, como lo es el sistema

    cardiovascular; esta área del cuerpo humano es vital, según un artículo de

    una fundación española del corazón confirma que enfermedades

    relacionadas al sistema cardiovascular tiene un gran índice en la mortalidad

    de la población, por lo cual diagnosticar problemas es de vital importancia

  • 14

    y el uso de simuladores ayuda a los futuros profesionales a tener una mayor

    experiencia. (Macaya, 2018)

    Adicional a esto una revista mexicana de Anestesiología indica que

    problemas de arritmias son comunes en pacientes con cirugías y estas no

    necesariamente del corazón, es decir, cualquier paciente que se someta a

    una cirugía tiene una alta probabilidad de sufrir arritmias, detectar a tiempo

    este tipo de patologías con ayuda de un simulador podría ser la diferencia

    entre un diagnostico efectivo y uno errado al momento de estar con un

    paciente en una sala de un hospital. (Zavala-Villeda, 2013)

    FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA / DEFINICIONES CONCEPTUALES.

    En esta sección hablaremos de la fundamentación teórica acerca de lo que

    se realizó con el simulador del pulso cardiaco, con el fin de explicar lo que

    será implementado en el mismo, por lo tanto, se da un preámbulo de la

    parte conceptual del simulador y de los componentes para su correcto

    funcionamiento.

    Arritmias cardíacas.

    Las arritmias cardíacas son alteraciones de la secuencia de contracciones

    y relajaciones del corazón. Sus causas pueden ser diversas, al igual que

    su gravedad y consecuencias clínicas: algunas modificaciones del ritmo

    cardíaco remiten de forma espontánea o eliminando la causa que las ha

    producido, mientras que en otros casos se afecta de forma importante a la

    función cardíaca. Los síntomas de una arritmia pueden incluir palpitaciones,

    falta de aire, mareos o desmayos; causas comunes de arritmias.

    (Manchego, 2019)

    • La vía normal de conducción cardiovascular se interrumpe.

    • Otra parte del corazón asume el control como marcapasos.

    • El marcapasos natural del corazón (el nódulo sinusal) produce una

    • frecuencia o ritmo anormales.

  • 15

    Electrocardiógrafo o electrocardiograma.

    Es un procedimiento que mide las señales eléctricas del corazón y las

    muestra en una pantalla para su interpretación, el procedimiento es indoloro

    y tiene dos siglas correctas y de uso común que son: EKG o ECG.

    Uso de simuladores en medicina.

    La seguridad del paciente es algo que en los últimos años ha sido

    considerado de gran importancia debido a que en el año de 1999

    aproximadamente 100000 muertes de cada año se producían por errores

    médicos. (Serna-Ojeda, 2012) En la historia de la humanidad se tiene

    registros que en el siglo III a.c. se usaban melones para el empleo de

    vendajes y de incisiones; En el siglo XVIII se crea un maniquíes obstétricos

    para la práctica; en la edad media el uso de animales para mejorar las

    habilidades quirúrgicas. Muchos de los últimos adelantos en el campo de

    la medicina tienen que ver con el uso de simuladores, cuyos antecedentes

    se ubican en el siglo 20. (Neri-Velaa, 2017)

    Tarjetas de desarrollo.

    El uso de tarjetas de desarrollo en el campo de la electrónica tiene como

    fin la reducción de los circuitos con la implementación de una placa

    programable en la cual se pueden hacer modificaciones de su operación

    según la programación establecida en la misma. Es importante la

    implementación de este tipo de electrónica pues es un esquema en el cual

    se pueden hacer mejoras con tan solo modificar bloques de programación,

    mientras que en la electrónica antigua si se tenía que hacer cambios en

    todo el circuito básicamente. Una tarjeta de desarrollo en el área de la

    ingeniería es una herramienta de diseño para prototipos y diseños rápidos

    en sistemas digitales y analógicos. (Felipe, 2013)

    Software libre.

    El uso de software libre a crecido en el uso de proyectos de cualquier índole

    en las ciencias actuales, pues estos, no se ven limitados en funciones que

    los da un proveedor de software de paga. El software libre goza de una

    amplia documentación donde el código puede ser modificado según los

  • 16

    requerimientos del diseñador. Un problema del uso de este software es que

    en muchos casos no tienen una interfaz gráfica para su uso, por lo que

    sería un gran reto para una persona sin conocimiento en programación.

    La ventaja del uso del software libre en las implementaciones de proyectos

    es el abaratamiento de costos y la “libertad” al momento del uso, del diseño,

    del esquema, entre otros. (Alarcón, 2019)

    Microcontrolador.

    Componente electrónico con circuitos aritméticos, lógicos que son

    programados para cumplir especificaciones dadas por el diseñador. Un

    microcontrolador tiene una unidad de procesamiento y una memoria donde

    se almacena mediante código las funciones que ejercerá, este

    microcontrolador podrá enviar y recibir señales eléctricas que por lo general

    son de voltajes de 5 voltios. (E-Marmolejo., 2017)

    Proyectos Similares:

    Simulador de pulsos cardiacos “HARVEY”.

    Simulador de paciente cardiológico, incluye 30 patologías diferentes. Es un proyecto desarrollado por una empresa privada, por lo que no se tiene acceso a especificaciones técnicas.

    Figura 1.- Simulador Harvey.

    Fuente: Medigraphic. Autor: Nurko J, Unzek S, Gitler R.

  • 17

    Simulador con graficas creadas por computador HoloLens.

    Permite realizar una serie de

    procedimientos quirúrgicos mediante el

    teclado y mouse de una computadora,

    a través de una máquina virtual; Se

    necesitan herramientas tanto de

    software y hardware. Es indispensable

    una computadora con un buen

    rendimiento.

    Proyecto del simulador de Ritmo Cardíaco.

    El Proyecto permite la interacción del estudiante con patologías de arritmias

    cardiacas, consta de 4 menús donde va a permitir realizar lo siguiente:

    1. Verificar y validar la correcta posición de electrodos en el cuerpo de un

    paciente. (Figura 4, Anexos)

    2. Verificar señales cardíacas de diferentes tipos de arritmias cardiacas, en

    específico de 7 tipos de arritmias. (Figura 5, Anexos)

    3. Va a indicar una señal cardíaca y el estudiante deberá elegir la patología

    correcta de dicha señal cardiaca. (Figura 6, Anexos)

    4. Va a permitir generar una señal cardíaca por el estudiante, dónde el

    estudiante será el encargado de indicar las amplitudes de los diferentes

    tipos de ondas que se encuentran en una señal de pulso cardiaco. (Figura

    7, Anexos)

    Figura 2.- Simulador HoloLens2.

    Fuente: Github. Autor: Hamalawi.

  • 18

    Figura 3.- Menú de opciones.

    Fuente: Trabajo de Investigación. Autor: Gatsby Gabino Bueno Valero.

    FUNDAMENTACIÓN LEGAL.

    Tabla 3: Fundamentos legales.

    ARTÍCULO DESCRIPCIÓN DEL ARTÍCULO

    CONSTITUCIÓN DEL

    ECUADOR

    ARTÍCULO 146.-

    “El sistema de educación superior tiene como finalidad

    la formación académica y profesional con visión

    científica y humanista; la investigación científica y

    tecnológica; la innovación, promoción, desarrollo y

    difusión de los saberes y las culturas; la construcción de

    soluciones para los problemas del país, en relación con

    los objetivos del régimen de desarrollo.”

  • 19

    CONSTITUCIÓN DEL

    ECUADOR

    ARTÍCULO 385

    LITERAL 3.-

    “El sistema nacional de ciencia, tecnología, innovación y

    saberes ancestrales, en el marco del respeto al

    ambiente, la naturaleza, la vida, las culturas y la

    soberanía, tendrá como finalidad:

    Desarrollar tecnologías e innovaciones que impulsen la

    producción nacional, eleven la eficiencia y productividad,

    mejoren la calidad de vida y contribuyan a la realización

    del buen vivir.”

    CONSTITUCIÓN DEL

    ECUADOR

    ARTÍCULO 339

    “El Estado promoverá las inversiones nacionales y

    extranjeras, y establecerá regulaciones específicas de

    acuerdo con sus tipos, otorgando prioridad a la inversión

    nacional. Las inversiones se orientarán con criterios de

    diversificación productiva, innovación tecnológica, y

    generación de equilibrios regionales y sectoriales.”

    CONSTITUCIÓN DEL

    ECUADOR

    ARTÍCULO 350

    “El sistema de educación superior tiene como finalidad

    la formación académica y profesional con visión

    científica y humanista; la investigación científica y

    tecnológica; la innovación, promoción, desarrollo y

    difusión de los saberes y las culturas; la construcción de

    soluciones para los problemas del país, en relación con

    los objetivos del régimen de desarrollo.”

    COIP

    ARTÍCULO 146.-

    HOMICIDIO CULPOSO

    POR MALA PRÁCTICA

    PROFESIONAL. -

    “La persona que, al infringir un deber objetivo de

    cuidado, en el ejercicio o práctica de su profesión,

    ocasione la muerte de otra, será sancionada con pena

    privativa de libertad de uno a tres años.

    Será sancionada con pena privativa de libertad de tres a

    cinco años si la muerte se produce por acciones

    innecesarias, peligrosas e ilegítimas.”

    DECRETO 1014

    “En Ecuador, se emitió el Decreto No. 1014 en abril del

    2008, basado en los siguientes ejes centrales:

  • 20

    1. Cumplimiento de recomendaciones Internacionales:

    La Carta Iberoamericana de Gobierno Electrónico

    aprobada por la “IX Conferencia Iberoamericana de

    Ministros de Administración Pública y Reforma del

    Estado “, que recomienda el uso de estándares abiertos

    y software libre como herramientas informáticas.

    2. Con los objetivos fundamentales de:

    Alcanzar la soberanía y autonomía tecnológica.

    Alcanzar un ahorro significativo de recursos públicos.

    Se decretó establecer como política pública la utilización

    de software libre en los sistemas y equipamientos

    informáticos de las Entidades de la Administración

    Pública Central, tomando como definición de Software

    Libre las cuatro libertades promulgadas por Richard

    Stallman.

    Indica, que se debe evaluar periódicamente los sistemas

    informáticos que utilizan software propietario con el fin

    de migrarlos a software libre.”

    PLAN NACIONAL DE

    SEGURIDAD

    INTEGRAL

    CAPÍTULO 4.3

    “ÁMBITO DE LA

    SEGURIDAD

    INTEGRAL”

    “Defensas y Relaciones Internacionales:

    La Soberanía no se limita al ejercicio del poder de

    decisión sobre un territorio determinado, como se ha

    concebido tradicionalmente, sino que se extiende a

    todos los campos en los que se desarrolla la vida, para

    cumplir el rol de protección de los derechos, libertades y

    garantías de los ciudadanos y ciudadanas.

    De allí que se reconozca la necesidad de la defensa del

    ejercicio de las soberanías, cuya coexistencia se

    produce de manera articulada e interdependiente.

    Garantizar la soberanía implica, en este sentido, la

    defensa del Estado y de sus recursos ecológicos,

    alimentarios, energéticos, económicos, tecnológicos y

    del conocimiento.”

  • 21

    PLAN NACIONAL DEL

    BUEN VIVIR

    “Objetivo 10: Impulsar la transformación de la matriz

    productiva.

    Una producción basada en la economía del

    conocimiento, para la promoción de la transformación de

    las estructuras de producción.”

    “La transformación de la matriz productiva supone una

    interacción con la frontera científico-técnica, en la que se

    producen cambios estructurales que direccionan las

    formas tradicionales del proceso y la estructura

    productiva actual, hacia nuevas formas de producir que

    promueven la diversificación productiva en nuevos

    sectores, con mayor intensidad en conocimientos, bajo

    consideraciones de asimetrías tecnológicas entre

    países” …

    PREGUNTA CIENTÍFICA PARA CONTESTARSE.

    ¿Cuánto mejoraría la calidad en el aprendizaje del estudiante de medicina

    o enfermería si tuviese la posibilidad de experimentar con simuladores y

    equipos electrónicos las diferentes patologías clínicas que necesitan un uso

    constante de equipos electrónicos en tiempo de nulo acceso a las aulas de

    clase?, Si el estudiante tiene mayor manejo de herramientas tecnológicas

    y gran práctica en las mismas, ¿Podría el practicante responder de una

    forma correcta al momento de la interpretación de los datos para así seguir

    un procedimiento estándar y así evitar complicaciones?

  • 22

    CAPÍTULO III.

    PROPUESTA TECNOLÓGICA.

    El presente proyecto es implementado con la finalidad de facilitar el acceso

    a recursos académicos en medio de la crisis sanitaria generada debido al

    Covid-19. Los estudiantes de Ciencias médicas de la Universidad de

    Guayaquil tendrán la oportunidad de usar un simulador de pulsos

    cardíacos, con el objetivo de desarrollar las destrezas necesarias para una

    buena práctica en su vida profesional.

    ANÁLISIS DE FACTIBILIDAD.

    El presente proyecto cuenta con los recursos necesarios para llevarse a

    cabo como prototipo, el desarrollo de más simuladores de pulso con base

    al generado en esta tesis se lograría, pero con ayuda económica.

    El presente simulador necesitaría herramientas de fácil acceso y se

    implementará con el fin de que tenga un ambiente amigable para el usuario,

    este podrá elegir con la ayuda de un mouse y teclado, el tipo de señal

    cardiológica que desea ver a través de un monitor.

    FACTIBILIDAD TÉCNICA.

    A continuación, se describen las herramientas de hardware que se

    necesitan para el uso del simulador.

    • Raspberry Pi 4.

    • Monitor con entrada HDMI.

    • Mouse y teclado USB.

  • 23

    FACTIBILIDAD ECONÓMICA.

    La implementación de este simulador generaría bajos costos en el caso de

    que un estudiante tenga que comprarlo o en caso de que la universidad

    implemente este dispositivo. El gasto principal radicaría en la compra del

    Raspberry pi 4, en el mercado internacional lo encontramos alrededor de

    $100 a $110 dólares, mientras que en el Ecuador a precios de $190 a $220

    dólares. El segundo requerimiento es un teclado y mouse que suelen venir

    en pareja a precios por debajo de los $20 dólares y para poder visualizar

    los gráficos, se podría conectar a un monitor o un televisor, sin necesidad

    de adquirir una pantalla dedicada para el uso del simulador.

    El software no solo puede usar la Raspberry modelo Pi 4 también puede

    ser implementado en sus versiones más económicas, como lo son la

    Raspberry pi 2 modelo B a un costo de mercado de $30 a $40 o la pi 3 B +

    a un costo de $50 a $60.

    ETAPAS DE LA METODOLOGÍA.

    La metodología de desarrollo del simulador cardiológico se divide en las

    siguientes fases:

    Fase I: Requisitos del Simulador.

    Mediante una lluvia de ideas se plantearon los requisitos que debería

    cumplir el simulador, es notable que en el campo de las ciencias médicas

    el uso de dispositivos electrónicos para el muestreo de datos de un paciente

    es de vital importancia para su posterior tratamiento, además la restricción

    de acceso a las universidades genera una problemática al estudiante, pues

    el estudiante no tiene acceso a dichas prácticas con equipos médicos, por

    lo que los principales requisitos de este simulador son:

    • Bajo costo.

    • Interfaz gráfica, para un entorno amigable.

    • Fácil acceso al menú.

    • Diversidad en simulaciones de pulsos cardiacos.

  • 24

    Fase II: Diseño y Desarrollo.

    En esta etapa se plantea el uso de dispositivos a usar en simulador, una

    opción de bajo costo era usar dispositivos electrónicos como el Arduino,

    pero este dispositivo no permitía un entorno gráfico amigable. Para un

    mejor manejo de interfaz de usuario se decide elegir una tarjeta de

    desarrollo capaz de realizar procesos de forma más rápida y eficiente,

    además permite un entorno gráfico amigable y sigue siendo una opción

    asequible. El diseño se enfoca en cumplir los siguientes requerimientos

    para el usuario final:

    • Entorno grafico didáctico.

    • Diversas opciones de arritmias cardíacas.

    • Fácil manipulación del simulador.

    Fase III: Pruebas.

    En esta fase se procede a realizar simulaciones con el fin de poder analizar

    la señal emitida procediendo a realizar un análisis de esta, con el fin de

    verificar que la señal se genere de manera correcta. Adicional se verifican

    vulnerabilidades o errores que se puedan estar generando en la ejecución

    del programa.

    Fase IV: Lanzamiento.

    En esta última etapa el sistema se prueba validando que todos los

    parámetros sean correctos y se entrega el simulador para su uso.

  • 25

    ENTREGABLES DEL PROYECTO.

    El presente proyecto contara con los siguientes entregables:

    • Diseño del esquema electrónico.

    • Código compilado en la unidad de procesamiento (Raspberry Pi 4).

    • Informe del proyecto (Tesis).

    • Recomendaciones.

    CRITERIO DE LA VALIDACIÓN PROPUESTA.

    A través de los criterios del tutor de Tesis y del Tutor revisor, se procedió a

    validar de que cada uno de los requerimientos planteados en la propuesta

    tecnológica, sean llevados a cabo en el simulador. A continuación, se

    indican las pruebas realizadas:

    • Validación de operabilidad, conexiones de periféricos y conexión de

    dispositivos externos para el correcto funcionamiento del simulador.

    • Ejecución del programa con los parámetros básicos en desarrollo.

    • Selección del menú para las distintas arritmias cardíacas.

    PROCESAMIENTO Y ANÁLISIS.

    Se realizo una pequeña encuesta para el análisis del uso y del

    requerimiento de dispositivos electrónicos como medida de ayuda al

    aprendizaje del estudiante, así como para el desarrollo de destrezas

    prácticas en el ámbito de las ciencias médicas.

    Estas encuestas fueron procesadas y se incluyeron recomendaciones

    como el uso de dispositivos portátiles (Que se puedan guardar en una

    mochila) para su fácil transportación.

  • 26

    FUNCIONAMIENTO Y PARÁMETROS DEL

    SIMULADOR DE RITMO CARDIACO.

    El código que sustenta al simulador de ritmo cardiaco se encuentra en la

    sección Anexos “Código fuente”; El simulador consta de 4 menús que son:

    Correcta posición de los electrodos: En esta opción, representada en la

    figura 4, el estudiante podrá

    validar la correcta colocación

    de los electrodos en el cuerpo

    humano, para que se pueda

    obtener una correcta señal

    del ritmo cardiaco cuando

    deba usar un

    electrocardiógrafo.

    Patología por simular: En esta opción, representada en la figura 5, el

    estudiante podrá elegir las 7 patologías implementadas en el simulador;

    luego de esto se abrirá una

    ventana donde se muestre

    en un gráfico, similar al

    electrocardiograma, la señal

    cardíaca simulada con las

    pulsaciones por minuto.

    Figura 4.- Posición electrodos.

    Fuente: Trabajo de Investigación. Autor: Gatsby Gabino Bueno Valero.

    Figura 5.- Patología a simular.

    Fuente: Trabajo de Investigación. Autor: Gatsby Gabino Bueno Valero.

  • 27

    El simulador de ritmo cardiaco cuenta con las siguientes 7 patologías de

    arritmias:

    • Bradicardia Sinusal. (Figura 8, Anexos.).

    • Taquicardia Sinusal. (Figura 9, Anexos.).

    • Taquicardia Auricular. (Figura 10, Anexos.).

    • Taquicardia Nodal. (Figura 11, Anexos.).

    • Ritmo Sinusal. (Figura 12, Anexos.).

    • Fibrilación Auricular. (Figura 13, Anexos.).

    • Arritmia Sinusal. (Figura 14, Anexos.).

    Modo Evaluación: En esta opción, el estudiante podrá generar a través de

    un botón y de forma aleatoria una señal cardiaca de las señales indicadas

    en el inciso anterior. Se abrirá una ventana con una señal cardiaca y sus

    respectivas pulsaciones por minuto, el estudiante deberá cerrar la gráfica y

    elegir entre las opciones de patologías, la correcta según su criterio. Si la

    opción es la verdadera, el simulador indicara que eligió la correcta, caso

    contrario mostrara el mensaje de patología incorrecta.

    Figura 6.- Evaluación de patología.

    Fuente: Trabajo de Investigación. Autor: Gatsby Gabino Bueno Valero.

  • 28

    Configuración de señal cardiaca: En esta opción del menú, el estudiante

    deberá ingresar los parámetros de amplitud e invertir los diferentes tipos de

    ondas que conforman la señal cardiaca (Figura 7), de esta forma se podrá

    verificar gráficamente la señal generada con variaciones.

    Adicional a esto, se validará si existen errores en parámetros críticos, tales

    como:

    • Amplitudes mayores al 100%. (Figura 15, Anexos.).

    • Pulsaciones por minuto iguales a 0. (Figura 16, Anexos.).

    Figura 7.- Crear Patología.

    Fuente: Trabajo de Investigación. Autor: Gatsby Gabino Bueno Valero.

  • 29

    CAPÍTULO IV –

    RESULTADOS CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.

    Resultados Preguntas claves en la encuesta.

    Las siguientes gráficas representan las respuestas de 111 personas

    encuestadas, se validan datos importantes como el costo de los equipos

    médicos electrónicos, deficiencias en los equipos actuales o en su uso

    como medio pedagógico, uso del electrocardiograma en la práctica con

    pacientes, viabilidad del uso de un simulador de pulsos cardiacos.

    Figura 8.- Conocimiento en el costo de equipos electrónicos.

    Fuente: Trabajo de Investigación. Autor: Gatsby Gabino Bueno Valero.

  • 30

    Figura 9.- Deficiencia en equipos electrónicos.

    Fuente: Trabajo de Investigación. Autor: Gatsby Gabino Bueno Valero.

    Figura 10.- Uso del electrocardiograma en la práctica.

    Fuente: Trabajo de Investigación. Autor: Gatsby Gabino Bueno Valero.

  • 31

    Figura 11.- Viabilidad del simulador.

    Fuente: Trabajo de Investigación. Autor: Gatsby Gabino Bueno Valero.

    En las gráficas desde la figura 8 a la 11 se verifican que los encuestados

    confirman nuestro problema planteado en la tesis y que una opción viable

    para mejorar la práctica en tiempos de pandemia seria a través de un

    simulador como el propuesto.

    RESULTADOS.

    En el presente proyecto de simulador de señales cardiacas se pudo obtener

    los siguientes resultados:

    Se recreo la señal eléctrica del corazón de forma digital con la ayuda de la

    herramienta Raspberry, adicional a esto se recrearon las señales eléctricas

    de distintas arritmias cardíacas que pudiese tener un paciente; todo esto se

    pudo codificar mediante el uso de la tarjeta de desarrollo Raspberry Pi 4

    con leguaje de programación Python.

  • 32

    Se creo un menú donde el practicante pueda verificar las diferentes

    arritmias cardíacas a través de un entorno gráfico donde se aprecian las

    pulsaciones por minuto y se pueden observar las diferentes amplitudes que

    se encuentran en un pulso cardiaco.

    Se diseñó en el simulador cardíaco una opción que permitirá a un

    estudiante de ciencias médicas desarrollar una destreza gráfica en este tipo

    de señales, puesto que se mostrará una gráfica y el estudiante deberá

    elegir entre varias opciones la patología cardiaca correcta. Esta opción

    sería una forma de evaluar al estudiante para validar si reconoce una

    arritmia cardiaca con solo observar la gráfica en el simulador.

    CONCLUSIONES.

    El presente trabajo tuvo como finalidad la presentación de un simulador

    donde el estudiante pueda visualizar las diferentes señales cardiacas que

    pueda experimentar un paciente, se enfocó en señales de arritmias

    cardiacas.

    En el contexto del Covid-19 el uso de este simulador es importante ya que

    se logra conservar el distanciamiento social y a su vez propicia la

    adquisición de conocimientos y experiencias prácticas. El presente

    simulador recrea los diferentes tipos de señales cardíacas, es similar a

    tener un paciente conectado a un electrocardiograma dónde estamos

    monitoreando sus pulsaciones cardíacas y observando las amplitudes de

    las ondas.

    Se desarrolla el simulador con la herramienta Raspberry Pi 4, ya que es un

    potente hardware que faculta el desarrollo de múltiples proyectos

    informáticos; el simulador de señales cardíacas se desarrolló con el

    hardware del Raspberry Pi 4 y con lenguaje de programación Python, se

    implementó librerías para el fácil manejo de estructura de datos, librerías

  • 33

    tales como la librería Matplotlib y NumPy que se implementaron en el

    código y se usaron con el fin de agilizarlo para la gráfica de señales.

    El uso de simuladores en el ámbito educativo es de vital importancia pues

    con este simulador se pudo acceder a un aprendizaje de forma más

    didáctica y adquiriendo destreza previa a la experiencia práctica (Diéguez

    Grimaldo, 2010), pues nos prepara para prevenir posibles fallos en nuestra

    acción.

    RECOMENDACIONES.

    En este proyecto se usó la metodología cascada donde se tenía predefinido

    una serie de requisitos, en base a estos requisitos se realizó el diseño e

    implementación del simulador posteriormente se verificó el uso.

    El simulador de señales de ritmo cardiaco posibilita la interacción con

    gráficas digitales prediseñadas, a futuro se podría mejorar el simulador

    agregando más opciones que mejoren la interacción con el estudiante.

    Cabe destacar que para este fin el simulador debe de ser probado con

    varios estudiantes, pues de esta forma se obtendrá una retroalimentación

    y así definir nuevos parámetros de diseño y de actualizaciones.

    Las señales cardiacas dadas en el simulador son señales generadas

    matemáticamente, se podría comparar la señal del simulador con una señal

    de un electrocardiograma para así obtener un margen de fidelidad de la

    señal generada en el simulador.

    Una mejora al simulador podría ser agregar una etapa de testeo dónde el

    usuario se conecta los electrodos y el equipo almacena en memoria la señal

    cardíaca, luego de esto, compara la señal almacenada con alguna

    patología de arritmia cardíaca.

  • 34

    BIBLIOGRAFÍA

    Alarcón, C. M. (2019). Software libre y gratuito para la simulación en Ciencias e Ingeniería. Obtenido de https://es.linkedin.com/pulse/software-libre-y-gratuito-para-la-simulaci%C3%B3n-en-e-d%C3%ADaz-alarc%C3%B3n-

    ECHEVERRÍA, N. (2019). Realidad mixta con gafas hololens para la práctica

    clínica. Navarra: upna. E-Marmolejo., D. R. (2017). hetpro-store. Obtenido de https://hetpro-

    store.com/TUTORIALES/microcontrolador/ Enseñanza de técnicas quirúrgicas básicas en simuladores biológicos. (2003).

    Educaión médica, 149-152. Felipe, C. G. (2013). Diseño e implementación de una Tarjeta de Desarrollo con.

    Cundinamarca, Bogotá, Colombia. Jacobo Nurko, *. S. (2000). El simulador «Harvey» de paciente cardiológico.

    Anales médicos, 134-139. Jaime Galindo López, L. V. (2007). Simulación, herramienta para la educación

    médica. Salud Uninorte, 79-95. Larraitz Gaztañagaa. (2012). revista española de cardiologia . Obtenido de

    https://www.revespcardiol.org/es-mecanismos-las-arritmias-cardiacas-articulo-resumen-S0300893211008396

    Macaya, M. C. (018). Fundacion del Corazon. Obtenido de

    https://fundaciondelcorazon.com/blog-impulso-vital/3264-las-cifras-de-la-enfermedad-cardiovascular.html

    Manchego, M. D. (2019). FRECUENCIA CARDIACA. La Paz. National Heart,

    Lung, and Blood Institute. (9 de julio de 2019). Obtenido de https://www.nhlbi.nih.gov/health-topics/espanol/arritmia

    Neri-Velaa, R. (2017). El origen del uso. Facultad de medicina UNAM, 21-27. Patricia Moya, M. R. (2017). Efectividad de la simulación en la. Revista Médica

    de Chile , 514-526. Serna-Ojeda, J. C. (2012). La simulación en medicina. La situación en México.

    Cirugia y Cirujanos, 301 -305. Zavala-Villeda, D. J. (2013). Manejo perioperatorio de las arritmias. Revista

    Mexicana de Anestesiología, 116-123.

  • 35

    Argullós JL, Palés C, Gomar S. El uso de las simulaciones en educación médica. Teoría de la Educación. Educación y Cultura en la Sociedad de la Información 2010; 11 (2): 147-70. Bonilla Trujillo, D., Villamil Reyes, V. V., & Montes Mora, J. F. (2019). Uso de simuladores 3D como estrategia tecno pedagógica para la transferencia de conocimiento en el aprendizaje de la anatomía animal. Documentos De Trabajo ECAPMA, (1). https://doi.org/10.22490/ECAPMA.3414 De la Torre, L. M. y Domínguez, J. (2012). Las TIC en el proceso de enseñanza aprendizaje a través de los objetos de aprendizaje. Revista Cubana de Informática Médica 2012:4(1)91-100 Jaimez, C. R., Miranda, K. S. Vázquez, E. y Vázquez, F. (2017). Estrategias didácticas en educación superior basadas en el aprendizaje: innovación educativa y TIC. Universidad Autónoma Metropolitana, Unidad Cuajimalpa. pp 224. Medina, J (2016). La docencia universitaria mediante el enfoque del aula invertida. Octaedro ICE-UB, Barcelona – España, pp 140 Valencia-Rodríguez, M. (2013). Generación y transferencia de conocimiento. Ingeniería Industrial, 34(2), 178-187. Disponible en http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1815- 59362013000200007&lng=es&tlng=es M. García Berro y C. Toribio. Ciencias de la Salud El Futuro de la Cirugía Minimamente Invasiva. Tendencias tecnológicas a medio y largo plazo. Cyan, Proyectos y Producciones Editoriales, S.A. Noviembre 2004. Dieguez Grimaldo, Julio Roberto (2010). Importancia de los Simuladores Virtuales en la docencia de Cirugía Abdominal Mínima Invasiva. Horizonte Médico, 10(1). [fecha de Consulta 7 de Octubre de 2020]. ISSN: 1727- 558X. Disponible en: https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=3716/ 3716 37119006

  • 36

    ANEXOS

    Figuras simulador ritmo cardiaco

    Figura 12.- Bradicardia sinusal

    Fuente: Trabajo de Investigación. Autor: Gatsby Gabino Bueno Valero

    Figura 13.- Taquicardia sinusal.

    Fuente: Trabajo de Investigación. Autor: Gatsby Gabino Bueno Valero

  • 37

    Figura 14.- Taquicardia auricular.

    Fuente: Trabajo de Investigación. Autor: Gatsby Gabino Bueno Valero.

    Figura 15.- Taquicardia nodal.

    Fuente: Trabajo de Investigación. Autor: Gatsby Gabino Bueno Valero.

  • 38

    Figura 16.- Ritmo sinusal.

    Fuente: Trabajo de Investigación. Autor: Gatsby Gabino Bueno Valero.

    Figura 17.- Fibrilación auricular.

    Fuente: Trabajo de Investigación. Autor: Gatsby Gabino Bueno Valero.

  • 39

    Figura 18.- Arritmia sinusal.

    Fuente: Trabajo de Investigación. Autor: Gatsby Gabino Bueno Valero.

    Figura 19.- Valor amplitud incorrecta.

    Fuente: Trabajo de Investigación. Autor: Gatsby Gabino Bueno Valero.

  • 40

    Figura 20.- Valor Pulsaciones por minuto incorrecto.

    Fuente: Trabajo de Investigación. Autor: Gatsby Gabino Bueno Valero.

    Anexo página de simulaciones en línea.

    https://www.nasajpg.com/simuladores-medicos/

    Código Fuente. EjecutableSimulador.sh #!/bin/sh

    # launcher.sh

    # navigate to home directory, then to this directory, then execute

    python script, then back home

    cd /

    cd home/pi/SimuladorCardiaco #where the script is

    sudo python3 SimuladorCardiaco.py #a commnad to run the script

    cd /

    https://www.nasajpg.com/simuladores-medicos/

  • 41

    Librería.py from tkinter import *

    from tkinter import ttk

    from tkinter import messagebox

    import tkinter as tk

    from matplotlib.backends.backend_tkagg import FigureCanvasTkAgg,

    NavigationToolbar2Tk

    from matplotlib.figure import Figure

    import os, sys

    import numpy as np

    from matplotlib import pyplot as plt

    from matplotlib import animation

    arreglo=[952 , 952 , 954 , 956 , 961 , 966 , 971 , 977 , 983 , 990 ,

    996 , 1003 , 1011 , 1018 , 1026 , 1033 , 1040 , 1048 , 1059 , 1069 ,

    1079 , 1089 , 1099 , 1107 , 1113 , 1120 , 1126 , 1132 , 1139 , 1145 ,

    1151 , 1158 , 1164 , 1170 , 1177 , 1183 , 1189 , 1196 , 1202 , 1208 ,

    1215 , 1222 , 1230 , 1238 , 1246 , 1252 , 1253 , 1254 , 1255 , 1256 ,

    1257 , 1258 , 1258 , 1259 , 1259 , 1259 , 1259 , 1259 , 1259 , 1259 ,

    1259 , 1259 , 1258 , 1258 , 1257 , 1256 , 1255 , 1254 , 1253 , 1253 ,

    1252 , 1248 , 1241 , 1235 , 1228 , 1222 , 1215 , 1209 , 1203 , 1198 ,

    1193 , 1188 , 1183 , 1178 , 1173 , 1169 , 1164 , 1159 , 1153 , 1148 ,

    1142 , 1136 , 1130 , 1125 , 1119 , 1113 , 1107 , 1102 , 1094 , 1086 ,

    1078 , 1070 , 1062 , 1055 , 1047 , 1040 , 1032 , 1025 , 1017 , 1012 ,

    1007 , 1002 , 997 , 992 , 987 , 982 , 977 , 972 , 967 , 964 ,

    963 , 961 , 959 , 957 , 955 , 953 , 952 , 952 , 952 , 952 ,

    952 , 952 , 952 , 952 , 952 , 952 , 952 , 952 , 952 , 951 ,

    951 , 951 , 951 , 951 , 951 , 951 , 951 , 951 , 951 , 951 ,

    951 , 951 , 953 , 957 , 962 , 965 , 963 , 960 , 957 , 955 ,

    952 , 945 , 935 , 925 , 915 , 904 , 894 , 886 , 879 , 871 ,

    863 , 855 , 840 , 817 , 793 , 769 , 741 , 713 , 686 , 658 ,

    991 , 1307 , 1332 , 1358 , 1401 , 1493 , 1591 , 1670 , 1766 , 1910 ,

    1954 , 2187 , 2532 , 2548 , 2782 , 2923 , 3247 , 3263 , 3746 , 3899 ,

    3909 , 4021 , 4080 , 4058 , 4037 , 3974 , 3859 , 3870 , 3533 , 3468 ,

    3404 , 3329 , 3251 , 3095 , 2715 , 2625 , 2513 , 2486 , 2198 , 1690 ,

    1268 , 832 , 572 , 306 , 346 , 72 , 67 , 62 , 57 , 52 ,

    47 , 115 , 226 , 259 , 272 , 288 , 313 , 338 , 363 , 467 ,

    532 , 561 , 577 , 594 , 618 , 673 , 687 , 702 , 717 , 824 ,

    922 , 941 , 960 , 978 , 988 , 997 , 1007 , 1016 , 1022 , 1025 ,

    1028 , 1031 , 1033 , 1036 , 1039 , 1042 , 1045 , 1047 , 1048 , 1048 ,

    1047 , 1046 , 1046 , 1045 , 1044 , 1044 , 1043 , 1042 , 1042 , 1040 ,

    1037 , 1034 , 1032 , 1029 , 1026 , 1023 , 1020 , 1017 , 1014 , 1011 ,

    1008 , 1005 , 1001 , 998 , 994 , 990 , 987 , 983 , 979 , 977 ,

    977 , 977 , 977 , 977 , 977 , 977 , 977 , 977 , 977 , 977 ,

    977 , 977 , 977 , 977 , 977 , 977 , 977 , 977 , 977 , 977 ,

    977 , 977 , 977 , 977 , 978 , 979 , 979 , 980 , 981 , 981 ,

    982 , 983 , 984 , 984 , 984 , 984 , 984 , 984 , 983 , 983 ,

    984 , 986 , 988 , 990 , 992 , 994 , 996 , 999 , 1001 , 1003 ,

    1005 , 1012 , 1018 , 1024 , 1031 , 1037 , 1043 , 1050 , 1055 , 1059 ,

    1063 , 1067 , 1071 , 1074 , 1078 , 1082 , 1086 , 1090 , 1093 , 1098 ,

    1107 , 1115 , 1124 , 1133 , 1142 , 1149 , 1154 , 1159 , 1165 , 1170 ,

    1175 , 1180 , 1185 , 1191 , 1196 , 1201 , 1206 , 1211 , 1216 , 1221 ,

    1226 , 1231 , 1236 , 1241 , 1246 , 1251 , 1256 , 1261 , 1266 , 1272 ,

    1277 , 1283 , 1289 , 1294 , 1300 , 1305 , 1310 , 1313 , 1315 , 1318 ,

    1320 , 1323 , 1325 , 1328 , 1330 , 1333 , 1335 , 1338 , 1338 , 1338 ,

    1338 , 1338 , 1338 , 1338 , 1338 , 1338 , 1338 , 1338 , 1338 , 1334 ,

    1330 , 1326 , 1323 , 1319 , 1315 , 1311 , 1307 , 1303 , 1299 , 1296 ,

    1292 , 1288 , 1285 , 1281 , 1278 , 1274 , 1271 , 1267 , 1263 , 1260 ,

    1255 , 1250 , 1246 , 1241 , 1236 , 1230 , 1224 , 1219 , 1213 , 1208 ,

  • 42

    1202 , 1196 , 1191 , 1184 , 1177 , 1170 , 1162 , 1155 , 1147 , 1140 ,

    1133 , 1125 , 1117 , 1109 , 1101 , 1093 , 1088 , 1082 , 1076 , 1071 ,

    1065 , 1059 , 1053 , 1048 , 1042 , 1037 , 1034 , 1032 , 1029 , 1026 ,

    1023 , 1021 , 1018 , 1015 , 1013 , 1010 , 1007 , 1005 , 1002 , 1001 ,

    1000 , 999 , 998 , 997 , 997 , 996 , 995 , 990 , 989 , 985 ,

    983 , 980 , 976 , 974 , 972 , 970 , 968 , 965 , 961 , 958 ,

    955 , 952 , 952, 952]

    arreglo2=[994 , 992 , 987 , 982 , 977 , 972 , 967 , 964 ,

    963 , 961 , 959 , 957 , 955 , 953 ]

    arreglo3 = [952 for i in range(200)]

    Señal= [952 for i in range(524)]

    frecuenciaValor=0

    OndaP = [952 for i in range(115)]

    OndaQ = [952 for i in range(41)]

    OndaR = [952 for i in range(41)]

    OndaS = [952 for i in range(31)]

    OndaT = [952 for i in range(210)]

    Onda_ST = [952 for i in range(62)]

    interP1=5

    interP2=119

    interQ1=139

    interQ2=179

    interR1=180

    interR2=220

    interS1=221

    interS2=251

    interT1=314

    interT2=523

    interST1=252

    interST2=313

    amplitudP=54

    amplitudQ=179

    amplitudR=202

    amplitudS=230

    amplitudT=408

    eje=952

    def modularSeñal(Señal):

    j=0

    for i in Señal:

    Señal[j]=i/47

    j=j+1

    return Señal

    def invertirSeñal(Onda,eje):

    j=0

    for i in Onda:

    Onda[j]=(2*eje-i)

    j=j+1

    def ampliarSeñal(Onda,value):

    j=0

    if(detectarConcava(Onda)==1):

  • 43

    for i in Onda:

    Onda[j]=i*(value*0.01+1)

    j=j+1

    if(detectarConcava(Onda)==0):

    for i in Onda:

    Onda[j]=i*(1-value*0.01)

    j=j+1

    def detectarConcava(Onda):

    j=0

    value=Onda[0]

    count=0

    count2=0

    for i in Onda:

    if(i>value):

    count2=0

    count=count+1

    if(count>10):

    return 1 #concava hacia arriba

    else:

    count=0

    count2=count2+1

    if(count2>10):

    return 0 #concava hacia abajo

    def obtenerSeñal(Onda,Señal,inter1):

    j=inter1

    k=0

    for i in Onda:

    Onda[k]=Señal[j]

    j=j+1

    k=k+1

    def concatenarSeñal(Onda,Señal,inter1):

    j=inter1

    for i in Onda:

    Señal[j]=i

    j=j+1

    def frecuencia(lpm):

    #lpm=lpm*0.01578947368/60

    lpm=lpm*0.05/49

    return lpm

    def animate(i):

    global Señal

    x = np.linspace(0,8,len(Señal))

    ax = plt.axes(xlim=(0,5), ylim=(-1000,5000))

    line, = ax.plot([], [], lw=2,c="b")

    line.set_data([], [])

    ax.grid(True)

    line.set_data(x-frecuencia(frecuenciaValor)*i, Señal)

    return line,

    def ritmoCardiaco(frecu,texto,Invertir,Amplitud,VarLPM):

    global

    frecuenciaValor,Señal,OndaP,OndaQ,OndaR,OndaS,OndaT,Onda_ST,arreglo

    global interP1,interQ1,interR1,interS1,interT1,interST1,eje

    root = tk.Tk()

    root.wm_title(texto)

    root.geometry("1360x700")

    frecuenciaValor=frecu

  • 44

    Señal= [952 for i in range(524)]

    obtenerSeñal(OndaP,arreglo,interP1)

    obtenerSeñal(OndaQ,arreglo,interQ1)

    obtenerSeñal(OndaR,arreglo,interR1)

    obtenerSeñal(OndaS,arreglo,interS1)

    obtenerSeñal(OndaT,arreglo,interT1)

    obtenerSeñal(Onda_ST,arreglo,interST1)

    if Invertir[0]==1:

    invertirSeñal(OndaP,eje)

    if Invertir[1]==1:

    invertirSeñal(OndaQ,eje)

    if Invertir[2]==1:

    invertirSeñal(OndaS,eje)

    if Invertir[3]==1:

    invertirSeñal(OndaT,eje)

    ampliarSeñal(OndaP,Amplitud[0])

    ampliarSeñal(OndaQ,Amplitud[1])

    ampliarSeñal(OndaR,Amplitud[2])

    ampliarSeñal(OndaS,Amplitud[3])

    ampliarSeñal(OndaT,Amplitud[4])

    concatenarSeñal(OndaP,Señal,interP1)

    concatenarSeñal(OndaQ,Señal,interQ1)

    concatenarSeñal(OndaR,Señal,interR1)

    concatenarSeñal(OndaS,Señal,interS1)

    concatenarSeñal(OndaT,Señal,interT1)

    concatenarSeñal(Onda_ST,Señal,interST1)

    for i in range(3):

    Señal=np.concatenate((Señal,arreglo3,Señal))

    print(len(Señal))

    pulsos=int(2/frecuencia(frecuenciaValor))

    fig = plt.figure()

    canvas = FigureCanvasTkAgg(fig, master=root) # CREAR AREA DE

    DIBUJO DE TKINTER.

    canvas.get_tk_widget().pack(side=TOP, fill=BOTH, expand=1)

    #-----------------------AÑADIR BARRA DE HERRAMIENTAS--------------

    ------------

    toolbar = NavigationToolbar2Tk(canvas, root)# barra de iconos

    toolbar.update()

    canvas.get_tk_widget().pack(side=TOP, fill=BOTH, expand=1)

    # call the animator. blit=True means only re-draw the parts that

    have changed.

    anim = animation.FuncAnimation(fig, animate ,frames=pulsos,

    interval=20, blit=True)

    #anim.save('basic_animation.mp4', fps=30, extra_args=['-vcodec',

    'libx264'])

    label=tk.Label(root, text=str(frecu)+"

    LPM",font=("Verdana",20,"bold")).place(x=1190,y=20)

    tk.Button(root, text="cerrar", command=lambda:

    root.destroy()).place(x=1250,y=620)

    plt.show()

  • 45

    #ritmoCardiaco(60,"prueba","P")

    Simuladorcardiaco.py ###!/usr/bin/env python

    ### -*- coding: utf-8 -*-

    import time

    import os, sys

    from tkinter import *

    from tkinter import ttk

    from tkinter import messagebox

    import tkinter as tk

    import random

    from PIL import ImageTk, Image

    from IPython.display import display

    from IPython.core.pylabtools import figsize, getfigs

    from matplotlib.backends.backend_tkagg import *

    from matplotlib.figure import *

    from pylab import *

    from numpy import *

    import numpy as np

    from matplotlib import pyplot as plt

    from matplotlib import animation

    from lib import *

    direccion="/home/pi/SimuladorCardiaco/imagenes/"

    w=1360

    h=700

    tamaño=str(w)+'x'+str(h)

    VarCambio=0

    class Page(tk.Frame):

    def __init__(self, *args, **kwargs):

    tk.Frame.__init__(self, *args, **kwargs)

    def show(self):

    self.lift()

    class Intro(Page):

    def __init__(self, *args, **kwargs):

    Page.__init__(self, *args, **kwargs)

    self.cont1=Frame(Page.__init__(self, *args, **kwargs))

    can=tk.Canvas(self ,w=w,height=h,bg='yellow')

    can.grid(column=0,row=0)

    can.pack(fill=BOTH)

    can.create_text(w-700,h-650,text="SIMULADOR RITMO

    CARDIACO",font=("Verdana",40,"bold"))

    #root.delete("all")

    can.create_image(0,0,anchor=NW, image=primeraImagen)

    can.pack()

    #label = tk.Label(self, text="This is page

    1").place(x=0,y=0)

    #label.pack(side="top", fill="both", expand=True)

  • 46

    class PosicionElectrodos(Page):

    def __init__(self, *args, **kwargs):

    Page.__init__(self, *args, **kwargs)

    self.cont1=Frame(Page.__init__(self, *args, **kwargs))

    can=tk.Canvas(self ,w=w,height=h,bg='light blue')

    can.grid(column=0,row=0)

    can.pack(fill=BOTH)

    can.create_text(w-700,h-670,text="Correcta posición de los

    eléctrodos",font=("Verdana",40,"bold"))

    can.create_text(w-1130,h-400,text="Colocar los

    eléctrodos\nen la posición que refleja\nla imagen.\n\n\n\nEn el caso

    de no\nobtener resultados\ncontactese inmediatamente\ncon el

    técnico.",font=("Verdana",20,"bold"))

    can.create_image(w-900,h-600,anchor=NW,

    image=posicionElectrodos)

    can.pack()

    #label = tk.Label(self, text="This is page

    1").place(x=0,y=0)

    #label.pack(side="top", fill="both", expand=True)

    class OpcionesArritmias(Page):

    def __init__(self, *args, **kwargs):

    Page.__init__(self, *args, **kwargs)

    self.VarText=tk.StringVar()

    estructura = tk.Frame(self)

    estructura.pack(side="top", fill="both", expand=True)

    can=tk.Canvas(self ,w=w,height=h,bg='steelblue1')

    can.pack(fill=BOTH)

    can.create_text(w-700,h-670,text="Seleccione la patología

    que desee simular",font=("Verdana",25,"bold"))

    can.create_text(w-1200,h-

    620,text="Mostrando:",font=("Verdana",20,"bold"))

    can.create_rectangle(150,110,600,180, fill="white")

    muestra_var=tk.Label(self,

    textvariable=self.VarText,font=("Verdana",20,"bold"),bg="white").place

    (x=w-1150,y=h-575)

    #Entry(self,font=('arial',20,'bold'),width=22,textvariable=VarText,bd=

    20,insertwidth=4,bg="powder blue",justify="right").place(x=w-1000,y=h-

    550)

    can.create_image(20,h-500,anchor=NW,

    image=arritmiaCorazon)

    can.pack()

    b1 = tk.Button(self, text="Bradicardia

    Sinusal",font=("Verdana",15,"bold"),fg="black",

    bg="steelblue1",image=botonArritmia,compound="center",command= lambda:

    self.Insertar("Bradicardia Sinusal",56,"")).place(x=650,y=80)

    b2 = tk.Button(self, text="Ritmo

    Sinusal",font=("Verdana",15,"bold"),fg="black", bg="steelbl