Método para medir densidad ósea a partir de conductividad eléctrica calculada por Tomografía de Impedancia Eléctrica / Method for measuring bone density through the electrical conductivity calculated by Electrical Impedance Tomography

RESUMEN: En este trabajo se presenta un método para medir densidad ósea. El método consiste en la medición de conductividad eléctrica de material óseo por medio de Tomografía de Impedancia Eléctrica (TIE). Se hace uso de una celda de prueba con valores simulados de hueso aplicando corrientes y registrando voltajes, para después usar una reconstrucción por retroproyección y generar mapas de conductividad por medio de gráficas. Los datos obtenidos son analizados y a partir de ellos se obtiene una distribución de la medida de conductividad eléctrica del material óseo, que varía dependiendo del grado de porosidad que presenta en cada región. La ventaja de utilizar el método de tomografía de impedancia es que permite medir la conductividad efectiva del hueso porque se mide en todas las direcciones. Por lo tanto es posible determinar porosidad en material óseo usando mediciones de conductividad eléctrica por medio del método TIE propuesto, lo cual permite calcular un valor numérico de densidad ósea.

ABSTRACT: In this paper a method to measure bone density was developed. The method consists in the measurement of electrical conductivity of bone by Electrical Impedance Tomography (EIT). A phantom with simulated data of bone is used, applying currents and recording voltages; then a backprojection reconstruction is used to generate maps with graphic conductivity values. The data obtained were analyzed and was obtained a distribution of electrical conduc tivity of bone, wich varies according to the bone porosity level in each region. A significant advantage of using this method is that is possible to measure electrical conductivity in several directions of the bone, obtaining an effective conductivity. Therefore it is possible to determine the porosity in the bone with measurements of electrical conductivity using the proposed EIT method, this allows to calculate a numerical value for bone density.

Sistema de Adquisición de Señales SEMG para la Detección de Fatiga Muscular / SEMG Signal Acquisition System for Muscle Fatigue Detection

Resumen Este trabajo presenta el desarrollo de un sistema de adquisición y procesamiento de señales mioeléctricas superficiales o SEMG. El sistema propuesto adquiere las señales SEMG de la superficie de la piel utilizando electrodos superficiales de AgCl. El sistema tiene una etapa de amplificación y de filtrado por hardware para eficientar el tiempo de proceso. Se desarrolló un software para procesar por transformada de Fourier la señal SEMG amplificada y filtrada. A diferencia de otros sistemas de adquisición de señales biológicas que son desarrollados para terapia o rehabilitación, este sistema está pensado para ser usado para el control de brazos robóticos, por ello el software desarrollado mide la fatiga utilizando parámetros como el corrimiento de la frecuencia media instantánea y la densidad espectral de potencia de la señal SEMG.

Abstract This paper presents the development of a system for acquiring and processing of surface myoelectric signals or SEMG. The proposed system acquires signals SEMG skin surface using AgCl surface electrodes. The system has an amplification step and hardware filtering to streamline the processing time. Developed software for processing the Fourier transform SEMG amplified and filtered signal. Unlike other systems for acquisition of biological signals, which are developed for therapy or rehabilitation, this system is intended to be used for the control of robotic arms, so the software performs the measurement of fatigue using parameters like bleed average frequency and instantaneous power spectral density of the signal SEMG.

Análisis de la variación del calcio intracelular en células foliculares / Intracellular Calcium Variation Analysis of Follicular Cells

En este trabajo se presenta un método para medir la variación del calcio intracelular en células foliculares. Esta propuesta consiste en dos etapas: (i) La detección de los núcleos de las células; y (ii) el análisis de las variaciones de fluorescencia. La primera etapa se realiza a través de la transformada modificada de líneas divisoras de agua controlada por marcadores (en inglés: Modified-Watershed Transformation) controlando el proceso de etiquetado de células por el establecimiento de criterios particulares. El proceso de detección homogeniza las condiciones de luminosidad a través de un filtro morfológico y utiliza como descriptores a los bordes de las células. En la segunda etapa, se asocia la variación de la fluorescencia con los cambios de Ca2+ intracelular donde la variación se modela como una función exponencial decreciente. Luego, se presenta un nuevo proceso morfológico, denominado proceso de reconstrucción medio, que permite suavizar los datos para el proceso de modelado. Este proceso utiliza la información del sub modelado y sobre modelado de la señal, mediante las propiedades de los operadores de reconstrucción, conservando la estructura interna de la señal original. Finalmente, en un proceso experimental utilizando células de anfibios, se muestran los resultados obtenidos después de aplicar la propuesta a un grupo de células.

This paper presents a method for the measurement of the variation of intracellular calcium in follicular cells. This proposal consists in two stages: (i) The detection of the cell's nuclei, and (ii) the analysis of the fluorescence variations. The first stage is performed with the modified-watershed transformation, where the marker process is controlled by establishing own criterion. The detection process homogenizes the luminance conditions through a morphological filter and uses as descriptors the edges of the cells. In the second stage, the variations of fluorescence are associated with changes in intracellular Ca2+, which are modeled as an exponential decay function. Then, we present a new morphological process called medium reconstruction process, that smoothes the data in the process of model creation. This process uses the information of under and over model of the signal, through the properties of reconstruction operators, keeping the internal structure of the original signal. Finally, using amphibian cells in an experimental process, the results obtained are showed after applying the proposal to a group of cells.