Revista Ingeniería Biomédica

Caracterización cinemática, electromiográfica y estabilométrica del pedaleo en bicicleta de ruta. Reporte de caso

Julialba Castellanos Ruiz — 2020-08-17

Objetivo: Determinar las características cinemáticas, electromiográficas y estabilométricas del pedaleo en bicicleta de ruta. Metodología: se realiza un estudio tipo reporte de caso, realizado con 2 ciclistas (profesional y amateur) a quienes se les realizan pruebas de cinemática, electromiografía (EMG) de superficie y estabilometría, haciendo uso de la tecnología Bioengineering (BTS). Resultados: la potencia tiene una tendencia lineal siendo mayor en el ciclista profesional en comparación con el amateur, por otra parte, la velocidad tiene un comportamiento lineal siendo mayor la del ciclista profesional. En el análisis cinemático hay mayor consistencia en los movimientos realizados por el ciclista profesional que el amateur, las diferencias son más evidentes en tronco y tobillo, las cuales son las articulaciones extremas-proximal y distal de la cadena cinética. La actividad muscular mostró patrones más estables y amplitudes con mayor tamaño en el ciclista profesional, de acuerdo con la estabilidad, el índice de Romberg en ambos ciclistas es normal con un valor de 0,879 para el profesional y 0,704 para el amateur. Conclusión: Los mejores resultados obtenidos por el ciclista profesional en relación con las variables estudiadas pueden estar asociados con el tiempo de entrenamiento y la realización del gesto deportivo con una técnica más depurada.

Polimorfismos de inserción de elementos transponibles ligados a cancer de mama: una prueba de concepto

Nicolas Tobon Orozco — 2020-08-30

Los retrovirus endógenos humanos (HERVs) constituyen aproximadamente el 8% del genoma humano, particularmente están sobreexpresados en algunas células y tejidos del carcinoma de mama que es el más común y la segunda causa de muerte por cáncer en mujeres en todo el mundo. Investigaciones recientes muestran que la familia de retrovirus HERV-K es la de más expresión génica sobre el cáncer de mama. Los elementos HERV-K 108, 109, 113 y 115 son los más encontrados en esta enfermedad, y que, además, se sabe están ubicados a nivel genómico en el cromosoma 6, 7, 8, y 19 respectivamente. La liberación de datos genómicos de pacientes patológicamente identificados con esta enfermedad, ha permitido avances en aspectos de origen, desarrollo y diagnóstico. Dado esto, se plantea la siguiente investigación enfocada en encontrar nuevos polimorfismos de inserción que puedan estar ligados a cáncer de mama, a través de TRACKPOSON, un software diseñado para la detección de polimorfismos de inserción de elementos transponibles (TIPs). Este pipeline fue utilizado en 3000 genomas de arroz, pero su funcionalidad fue extrapolada a este proyecto usando un genoma humano sano (de referencia), una base de datos de HERVs y lecturas de secuenciación del genoma de pacientes enfermos (tecnología Illumina). Finalmente, los resultados obtenidos in silico arrojan TIPs asociados a cáncer de mama con su ubicación cromosómica, especialmente en el cromosoma 8. Destacamos entonces que este “mimetismo bioinformático”, podría ofrecer mejora en los métodos de investigación y de enfoque diagnóstico de esta enfermedad.

Alineamiento gráfico de secuencias a través de programación paralela: un enfoque desde la era postgenómica

Johan Sebastian Piña Duran — 2020-08-17

Un alineamiento gráfico o “dot plot” es un método de representación visual del análisis de datos genómicos, comúnmente utilizado para comparar la similitud de dos secuencias biológicas. El programa DOTTER desarrollado en 1995, es la herramienta más utilizada para este tipo de tareas. El mayor problema de este software radica en el elevado tiempo de ejecución para datos genómicos de gran escala. GEPARD (2007), realiza alineamientos más rápidos para secuencias más grandes que DOTTER, logrando reducir de esta forma el tiempo de ejecución del alineamiento de un cromosoma contra él mismo, de 382 años con DOTTER a 61 minutos con GEPARD, aunque con un nivel de detalle bajo debido a que utiliza un método de aproximaciones. En este artículo se propone una estrategia que trabaja sobre múltiples procesadores para realizar alineamientos a nivel genómico en menor tiempo de ejecución que GEPARD, logrando aceleraciones hasta de 27,9 veces utilizando 64 procesadores respecto al valor nominal. La estrategia permite la identificación de reorganizaciones cromosómicas, elementos repetitivos, comparación entre genomas de distintas especies y la medición de forma gráfica de la calidad de ensamblaje de secuencias genómicas rápidamente.

Estudio comparativo de métodos para el reconocimiento frecuencial de potenciales evocados visuales en estado estacionario en usuarios con y sin experiencia en Interfaces Cerebro-Computador

Cristian Felipe Blanco Diaz — 2020-08-17

Uno de los paradigmas que se utiliza en las interfaces cerebro-computador (BCI) se relaciona a los potenciales evocados visuales en estado estacionario (SSVEP), cuya respuesta a nivel cerebral aparece principalmente en la corteza visual, la cual se ubica en la región occipital del cerebro cuando, al usuario, se le presentan estímulos visuales de diferentes frecuencias. Algunos de los métodos base para el reconocimiento de estas frecuencias son el análisis espectral de energía (SED) y el análisis de correlación canónica (CCA). Un reto de los sistemas BCI en tiempo-real es identificar la intención del usuario en un tiempo corto, a partir del análisis de un segmento de datos. El objetivo de este trabajo consiste en realizar un estudio comparativo entre diferentes segmentos de datos y los métodos CCA y SED, utilizando como métrica de validación la precisión en la identificación del estímulo. Se hace uso de una base de datos de señales SSVEP disponible, de cinco sujetos en dos sesiones de prueba a los cuales se les presenta estímulos con frecuencias: 12, 8,57, 6,67 y 5,45 Hz durante 4 segundos en 25 ensayos. Para el análisis se utilizaron 3 electrodos del estándar 10-20: , teniendo en cuenta que éstos se ubican en la región occipital. En el procesamiento se evaluaron ventanas de tiempo de 1,2 y 4 segundos, obteniendo precisiones de 73,57%, 91,67 % y 95% respectivamente para el método SED y 97,14%, 100% y 100% respectivamente para el método CCA. El método CCA obtuvo el mejor resultado, con una ventana de 2 segundos.

Características de las luciérnagas: determinación de la intensidad de emisión luminosa

Ignacio Escobar Mejía — 2020-06-14

Se estudian las diferentes características que presentan las luciérnagas, comenzando por su clasificación taxonómica, la producción de la luz por los insectos y las unidades de iluminación del Sistema Internacional de Unidades. Se analizan los diferentes valores de luminosidad encontrados por otros autores y se describe un método sencillo para determinarla utilizando equipos accesibles en cualquier laboratorio básico electrónico. De un total de 154 insectos capturados, 53 probablemente fueron hembras y producen valores de luminosidad iguales a 3,6 milicandelas (mcd); 82 insectos probablemente machos producen una luminosidad igual a 2,2 mcd. Se encuentran otros 19 ejemplares inciertos cuyo patrón de iluminación no pudo definirse claramente.

Computational dosimetry evaluation in vertebral models using a radioactive bone cement with Sm-153, Ho-166 and Y-90

Carlos Julio Montaño Valencia — 2020-07-25

Background: Breast cancer is a disease that affects a large part of the Brazilian female population. Especially, those metastases developed in the spinal column can produce potential fractures with neurological compromise or reduction of the life’s quality of the patient due to chronic pain. Objective: The development of a computational dosimetry in vertebral models simulating bone metastasis applying a radioactive bone cement with Sm-153, Ho-166 and Y-90. Methods: 1. Based on radiological images of animal vertebrae was constructed in the code MCNPx. Absorbed doses were evaluated in the axial plane (XY) of the implant of the radioactive bone cement in the metastasis. The nearest organ of risk (OAR) was the spinal cord and the implant itself on the vertebras was the prescribed tumor volume (PTV). The Sm-153, Ho-166 and Y-90 radionuclides were considered. 2. The fluency of the electrons along the symmetrical axis of the vertebra x = 0 in the z = 0 planes was also studied. Results: The therapeutic absorbed dose obtained in the implant plane by radioactive bone cement reaches levels above 70 Gy for specific activities close to 3 GBq.mg^-1 with suitable values for the Y-90 coupled to the cement. Exposure to Ho-166 produces a lower dose than in Y-90 but higher than in Sm-153. The doses obtained by radionuclide implants are better spatial distributed than IMRT, with a significant dose reduction in the spinal cord. Beta emitting from Y-90 found a greater range. Conclusions: The radioactive cement in an implant may potentially favor optimal tumor control and lower side effects in organs at risk.

Editorial

Juan Fernando Gomez-Molina — 2020-06-06

Con motivo de celebrar las importantes contribuciones del Profesor Ignacio Escobar Mejía, a quien todos con cariño llamamos Don Ignacio, durante el año 2019 se han publicado los números 25 y 26 del volumen 13, un pequeño pero merecido homenaje, a quien ha sido para muchos de nosotros, no solo un maestro excepcional, sino una persona con una calidad humana invaluable, acogedora y encantadora, que ha sido para todos sus alumnos un ejemplo a seguir