La medicina tiene un pilar fundamental en las herramientas que le brinda la ingeniería. La modelación matemática y computacional es clave para la generación de nuevas estrategias terapéuticas para el tratamiento de enfermedades. Detrás de muchos de los avances en medicina hay un fuerte desarrollo científico y tecnológico, que recae de una u otra manera en la ingeniería
Para la ingeniería, la salud siempre ha sido uno de sus objetivos en cuanto a la investigación aplicada. Desde el diseño y uso de tecnologías paracontrolar variables que afectan a la salud del ser humano, hasta el diseño y uso de tecnologías de control como apoyo a las ciencias de la salud. Un claro ejemplo de ésto es el avance en equipos de diagnóstico, prótesis, dispositivos de terapia, etc.
En CARTIF llevamos casi diez años investigando en una línea que refleja muy bien esta fusión de ambas disciplinas. Esta línea se ha enfocado en la mejora de los criterios utilizados por los médicos a la hora de predecir la ruptura de aneurismas de aorta abdominal, con el objetivo de identificar el momento idóneo para llevar a cabo la intervención quirúrgica desde el punto de vista de la ingeniería. En concreto, con la resistencia de materiales.
Un aneurisma de aorta abdominal es una dilatación irreversible de la pared de la aorta del segmento que transcurre entre la bifurcación de las arterias renales y las ramas de las arterias iliacas, afectando en ocasiones a estas últimas. El 70% son asintomáticos, y se detectan en estados avanzados, lo que hace más importante su evaluación de riesgo de ruptura.
La ruptura de los aneurismas de aorta abdominal (AAAs) es una de las principales causas de muerte en el mundo:
• El 8% de los mayores de 65 años y el 10% de los mayores de 80 años presentan un AAA. • Es la décima causa de muerte en mayores de 65 años en países occidentales. • Factores como el tabaquismo, la aterosclerosis, la obesidad, o la hipertensión aumentan el riesgo de padecer un AAA. • La ruptura de la arteria conlleva la muerte antes de llegar al hospital, en el 90% de los casos. • La tasa de mortalidad asociada a la intervención quirúrgica es del 5,8% para reparación quirúrgica abierta y del 1,7% para reparación endovascular.
Actualmente, se interviene quirúrgicamente cuando el aneurisma llega a 5 cm de diámetro máximo o su tasa de crecimiento es superior a 0,5 cm/año. El 24% de los aneurismas que rompen tiene un diámetro inferior al considerado como crítico. Por lo tanto, los actuales criterios clínicos empleados para evaluar el riesgo de rupturano pueden ser considerados como los predictores más fiables.
El equipo de CARTIF ha utilizado los principales parámetros geométricos de los AAAs: diámetro máximo, diámetro de la arteria sana, longitud, espesor de la pared y asimetría (forma geométrica). Estos parámetros pueden ser medidos de forma fácil por el médico a través de la tomografía axial computerizada, medio de diagnóstico utilizado por los médicos.
Estos parámetros se combinan entre sí de manera eficiente para generar la herramienta de evaluación del riesgo de ruptura. Esta herramienta se ha programado utilizando software libre y permite generar una base de datos para cada paciente, y dentro de la misma, ficheros con los datos de cada examen de seguimiento. Contiene un gestor gráfico que permite representar la evolución del Riesgo de Ruptura.
La herramienta, aporta una serie de sugerencias al cirujano, que toma la decisión más acertada sobre si es conveniente llevar a cabo la intervención quirúrgica o continuar con el seguimiento de la evolución del aneurisma.
Para comprobar que la herramienta era eficaz, se realizaron pruebas de validación sobre pacientes durante varios años. Los resultados mostraron que el método es capaz de estimar con fiabilidad el riesgo de ruptura de aneurismas, permitiendo identificar aquellos potencialmente peligrosos de romper, aun cuando su diámetro máximo sea menor que el usado por la comunidad médica en la actualidad, y permitiendo identificar aquellos casos donde la ruptura no se vaya a producir, evitando que el paciente se someta al procedimiento quirúrgico de reparación.
Con este trabajo se demuestra que la colaboración entre la medicina (liderada por el HCUV) y la ingeniería (liderada por CARTIF), es increíblemente productiva. Los resultados obtenidos permiten un gran avance con una aplicación eminentemente práctica y ponen de manifiesto la importancia que la investigación y la I+D tienen de cara a la sociedad.
Los recién clausurados Juegos Olímpicos de Río de Janeiro 2016 todavía están dando sus últimos coletazos por Internet y en los medios de comunicación, y a todos se nos vienen a la cabeza algunas preguntas como ¿cuál es la alimentación que llevan estos atletas?, ¿qué tipo de productos consumen?, ¿son productos aptos para cualquier deportista de menos nivel?
Después de 14 años de debate, el pasado mes de junio la Comisión Europea publicó el esperado informe sobre alimentos destinados a los deportistas. En realidad, el objetivo de este informe era determinar si deben tratarse como alimentos especiales (y por tanto, cumplir unos requerimientos legales concretos) o simplemente considerarlos como alimentos de uso corriente.
Para ello, se pidió al Consorcio para la Evaluación de la Cadena Alimentaria (FCEC) que realizara un estudio del mercado de alimentos destinados a deportistas. Partiendo del índice de innovación en la UE, se estima que existen en el mercado entre 20.000 y 30.000 productos alimenticios para deportistas. En el estudio se clasificaron dentro de estas categorías:
1)Bebidas isotónicas (61%). 2) Productos a base de proteínas para la recuperación pos-ejercicio, la generación y el fortalecimiento de la masa muscular (26%). 3) Productos para aumentar la energía y el rendimiento y productos de complementación continua para deportistas (13%).
Dado que el término “alimentos para deportistas” no está definido en la legislación de la UE, para llevar a cabo el estudio de mercado se consideró como “deportistas” a aquellas personas que practican deporte una o más veces a la semana. Además, se incluyó un curioso requisito para ser “deportista”: haber consumido alimentos para deportistas al menos una vez en el último año… algo así como: “no eres un “depor” si no te alimentas como los “depors”, ¡campeón!”. En este momento, no puedo evitar recordar aquello de que “somos lo que comemos”. Si esta premisa es cierta y estoy utilizando adecuadamente la lógica aristotélica, si comemos como Nadal … ¡¡SOMOS NADAL!! (en fin, ya sabemos a qué fruta nos tenemos que inflar)
Total que, finalmente, la Comisión ha establecido que no hay ninguna necesidad de considerar “especiales” a los alimentos para deportistas. Por esto, a partir del 20 de julio de 2016, estos alimentos se regirán por normas horizontales de legislación, ya sea comocomplemento alimenticio (conforme a la Directiva 2002/46/CE) o bien como alimento enriquecido (conforme al Reglamento (CE) nº 1924/2006 y Reglamento (UE) 1169/2011).
Entre los argumentos que la CE ha manejado para llegar a esta decisión se encuentran:
• Las personas que realizan actividades deportivas difícilmente pueden ser caracterizadas como un grupo vulnerable de la población. • A menudo, resulta muy difícil determinar si son alimentos destinados a alimentación especial o simplemente son alimentos enriquecidos en ciertos nutrientes con declaraciones de propiedades saludables destinada a deportistas. • Ya existe un marco legislativo adecuado que proporciona las garantías necesarias en términos de seguridad alimentaria, composición, información al consumidor y seguridad jurídica.
A día de hoy, las declaraciones de propiedades saludables que van destinadas a deportistas son las que recoge la siguiente tabla. Cabe mencionar que actualmente las declaraciones pertinentes sobre la cafeína están en proceso de discusión. Por otro lado, a pesar de que la EFSA reconociera el efecto beneficioso del sodio para los deportistas, no está aprobado declarar “alto contenido en sodio” por no considerarse un efecto beneficioso para la población general.
Ante esta situación, parte de la industria alimentaria ya ha expresado su preocupación manifestando que se está limitando la innovación de estos productos. Pero ya sabemos que nunca se legisla a gusto de todos.
Todo el mundo sabe lo que es una cámara termográfica. Películas como “Depredador”, la retransmisión de la fórmula 1, etc. han ayudado a que la gente conozca esta tecnología. En CARTIF llevamos muchos años empleándola para la inspección de construcciones e infraestructuras.
Su funcionamiento se basa en que todo objeto con una temperatura superior al cero absoluto emite radiación infrarroja, la cual no es visible por el ojo humano. Esta radiación depende de la temperatura del objeto, por lo que conociendo dicha radiación se puede obtener la temperatura.
Una cámara termográfica registra no solo esta radiación (radiación emitida), sino también la reflejada y la transmitida por los objetos. Además, aparte de la temperatura del objeto entran en juego otros factores, por lo que la obtención de la temperatura no es inmediata.
Las cámaras termográficas traen un software que devuelve la temperatura del objeto inspeccionado de forma transparente al usuario. El problema viene cuando se confía demasiado en este software y no se sabe muy bien que se está haciendo. Un operador no experimentado puede cometer ciertos errores. La idea de este post es aclarar ciertos conceptos erróneos que tiene el público general sobre las cámaras termográficas:
1.Las cámaras termográficas son capaces de ver dentro de los objetos. FALSO. La cámara solo ve la superficie del objeto, y a partir de ahí, calcula la temperatura.
2.Cualquier tipo de material puede ser medido con cámaras termográficas. FALSO. La temperatura de un cuerpo viene dada por la radiación emitida, pero la cámara también ve la radiación reflejada y transmitida. La mayoría de los materiales son opacos a la radiación infrarroja, por lo que la componente transmitida puede ser ignorada. Pero hay materiales con baja emisividad que reflejan mucha radiación, por lo que son difíciles de medir con una cámara termográfica.
3. Las cámaras termográficas no pueden usarse de día.FALSO. Las cámaras termográficas solo son sensibles al infrarrojo (no ven la luz visible tal como lo hacemos los seres humanos). De noche es más sencillo controlar la radiación reflejada, por lo que dependiendo de lo que se quiera inspeccionar, es aconsejable hacerlo por la noche.
4. No es necesario conocer la emisividad del objeto inspeccionado. FALSO. Sin duda, este es el parámetro más importante que debe conocer la cámara para calcular correctamente la temperatura.
5.Esta tecnología es muy cara.FALSO. Hace años era así. El avance tecnológico ha supuesto que existan cámaras termográficas a precios muy competitivos. Incluso FLIR comercializa un accesorio para convertir el móvil en una cámara termográfica.
Ahora que ya sabemos más sobre las cámaras termográficas, es el momento de saber hasta qué punto son innovadoras sus aplicaciones. Estos son algunos ejemplos:
2. Detección de motores en bicicletas Este año, la UCI detectó un motor eléctrico en la bicicleta de Femke Van den Driessche durante el campeonato del mundo de ciclocross sub 23. Es el primer caso de dopaje tecnológico en la historia del ciclismo.
3. Diagnóstico de traumatología Según los resultados de un estudio recientemente publicado en el Journal of Medical Imaging and Health Informatics, las cámaras termográficas de alta resolución pueden ser buenas herramientas de apoyo para proporcionar a los médicos información adicional para identificar correctamente la presencia o no de una lesión en una determinada zona corporal.
El estudio ha sido desarrollado por un grupo de investigación de la Unidad de Termografía de la Facultad de la Actividad Física y el Deporte (INEF) de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) en colaboración con la clínica CEMTRO.
4. Control de plagas Es posible utilizar termografía para la detección de plagas, gracias a la correlación entre las humedades y la presencia de insectos. También se ha visto que ciertas anomalías que aparecen en las imágenes termográficas pueden deberse a ciertos insectos como las termitas.
5. Uso de la termografía para la prevención del cáncer de mama Se basa en analizar cambios de temperatura detectados con termografía que podrían ser debidos a vascularizaciones, infecciones, inflamaciones, etc. Un tumor necesita crear vasos sanguíneos para desarrollarse. Este proceso, llamado angiogénesis, produce calor y es cuando una termografía puede detectarlo, mucho antes de que se desarrolle el propio tumor.
Sin duda, la termografía es una tecnología con grandes posibilidades. En próximas entregas, os contaremos lo que hacemos con ella en algunos de nuestros proyectos.
En mi anterior post, publicado la semana pasada, hice una recopilación de las más interesantes definiciones del «Internet de las cosas» o ese «mundo conectado» al que todas las personas sin discriminación por razones económicas, sociales o de diversidad funcional deberían tener acceso.
La carrera por conectarnos a todo y a todos, en el mundo de la discapacidad, la va ganando el llamado “hogar conectado” y todo lo referente a orientación y movilidad tanto en interiores como en exteriores. Estos dos aspectos facilitan en gran medida la independencia de las personas con discapacidad en el hogar, en el trabajo o en la calle.
En el marco del “hogar conectado”, las opciones para aplicar Internet de las Cosas en la mejora de la calidad de vida son muy amplias. Veamos algunos ejemplos:
•El sistema de iluminación Philips Hue facilita la comunicación a personas con discapacidad auditiva, mediante el uso de luces para notificar diferentes señales y avisos sonoros que ellos no pueden escuchar. Este sistema proporciona una plataforma de software abierto, lo que facilita su uso desde aplicaciones externas adaptadas a cada usuario.
•Marcas como Bosh o Miele, anuncian la inclusión de inteligencia y conexión con smartphones en sus electrodomésticos, tanto para su control como para ofrecer otro tipo de servicios (recetas, lista de la compra). El control de electrodomésticos a distancia, incluso por voz, puede ser una gran ventaja para personas con dificultades motoras para las que el uso de los mandos convencionales pueda ser un problema.
En CARTIF tenemos experiencia con este tipo de aplicaciones. En uno de nuestros proyectos sobre IoT, recientemente terminado, desarrollamos la posibilidad de que los electrodomésticos se adapten a los gustos de los usuarios de manera automática, sólo con que éstos últimos expresen su opinión. Los electrodomésticos de usuarios con perfiles similares se comunican entre ellos para compartir recetas que son combinadas por la propia máquina en función de cada usuario. SANDS, como en el caso anterior, permite la configuración y puesta en marcha de los electrodomésticos desde una aplicación en red. Contribuyendo así al desarrollo del «hogar conectado»
La adaptación automática de las recetas, podría ayudar a personas con discapacidad cognitiva o problemas de memoria, a utilizar los electrodomésticos según sus gustos sin tener un amplio conocimiento de los comandos.
Para facilitar la movilidad y la orientación tenemos proyectos como:
• La silla de ruedas de AT&T y Permobil, con conexión inalámbrica. El usuario comparte información sobre su estado y situación a través de una nube segura. También puede modificar aspectos como la posición de la silla.
• Sistemas de búsqueda de aparcamiento, como el de Viarium Technology, proporcionan información a personas con movilidad reducida sobre aparcamientos libres adaptados.
• Danok, aplicación de Konectik que utiliza los sensores de la tecnología iBeacon para proporcionar información sobre el entorno. Esta aplicación es especialmente útil para personas ciegas y para personas con discapacidad cognitiva.
• Proyecto Kango de Aditium. Realiza un seguimiento, mediante tarjetas NFC de los escolares durante su itinerario al colegio. Este proyecto puede ser útil también para personas mayores y personas con discapacidad cognitiva o enfermedad mental.
• El audífono conectado Oticon Opn. Mediante conectividad Wifi y recetas basadas en IFTTT (IF This Then That) permite a las personas sordas configurarlo para recibir diferentes alertas como puede ser un timbre, o la activación de un detector de humo.
En definitiva, podemos ver cómo el camino hacia esa interconexión para “cualquier persona”, puede estar más cerca gracias a los avances del IoT.
Nikola Tesla, visionario ingeniero y físico del siglo XIX, dedicó gran parte de su vida a la transmisión inalámbrica de energía del mismo modo que se hacía con la radio. Fue probablemente el primero que imaginó un mundo conectado describiéndolo con estas palabras: “Cualquier persona, en mar o en tierra, con un aparato sencillo y barato que cabe en un bolsillo, podría recibir noticias de cualquier parte del mundo o mensajes particulares destinados solo al portador; la Tierra se asemejaría a un inconmensurable cerebro, capaz de emitir una respuesta desde cualquier punto”.
¿No es el ahora llamado Internet de las Cosas (IoT) un gran paso hacia ese “inconmensurable cerebro”? Para aquellos que nos dedicamos a las nuevas tecnologías, ¿no debería la expresión “cualquier persona”, motivarnos a no excluir a nadie del mundo conectado, ya sea por razones económicas, sociales o de diversidad funcional?
“Internet de las Cosas” es una expresión que hoy cuenta con infinidad de descripciones, pero podemos concretar que es un término inventado en 1999 por Kevin Asthon, co-fundador del MIT y creador de un sistema estándar global para RFID y otros sensores. Utilizó el término IoT para describir un “sistema donde Internet está conectado con el mundo físico a través de sensores ubicuos”.
Una de las descripciones más formales encontradas pertenece al Cluster of European Research Projects (IERC, 2009) que lo define como “una infraestructura de red global y dinámica con capacidad de auto configuración basada en protocolos de comunicación estandarizados e interoperables donde las cosas (things) físicas y virtuales tienen identidades, atributos físicos, personalidad virtual, y haciendo uso de interfaces inteligentes se integran perfectamente en la red de información”.
Más recientemente, Diego Soriano (CENTAC) ponía palabras un poco más amables y accesibles el concepto de IoT: «De forma resumida, IoT es la tecnología que permite emplear de forma conjunta, sencilla y barata gran cantidad de elementos electrónicos conectados a Internet».
Si unimos estas ideas con los siguientes aspectos tecnológicos: • la gran cantidad de sensores y wearables disponibles y en fases de diseño • el uso de tecnologías como Big Data y Cloud para analizar, gestionar y almacenar los datos generados por estos dispositivos
Internet de las Cosas nos proporciona elementos suficientes para crear productos y sistemas capaces de facilitarnos la vida al poder interactuar con el mundo que nos rodea sin tener que estar conectados a él a través de cables (avisos en nuestro smartphone, tablet o pulseras desde los dispositivos que nos rodean, posibilidad de interactuar con los electrodomésticos y elementos de seguridad de nuestra casa desde una ubicación diferente). Como veremos en próximos posts, ese “facilitarnos la vida” del IoT puede resultar especialmente útil y significativo para personas con discapacidad y suponer un avance en su independencia.
Por una parte, tenemos aquellos productos de carácter general que abren campos de aplicación a diferentes colectivos y, por otro, soluciones creadas específicamente para personas con alguna discapacidad y que, en la línea de la reflexión que siempre hacemos, evolucionarán facilitando la vida al público en general.
La semana que viene seguiremos analizando los diferentes escenarios de aplicación del IoT al mundo de la discapacidad. Además de todo lo relacionado con el “hogar conectado”, veremos algunos ejemplos concretos de aplicación que ya están en el mercado.
Sin la presencia del aceite de oliva en nuestros platos no podríamos hablar de dieta mediterránea. En nuestro país y en toda la cuenca mediterránea este zumo de fruta juega un papel esencial en nuestra gastronomía.
Aceite de oliva virgen extra, aceite de oliva virgen, aceite de oliva, aceite de orujo… todos ellos obtenidos de la aceituna, cada uno con sus características, pero, ¿qué diferencia a cada uno de ellos y, en base a qué hacemos la elección de uno u otro?
La clasificación del aceite se basa en la metodología utilizada para el proceso de elaboración del aceite, a sus parámetros físico-químicos y en el caso de los aceites vírgenes la calidad sensorial del aceite obtenido, valorada a través de una cata sensorial por un panel de expertos catadores.
Cuando se habla de cata o análisis sensorial de un producto, se puede pensar y no sin razón, en un proceso subjetivo y sometido a muchos errores en su realización, con expresiones ambiguas o sometidas a interpretación. Pero el análisis sensorial es una disciplina científica usada para evaluar los caracteres organolépticos de los alimentos, y que lleva muchos años siendo utilizada como método para medir, analizar e interpretar las reacciones humanas hacia las características organolépticas de los alimentos perceptibles por los sentidos. Los datos de un análisis sensorial son valorados por un panel de catadores entrenado para ello y son tratados estadísticamente a fin de minimizar errores y hacer objetivos los resultados.
En el caso de la cata de aceite de oliva para su clasificación como aceite virgen extra, aceite virgen o aceite lampante, se lleva a cabo por un panel de expertos, que además estará autorizado por los organismos de los estados miembros, para la realización de control oficial del país en cuestión.
El proceso de cata se realiza bajo una reglamentación concreta elaborada por el Consejo Oleícola Internacional, en la que los catadores siguen una ficha de cata con unos atributos positivos y unos atributos negativos que se valoran en una escala de 10 cm. El proceso se lleva a cabo en una copa de cata específica para este tipo de análisis y qué es calentada a una temperatura concreta para la realización del ensayo ya que el aceite debe estar a 28±2ºC para su evaluación.
El tiempo que el catador debe dedicar a cada muestra, número de muestras, cantidad de aceite, explicación del vocabulario, etc, está detallado en la norma, no dejando a la subjetividad ningún aspecto.
Los atributos positivos que se valoran en un aceite son el afrutado, amargo y picante, estos atributos van a depender de la variedad de aceituna, del grado de madurez de las mismas, y del momento en que han sido cosechadas.
Los atributos negativos vienen determinados por los siguientes flavores:
1. Atrojado/borras originado aceitunas amontonadas o almacenadas en condiciones que han favorecido fermentaciones, o también puede deberse a aceite que ha permanecido en contacto con los lodos de decantación.
2. Moho/humedad, característico de aceite obtenido a partir de frutos que han desarrollado hongos a causa de haber permanecido con humedad varios días.
3.Avinado-avinagrado/ácido-agrio, debido a un proceso fermentativo de las aceitunas o de los restos de pasta de aceitunas en los capachos que no han sido limpiados adecuadamente.
4. Rancio, propio de aceite que han sufrido un proceso oxidativo intenso.
5. Flavor a aceitunas congeladas, característico de aceites que se han obtenido de aceitunas que han sufrido un proceso de congelación en el árbol.
En la misma ficha de cata el catador podrá indicar otros atributos negativos como el flavor a metálico, heno, gusano, basto, salmuera, cocido o quemado, alpechín, esparto, pepino y/o lubricante.
Para que un aceite sea considerado virgen extra no deberá presentar ningún defecto y el atributo afrutado deberá ser mayor de 0. Si el aceite tuviera algún defecto, (siempre menor de 3,5 en la escala) pasaría a ser un aceite virgen. Y si el aceite fuera muy defectuoso en cuanto a su calidad sensorial se clasificaría como aceite de oliva lampante y tendría que ser refinado para su consumo.
Como consumidores en la mayoría de las ocasiones no vamos a ser capaces de distinguir todos estos atributos, aunque todo es cuestión de entrenar nuestro paladar, tener buena memoria sensorial y probar, probar y probar diferentes aceites. Y siempre que queramos disfrutar de un aceite de calidad optar por un aceite virgen extra, en el que podremos apreciar la variedad de aceituna, el momento de cosecha del fruto, matices de olores y sabores propios de la zona cosechada. No todos los aceites de oliva son iguales…catemos, probemos y disfrutemos del oro líquido.
