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Análisis y procesado de señales biomédicas

Centro de Investigación e Innovación en Bioingeniería

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Las señales biomédicas se registran y analizan con objeto de recabar información sobre el estado de salud de la/el paciente o de conocer la actividad y funcionamiento de un órgano.

En ocasiones la metodología de análisis de dichas señales está ampliamente documentada y constituye casi un estándar como puede ser la determinación del ritmo cardiaco a partir del electrocardiograma.

Sin embargo si se desea obtener información adicional a la habitual o se trabaja con señales poco convencionales, son necesarias nuevas técnicas para la caracterización de las señales o para la eliminación de posibles interferencias.

En nuestro grupo de investigación se ha realizado especial énfasis en el procesado de señales bioeléctricas captadas en la superficie corporal con origen de músculo liso como las uterinas, intestinales, gástrica, etc0;. origen de músculo estriado esquelético como de suelo pélvico, deglutorio, cadiaco, respiratorio, o de extremidades; y de origen cerebral.

Las capacidades del grupo abarcan tanto el procesado previo de las señales bioeléctricas para la mejora de calidad de señal y eliminación de interferencias; como la posterior caracterización de las señales mediante parámetros con interpretación fisiológica que ayudan a valorar el estado electrofisiológico del órgano bajo estudio en distintos aspectos.

Responsable científico

García Casado Francisco Javier

Participantes

Martínez de Juan José Luís, García Casado Francisco Javier, Prats Boluda Gema, Ye Lin Yiyao

Aplicaciones

Diagnóstico médico: El procesamiento de señales biomédicas se utiliza para analizar datos de electrocardiogramas (ECG), electroencefalogramas (EEG), electromiogramas (EMG) de distintos órganos y músculos y otros registros clínicos. Estas técnicas ayudan a detectar patrones anómalos, identificar enfermedades y evaluar la salud de los pacientes.
Telemedicina: El procesamiento de señales biomédicas permite la transmisión y análisis remoto de datos médicos. Esto es especialmente útil en áreas rurales o cuando se necesita acceso a especialistas en tiempo real.
Monitorización continua: Las señales biomédicas se pueden procesar para monitorear constantemente la salud de los pacientes. Por ejemplo, los dispositivos portátiles (como los relojes inteligentes) utilizan el procesamiento de señales para medir el ritmo cardíaco, la presión arterial y otros parámetros.
Sistemas de diagnóstico automático: El procesamiento de señales se aplica en sistemas que automatizan el diagnóstico de enfermedades. Estos sistemas pueden detectar patrones específicos en señales biomédicas y alertar a los médicos sobre posibles problemas.
Investigación biomédica: El procesamiento de señales se utiliza en estudios de investigación para analizar datos de experimentos y ensayos clínicos. Esto ayuda a comprender mejor los mecanismos fisiológicos y a desarrollar nuevas terapias..

Ventajas técnicas

Precisión y detección temprana: Estas técnicas permiten detectar patrones sutiles en las señales, lo que facilita la identificación temprana de enfermedades o anomalías.
Personalización del tratamiento: Al analizar las señales biomédicas de un paciente, los médicos pueden adaptar los tratamientos de manera individualizada. Esto mejora la eficacia y reduce los efectos secundarios.
Monitoreo continuo: Las señales biomédicas se pueden monitorear de forma continua, lo que permite una evaluación constante de la salud. Esto es especialmente útil en pacientes crónicos o durante procedimientos quirúrgicos.
Automatización y eficiencia: Los algoritmos de procesamiento de señales pueden automatizar tareas como la detección de patrones anómalos o la segmentación de señales médicas. Esto ahorra tiempo y recursos.
Investigación y desarrollo: El análisis de señales biomédicas es fundamental para la investigación en áreas como la neurociencia, la genómica y la biomecánica. Ayuda a comprender mejor los procesos biológicos y a desarrollar nuevas terapias.

Beneficios que aporta

Mejora de la calidad de señales débiles y de bajo ratio señal-ruido, señal-interferencia.
Obtención de parámetros de característicos de señales biomédicas más robustos.
Obtención de información adicional y encubierta en señales biomédicas.
Valor añadido en los dispositivos biomédicos.
Impacto directo en la práctica clínica

Experiencia relevante

El grupo de investigación tiene amplia experiencia en el procesamiento de señales biomédicas en multitud de técnicas tanto lineales en el dominio temporal, espectral, tiempo-frecuencia como no lineales; todo ello tanto para la caracterización de señal como para la eliminación de componentes no deseadas. El ámbito de aplicación es muy amplio, abarcando señales de origen cardiaco, uterino, deglutorio, intestinal, cerebral, músculo respiratorio, equilibrio, etc. Se ha trabajado en proyectos tanto de investigación básica como aplicada, en proyectos en colaboración con múltiples entidades clínicas y grupos de investigación internacional. Asimismo también se tiene una gran experiencia en contratos de investigación con empresas del ámbito biomédico y clínico. En nuestros proyectos destaca el uso de tecnología avanzada para abordar problemas clínicos relevantes, proporcionando herramientas innovadoras para mejorar la atención médica y reducir costes asociados.