Señales de vida

El monitor cardíaco vestible WeCartor desarrollado por estudiantes de fin de carrera de Facultad de Ingeniería (Fing - Udelar) obtuvo el primer premio 2021 de la Academia Nacional de Ingeniería en el área Electrónica.

El dispositivo que se coloca en una banda deportiva en el pecho del usuario, estima la presión arterial central (PAC), monitorea las curvas de electrocardiograma (ECG) y balistocardiograma (BCG), y envía los datos a una computadora para ser visualizados. El envío de los datos y la carga de energía del dispositivo se realizan en forma inalámbrica y sin la intervención del usuario.

El trabajo de tesis de grado de Ingeniería Eléctrica fue desarrollado por Fátima Álvez, Álvaro Ríos y Manuel Urquiola con la tutoría de los docentes Germán Fierro y Fernando Silveira.

WeCartor es un dispositivo miniatura (mide 55 mm x 25 mm x 8 mm) de ultra bajo consumo que necesita cargar su batería una sola vez a la semana.

Dispositivos vestibles o implantables

La tesis de grado formó parte de un proyecto macro de investigación (Proyecto i3) sobre dispositivos médicos vestibles o implantables que desarrolla el Instituto de Ingeniería Eléctrica (IIE) de Fing con el apoyo de la Agencia Nacional de Investigación e Investigación (ANII).

Entre otras cosas, se basó en una tesis de doctorado de Germán Fierro que consistió en estimar la presión arterial central (PAC) a partir de determinadas señales del corazón (ECG y BCG), procesarlas y obtener dicha presión; así como también de un chip diseñado y construido por el IIE para el procesamiento de señales y manejo de energía para dispositivos biomédicos.

Los estudiantes estuvieron muy motivados y pusieron mucho empeño y cariño para lograr un resultado que superó ampliamente lo que la tesis de grado les exigía, coinciden los tutores.

“El objetivo era hacer un demostrador de las ideas teóricas pero ellos avanzaron mucho más, construyendo un prototipo capaz de ser utilizado por un usuario”, señala Germán Fierro.

Trabajaron en el acondicionamiento de las señales del corazón y en la interacción con el chip que funciona como el cerebro de la aplicación: toma los insumos, hace cálculos y otorga un dato de presión estimada. Los estudiantes también se ocuparon del envío de esos datos por Bluetooth a la computadora y diseñaron una interfaz amigable para el usuario, la que no se exigía para este trabajo.

“También interactuaron con otro equipo de estudiantes que estaba desarrollando mejoras al cargador del dispositivo con el objetivo de que WeCartor siempre tenga la energía óptima para trabajar, lo cual es algo mucho más complejo que decirle al cargador, `estoy lleno. No me cargues más´”, explica Silveira. “Se pusieron la camiseta y fueron mucho más allá de lo que se les exigía para recibirse. Quisieron que su desarrollo fuera lo mejor posible, con un buen grado de terminación”, puntualiza el docente.

Corazón y empeño

Fátima, Álvaro y Manuel siempre sintieron “tremendo gusto por las especialidades vinculadas a los temas médicos”. Durante la carrera estudiaron juntos en varias materias, así que decidieron hacer un equipo para la tesis de grado. “Cuando vimos esta propuesta nos convenció de primera: era para nosotros”, recuerdan.

“El proyecto tenía una base estable por ser la continuación del Doctorado de Fierro y daba la posibilidad de construir algo físico, que pudieras tenerlo en la mano funcionando aunque no fuese un producto final”, señala Fátima.

“Había que diseñar hardware y software; y a nosotros nos gustan las dos cosas”, complementa Álvaro.

“Queríamos probar cosas y verlas funcionando, así que el propio proyecto nos fue pidiendo más tiempo y más cosas, como la interfaz con el usuario. El desafío fue poder hacer todo en un año que es el plazo para realizar las tesis de grado”, acota Manuel.

El distanciamiento y teletrabajo que impuso la pandemia los afectó a tal punto que “el proyecto pisó la Facultad recién un mes antes de terminarlo”, recuerda Álvaro. “En Electrónica estar juntos y contar con un laboratorio es muy importante ya que se deben realizar muchas mediciones”.

“Para soldar la placa conseguimos el laboratorio de una empresa porque en aquel momento no se podía ingresar a la Facultad”, comenta Fátima y recuerda aquella instancia: “cuando la soldamos, no funcionó. Pensamos que la habíamos roto. Fue toda una noche crítica, con muchos nervios y café, pero al final descubrimos que era una pavada y lo pudimos solucionar”.

Con la mediación de Facultad, los autores compraron los materiales en EEUU y enviaron la placa a imprimir a China. “Vivimos mucha incertidumbre. Por un lado por los rebrotes de COVID y, por otro, porque se nos vencía el plazo para entregar el proyecto y la placa no nos llegaba”, recuerda Fátima.

Un cierre re lindo

Con la entrega de su tesis de grado, Fátima, Manuel y Álvaro se recibieron de ingenieros eléctricos con opción electrónica. Los tres tienen trabajo en su área de especialización.

Fátima trabaja en una empresa de dispositivos electrónicos de mecanismos industriales (telecontrol) de energía eléctrica. Manuel se desempeña en una firma de dispositivos médicos implantables para insuficiencia cardíaca con desfribilador incorporado. Álvaro trabaja desde Uruguay para una compañía española de marcapasos y para un emprendimiento nacional de dispositivos inteligentes para perros.

“Cada día hay más empresas trabajando en Electrónica tanto en Uruguay como en el mundo porque cada vez hay más dispositivos inalámbricos y para eso se precisan ingenieros eléctricos”, sostiene Álvaro.

Los tres valoran la formación recibida en Facultad de Ingeniería de Udelar.

“WeCartor fue un cierre re lindo para mi carrera. La Facultad siempre me apoyó y siempre me sentí muy cómoda. Este trabajo fue un esfuerzo enorme y un gran orgullo. Además fuimos reconocidos por ANIU, así que fue la culminación perfecta para mi carrera”, dice Fátima.

Los tres coinciden en que WeCartor les permitió realizar un proyecto “muy completo”, que les “abrió mucho la cabeza”. “Ahora podemos enfrentar cualquier problema. Tenemos las herramientas”.

Aquí podrás acceder a la tesis de grado completa sobre WeCartor
Aquí podrás ver el video que este grupo presentó a IdM2021
Aquí podrás acceder a la nota y al video que hicimos el IIE y la FJR para dar a conocer el chip para dispositivos médicos vestibles o implantables i3.

La tesis de grado WeCartor obtuvo el primer premio de la Academia Nacional de Ingeniería ANIU 2021 en la categoría Trabajo de fin de carrera del área Electrónica compartido con la tesis Redes neuronales cuánticas de Carolina Allende Amen.