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Título : Medidas puntuales y series de tiempo: Aplicaciones en la Física Biomédica
Autor : FOSSION, O RUBEN YVAN MAARTEN
Fecha de publicación : 2019
Resumen : El cuerpo humano no es algo estático, sino que es un sistema complejo donde varios órganos y procesos interactúan dinámicamente. Medias puntuales sólo reflejan el resultado final de los procesos regulatorios subyacentes, mientras que series de tiempo del monitoreo continuo de variables fisiológicas muestran los mecanismos adaptativos en acción. En este curso, se contrastan medidas puntuales con series de tiempo. Las series de tiempo permiten demostrar que los diferentes parámetros fisiológicos de frecuencia cardiaca, respiración, presión arterial, oxigenación de la sangre, nivel de actividad física, etc., no son independientes sino que interactúan continuamente. Los alumnos levantan datos de si mismo, y de sus compañeros, y comparan estos resultados objetivos con su estado de salud y costumbres cotidianas y alimenticias. Los alumnos aprenden el lenguaje de programación libre de Python para visualizar cualitativamente y analizar cuantitativamente sus datos. De esta manera, se aprenden simultaneamente conceptos físicos, fisiológicos y estadísticos en una secuencia de dos cursos multidisciplinarios sobre 2 semestres sucesivos.
URI : http://132.248.161.133:8080/jspui/handle/123456789/6197
metadata.dc.contributor.responsible: FOSSION, O RUBEN YVAN MAARTEN
metadata.dc.coverage.temporal: 2019-2020
metadata.dcterms.educationLevel.SEP: Licenciatura
metadata.dc.description.objective: - Constrastar medidas puntuales con series de tiempo - Aprender a programar en Python para visualizar y analizar datos - Aprender conceptos básicos de física, estadística y fisiología - Aprender a hacer una pregunta de investigación, proponer un e
metadata.dc.description.hypothesis: Propongo subdividir el material que enseñé el semestre 2018-2 pasado en dos partes, en un curso de primer y otro de segundo semestre. Un curso del 1er semestre, "Metodología de la Física Experimental" (8 créditos), se dedicará a contrastar medidas puntuales de variables fisiológicas básicas como frecuencia cardiaca, respiración, presión arterial, etc., contra series de tiempo de las mismas, y se visualizarán y analizarán los datos en Python con técnicas básicas como histogramas y diagramas de cajas y bigotes. El alumno adquirirá confianza en manejar un lenguaje de programación, y aprenderá conceptos básicos de estadística, física y fisiología, en particular, aprenderá cómo se interconectan dinámicamente los diferentes parámetros. El enfoque es sobre la interpretación cualitativa de los parámetros fisiológicos. Un curso de 2o semestre, "Medición y Análisis en la Física Experimental" (8 créditos), ampliará el abánico de parámetros medidos para incluir también a electromiografía (EMG), electroencefalografía (EEG), etc., y enseñará técnicas especializadas de series de tiempo (p.ej. análisis espectral Fourier, etc.) para cuantificar los datos. La hipótesis es que al subdividir el curso en 2 partes, el alumno se familiarizará en el primer semestre con el lenguaje de programación y los conceptos físicos y fisiológicos básicos, así que en el segundo semestre será más fácil para concentrarse en los diferentes técnicas cuántitativas.
metadata.dc.description.strategies: --- PRIMER SEMESTRE: "Metodología de la Física Experimental" (8 créditos) Fisiología básica, homeostásis, programación en Python, representar resultados de mediciones puntuales y series de tiempo mediante estadística básica descriptiva, diagram
Dar el curso introductorio "Metodología de la Física Experimental" (8 créditos) en el primer semestre y el curso más avanzado "Medición y Análisis en la Física Experimental" (8 créditos) en el 2o semestre.
metadata.dc.description.goals: Este fue un proyecto con duración de 1 año. Se prometió dar los cursos "Metodología de la Física Experimental" y "Medición y análisis Ena la Física Experimental" en el 1er y el 2o semestre de la Lic. Fís. Bioméd., respectivamente. Se cumplió con la meta: se impartió el curso del 1er semestre en 2 grupos, y el curso del 2o semestre en 2 grupos. El tema de este curso fue introducir a los alumnos a la estadística de medidas antropométricas y fisiológicas "puntuales" (es decir, medidas que se miden 1 sola vez en cierto momento del tiempo) y medidas continuas en el tiempo (llamadas "series de tiempo") y demostrar su relación con la regulación fisiológicas o homeostasis. Adicionalmente, se impartió también el curso avanzado "Práctica profesional supervisada" en el 8o semestre de la Lic. Fís. Bioméd., 2 dos alumnos eligieron tal curso como su opción de titulación y están actualmente redactando sus tesinas con el resultado de la práctica. Asimismo, 2 alumnos de la Lic. Fís. Bioméd. realizaron su servicio social en temas relacionados con este proyecto. El tema de estas actividades más avanzadas fue demostrar la analogía de los principios básicos de la regulación entre sistemas fisiológicos (homeostasis de la presión arterial, la homeostasis de la saturación de oxígeno de la sangre, etc.) y ejemplos paradigmáticos de la teoría de control que se pueden realizar fácilmente mediante electrónica y microcontroladores y Arduino (en particular, el ejemplo del péndulo invertido como un robot sobre 2 ruedas que autobalancea). Uno de los alumnos de servicio social también fungió como ayudante en el curso del 1er semestre de la Lic. Fís. Bioméd. En el marco de este proyecto, se apoyó también a alumnos de otros carreras (físicos e ingenieros de la UNAM y externos) con interés en series de tiempo y regulación en sistemas fisiológicos y mecatrónicos.
metadata.dc.description.selfAssessment: Nos dividimos los cursos entre 2 profesores: Dr. en C. R. Fossion (1er semestre & práctica profesional) & M. en C. O. Lecona (1er semestre & 2o semestre). El tema de investigación de R. Fossion es evaluar la regulación fisiológica a través de la estadística de señales fisiológicas. O. Lecona realiza sus estudios doctorales con R. Fossion tratando de integrar varias variables fisiológicas en una red fisiológica para diferenciar entre controles y pacientes niños con autismo. Sentimos que a los alumnos les gusta cuando pueden desarrollar una variedad de temas, sin embargo, al final del proyecto de 1 mes cuando el grupo de estudiantes tiene que presentar su proyecto muchas veces les cuesta trabajo integrar todo el material que han trabajado, así que al final tratamos que cada grupo desarrolle un tema específico. Pensamos que cumplimos con los productos y cursos prometidos, y realizamos actividades extra que no fueron previstos, en particular el curso de práctica profesional supervisada y los alumnos de servicio social que desarrollaron más a fondo el material de los cursos de los semestres 1 y 2, y cuyo trabajo fue seleccionado para presentación oral en el XVI Simposio de Física Médica.
metadata.dcterms.provenance: Instituto de Ciencias Nucleares
metadata.dc.subject.DGAPA: Física
Caos
Complejidad
Fisiología
Fractales
Homeostasis
Regulación fisiológica
Teoría de control
metadata.dc.type: Proyecto PAPIME
Aparece en las colecciones: 1. Área de las Ciencias Físico Matemáticas y de las Ingenierías

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