https://repositorioinstitucional.uaslp.mx/xmlui/handle/i/2771 2026-06-18T05:23:37Z 2026-06-18T05:23:37Z Arellano Zuvieta, Edgar Eduardo https://repositorioinstitucional.uaslp.mx/xmlui/handle/i/10006 2026-06-12T19:19:03Z 2025-11-01T00:00:00Z

Sistema multicanal de adquisición y separación de ECG materno y fetal Arellano Zuvieta, Edgar Eduardo La frecuencia cardiaca fetal (fHR) es un parámetro crucial para evaluar el bienestar fetal, tanto antes como durante el parto. Actualmente, las técnicas más utilizadas para el monitoreo de la fHR son el Doppler fetal y la cardiotocografía, tecnologías validadas clínicamente pero que presentan ciertas limitaciones en precisión debido a la falta de una referencia explícita en comparación con el electrocardiograma fetal (fECG), el cual tiene un uso limitado ya que es un procedimiento sumamente invasivo. El fECG proporciona una medición más precisa de la fHR gracias a la identificación exacta del pico R. Estas restricciones han motivado la exploración de estrategias no invasivas para el monitoreo de la fHR, como lo es la extracción del fECG a partir del ECG abdominal materno (aECG). En esta tesis se diseña, desarrolla e implementa un sistema multicanal portátil para la adquisición y separación simultánea de ECG materno y fetal. El enfoque metodológico com bina técnicas de Separación Ciega de Fuentes (BSS), con énfasis en Análisis de Componentes Principales (PCA), y filtrado adaptativo basado en el metodo Minimos Cuadradros Recursivo (RLS) para la extracción del fECG a partir del aECG. El sistema consta de un simulador de cuatro canales que reproduce mezclas de señales basadas en la base de datos ADFECGDB de PhysioNet y un dispositivo de adquisición de cuatro canales, y un sistema embebido que ejecuta el algoritmo de separación. El algoritmo propuesto comienza con una etapa de preprocesamiento aplicada a los cuatro canales de entrada, cuyo objetivo es resaltar los complejos QRS tanto maternos como fetales, al tiempo que se atenúan componentes irrelevantes de la señal. A continuación, se aplica PCA sobre las señales preprocesadas, extrayendo dos componentes principales que capturan la mayor variabilidad del conjunto de datos. El primer componente contiene principalmente información fetal con residuos maternos, mientras que el segundo componente representa predominantemen te actividad materna. Ambos componentes se emplean como señales de entrada para un filtro adaptativo RLS: el componente materno se utiliza como señal de referencia y el componente fetal como señal deseada. De esta forma, el filtro estima una señal de ECG con predominancia fetal, con mínima interferencia materna. Finalmente, se aplica el algoritmo de Pan-Tompkins para detectar los picos R fetales, a partir de los cuales se calcula tanto la señal de frecuencia cardiaca fetal como el ECG fetal promedio. En el análisis de desempeño para la detección de picos R fetales, se alcanzaron valores su periores al 90% en métricas clave como precisión (PPV), sensibilidad (SEN), exactitud (ACC) y F1-score, junto con errores de localización reducidos y una alta correlación con las anotaciones de referencia de la base de datos. Asimismo, se evaluó la similitud morfológica del ECG fetal promedio estimado frente al de referencia, empleando métricas como el error cuadrático medio normalizado (NRMSE), el error absoluto medio (MAE) y el coeficiente de correlación, obte niéndose resultados favorables en todos los pacientes y canales analizados. Además, los datos obtenidos a partir de la implementación en el sistema embebido fueron comparables con los resultados obtenidos en un entorno de cómputo, lo que respalda la viabilidad de ejecutar el algoritmo propuesto en plataformas embebidas portatiles. Estos resultados respaldan que la implementación híbrida basada en PCA y filtrado RLS representa una alternativa prometedora para el monitoreo fetal no invasivo. La propuesta de muestra un desempeño competitivo frente a métodos del estado del arte, y establece una base sólida para futuras validaciones clínicas, así como para la mejora en la robustez del algoritmo y del sistema embebido.; Fetal heart rate (fHR) is a crucial parameter for assessing fetal well-being, both before and during labor. Currently, the most widely used techniques for monitoring fHR are fetal Dop pler and cardiotocography—clinically validated technologies that, nonetheless, present certain accuracy limitations due to the lack of an explicit reference when compared to the fetal elec trocardiogram (fECG). The latter enables more precise measurement of fHR by allowing direct identification of the R-peaks, but its use is restricted due to the highly invasive nature of the procedure. These limitations have motivated the exploration of non-invasive strategies for fHR monitoring, such as extracting the fECG from the maternal abdominal ECG (aECG). This thesis presents the design, development, and implementation of a portable multichan nel system for the simultaneous acquisition and separation of maternal and fetal ECG signals. The methodological approach combines Blind Source Separation (BSS) techniques, particularly Principal Component Analysis (PCA), and adaptive filtering based on the Recursive Least Squares (RLS) method to extract the fECG from the aECG. The system consists of a four channel simulator that reproduces signal mixtures based on the PhysioNet ADFECGDB data base, a four-channel acquisition device, and an embedded system that executes the separation algorithm. The proposed algorithm begins with a preprocessing stage applied to the four input chan nels, aimed at enhancing both maternal and fetal QRS complexes while attenuating irrelevant components. PCA is then applied to the preprocessed signals to extract two principal compo nents that capture the most variability in the data. The first component primarily contains fetal information with residual maternal content, whereas the second component mainly repre sents maternal activity. These two components are used as input to an RLS adaptive filter: the maternal component as the reference signal and the fetal component as the desired signal. The filter estimates a fetal-dominant ECG signal with minimal maternal interference. Finally, the Pan-Tompkins algorithm is applied to detect fetal R-peaks, from which both the fHR signal and the average fECG waveform are derived. In the performance analysis for fetal R-peak detection, the algorithm achieved values above 90%in key metrics such as positive predictive value (PPV), sensitivity (SEN), accuracy (ACC), and F1-score, along with low localization errors and high correlation values with the reference annotations from the database. Additionally, the morphological similarity of the estimated fECG compared to the reference one was evaluated using metrics such as normalized root mean square error (NRMSE), mean absolute error (MAE), and correlation coefficient, yielding favorable results across all patients and channels. Moreover, the results obtained from the embedded implementation were comparable to those obtained in a computer environment, supporting the feasibility of running the proposed algorithm on low-power embedded platforms. These results support that the hybrid implementation based on PCA and RLS filtering is a promising alternative for non-invasive fetal monitoring. The proposed method demons trates competitive performance compared to state-of-the-art approaches and provides a solid foundation for future clinical validation and improvements.

2025-11-01T00:00:00Z Villanueva Aragón, Sergio Daniel https://repositorioinstitucional.uaslp.mx/xmlui/handle/i/9995 2026-06-03T16:48:43Z 2026-06-02T00:00:00Z

Diseño y caracterización de arquitecturas pasivas con absorción perfecta de luz para múltiples modos Villanueva Aragón, Sergio Daniel Las guías de onda constituyen una herramienta fundamental en la electrodinámica experimental y la ingeniería de microondas. La característica casi ideal de la guía nos facilita el manejo de los campos electromagnéticos. Durante el desarrollo de este trabajo se tenía como objetivo obtener la absorción perfecta en las frecuencias multimodales. Usando una guía de onda WR90 (rectangular)con sus geometr´ıa transversal invariante durante toda la guía y en un rango objetivo donde modos TE y TM ya coexistían al mismo tiempo, se diseñaron estructuras internas con la capacidad de lograr la absorción perfecta. Al estar usando física no Hermitiana o no conservativa y un conjunto de métodos de optimización para aproximaciones locales, donde usando los labs dieléctricos” FR4” (por sus siglas en inglés Flame Retardant) que tienen una permitividad con parte compleja, implicando la parte no-Hermitiana mencionada anteriormente, la física detrás de esto es lo que nos permite el transformar la energía electromagnética o atraparla, consiguiendo numéricamente una frecuencia y una configuración de slabs en número y separación, para la cual la teoría predice la absorción perfecta. La teoría obtenida de este proceso se comprobó mediante el uso de dos herramientas la simulación mediante elemento finito en COMSOL Multiphysics y su parte experimental. Gracias a la comprobación de estas dos vías se confirmó la viabilidad del uso de estas técnicas para la absorción perfecta aun en circunstancias de complejidad modal.

2026-06-02T00:00:00Z Díaz Rodarte, Akbar Emmanuel https://repositorioinstitucional.uaslp.mx/xmlui/handle/i/9967 2026-05-25T18:27:48Z 2026-05-29T00:00:00Z

Study of the search of the decay mode K+ → π+γγγ in the NA62 Experiment at CERN Díaz Rodarte, Akbar Emmanuel Un límite superior para la fracci´on de decaimiento del modo K+ → π+γγγ de 10^{−4} fue reportada por última vez por Y. Asano en 1982. En la presente tesis se reporta el estudio para la detecci´on y posible mejora de la fracción de decaimiento empleando datos del experimento NA62 del CERN. Se realizó un estudio ciego, empleando únicamente datos del año 2017, y simulaciones de Monte Carlo proporcionadas por la colaboración. Como resultado, la factibilidad de la detección del modo de decaimiento es confirmada, as´ı como la posibilidad de mejorar el límite superior por 2 ordenes de magnitud.; An upper limit for the branching ratio of the decay mode K+ → π+γγγ of 10−4 , was last reported by Y. Asano 1982. A study for the detection and possible improvement to the branching ratio upper limit employing data from the NA62 experiment at CERN is reported. A blind study was performed, employing only data from the year 2017, and Monte Carlos simulations provided by the collaboration. As result, the feasibility of the possible detection of the decay mode is confirmed as well as the possibility of improving the upper limit by 2 orders of magnitude.

2026-05-29T00:00:00Z Ramírez Medrano, Santino Ernesto https://repositorioinstitucional.uaslp.mx/xmlui/handle/i/9934 2026-05-05T18:04:49Z 2026-05-13T00:00:00Z

A study on combinatorics of link projections: regular projections of the link L6N1 and prolificity of arrangements of pseudocircles Ramírez Medrano, Santino Ernesto The relationship between a link embedded in the 3-sphere and its planar projection (or shadow) is a central subject in knot theory. This thesis investigates two distinct facets of this relationship. First, we address the characterization problem: for a particular link L, a fundamental problem consists of characterizing the exact set of shadows that are projections of L. While this question has been resolved for links with small crossing numbers, we extend this inquiry to the 3-component prime link L6n1. This work provides a complete characterization: any 3-component link projection is in fact a projection of L6n1 under the necessary and sufficient condition that its components intersect pairwise. This is achieved through the identification and analysis of reduction operations that simplify projections while preserving key properties, ultimately characterizing the irreducible projections of L6n1. Second, we explore the prolificity of shadows: what is the total number of distinct links that can be obtained from a particular shadow? We focus specifically on shadows formed by arrangements of pseudocircles (collections of Jordan curves that pairwise intersect exactly twice) and restrict our analysis to the realization of positive oriented links. We establish precise asymptotic bounds for the number of distinct positive oriented links that can be obtained over the three unavoidable classes of pseudocircle arrangements: the ring Rn, the boot Bn, and the flower Fn. We demonstrate that the number of such links, relative to the total number of possible positive realizations (2n), behaves asymptotically as 1/4 for Rn, 1 for Bn, and 1/ (2n) for Fn.

2026-05-13T00:00:00Z