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Detección de errores de medicación durante la prescripción utilizando técnicas de machine learning
No full text41 páginasRESUMEN: Los errores de medicación (EM) pueden ocurrir en cualquiera de las etapas del uso de
medicamentos: prescripción, validación, dispensación o administración. Son clasificados como un
problema de salud pública a nivel global por la Organización Mundial de la Salud (OMS). Se
estima que el 6% de las hospitalizaciones en el mundo son causadas por errores de medicación y
son responsables de causar la muerte de 1 de cada 131 pacientes ambulatorios y 1 de cada 854
pacientes que permanecen hospitalizados. Actualmente, los métodos para abordar estos problemas
incluyen la implementación de farmacéuticos clínicos apoyados por sistemas de soporte para la
decisión clínica (CDSS). Sin embargo, debido al alto volumen de prescripciones que se realizan
diariamente en una institución de salud, es normal que ocurran errores humanos. Además, se ha
observado que los CDSS implementados generan una gran cantidad de alertas que carecen de
relevancia clínica, generando así "ruido" y obstaculizando el proceso de revisión. Para llevar a cabo
el presente trabajo, se recuperaron las historias clínicas de una institución de salud local desde 2017
hasta 2022. Estas historias contenían información demográfica del paciente, el tipo de médico y el
contenido de la orden. Con esta información, se construyó una base de datos para entrenar y
comparar cuatro modelos de aprendizaje automático (KNN, Árbol de decisiones con Gradient
Boosting, Red Neuronal y Bosques Aleatorios). El rendimiento de los modelos se evaluó mediante
el área bajo la curva Receiver Operating Characteristic (AUROC), el valor-F y la precisión. El
conjunto de datos estaba compuesto por 21,498,505 prescripciones de medicamentos, de las cuales
solo 1,802,268 se incluyeron en el trabajo. Los dos mejores algoritmos para predecir los EM
resultaron ser KNN; con precisión de 0.98, valor-F de 0.97 y AUROC de 0.65, y la red neuronal
con precisión de 0.77, valor-F de 0.78 y AUROC de 0.77, mientras que el modelo con peor
desempeño fue el bosque aleatorio precisión de 0.96, valor-F de 0.26 y AUROC de 0.94. Los
modelos de aprendizaje automático para la predicción de EM muestran ser eficaces para reducir la
carga de trabajo de los farmacéuticos al revisar manualmente las prescripciones. Además, ayudan
a identificar y comprender mejor los factores que pueden generar errores de medicación.ABSTRACT: Medication errors (MEs) can occur at any stage of medication use: prescription, validation, dispensing, or administration. They are classified as a global public health problem by the World Health Organization (WHO). It is estimated that 6% of hospitalizations worldwide are caused by medication errors, and they are responsible for the death of 1 in every 131 outpatients and 1 in every 854 inpatients. Currently, methods to address these problems include the implementation of clinical pharmacists supported by clinical decision support systems (CDSS). However, due to the high volume of prescriptions issued daily in a healthcare institution, human errors are common. Additionally, it has been observed that implemented CDSS generate a large number of alerts that lack clinical relevance, thus creating "noise" and hindering the review process. To carry out this study, medical records from a local healthcare institution from 2017 to 2022 were retrieved. These records contained patient demographic information, physician type, and order content. With this information, a database was constructed to train and compare four machine learning models (KNN, Decision Tree with Gradient Boosting, Neural Network, and Random Forests). Model performance was evaluated using the area under the Receiver Operating Characteristic curve (AUROC), the F-value, and accuracy. The dataset consisted of 21,498,505 medication prescriptions, of which only 1,802,268 were included in the study. The two best algorithms for predicting MEs were KNN with an accuracy of 0.98, an F-value of 0.97, and an AUROC of 0.65, and the neural network with an accuracy of 0.77, an F-value of 0.78, and an AUROC of 0.77, while the worst-performing model was the random forest with an accuracy of 0.96, an F-value of 0.26, and an AUROC of 0.94. Machine learning models for predicting MEs are shown to be effective in reducing the workload of pharmacists when manually reviewing prescriptions. Additionally, they help to better identify and understand the factors that can lead to medication errors.PregradoIngeniero(a) Biomédico(a
Sistema de pronóstico de demanda y programación de producción eficiente para optimizar la cadena de suministro en la empresa Los Ahumadores de Chaquiro SAS
No full text65 páginasRESUMEN: La empresa Loa Ahumadores de Chaquiro enfrenta desafíos significativos en la previsión de la demanda y la planificación de la producción, lo que afecta su eficiencia operativa y rentabilidad. Actualmente, estas tareas se realizan utilizando hojas de cálculo de Excel, lo que ha resultado en pronósticos imprecisos y problemas de inventario, como excedentes y escasez de productos. Este trabajo de grado aborda la necesidad de mejorar la precisión en la previsión de la demanda y la planificación de la producción para optimizar la cadena de suministro de la empresa.
Para resolver este problema, se diseñó un modelo de pronóstico utilizando la técnica SARIMA (Seasonal Autoregressive Integrated Moving Average), que permite capturar tanto la estacionalidad como las tendencias en las ventas de los productos. El modelo fue validado mediante un proceso de backtesting, que mostró una mejora en la precisión de los pronósticos, especialmente para productos con demanda más estable. Sin embargo, se identificaron limitaciones en productos con alta volatilidad en la demanda, lo que sugiere la necesidad de explorar modelos adicionales o híbridos en el futuro.
Además, se desarrolló un sistema de programación de producción basado en la metodología MRP (Material Requirements Planning), adaptado a las necesidades específicas de la empresa. Este sistema permite una sincronización precisa entre la producción y la demanda proyectada, optimizando el uso de recursos y mejorando la gestión de inventarios. La capacidad de ajustar la producción diaria según las demandas cambiantes del mercado proporciona a la empresa una mayor flexibilidad y capacidad de respuesta, lo que es crucial para mantener la competitividad.
El modelo y el sistema se entregaron en formato Excel, con macros integradas para facilitar su uso por parte del personal de la empresa, sin necesidad de conocimientos avanzados en programación. Esta solución práctica y accesible permitirá a Los Ahumadores de Chaquiro mejorar su capacidad de respuesta ante las fluctuaciones del mercado y mantener su competitividad. La entrega del modelo en un formato fácil de usar asegura que el equipo de la empresa pueda actualizar los datos de ventas históricos y generar pronósticos mensuales o anuales de manera sencilla, permitiendo ajustes rápidos a las proyecciones según los datos más recientes.
En conclusión, el modelo SARIMA y el sistema de programación de producción desarrollados en este trabajo de grado ofrecen a Los Ahumadores de Chaquiro herramientas valiosas para mejorar la precisión de sus pronósticos de demanda y la eficiencia de su producción. A pesar de las limitaciones encontradas en productos con alta volatilidad en la demanda, las soluciones propuestas proporcionan una base sólida para la toma de decisiones estratégicas y la optimización de recursos. Con un monitoreo adecuado y ajustes periódicos, estas herramientas pueden contribuir significativamente a la mejora de la eficiencia operativa y la rentabilidad de la empresa.ABSTRACT: This thesis focuses on the development and implementation of a demand forecasting model and a production scheduling system for the company Los Ahumadores de Chaquiro. The company, specialized in the manufacturing of smokers, has faced significant challenges in demand forecasting and production planning, affecting its operational efficiency and profitability.
To address these challenges, a forecasting model was designed using the SARIMA technique, which is capable of capturing both seasonality and trends in product sales. The model was validated through a backtesting process, which showed improved forecast accuracy, especially for products with more stable demand. However, limitations were identified for products with high demand volatility, suggesting the need to explore additional or hybrid models in the future.
Additionally, a production scheduling system based on the MRP (Material Requirements Planning) methodology was developed, tailored to the specific needs of the company. This system allows precise synchronization between production and projected demand, optimizing resource use and improving inventory management. The ability to adjust daily production according to changing market demands provides the company with greater flexibility and responsiveness, which is crucial for maintaining competitiveness.
The model and system were delivered in Excel format, with integrated macros to facilitate use by company personnel without advanced programming knowledge. This practical and accessible solution will enable Los Ahumadores de Chaquiro to improve its responsiveness to market fluctuations and maintain its competitiveness. Delivering the model in an easy-to-use format ensures that the company team can update historical sales data and generate monthly or annual forecasts easily, allowing for quick adjustments to projections based on the most recent data.
In conclusion, the SARIMA model and the production scheduling system developed in this thesis provide Los Ahumadores de Chaquiro with valuable tools to improve the accuracy of their demand forecasts and the efficiency of their production. Despite the limitations found in products with high demand volatility, the proposed solutions provide a solid foundation for strategic decision-making and resource optimization. With proper monitoring and periodic adjustments, these tools can significantly contribute to improving the company’s operational efficiency and profitability.PregradoIngeniero(a) Industria
Análisis de microplásticos en el sistema de alcantarillado de aguas residuales de la ciudad de Medellín
No full text62 páginasRESUMEN: La presente investigación aborda el problema de la presencia de microplásticos (MP) en el sistema de alcantarillado de aguas residuales en la ciudad de Medellín, considerando su impacto como contaminante emergente en los ecosistemas acuáticos. La falta de métodos estandarizados para detectar y cuantificar MP en el ambiente y la limitada capacidad de las plantas de tratamiento de aguas residuales (PTAR) para remover estos contaminantes, plantean un reto importante en la gestión ambiental y en la remoción de contaminantes del agua.
Para cuantificar y caracterizar los MP presentes en las aguas residuales de la ciudad de Medellín, se realizaron muestreos en puntos clave del sistema de saneamiento de la ciudad: la entrada a una de las principales PTAR de la ciudad, el foso de natas (etapa del tratamiento primario) y el vertimiento. Las muestras tomadas fueron pretratadas para remover la grasa y materia orgánica adherida, filtradas para determinar el tamaño de las partículas presentes y posteriormente fueron analizadas mediante microscopía de barrido electrónico (SEM) y espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR). Este análisis permitió cuantificar partículas de distintos tamaños y formas. Estas técnicas también permitieron identificar los tipos de polímeros presentes en las muestras, destacando la presencia de polipropileno y polietileno de baja densidad, materiales comúnmente utilizados para el empaque de productos.
Los resultados encontrados indican que los procesos de tratamiento en la PTAR son eficaces en la remoción de partículas mayores a 70 μm, logrando más del 70% de eficiencia. Sin embargo, los MP más pequeños y las fibras presentan mayores desafíos para su eliminación completa, ya que logran atravesar todas las etapas del tratamiento. La investigación destaca la necesidad de implementar procesos adicionales para eliminar las partículas de plástico de menor tamaño y hacerle un seguimiento a la presencia de MP en los biosólidos que genera la PTAR.
De igual manera, es importante plantear soluciones para minimizar la llegada de plásticos al alcantarillado de la ciudad, por lo que esta investigación propone implementar estrategias tipo AIR (Avoid, Intercept, Redesign), efectivas para la reducción de plásticos en entornos urbanos. Esta estrategia podría utilizarse en Medellín para reducir la carga de MP en el sistema de alcantarillado, promoviendo un enfoque integral de participación ciudadana ambiental, el cual incluye educación ambiental, recolección de residuos y rediseño de productos comerciales.ABSTRACT: The present research looks up the issue of microplastics (MP) in the wastewater sewer system in Medellín, considering their impact as emerging contaminants in ecosystems. The lack of standardized methods to detect and quantify MPs in wastewater treatment plants (WWTPs) and their limited capacity to remove these contaminants pose a significant challenge in environmental management.
To quantify and characterize MPs, samples were taken at key points in the WWTP: the entry point, primary sedimentation tank, and exit point. The samples underwent pretreatment and were analyzed using scanning electron microscopy (SEM) and Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), enabling the quantification of particles of various sizes and shapes. These techniques also facilitated the identification of polymer types in the samples, highlighting the presence of polypropylene and low-density polyethylene, materials commonly associated with disposable plastics.
The findings indicate that the treatment processes in the WWTP are effective at removing larger particles, achieving up to 76% efficiency. However, smaller MPs and fibers pose greater challenges for complete elimination, as they are able to pass through conventional filtration systems. The research emphasizes the need to implement specific regulations to mitigate MP contamination in wastewater.
This study suggests that strategies like AIR (Avoid, Intercept, Redesign), which have proven effective in reducing plastics in other urban environments, could be applied in Medellín to reduce the load of MPs in the sewer system. This approach would promote comprehensive environmental citizen participation, including environmental education, waste collection, and product redesign.PregradoIngeniero(a) Ambienta
INFORME 2024-2
No full textResumen de gestión semillero de investigación
El logro más significativo del Semillero fue la apropiación del Laboratorio de Morfología en la Facultad de Medicina de la Universidad de Antioquia, los estudiantes tuvieron un trabajo impecable en el laboratorio y en tanto el proceso de preservación requiere de mayor tiempo para finalizarlo, los productos elaborados por los estudiantes se constituirán como piezas anatómicas para la docencia y la exhibición artística y científica en torno a la Morfología, e igualmente del trabajo en red que se comienza a establecer en trabajos realizados por estudiantes de ambas instituciones.
Se abordaron los componentes fundamentales de la investigación formal con ejercicios de diferentes calidades por parte de los 12 estudiantes que realizaron el semillero, se obtuvieron 12 propuestas de las cuales han avanzado de manera importante las dos ya enunciadas y que fueron difundidas en las Jornadas de Investigación 2024 y en el Congreso Nacional de Morfología realizado en la ciudad de Cal
Informe Semillero de Investigación 2024-1
No full textEl semillero de biotecnología de hongos al ser una iniciativa educativa y de investigación que busca fomentar el conocimiento y el uso de hongos en diversas aplicaciones biotecnológicas.
Como objetivos principales dentro del semillero, se busca reconocer a los hongos, organismos eucariotas que desempeñan roles cruciales en los ecosistemas y tienen una amplia gama de aplicaciones en la industria, la agricultura, la medicina y la biorremediación.
Este semillero está dirigido a estudiantes, investigadores y profesionales interesados en explorar el potencial de los hongos y desarrollar nuevas tecnologías basadas en estos organismos.2024-
Evaluación del desempeño de filtros de Kalman no lineales en procesos industriales
No full text130 páginasRESUMEN: este proyecto se centró en proponer recomendaciones prácticas para la implementación de filtros de Kalman no lineales en procesos industriales a través de la evaluación su desempeño en diversos escenarios de experimentación, siendo estos el filtro lineal, el extendido y el unscented. Para ello, se llevó a cabo una simulación de todo lo necesario para el correcto desarrollo del proyecto para tres sistemas dinámicos: un sistema de dos tanques en cascada, otro de cuatro tanques acoplados y, finalmente, uno de una cadena de dos reactores seguida de un separador flash con reciclaje. Además, se construyó un prototipo del benchmark del proceso de los cuatro tanques acoplados, junto con la instrumentación requerida para poder realizar la implementación real de los filtros de Kalman trabajados. Finalmente, luego de evaluar el desempeño de cada uno de los filtros para cada uno de los sistemas, se propusieron recomendaciones prácticas para la implementación de este tipo de observadores.ABSTRACT: this project focused on proposing practical recommendations for the implementation of nonlinear Kalman filters in industrial processes through the evaluation of their performance in different experimental scenarios; the studied filters were the linear, the extended and the unscented. For this purpose, a simulation of everything necessary for the correct development of the project was conducted for three dynamic systems: a system of two tanks in series, another one was a coupled four-tank system and, finally, a two-reactor chain with flash separator. In addition, a prototype of the benchmark of the coupled four-tank system was built with the required instrumentation to perform the actual implementation of the Kalman filters studied. Finally, after evaluating the performance of each of the filters for each of the systems, practical recommendations for the implementation of this kind of observers were proposed.PregradoIngeniero(a) Mecatrónico(a
Procedimiento para selección y adquisición de recursos bibliográficos
No full textDefinir un marco de trabajo estandarizado que establezca las actividades, criterios y responsabilidades para la selección y adquisición del recurso bibliográfico en la Biblioteca EIA, con la finalidad de desarrollar y mantener actualizada una colección pertinente, de calidad y alineada con las necesidades académicas, de investigación y aprendizaje de la comunidad universitari
Semillero de investigación Biodiversidad y Cambio Ambiental 2024-1
No full textInforme de actividades del Semillero de investigación Biodiversidad y Cambio Ambiental 2024-12024-
Informe Final de Semillero de Investigacion AD 2024-1
No full textEn el aula en Moodle del semillero de investigación Analisis de Datos están montados los diferentes materiales que dan cuenta del proceso de trabajo y los alcances logrados en el semillero. En el aula en Moodle del semillero encontramos: el objetivo general del semillero, el plan de trabajo, las indicaciones para la entrega de proyectos, los materiales del semillero, los vídeos con las grabaciones de los encuentros, los notebooks con el desarrollo del material de acuerdo al plan de trabajo, los archivos con la formulación de los retos y la entrega de los proyectos de investigación y los datos utilizados en el semillero. Como productos finales del semillero se realizaron dos proyectos: 1. análisis exploratorio con datos sobre clientes de sistemas de internet, 2. clasificación de clientes bancarios de acuerdo a capacidad crediticia. Los respectivos materiales están disponibles en el aula en Moodle del semillero.2024-
Navegación reactiva como estrategia de control de alto nivel mediante ROS2 en la plataforma ROBBIE3
No full text93 páginasRESUMEN: este documento describe la programación y configuración del robot Robbie3, enfocada en una estrategia de control reactivo de alto nivel, específicamente la técnica de "Wall Following". En este documento se presentan consideraciones y recomendaciones para el manejo del robot en la aplicación propuesta en este trabajo o en cualquier aplicación de interés similar.
El contenido incluye una descripción detallada de cómo configurar tanto el computador como el robot para establecer una comunicación robusta y ejecutar la aplicación definida en ROS2. Esta aplicación está diseñada para funcionar en dos entornos: físico y simulado, enfocados en un escenario y condiciones simples.ABSTRACT: this document describes the programming and configuration of the Robbie3 robot, focusing on a high-level reactive control strategy, specifically the "Wall Following" technique. It presents considerations and recommendations for handling the robot in the proposed application or any similar application of interest.
The content includes a detailed description of how to configure both the computer and the robot to establish robust communication and execute the application defined in ROS2. This application is designed to operate in both physical and simulated environments, targeting simple scenarios and conditions.PregradoIngeniero(a) Mecatrónico(a