Efecto de Presiones Periódicas sobre la Dispersión Dinámica de la Luz
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Date
2025-08-22
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Publisher
Universidad Industrial de Santander
Abstract
En este trabajo se desarrolló una metodología experimental para analizar el efecto de una presión periódica sobre un fluido estudiado mediante dispersión dinámica de luz en sistemas biológicos, enfocándose en la sangre que circula a través de la arteria radial. Para ello, se diseñó y construyó el dispositivo FEDSita, optimizado para registrar señales de luz retrodispersada con resolución suficiente para análisis morfológicos y estadísticos. Se implementaron filtros analógicos y digitales, permitiendo segmentar la señal en pulsos cardíacos individuales y calcular la desviación estándar local asociada a los momentos de presión sistólica y diastólica, parámetro que se correlacionó con mediciones de presión arterial obtenidas en voluntarios.
La señal fue modelada como un proceso browniano, bajo la hipótesis de viscosidad constante en ventanas temporales cortas. Este enfoque permitió aplicar pruebas de normalidad y ajustes gaussianos, facilitando la extracción de parámetros representativos de la dinámica de dispersión en función del ciclo cardíaco. Los resultados mostraron que la desviación estándar de la señal aumenta con la presión arterial, en concordancia con las predicciones teóricas.
Además, se exploró la viabilidad de calcular índices clásicos de variabilidad cardíaca (como el coeficiente de variación, RMSSD y pNN50) a partir de las funciones de autocorrelación de las señales ópticas, observando coherencia con el comportamiento fisiológico esperado y abriendo perspectivas para aplicaciones clínicas y de monitoreo continuo.
No obstante, se identificaron limitaciones inherentes al modelo utilizado, especialmente por asumir viscosidad constante y radios hidrodinámicos invariables, lo cual no refleja completamente la naturaleza compleja y no newtoniana de la sangre. Se proponen futuras investigaciones orientadas a integrar modelos más generales, como el de Caldeira–Leggett para potenciales periódicos, que permitan describir la dinámica del fluido con mayor realismo y parámetros experimentalmente observables. Asimismo, se destaca la necesidad de optimizar el montaje experimental y aumentar la muestra de estudio para avanzar hacia aplicaciones diagnósticas no invasivas y de bajo costo.
Description
Keywords
Dispersión Dinámica de la Luz, Tratamiento de señales, Filtro pasabajas, Función de auotocorrelación, Movimiento Browniano, Ecuación de Langevin, Presión periódica, Presión arterial