Modelado de Sistemas Fisiológicos. Práctica final: Dinámica y Control del Eje Endocrino en el Síndrome de Cushing [Jacobo21212669] [Rivas21212748]

Autor

Miroslava Jacobo Mendoza Edgar Iván Rivas Rosas

Ingeniería Biomédica, Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, Tecnológico Nacional de México/IT Tijuana. Blvd. Alberto Limón Padilla s/n, Tijuana, C.P. 22454, B.C., México. Email: l21212669@tectijuana.edu.mx l21212748@tectijuana.edu.mx

Objetivos general

Diseñar un controlador que permita formular un protocolo de tratamiento para controlar los niveles de cortisol en un paciente con síndrome de Cushing.

Actividades

1. Descripción del sistema fisiológico mediante una analogía con un circuito RLC; indicando la enfermedad y los valores correspondientes para el caso y para el control; verificación de la respuesta en lazo abierto en Multisim.
2. Cálculo analítico de la función de transferencia, el error en estado estacionario y el modelo de ecuaciones integro-diferenciales; determinación de la estabilidad en lazo abierto del caso y del control utilizando los valores numéricos para cada sistema; verificación de que la respuesta en lazo abierto obtenida en Spyder (Python) y Simulink coincide con la respuesta de Multisim.
3. Diseño del controlador PID en Simulink; sintonización de las ganancias kP, kI y kD que permitan eliminar el error en la respuesta del caso; ilustración de los resultados (respuestas del control, del caso y del tratamiento) en un cuaderno computacional de MATLAB y en Spyder con lenguaje Python.
4. Elaboración del diagrama fisiológico en BioRender, de tal forma que permita visualizar las diferencias entre el caso y el control, identificando los componentes del circuito RLC análogo, las corrientes y diferencias de potencial, particularmente los componentes que cambian su valor en el caso y el control.
5. Elaboración de un ensayo gráfico que permita visualizar el trabajo realizado desde la descripción del sistema, análisis matemático, simulaciones numéricas, diagrama fisiológico y repositorio de GitHub.

Docente

Dr. Paul A. Valle

Posgrado en Ciencias de la Ingeniería [PCI] y Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica [DIEE], Tecnológico Nacional de México/IT Tijuana. Blvd. Alberto Limón Padilla s/n, Tijuana, C.P. 22454, B.C., México. Email: paul.valle@tectijuana.edu.mx

Lecturas

[1] Paul. A. Valle, Syllabus para la asignatura de Modelado de Sistemas Fisiológicos, Tecnológico Nacional de México/IT Tijuana, Tijuana, B.C., México, 2025. Permalink: https://www.dropbox.com/scl/fi/4gl55ccrjm9yulvziikxs/Modelado-de-Sistemas-Fisiologicos.pdf

[2] M. C. Khoo, Physiological Control Systems Analysis Simulation, and Estimation, 2nd ed. Piscataway, New Jersey, USA: IEEE Press, 2018.