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Browsing Artículos FC IFIS by Author "José Luis García Bello"

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    Bioimpedance formalism: A new approach for accessing the health status of cell and tissues
    (2024-12) José Luis García Bello; Taira Batista Luna
    This manuscript describes a novel methodology for studying relaxation dynamics in tissues and cells using characteristic frequency of bioimpedance spectroscopy measurements. The Bioimpedance Formalism allows for the simultaneous study of bioelectrical parameters in the frequency and time domains, providing insight into possible relaxation processes occurring in the tissue or cell of interest. Results from the Cole-Cole analysis showed no multiple relaxation processes associated with heterogeneity, with a visible age group separation in males compared with females. The study of the relaxation dynamic in the time domain revealed that the β parameter can be used to analyse the charge carriers in tissues, cells, or cancer cells, potentially leading to new diagnostic and therapeutic approaches for cancer and other diseases. Overall, this approach presents a promising area of research for gaining insights into the electrical properties of tissues and cells using bioimpedance methods.
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    Cancer predictive model derived from bioimpedance measurements using machine learning methods
    (2024) José Luis García Bello
    We conducted a pilot random study containing 2881 female (1220) and male (1661) patients ranging in age between 19 to 96 years old are studied. Among of them, 33 are diagnosed with cancer disease, the rest are healthy. After balancing the initial data, the data of interest contains 1.460 individuals ranging in age between 19 and 93 years old (734 female and 726 male), with 704 diagnosed with cancer and 756 healthy, respectively. The bioimpedance parameters are obtained by measuring standard tetrapolar whole-body configuration. The bioimpedance analyser (BioScan98®) is used, collecting fundamental bioelectrical and other parameters of interest. A classification model are performed, followed by a prediction of phase angle and body mass index. The classification model reveal two robust parameters for predicting the health status, namely the impedance, the total body water and the phase angle with a 97%, 34% and 30 % of significance (respectively), with an area under the receiver operating characteristic curve of AUC = 1.00. The phase angle predictions agrees with previous reports of other type of pathologies, where higher phase angle values is ascribed to better health status and male have larger values than female. Recommendations regarding the capacitive reactance as a robust parameter to inferring health status is discussed. The cubic support vector machine model shows great accuracy predicting the nutritional status based on body mass index of both healthy and cancer patients.
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    Diseño de bobinas de excitación-recepción para la detección de señales de RMN 19F proveniente del compuesto politetrafluoetileno / óxido de grafeno
    (2022-04-05) José Luis García Bello
    Introducción. La excitación de cualquier muestra con un campo de radiofrecuencia y la recepción de la señal proveniente de esta son de vital importancia para su caracterización cuando se usan las diferentes técnicas de resonancia magnética nuclear (relajación, imágenes y espectroscopia). El objetivo de este estudio es diseñar una bobina de excitación-recepción para la detección de señales de resonancia magnética nuclear de flúor-19 proveniente del compuesto politetrafluoetileno/óxido de grafeno cuando se usa la relajación magnética nuclear. Métodos. La inducción magnética se calcula en el interior de cada bobina. Las simulaciones de sus respectivos mapas de campos magnéticos axiales y radiales se muestran. Además, se calculan la resistencia eléctrica, la inductancia magnética, la sensibilidad y el factor de calidad para cada bobina. Resultados. Los resultados muestran que la primera variante de bobina induce la mayor homogeneidad del campo magnético de radiofrecuencia en el volumen de trabajo, los menores valores de la inductancia magnética, la resistencia eléctrica y la inducción magnética de la bobina y los valores más adecuados del factor de calidad y la sensibilidad. Se concluye que la primera variante de bobina excitación-recepción es la más adecuada para el estudio del compuesto politetrafluoetileno/óxido de grafeno caracterizado por relajación magnética de flúor-19.
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    Grafeno, producción, caracterización y aplicaciones
    (2023) José Luis García Bello; Narcico Villar; Taira Batista Luna
    Entre los compuestos basados en carbono, se encuentra el grafeno. Este es un material excepcional, tanto desde el punto de vista de la investigación en física fundamental, como desde el punto de vista de sus aplicaciones prácticas. El grafeno ocupa un lugar destacado en la ciencia, y las diferentes investigaciones realizadas están permitiendo abrir nuevas vías al desarrollo de materiales funcionales. En este trabajo, se analiza la estructura de este interesante compuesto. También, se describen las propiedades químicas, eléctricas, mecánicas y térmicas. Por otro lado, analizan los métodos empleados para su síntesis y las técnicas utilizadas para su caracterización. Por último, se aborda su importancia en la creación de nuevos materiales con propiedades mejoradas; asícomo sus diversas aplicaciones en diferentes áreas de la ciencia y la tecnología. Estas propiedades, también hacen que el grafeno sea el material ideal para ser aplicado, no solo en el campo de la electrónica; sino también la medicina, farmacéutica, energía, entre otras. Dichas propiedades, se verán ampliamente beneficiadas de este novedoso nanomaterial bidimensional
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    Methodology for integrated analysis of vector and spectroscopic bioimpedance methods
    (2024-09-16) José Luis García Bello
    Electrical bioimpedance is based on the opposition exerted by body tissues to the passage of an electrical current. This characteristic allows the assessment of the individual's body composition, nutritional status, and hydration status. Electrical bioimpedance can be used to estimate body composition, health-related markers, general health status, diagnosis and prognostic of diseases, evaluation of treatment progress, and others. The aim of this study is to propose a methodology that allows us to integrate two methods of electrical bioimpedance analysis: bioelectrical impedance vector analysis, and bioelectrical impedance spectroscopy to evaluate the health of individuals. For methodology validation a retrospective clinical investigation was carried out where the data of healthy individuals and cancer patients included in the Database of the characterization of bioelectrical parameters by electrical Bioimpedance methods were analyzed. The values of electrical resistance and electrical reactance are higher in cancer patients compared to healthy individuals. However, the phase angle is lower in these patients. In the advanced stages of the disease, patients are located outside the tolerance ellipses. All these results are obtained at the characteristic frequency. The integration of bioelectrical impedance vector analysis, and bioelectrical impedance spectroscopy can be a sensitive complementary tool, capable of establishing differences between healthy individuals and cancer patients. Enrichment could be achieved by including the analysis of different physiological parameters through estimation equations validated by BIS parameters.
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    Principios básicos y uso en medicina de la espectroscopia de impedancia
    (2023) José Luis García Bello
    "Introducción: La impedancia de los tejidos biológicos o bioimpedancia es la relación entre la diferencia de potencial de 2 puntos en el tejido evaluado. Esta medida, depende de los componentes de tipo resistivo (resistencia al flujo iónico), capacitivo e inductivo (permitividad de la membrana). Los tejidos no presentan un comportamiento puramente resistivo, por lo cual su impedancia depende de la frecuencia y su caracterización, por lo tanto, necesita del uso de corrientes a diferentes frecuencias. Esta forma de medición se denomina espectroscopia de impedancia eléctrica. Se realizó una revisión bibliográfica, en los últimos 5 años, en las bases de datos PubMed, Medline, Scielo, LILACS, EBSCO y Excerpta edica. Objetivo: Describir los principios básicos de la espectrosco pia de impedancia y profundizar en sus aplicaciones médicas. Desarrollo: Se encontraron aplicaciones de la espectroscopia de impedancia para el diagnóstico en: 1) oncología, 2) vías digestivas, 3) enfermedades pulmonares y 4) enfermedades neurológicas. Sobre la aplicación diagnóstica, en la literatura consultada se obtuvieron resultados que corroboran la utilidad de la espectroscopia de impedancia como un método diagnóstico. Conclusiones: Mediante la espectroscopia de impedancia es posible conocer la respuesta eléctrica de tejidos biológicos en un amplio rango de frecuencias. Esto permite la caracterización de los tejidos biológicos; así como la evaluación de su transformación de sanos a patológicos "