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Title: Diseño y construcción de un dispositivo glucómetro IoT no invasivo y análisis comparativo con un glucómetro comercial
Authors: Flores Suquillo, Pablo Israel
Arguello Andrade, Geovanny Manuel, Director
Keywords: Glucómetro no invasivo
otopletismografía
Redes neuronales artificiales
ESP32
Estimación de glucosa
Issue Date: 2025
Publisher: ESPOL.FIEC
Citation: Flores Suquillo P.I.(2025) Diseño y construcción de un dispositivo glucómetro IoT no invasivo y análisis comparativo con un glucómetro comercial [Proyecto de Titulación] Escuela Superior Politécnica del Litoral
Abstract: CONDITION FOR PUBLICATION OF PROJECT. This project proposes the development of a non-invasive glucose measurement device, based on photoplethysmography technology and artificial intelligence algorithms, enable blood glucose monitoring without puncture. The hypothesis states that the analysis of optical signals, combined with the use of artificial neural networks, can estimate glucose levels within an acceptable error margin. The justification lies in the need for less painful and more accessible monitoring methods for both healthy individuals and people with diabetes. During the development phase, an ESP32 microcontroller was used along with infrared optical sensors, an OLED display, and signal conditioning circuits. Techniques for detecting peaks (maximum voltages) and valleys (minimum voltages) in the photoplethysmographic signal were implemented to calculate absorbance and peak-to-peak voltage, which served as inputs for a neural network trained using Google Colab. Validation standards such as ISO 15197:2015 were applied to compare the device’s performance with a commercial Accu-Chek Instant glucometer. The results showed that the device was able to estimate glucose levels with consistent accuracy within the margins allowed by applicable regulations. Linear regression yielded an average error of 5.481%, calculated from three measurements with individual errors of 5.481%, 5.396%, and 5.190%. Artificial neural networks recorded an average error of 5.926%, with individual errors of 5.740%, 6.267%, and 5.773%. These error margins are considered acceptable compared to measurements taken with a commercial glucometer. It is concluded that the developed device represents a viable basis for the development of noninvasive glucometers, combining affordable hardware with intelligent processing, and opens the door for future improvements in accuracy and portability. Keywords: Noninvasive glucometer, photoplethysmography, artificial neural networks, ESP32, glucose estimation.
Description: CONDICIONAMIENTO DE PUBLICACION DE PROYECTO. Este proyecto propone el desarrollo de un dispositivo de medición de glucosa no invasivo, basado en tecnología de fotopletismografía y algoritmos de inteligencia artificial, con el objetivo de realizar mediciones sin punción para la medición de la glucosa en sangre. Se plantea como hipótesis que el análisis de señales ópticas, junto con el uso de redes neuronales, permitan estimar niveles de glucosa con un margen de error similar a glucómetros comerciales. La justificación radica en la necesidad de métodos menos dolorosos y accesibles para el monitoreo de personas sanas y con diabetes. Durante el desarrollo, se utilizó el microcontrolador ESP32, sensores ópticos infrarrojos, una pantalla OLED, y circuitos de acondicionamiento de señal. Se implementaron técnicas de detección de picos (voltajes máximos) y valles (voltajes mínimos) en la señal fotopletismografía para calcular la absorbancia y el voltaje pico a pico, los cuales se usaron como entradas de una red neuronal entrenada en Google Colab. Se aplicaron normas de validación como la ISO 15197:2015 para comparar los resultados del dispositivo con un glucómetro comercial Accu-Chek Instant. Los resultados demostraron que el dispositivo fue capaz de estimar los niveles de glucosa con una precisión consistente dentro de los márgenes permitidos por la normativa aplicada. Mediante regresión lineal, se obtuvo un error promedio de 5.481%, calculado a partir de tres mediciones con errores individuales de 5.481%, 5.396% y 5.190%. Las redes neuronales artificiales registraron un error promedio de 5.926%, con errores individuales de 5.740%, 6.267% y 5.773%. Estos márgenes de error se consideran aceptables en comparación con las mediciones realizadas con un glucómetro comercial. Se concluye que el dispositivo desarrollado representa una base viable para la creación de glucómetros no invasivos, combinando hardware accesible con procesamiento inteligente, y abre la posibilidad de futuras mejoras en precisión y portabilidad.
URI: http://www.dspace.espol.edu.ec/handle/123456789/67407
metadata.dc.identifier.codigoproyectointegrador: POSTG177
Appears in Collections:Tesis de Maestría en Ingeniería Biomédica

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