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Instrumentación Biomédica

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Electromedicina

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Electromedicina

“La Bioingeniería es la disciplina científica y tecnológica que aplica los principios y métodos de la Ingeniería, la Ciencia y la Tecnología para la comprensión, definición y resolución de los problemas biológicos y médicos”.

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Subido en 24 de enero de 2024
Número de páginas 16
Escrito en 2022/2023
Tipo Notas de lectura
Profesor(es) Xavier pardell
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Instrumentación Biomédica
“La Bioingeniería es la disciplina científica y tecnológica que aplica los principios y métodos
de la Ingeniería, la Ciencia y la Tecnología para la comprensión, definición y resolución de
los problemas biológicos y médicos”.
De esta definición se desprende el amplísimo campo que cubre la Bioingeniería.
A continuación, se muestra la posible clasificación de la disciplina de la Bioingeniería:

Modelo fisiológico, simulación y control: uso de simulaciones por ordenador para
una mejor comprensión de las relaciones fisiológicas.
Instrumentación biomédica para la monitorización y medición de eventos fisiológicos:
desarrollo de biosensores.
Análisis médicos y biológicos: para detectar, clasificar y analizar señales biomédicas.
Ingeniería de rehabilitación: diseño y desarrollo de terapias, dispositivos
y procedimientos de rehabilitación.
Prótesis y órganos artificiales: diseño y desarrollo de dispositivos para reemplazar
o aumentar funciones fisiológicas.
Informática médica: interpretación de resultados y asistencia en la toma de
decisiones clínicas, incluyendo los sistemas expertos y las redes neuronales.
Imágenes médicas: para proporcionar representaciones gráficas de detalles anatómicos y
funciones fisiológicas.
Ingeniería clínica: diseño y desarrollo de instalaciones, dispositivos, sistemas
y procedimientos relacionados con la clínica.
Biomecánica: estudio de la estática y la mecánica asociadas a los sistemas fisiológicos.
Biomateriales: diseño y desarrollo de materiales implantables.
Biosensores: detección de eventos fisiológicos y su conversión a señales eléctricas.
Biotecnología: para crear o modificar material biológico con fines beneficiosos, incluyendo
ingeniería de los tejidos.
Efectos biológicos de los campos electromagnéticos: estudio del efecto de los
campos electromagnéticos en los tejidos biológicos. Así, la Bioingeniería es un campo
multidisciplinar que aúna los esfuerzos de, por una parte, los profesionales relacionados con
las denominadas Ciencias de la Salud (médicos, enfermeros, biólogos, psicólogos…) y por
otra los relacionados con otras ramas científicas y tecnológicas (físicos, químicos e ingenieros
de muy diversas especialidades). Precisamente esta multidisciplinariedad hace necesario
solucionar el posible “problema de comunicación” entre los profesionales de la ingeniería y
los de la medicina. El lenguaje del ingeniero y del médico son diferentes. Así, el ingeniero o
técnico debe aprender nociones sobre anatomía y fisiología y el clínico conocer suficiente
terminología de ingeniería para que ambas disciplinas puedan trabajar de forma
complementaria.

,Otro problema en la comunicación entre ingenieros y clínicos es que los ingenieros
suelen estar acostumbrados a trabajar con medidas cuantitativas precisas, basadas en
principios teóricos y pueden encontrar poco prácticos los métodos utilizados por el personal
sanitario, a veces empíricos y cualitativos.

Dado que el desarrollo de la Bioingeniería debe ser un esfuerzo conjunto del ingeniero y
el médico, se deben realizar los mayores esfuerzos por solucionar estos problemas de
comunicación. La relación entre salud y tecnología hace cada vez más evidente que un buen
hospital debe contar con la colaboración continua de Bioingenieros que, integrados en su
estructura, realicen en conjunción con el personal sanitario funciones de mantenimiento y
supervisión de los equipos, evaluación de la necesidad de renovación de éstos, propuesta de
nuevas adquisiciones, y colaboración con los trabajos de investigación técnico-clínicos que se
realicen en el centro.

Sistemas de instrumentación biomédica
Se denomina instrumento a cualquier dispositivo empleado para medir, registrar y/o
controlar el valor de una magnitud que se desea observar. La instrumentación desde este
punto de vista puede considerarse como la ciencia y tecnología del diseño y utilización de los
instrumentos. La Instrumentación Biomédica trata sobre los instrumentos empleados para
obtener información de las señales producidas por los seres vivos, y también aquellos
destinados bien a ofrecer una ayuda funcional o bien a la sustitución de funciones fisiológicas.
Existen equipos o instrumentos para diagnóstico, monitorización, terapia, electrocirugía y
rehabilitación.

El diseño de prototipos, desarrollo, fabricación y venta de nuevos equipos o
instrumentos biomédicos es una tarea compleja, cara y que requiere un proceso largo. No
todos los prototipos de equipos pueden utilizarse y muy pocos llegar al mercado superando
las pruebas y controles médicos. Generalmente, los esfuerzos se aúnan para aportar mayores
prestaciones y manejo más simple y cómodo a los equipos ya existentes.

Estructura general de un sistema de Instrumentación Biomédica
Los sistemas de instrumentación biomédica tienen un diagrama de bloques similar al de
la figura 1. El flujo principal de información va del hombre al equipo. Los elementos
mostrados con líneas discontinuas no son esenciales. La principal diferencia entre los
sistemas de instrumentación biomédica y cualquier otro sistema de instrumentación
convencional radica en que la fuente de las señales suelen ser seres vivos o energía aplicada
a estos seres o tejidos vivos.

, Figura 1. Diagrama de bloques general de un sistema de instrumentación biomédica

A continuación, se describen los bloques que componen el diagrama de la figura 1:

Medida:
Es la magnitud física, propiedad o condición que el sistema mide. La accesibilidad de la
medida es un parámetro a tener en cuenta, ya que puede ser interna (presión de la sangre),
puede medirse en la superficie del cuerpo (potenciales extracelulares como el
electrocardiograma), puede emanar del cuerpo (radiaciones infrarrojas) o puede salir o
derivarse de una muestra de tejido del cuerpo (sangre o biopsia).
Las medidas médicas más importantes pueden agruparse en las siguientes
categorías: biopotenciales, presión, flujo, dimensiones (imagen), desplazamiento (velocidad,
aceleración y fuerza), impedancia, temperatura y concentraciones químicas. Estas medidas
pueden localizarse en un órgano concreto o por toda la estructura anatómica.

Sensor:
Sensor o transductor (se empleará indistintamente) es aquel dispositivo que transforma
una determinada magnitud física en una magnitud eléctrica. El sensor, idealmente, sólo
debería responder a la energía presente en la medida que se desea realizar y excluir las
demás. Además, debe poseer una interfaz con el tejido o sistema vivo de forma que no
interfiera en éste, debe de minimizar la energía extraída y ser lo menos invasivo posible.

Acondicionamiento de la señal:

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