BIOINSTRUMENTACIÓN

1. BIOINSTRUMENTACIÓN OBJETIVO GENERAL Construir sistemas básicos de instrumentación de variables fisiológicas usando principios de medición y conceptos de electrónica con una visión integral, de trabajo en equipo, creativa y analítica.

2. BIOINSTRUMENTACIÓN METODOLOGÍA • Clases magistrales • Encuadre • Análisis • Diseño • Simulación • Laboratorios • Aprendizaje basado en proyectos • Seminario investigativo alemán • Proyecto integrador

3. BIOINSTRUMENTACIÓN CONTENIDO: • Conceptos generales sobre Bioinstrumentación • Mediciones del sistema cardiovascular y respiratorio • Medición de biopotenciales • Seguridad eléctrica • Fundamentos de la Bioinstrumentación virtual

4. BIOINSTRUMENTACIÓN LABORATORIOS: • Sensor de conductividad • Práctica con transductores (2) • Amplificadores y filtros activos • Transductor de temperatura • Colorímetro elemental • Medidor de pH • Ruidos cardiacos

5. BIOINSTRUMENTACIÓN LABORATORIOS: • Neumotacómetro básico • Amplificador de Biopotenciales • Sistema de biotelemetría (2) • Práctica de seguridad eléctrica • Diseño de un instrumento virtual • Medición y control por medio de PC • Sistema de Bioinstrumentación virtual

6. BIOINSTRUMENTACIÓN EVALUACIÓN: • Examen parcial: 15% • Laboratorios: 30% • Proyecto integrador: 15% • Seminarios: 10% • Examen final: 30%

7. BIOINSTRUMENTACIÓN BIBLIOGRAFÍA: • WEBSTER, John G.Medical instrumentation: application and design. 4 ed. New Jersey : John Wiley, 2009. • WEBSTER, John G.Medical instrumentation: application and design. 3 ed. New Jersey : John Wiley, 1998. (610.28/M489). • CLARK, Cory.LabVIEW digital signal processing: and digital communications. New York : McGraw-Hill, 2005. • PRUTCHI, D. NORRIS, M. Design and Development of Medical Electronic Instrumentation: A Practical Perspective of the Design, Construction, and Test of Medical Devices. New York : John Wiley, 2004. (681.762/P672). • BIANCHI, Giovanni.Electronic filter simulation & design. New York : McGraw-Hill, 2007. • WEBSTER, John G. Bioinstrumentation.New York: John Wiley, 2003. • NILSSON, James W. y RIEDEL, Susan A.Circuitos eléctricos. 7 ed . New Yersey : Prentice Hall, 2005. (621.3815/N712/7ed). • CARR, Joseph J. y BROWN, John M.Introduction to biomedical equipment technology. 4 ed. Upper Saddle River : Prentice Hall, 2001. (610.28/C311i). • BRONZINO, Joseph D.The biomedical engineering handbook : Medical devices and systems T.1. 3 ed. Boca Ratón : CRC/Taylor & Francis, 2006. (610.28/B863m/3ed./T1). • —. The biomedical engineering handbook : Tissue engineering and artificial organs T. 2. 3 ed. Boca Ratón : CRC /Taylor & Francis, 2006. (610.28/B863t/3.ed/T2). • —. The biomedical engineering handbook : Biomedical engineering fundamentals T. 3. 3 ed. Boca Ratón : CRC/Taylor & Francis, 2006. (610.28/B863b/3.ed/T3). • WILCHES, Mauricio.Bioingeniería. Medellín : Universidad de Antioquia. Facultad de Ingeniería. Departamento de Electrónica, 1991. (610.28/W667).

8. BIOINSTRUMENTACIÓN BIBLIOGRAFÍA: • ENDERLE, John D, BLANCHARD, Susan M. y BRONZINO, Joseph D.Introduction to biomedical engineering. San Diego : Academic Press, 2000. (610.28/E56i). • NORTHROP, Robert B.Analysis and application of analog electronic circuits to biomedical instrumentation. Boca Ratón : CRC Press, 2004. (610.28/N877). • —. Noninvasive instrumentation and measurement in medical diangnosis. Boca Ratón : CRC Press, 2002. (616.0752/N877n). • PÉREZ, Reinaldo.Design of medical electronic devices. San Diego : Academic Press, 2002. (617.307/P438d). • KHANDPUR, R.S.Biomedical Instrumentation: technology and applications. New York : McGraw-Hill, 2005. (610.28/K452). • MOORE, James y ZOVRIDAKIS, George.Biomedical technology and devices handbook. Boca Ratón : CRC, 2004. (610.28/M821). • ASTON, Richard.Principles of Biomedical instrumentation and measurement. UpperSaddleRiver : Prentice Hall , 1990. • ARNAU, Antonio y Otros.Sistemas electrónicos de comunicaciones. Valencia : Universidad Politécnica de Valencia, 2000. Vol. 2. • NORMANN, Richard.Principles of bioinstrumentation . New York : John Wiley, 1988. • MALKIN, R. Medicalinstrumentation in thedevelopingworld. US: Ed. Engineering World Health, 2006 (610.28/M251) • http://bioinstrumentacion.eia.edu.co

9. CONCEPTOS GENERALES SOBRE BIOINSTRUMENTACIÓN En el pasado predominaba la “malicia indígena” del médico Hoy predomina la BIOINSTRUMENTACIÓN

10. Selección o diseño del instrumento acorde al tipo de examen. • Conectar el instrumento a una red de alimentación. • Calibración del instrumento. • Hacer la medición en el rango y con el dispositivo adecuados. • Analizar cuidadosamente los resultados. • Etc. La Bioinstrumentación implica

11. Sistema de Bioinstrumentación generalizado Realimentación y control Fuente de potencia Medida Transductor Acondicionam de señal Display Salida Señal de calibración Almacenam de datos Transmisión de datos Radiación u otra energía

12. Modos de operación • Modo directo e indirecto. • Modo muestreado y continuo. • Transductores generadores y moduladores • Análogo y digital. • Modo en tiempo real y diferido. • Modo de diferencial o absoluto.

13. Restricciones en las mediciones médicas • Rangos de la medición • Rangos de frecuencia • Muchos sistemas vivos son inaccesibles. • Un sistema biológico no es posible apagarlo. • Las señales no son determinísticas. • Las mediciones fisiológicas resultan de interacciones entre sistemas no del todo conocidas. • Es difícil establecer los rangos seguros de energía aplicada

14. Clasificación de los Bioinstrumentos • Variable física convertida por el transductor. • Principio de transducción. • Sistema fisiológico. • Especialidades médicas clínicas.

15. Entradas interferente y modificante Entrada deseada G1 Entrada interferente G2 + salida Entrada modificante G3

16. Técnicas de compensación • Insensibilidad inherente. • Realimentación negativa. • Filtrado de la señal. • Entradas opuestas.

17. Medición Puede ser interna, externa o emanar del cuerpo. • Biopotenciales. • Presión. • Flujo. • Desplazamiento. • Impedancia. • Temperatura. • pH. • Propiedades físicas. • Concentraciones químicas.

18. Medición

19. Transductor Dispositivo que convierte una forma de energía en otra, generalmente eléctrica. • Debe ser lo menos invasivo posible. • Responder a la forma de energía presente en la medición. • Esta compuesto por un elemento sensor primario y transductor a voltaje.

20. Acondicionamiento de la señal Cualquier tipo de procesamiento que se le haga a la señal de salida del transductor y que la deje apta para ser visualizada en un display. • Amplificación. • Filtrado. • Acople de impedancias. • Conversión A/D. • Promediado para reducir ruido. • Conversión al dominio de la frecuencia. • Reconocimiento de patrones.

21. Display Es el medio empleado para entregar la información medida por el dispositivo. • Numérica. • Gráfica. • Discreta. • Continua. • Permanente. • Temporal. • Auditiva. • Visual.