1. introducciÓn bioinstrumentaciÓn

[email protected] Google: salón ingeniería

B II- 9 2 0

IN G . J A V IE R G A R C ÍA R A M O S

C O O R D IN A D O R IN G E N IE R Í A C LÍN IC A

O F 19 - 4 13

BIOINSTRUMENTACIÓN ELECTRÓNICA

Este documento está diseñado para el curso “BIOINSTRUMENTACIÓN ELECTRÓNICA” del

programa de Bioingeniería de la Universidad de Antioquia, muchos temas pueden verse“incompletos” ya que son desarrollados y explicados en clase.

La mayoría de las normas referenciadas corresponden a las aplicables al territorio Colombiano


DOCENTES

JAVI ER GARCÍ A H UGO REBO LLEDO

JUAN DI EGO LEM O SLEO NEL S I ERRA

P EDRO P ABLO RI AS CO SEDUARDO LEÓ N

2011 - 1


PROGRAMA

Introducción a los sistemas de medida

Transductores bioeléctricos

Amplificadores y procesamiento de Señales

Instrumentación biomédica basada en computador

Señales bioeléctricas: ECG – EEG – EMG


UNIDADES ASISTENCIALES

Urgencias

Hospitalización

Cirugía

Recuperación

Consulta externa

Unidades de cuidados intensivos – críticos – neonatal

Imagenología

Fisioterapia

Laboratorio clínico

Unidades especiales


PRINCIPALES EQUIPOS

UCI s

Cama de paciente

Monitor de signos vitales

Bomba de infusión

Ventilador mecánico

Aspirador

Lámpara de fototerapia

Desfibrilador (monofásico – bifásico – onda pulsada)


CIRUGÍA

Mesa de paciente

Lámpara cielítica

Maquina de anestesia

Electrobisturí

Capnógrafo (main stream – side stream)

Laparoscopio - artroscopio

Inyector medios de contraste


IMAGENOLOGÍA

Los rayos X y sus aplicaciones

Rayos X

Tomografía Axial Computarizada (TAC)

Imágenes por Ultrasonidos (ecografía)

Medicina nuclear

Tomografía por emisión de fotones únicos (SPECT)

Tomografía por emisión de positrones (PET)

Imágenes por Resonancia Magnética Nuclear (MRI)

Formatos de imágenes médicas.


LABORATORIO CLÍNICO

Centrífugas

Neveras con control de temperatura

Analizadores de Gases Arteriales y ácido láctico

Analizadores de Orina

Analizadores celulares por citometría de flujo (Hematología)

Analizadores de Hormonas


FUTURO DE LA INSTRUMENTACIÓN BIOMÉDICA

La historia clínica electrónica

La telemedicina

Analizadores implantables


BIBLIOGRAFÍA

- Notas de clase google: salon ingenieria

- Bronzino, J. D. The Biomedical Engineering Handbook. CRC Press/IEEE Press; 2000.

- Webster J. G., Medical Instrumentation, Application and Design. Ed. John Wiley; 1998.

- Wilches, M., Ruiz, L.F., Hernández A.M., Bioingeniería VI. Fundamentos de instrumentación para la química clínica y las radiaciones ioinizantes. Editorial

Universidad de Antioquia; 2007.

- Wilches, M., Bioingeniería IV: Fundamentos de Bioinstrumentación. Editorial

Universidad de Antioquia; 1994.


EVALUACIONES

EVALUACIÓN FECHA VALOR

Parcial 1 2 de Marzo 20%

Actividades clase semestre 25%

Trabajo 07 de mayo 30%

Final Ultima semana de clase 25%


GLOSARIOMSV

NIBP: “No invasive blood pressure” se refiere al proceso de toma de presión arterial deforma no invasiva, normalmente se mide en mmHg aunque puede utilizarse kPa.

SpO2: saturación parcial de Oxigeno, mide la conventración de oxigeno que es

transportado por la hemoglobina en sangre, se realiza de modo no invasivo.

ECG (EKG) : electrocardiograma …

PI: presiones invasivas, se miden directamente en el corazón normalmente después de unprocedimiento cardiaco.

CO2 ó EtCO2: End Tidal mide la capnografía al final de la respiración.

Main stream ó side stream: dos formas de medir EtCO2, por vía principal sobre el tubo

endotraqueal o vía lateral por extracción de muestra


GLOSARIODESFIBRILADOR

CO: “Cardiac output” gasto cardiaco, se refiere al volumen de sangre que es impulsadopor los ventrículos.

Fibrilación: arritmia o falla cardiaca en la cual los ventrículos bombean de forma

irregular y descontrolada.

Desfibrilación: procedimiento por el cual se “saca” al corazón de un estado de fibrilación,por medio de descargas eléctricas.

Cardioversión: procedimiento por el cual se eliminan algunos tipos de arritmia por medio

de descargas eléctricas de baja potencia sincronizadas con QRS.


VENTILADOR

Vt: volumen tidal o volumen corriente, es la cantidad de gases (aire/O2) que se programaal ventilador para entregar en cada ventilación.

PEEP: “Positive End Expiratory Pressure” presión positiva al final de la espiración,

consiste en mantener una determinada presión en la vía área al finalizar la espiración.

I:E relación de tiempo inspiratorio a tiempo espiratorio, los adultos en estado de repososin alteraciones pulmonares o respiratorios tienen una I:E = 1:2

FiO2 : fracción inspirada de oxigeno, corresponde al porcentaje de O2 que se quiere

entregar al paciente en la mezcla de gases, va de 21% a 100% de O2

Circuito: son los tubos y mangueras que se utilizan para conectar el paciente alventilador, es la vía aérea del paciente.


SISTEMAS DE MEDIDA

Estructura General

Sistema MedidoTransductor de

Entrada (detector)Acondicionador

de SeñalTransductor de

Salida

Señal de ajuste

Fuente de Energía Fuente Auxiliar de Energía

Realimentación

In Out


SISTEMAS DE GENERACIÓN

Estructura General

Señal o valor deseado

Control de señal Generación

Señal de ajuste


Realimentación

InOut

Señal medida


SISTEMAS DE COMPARACIÓN

Estructura General

Señal generada o base

Señal de ajuste

Registro

Fuente de Energía

Realimentación

In Out

Señal MedidaAcondicionamiento

de señal

Comparación


SISTEMAS HÍBRIDOS

Sistema MedidoTransductor de Entrada

(detector)

Acondicionador de

SeñalTransductor de Salida

Señal de ajuste


Realimentación

In Out

Señal o valor deseado Control de señal Generación

Señal de ajuste


Realimentación

In Out

Señal medida


TRANSDUCTORES BIOELÉCTRICOS

Un transductor es un dispositivo capaz de transformar o convertir un determinado tipode energía de entrada, en otra diferente de energía de salida El nombre del transductor

indica cual es la transformación que realiza, aunque no necesariamente la dirección de lamisma. Es un dispositivo usado en todas las aplicaciones de ingeniería, en Bioingenierías

se usan para obtener la información de entornos físicos y conseguir (a partir de esta

información) señales o impulsos eléctricos o viceversa.

Tipos Básicos:

Electromagnéticos y Fotoeléctricos:

Electroquímicos:

Electromecánicos

Electroacústicos:

Termoeléctricos:

Tomado del documento: bioinstrumentación electrónica Juan Diego Lemos


Transductores Bioeléctricos -Electromagnéticos y Fotoeléctricos

Diodo láser, LEDs: Convertir energía eléctrica en las formas de la luz.

Fotodiodo, que Fotoresistor, fototransistor, tubo fotomultiplicador, convierte cambios los niveles de luz en un formato eléctrico.

Aplicación: pulsoximetro



TRANSDUCTORES ELECTROMAGNÉTICOS

Antenas: convierte las ondas electromagnéticas en la corriente eléctrica y viceversa

Receptores, transmisores y transceptores de radio: usados para la comunicación por vía inalámbrica de datos

Aplicación: Sistemas Blue Tooth en un Dispositivo Vestible



TRANSDUCTORES BIOELÉCTRICOSELECTROQUÍMICOS

Sondas pH, para la medición del potencial de hidrogeno en soluciones o medios

Equipo para la medición del PH gástrico y otros desordenes estomacales

Equipo para la medición del PH para laboratorio clínico.



TRANSDUCTORES BIOELÉCTRICOS –ELECTROQUÍMICOS

Detectores de gases O2, NOx, COx, etc. para detectar la presencia dedeterminados gases, también caen en esta categoría los detectores de gasesanestésicos.

Los ventiladores mecánicos modernos incorporan varios sensores para elanálisis de gases

Analizador de gases por la técnica de espectrofotometría



UNIDADES ASISTENCIALESURGENCIAS

Una urgencia médica es toda situación que afecte de forma grave la salud o ponga en peligro la vida de una persona y que requiera una actuación médica inmediata.

Atención de urgencia: es el conjunto de acciones realizadas por un equipo de salud debidamente capacitado y con los recursos materiales necesarios para satisfacer la

demanda de atención generada por las urgencias [1]

El área de urgencias cuenta con la dotación de equipos básicos para atención, entre los cuales están:

Camilla MSV Tensiómetro

Oxímetro Electrocardiógrafo Desfibrilador

Aspirador Bomba de Infusión Lámpara auxiliar

Negatoscopio RX portátil Nebulizador

Marcapasostransitorio


HOSPITALIZACIÓN

En está área se encuentran los pacientes cuya condición no requiere monitoreo constante ni equipos de soporte vital (con algunas excepciones) pero requieren un tiempo de observación antes de ser dados de alta.

Cama de paciente MSV Monitor NIBP

Oxímetro Electrocardiógrafo Desfibrilador


Ventilador * Negatoscopio RX portátil

Bascula Flujometro Regulador de vacio

* Equipos no obligatorios, su uso depende de la necesidad


CIRUGÍA

Procedimientos quirúrgicos de cualquier nivel de complejidad, incluyendo sala de partos, cirugía cardiaca etc.

Mesa de cirugía MSV Monitor NIBP

Oxímetro Electrobisturí Desfibrilador

Aspirador Bomba de Infusión Lámpara Cielítica

Maquina anestesia Negatoscopio Angiografo

Capnografo Flujometro Regulador de vacio

Baño maria Analizador de gases Intercambiador de calor

Maq. circ. extracorp Maq. Tiempo de coagulación

Fluoroscopio

Inyector ½ contraste Artroscopio Laparoscopio


UNIDADES ESPECIALES

Unidad de cuidados intensivos, críticos, coronarios, neonatales etc.

Cama de paciente MSV Monitor NIBP

Oxímetro Monitor fetal Desfibrilador


Ventilador Negatoscopio Pesa pañal

Capnografo Flujometro Regulador de vacio

Monitor CO Incubadoras Servocuna

Humidificador Maq. Tiempo de coagulación

Lámparas de calor radiante

Lámpara de fototerapia

Balón de contrapulsación

Marcapasos transitorio

Bomba jeringa MSV multiparametro …


REFERENCIAS

[1] Guías para manejo de urgencias tomo I, Grupo Atención de Emergencias y Desastres, Ministerio de protección social.

1. introducciÓn bioinstrumentaciÓn

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