Ing. Wilver Auccahuasi Aiquipa Docente USMP – FIA

Investigador Hospital Central FAP

Conceptos fundamentales

Evolución del sistema moderno de salud

El sistema moderno del cuidado de la

salud

El papel del Ingeniero Biomédico (I.B.)

Aplicaciones

Ciencias Naturales

BIOLOGÍA

MEDICINA

ODONTOLOGÍA

VETERINARIA

AGRONOMÍA

Ciencias Exactas

QUÍMICA FÍSICA MATEMÁTICA

La Bioingeniería es una interdisciplina

BIOINGENÍERÍA INGENIERÍAS

Ing. Electrónica

Ing. Mecánica

Ing. Civil

Ing. Química

Ing. Agronomía

Una Cuestión Semántica

BIOINGENIERÍA: la definición mas amplia abarca todas las posibles

interacciones entre las Ciencias Naturales y la Ingeniería.

ING. BIOMÉDICA: Centrada en el ser humano y en el cuidado de su

salud.

ING. CLÍNICA: Centrada en el paciente (excluye el desarrollo de

tecnologías).

ING. HOSPITALARIA: Centrada en la infraestructura soporte.

ELECTROMEDICINA: Exclusivamente equipamiento electrónico de uso

en Medicina.

BIOTECNOLOGÍA: Generalmente asociada a la Genética y relacionada

con aplicaciones agropecuarias y en medicamentos.

Son profesionales de la ingeniería que

aplican conceptos, conocimientos y

aproximaciones de prácticamente todas

las disciplinas de la ingeniería con la

finalidad de solucionar problemas

específicos del área de la salud.

Biomecánica

Prótesis / órganos artificiales

Imágenes médicas

Biomateriales

Análisis médicos

Biosensores

Ingeniería clínica

Informática médica

Ingeniería de rehabilitación

Instrumentación biomédica

Biotecnología

Ingeniería neural Ingeniería de tejidos

Modelación fisiológica

En los inicios de la historia de la humanidad, las enfermedades se consideraban como “visitas” de los malos espíritus

La medicina era practicada por el “curandero”, el medico brujo

Doctores yerberos Arregladores de huesos Conocimiento generacional (herencia) Desde estos inicios, la práctica de la

medicina ha sido un componente infaltable en cualquier cultura.

Hipócrates, nacido en la isla de Cos en Grecia, donde había estos templos de curación, contribuyó con un ingrediente esencial a la medicina: el espíritu científico, para él, el diagnóstico basado en la observación y el tratamiento clínico fueron remplazando la superstición.

Maestro de mucho que llevaron sus teorías por todo el Mediterraneo

Después de la caída del imperio romano, la Iglesia se convirtió en el repositorio del conocimiento médico y fue dispersado entre los monasterios de la diferentes órdenes de la Iglesia

Nuevamente existe una mezcla de la curación con la “misericordia divina” y el uso de la fe como elemento principal de la curación

El exorcismo El desarrollo de la medicina pasó por un

periodo de estagnación de mil años

Constantino I (335 D.C.), emperador romano que abrazó el cristianismo, cerro todo los templos paganos que se usaban para curaciones y mandó que todos los monasterios funcionen como hospitales

Nace el concepto de hospital. Los primeros hospitales era especialmente para

viajeros y enfermos, donde encontraban comida, hospedaje y atención de enfermería. La iglesia controlaba los hospitales, los monjes y monjas practicaban el arte de la curación.

La medicina tomó un carácter más humanitario

La siguiente figura

muestra el famoso

estudio sobre la

simetría del cuerpo

humano de Leonardo

da Vinci

También durante el renacimiento, la necesidad de hacer exanimaciones con mayor precisión da paso al era de las mediciones.

En 1592, Galileo visita Padua y enseña matemáticas a una audiencia de estudiantes de medicina.

Debido a esto inician varios estudios de fenómenos biológicos con fundamentos científicos (temperatura, el pulso, circulación de la sangre, etc.).

Desarrollo de dispositivos (microscopios, termómetros y otros)

Infelizmente este desarrollo solo se limitó a las universidades.

Tiene sus inicios el los 1900 Con base en los adelantos de las ciencias

como la: química, la fisiología, farmacología, y otros.

Una era de colaboración interdisciplinaria

Por ejemplo, en 1903 William Einthoven, ideo el primer electrocardiógrafo y midió los cambios eléctricos que ocurren en el corazón.

W. K. Roentgen (1895) El ser humano es “abierto”

para la exploración médica. Para el año 1930, era posible

ver la mayoría de los órganos del cuerpo humano mediante el uso de sustancias radio-opacas (contraste).

1940, uso de la penicilina, evitando la mortandad por infecciones.

Después de la II Guerra Mundial (1945 –

1973) científicos de Estados Unidos de

Norte América se destacaron por sus

avances tecnológicos e investigaciones

en el campo de la medicina, convirtiendo

este país en una potencia mundial en

este sentido.

La tecnología juega un rol de suma

importancia para este avance

Drinker 1927, respirado

artificial

1955, bypass corazó-

pulmón para cirugías de

pecho abierto

Desde 1970, los sistemas computacionales han afectado positivamente los procedimientos clínicos y médicos.

Los dispositivos de telemetría permitieron monitorear el corazón de una paciente sin tener que estar ambos en un mismo cuarto de hospital.

Las computadoras hacen cálculos complejos, mantienen los expedientes médicos actualizados, e incluso controlan y mantiene la vida de pacientes.

Las técnicas de imágenes médicas como la tomografía computadorizada (CT) y la imagen por resonancia magnética (MRI), dependen totalmente de la tecnología computacional.

Diagnóstico por imágenes

Visualización

En tiempo real

Mediante este proceso de evolución, los hospitales han llegado a ser la instituciones centrales donde se provee la atención médica.

Debido a la alta complejidad y el costo de la tecnología y añadiendo la especialización de los médicos que trabajan en los hospitales, ambos pacientes y médicos han tenido un mayor acercamiento a estos grandes centros de salud.

Nanotecnología

Ingeniería de los tejidos

Órganos artificiales

Cibernética y otros

Son un claro ejemplo de que la ciencia

ficción continuará convirtiéndose en

realidad.

Si pudiéramos ver a través de la “bola de cristal” veríamos que la tecnología todavía tiene mucho que contribuir con la salud y la medicina, alguna de ellas son: • Proveer atención de salud en la áreas más remotas • Dispositivos para la gente de la tercera edad • Cubrir una mayor cantidad de pacientes

directamente en sus hogares • Automatización de los expediente clínicos • Reparación e implantación de tejidos usando

biomateriales • Esta son solo algunas de las posibilidades.

Se trata de un pequeño robot

capaz de ser introducido a un

paciente por medio de una

pequeña incisión. Guiándose

a través de un mapa creado

con resonancia magnética

nuclear el robot puede tomar

fotografías, recoger muestras

de tejido, diseminar medicina

e incluso realizar

procedimientos quirúrgicos

sencillos

Biomecánica

Biomecánica Aplicada

Análisis de la Marcha

Biomecánica

Fisiología Física Biomecánica

Matemáticas

¿Donde encontramos Biomecánica?

Fase de Apoyo Fase de Balanceo

Marcha: Serie de movimientos cíclicos, sincronizados de las extremidades y

del tronco que generan un desplazamiento hacia adelante del centro de

gravedad.

Ciclo de la Marcha

Co

nta

cto

Ta

lón

-Suelo

Co

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Aceleración Desaceleración

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Aceptación

del peso Apoyo Medio

Despegue

del Pie

Análisis de la Marcha

Sistema de Medición

Ángulos de Ataque y Reconstrucción

Fuerzas actuantes durante la marcha normal sobre el pie y el tobillo

P Fl

N Pp

P Ex

N

Pp

Fl

Pp

Contacto Talón-Suelo Apoyo Plantar Elevación Talón Balanceo

P

N Pp

Fuerzas actuantes

Posterior Leaf Splint Ankle Contracture Boot

Single Swedish Ankle Foot Orthotic

Swede-O Arch Lok

Ortesis Pasivas

Ingeniería Biomédica - Cátedra Abierta 2007 Lisandro J. Puglisi

Ferris-Czerniecki-Hannaford,2005 May

Control EMG TA,Sóleo.

Blaya-Herr, March 2004.

Ortesis Dinámicas

Ingeniería Biomédica - Cátedra Abierta 2007 Lisandro J. Puglisi

Gracias por su Atención