Ingeniería Biomédica Curso: agosto a noviembre 2004 NIB - Facultades de Medicina e Ingeniería Franco Simini Santiago González Jorge Lobo Daniel Geido Raphael Carvalho www.nib.fmed.edu.uy

Ingeniería Biomédica Profesores invitados: Dr. Ing. Ricardo Armentano (RA) Dr. Gustavo Brum Dr. Daniel Cibils Dra. Liliana Gadola Dr. Javier Hurtado Dr. Bernardo Martínez (USA) Ing. J. P. Podestá Dr. Héctor Píriz Ing. Rafael Sanguinetti

Ingeniería Biomédica Ejemplos de problemas Registrar las salvas de succión de un RN Alimentación de dispositivos implantados Desplegar señales de un paciente en CTI Estimar el volumen de agua en el pulmón Evolución del peso del paciente en cama Clasificar latidos cardíacos Etc.

Ingeniería Biomédica Tipo de actividad Proyecto de equipos Instalaciones y su mantenimiento Integración en equipos de fisiología Control de calidad Evaluación (equipos, compras, eficiencia)

Ingeniería Biomédica Particularidades respecto a instrumentación Magnitudes pequeñas Frecuencias bajas Dificultad de acceso (transductores) Variabilidad biológica Complejidad de interacción biológica Preservar la seguridad del paciente

Ingeniería Biomédica Clasificación de instrumentos biomédicos por magnitud estimada (pres., temp., etc.) por principio físico (R, US, electroquím.) por sistemas (cardiov., SNC, pulmon.) por especialidad (CTI, radiología, etc.) sostiene vida / diagnóstico / prótesis por magnitud estimada imágenes / señales

Ingeniería Biomédica Ingeniería Biología Medicina

Ingeniería Biomédica Ingeniería ? Tareas de proyecto específico Tecnologías integradas Evaluación de costos y beneficios Investigación con fin práctico

Ingeniería Biomédica Biología ? Potenciales eléctricos Procesos vitales Sistemas de regulación

Ingeniería Biomédica Medicina ? Concepto de prueba diagnóstica Prótesis Acciones terapéuticas Instrumentos para ejercer la medicina

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Electrodo Estimulador Llave

Ingeniería Biomédica Ejemplo: Solución de largo plazo para la alimentación de dispositivos implantados (marcapasos) Goto et al. IEEE Trans. BME julio 2001

Ing. Biom. / Fuente implantable Dispositivo que reciba radiación lumínica a través de la piel Fuente de luz externa Calibración

Ing. Biom. / Fuente implantable aspectos biológicos piel 37 º - calentar menos de 2º transmitancia de la piel aspectos físicos 3V constantes día de sol 100 mW/cm2 duración, interferencias EM

Ing. Biom. / Fuente implantable proyecto exterior: infrarrojo cercano (NIR) 810 nm fuente láser, colimador, 20 mW/cm2 implantado: fotodiodos en serie 0.6 A/W, 2 cm2 , diodo batería Li recargable

Ing. Biom. / Fuente implantable verificación biológica fotodiodos cubiertos con película transm. 92% piel del ratón 0.8 mm fotodiodos subcutáneos con contactos exter. medida de transmitancia de la piel rata: 64% medida de aumento de T < 2º

Ing. Biom. / Fuente implantable verif. física: test de carga batería implantada carga con marcapasos 65 lpm, -5V, 0.4 ms corazón: resistor 470 Ω, 15 minutos eficiencia de conversión PV.I / PLi = 20% volt.: 2.76 V + 0.10 V corriente de carga 1.7 mA

Ing. Biom. / Fuente implantable verificación global prevista marcapaso 20 µA, 24 h son 0.48 mAh (son 17 min a 1.7 mA) descarga de 0.48 mAh implica ∆V=0.6 mV bat de Li es 2.8 V, cambia cuando 2.0 V 60 000 ciclos con descarga 0.5% (0.48 mAh) son 100 años, lo que permite recarga no diaria

Ing. Biom. / Fuente implantable ajustes para humanos piel transmite 10%-20% (no 64%) entonces 10 cm2 de fotodiodos luz solar con filtros

Ing. Biom. / Fuente implantable Recapitulación: circuito electrónico batería Li marcapasos biología de la piel óptica métodos de medida ==> solución de Ingeniería Biomédica

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Ing. Biom. / Mec. ventilatoria modelo transductores adquisición circuitos procesamiento presentación resultados

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Ing. Biom. / Tom. Impedancia problema médico medida impedancia (IMPEMAT) circuitos distribuidos en perimetro reconstrucción tomográfica circuitos y programas presentación procesamiento de imágenes

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Ing. Biom. / Sistemas de información Control de calidad de la atención Historia clínica Distribución de datos e información (carnet) Accesibilidad de datos e indicadores (WAP) Modelos de datos adaptados

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Situación y Oportunidades en Uruguay Núcleo de Ingeniería Biomédica de las Facultades de Medicina e Ingeniería Situación y Oportunidades en Uruguay

Objetivos del NIB Docencia (estudiantes y docentes) Investigación (prototipos originales) Extensión (Eureka, CCEE, BIOMEQ, etc.) =================== Patentes, publicaciones Incubadora de empresas MERCOSUR

Investigación SUCCION de recién nacidos Estudios posturales (H.S y P.M. 2002) Registros estomacales

Convenios - Proyectos FNR REDIENTE (Fac. Odontología) SIDUS (Bienestar Universitario) * SINDOME (donantes de Médula ósea) *

Financiación diversas (CLAP, HC, CTI, MN) 1985-1995 CONICYT 1994-2000 CSIC 1996-1999 Convenios desde 2000 (SARI, MSP, FNR) PDT 2003

Resultados desde 1985 23 prototipos 63 profesionales 10 docentes 12 ciclos de seminario 8 cursos de IB coop. Fac. Ciencias coop. Fac. CCEE coop. Inst. Esc. Bellas Artes

Eureka 2002 DADO DE DATOS IMPETOM PESOPAC MONICLI (ADQCAR-CLASICAR-CARDIDENT) IMPETOM PESOPAC MONICLI

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Prácticas Ing. Biom Proyecto y armado de un circuito de ECG Tratamiento digital de una señal biológica Proyecto transd. presión y flujo aéreo Proyecto detección óptica de señales En una práctica: video VHS 6 min y corto 12 min sobre NIB

Ing. Biom. Curso semestral Seminario semestral Proyecto fin de carrera Maestría en Ing. Biomédica

Módulos de Taller Otorrinolaringología (programa de análisis de voz) Rehabilitación neuropediátrica BiliLED BiliLED agregar control de iluminación * SINDOME definición de donantes de Médula Osea * Etc. ver sitio

Proyectos de Fin de Carrera SIMPAC simulador de paciente para ventilar SIMVENT simulador de paciente ventilado MAGNE campos magnéticos para tejidos TACONATAL ritmo cardíaco del RN * CALORNAT control de temperatura * IMPEMAT impedancia de miembros *

Pasantía Mantenimiento de equipos en HC *

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