1. INTRODUCCIÓN BIOINSTRUMENTACIÓN

BIOINSTRUMENTACIÓN ELECTRÓNICA

BII-920 ING. JAVIER GARCÍA RAMOS COORDINADOR INGENIERÍA CLÍNICA O F 1 9 - 4 13 13

Este documento está diseñado para el curso “BIOINSTRUMENT “BIOINSTRUMENTACIÓN ACIÓN ELECTRÓNICA” del programa de Bioingeniería de la Universidad de Antioquia, muchos temas pueden verse “incompletos” ya que son desarr desarrol olla lado dos s y explica explicado dos s en clase. clase. La mayorí mayoría a de las las normas normas refer referenc enciad iada as corre corresp spo ond nde en a las aplica aplicable bles s al terr territ itor orio io Colombi Colombiano ano

javiergarciar@gm ail com

Google: salón in gen iería

DOCENTES

JAVIER GARCÍA HUGO REBOLLEDO JUAN DIEGO LEMOS LEONEL SIERRA PEDRO PABLO RIASCOS EDUARDO LEÓN

201 1 - 1



PROGRAMA Introducción Introducción a los sistemas s istemas de medida  Transductore Transd uctoress bioeléctricos  Amplificadores y procesamiento de Señales  Instrumentación biomédica basada en computador  Señales bioeléctricas: ECG – EEG – EMG 



UNIDADES ASISTENCI ASISTENCIALES ALES  

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Urgencias Hospitalización Cirugía Recuperación Consulta externa Unidades de cuidados intensivos intensivos – críticos – neonatal Imagenología Fisioterapia Laboratorio clínico Unidades especiales



PRINCIPALES EQUIPOS UCI s Cama de paciente pa ciente si gnos vitales  Monitor de signos  Bomba de infusión  Ventilador mecánico  Aspirador  Lámpara de fototerapia  Desfibrilador (monofásico – bifásico – onda pulsada) 



CIRUGÍA 

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Mesa de paciente Lámpara cielítica Maquina de anestesia Electrobisturí Capnó Capnógr graf afoo (m (mai ain n stre stream am – side side stre stream am)) Lapa Laparo rosco scopi pioo - artr artros osco copi pioo Inyector medios de contraste



IMAGENOLOGÍA         

Los rayos X y sus aplicaciones Rayos X Tomografía Axial Computarizada (TAC) Imágenes por Ultrasonidos Ultrasonidos (ecografía) Medicina nuclear Tomografía por emisión emisión de fotones únicos (SPECT) ( SPECT) Tomografía por emisión emisión de positrones p ositrones (PET) Imágenes por Resonancia Magnética Nuclear (MRI) Formatos de imágenes médicas.



LABORATORIO CLÍNI CLÍNICO CO Centrífugas  Neveras con con control de temperatura  Analizadores Analizad ores de Gases Arteriales Arteriales y ácido láctico  Analizadores Analizad ores de Orina Orina  Analizadores Analizadores celulares por por citometría citometría de flujo (Hematología) (Hematología)  Analizadores Analizad ores de Hormonas 



FUTURO DE LA INSTRUMENTACIÓN BIOMÉDICA La historia clínica electrónica  La telemedicina  Analizadores implantables 



BIBLIOGRAFÍA

Notas de clase google: google: salon ingeni ingenieria eria - Notas Bronzino, o, J. D. The The Biomedical Biomedical Engineeri Engineering ng Handbook Handbook.. CRC Press/IEEE Press/IEEE Press; Press; 2000. - Bronzin Websterr J. G., G., Medi Medical cal Instrumen Instrumentatio tation, n, Applicatio Application n and Design Design.. Ed. John Wiley Wiley;; 1998. - Webste - 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

P a r c ia l

1 2 de Marzo

2 0%

Actividades clase

semestre

25%

Trabajo

07 de mayo

3 0%

Final

Ultima semana de clase

25%



GLOSARIO MSV 

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NIBP: “No inva invasive sive blood blood pressure” se refie fiere al proceso de toma toma de presión ión arterial de form formaa no invasi asiva, normal rmalme men nte se mide mide en mmHg mmHg aun aunque que pue puede uti utiliz lizarse arse kPa Pa.. SpO2: saturación parcial de Oxig eno, mide la conve ntración d e oxig eno que es tran ranspo sportad rtadoo por la hemogl mogloobin bina en san sangre gre, se real realiz izaa de mod modo no inv invasi asivo. ECG EC G (EK (EKG) G) : elect electro rocard cardio iograma grama … PI: PI: pres resiones ones invas invasiv ivas as,, se mide miden n dire direct ctam amen entte en el cora corazzón normal rmalmen mentte des después pués de un procedi procedimien miento to cardiaco. cardiaco. CO2 ó EtC EtCO2 O2:: End End Tidal mid mide la cap capnograf grafíía al final de la res respiraci racióón. Main stream ó side stream: dos for formas de medi edir EtCO tCO2, por vía vía principal sobre el tubo endo endotr traqu aquea eall o vía late lateral ral por por extr extracc acció ión n de mues muestr traa



GLOSARIO DESFIBRILADOR 

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CO: “Cardiac output” gasto cardiaco, se refiere al vol volumen de sangre que es impulsado por por los vent ventrícu rículo los. s. Fibrilación: arritmia o falla cardiaca e n la cual los ventrículos bombean d e for forma irregula irregularr y descon descontro trolada. lada. Desf Desfib ibri rila laci ción ón:: proc proced edimi imien entto por el cual cual se “saca” al cora corazzón de un estad stadoo de fib fibrila rilaci ción ón,, por por medi medioo de desc descarg argas as eléc eléctr tric icas as.. Card ardiov ioversión rsión:: pro procedi cedimi mien ento to por por el cual cual se elimin liminan an algun algunos os tipo tiposs de arri arrittmia mia por por med medio de desc descarg argas as eléc eléctr tric icas as de ba baja ja pote poten ncia cia sin sincron cronizad izadas as con con QR QRS. S.



VENTILADOR 

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Vt: vol volumen men tidal idal o volu olumen men corr corriiente nte, es la can cantid tidad de gas gases (ai (aire/O re/O2) 2) que que se progr rogram amaa al venti entila lado dorr para para ent entregar regar en cada cada venti entila laci ción ón.. PEEP: “Positive End End Ex Expi pira rattory Pr Preessure ure” presión ión pos positiva iva al fina inal de la espiración, ón, con consiste ste en man mantener una una determin rminad adaa pre presión en la vía áre área al fin finali alizar la espiraci racióón. I:E rel relaci ación de tiempo mpo ins inspira pirattorio rio a tiemp iempoo espirato ratori rioo, los los adu adultos tos en est estado ado de rep reposo sin alt alteraci racioones pulmo ulmon nare ares o resp respiirat ratorio rios tienen una I:E = 1:2 FiO2 : fracción ins inspirada de oxig xigeno, cor corresponde al porcent entaje de O2 que se quie uiere entrega regarr al paci aciente en la mez mezcla cla de gas gases, va de 21% a 100% de O2 Circuito: son los tub os y mangu eras que se utilizan para conectar e l pacie nte al ve ventilado lador, r, es la vía aére aéreaa del paci aciente.



SISTEMAS DE MEDIDA Estructura General

Señal de ajuste Realimentación

Sistema Medido Medido

In

Transductor de Entrada (detector)

Fuente de Energía


Acondicionador de Señal

Out

Transductor de Salida

Fuente Auxiliar de Energía


SISTEMAS DE GENERACIÓN Estructura General

Señal de ajuste

Señal o valor deseado

Control de señal In

Fuente de Energía


Realimentación

Generación

Señal medida Out

Fuente Auxiliar de Energía


SISTEMAS DE COMPARACIÓN Estructura General

Señal de ajuste In

Señal generada o base Señal Medida

Realimentación

Comparación

Out

Registro

Acondicionamiento de señal

Fuente de Energía



SISTEMAS HÍBRIDOS Señal de ajuste Realimentación

Sistema Medido In

Tr ansductor ansductor de En trada trada (detector)

Fuente de Energía

Señal de ajuste

Señal o valor deseado

Control de señal

Ac ondicionador de Señal

Fuent e Auxiliar Auxiliar de Energía

Realimentación

Señal medida

Generación

Out

In

Fuente de Energía


Transductor de Salida Salida

Out

Fuente Auxiliar de Energía Google: salón in gen iería

TRANSDUCTORES BIOELÉCTRICOS 

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Un trans ransducto ctor es un disp isposit sitivo ivo cap capaz de trans ransfformar rmar o conv conveerti rtir un determ termiinado ado tipo de ene energí rgía de ent entrada, en otra otra diferent ente de ener nergía gía de sali alida El nomb mbrre del trans ansduct ductoor indica dica cual cual es la tran ransform formac aciión que real realiz iza, a, aun aunque que no neces cesari ariamen amente te la dire direcc cciión de la mism misma. a. Es un dispo isposi siti tivo vo usado en todas odas las las apli aplica caci cioones nes de ingen ingeniiería, ría, en Bioi Bioin ngeni genierías rías se usan para obtener la infor formación de entorno rnos físi ísicos y conse onsegguir (a partir de esta info informaci rmación ón)) seña señale less o impul impulso soss eléct eléctri ricos cos o vicev vicever ersa. sa.

Tipos Básicos: Electromagnéticos y Fotoeléctricos: Electroquímicos: Electromecánicos Electroacústicos: Termoeléctricos: Tomado del documento: bioinstrumentación electrónica Juan Diego Lemos



Transductor Transdu ctores es Bio Bioeléctr eléctricos icos Electromagnéticos y Fotoeléctricos 

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

Fotodiodo, que Fotoresistor, Fotoresistor, fototransistor, fototransistor, tubo fotomultiplicador, convierte cambios los niveles de luz lu z en un formato eléctrico. Aplicación: pulsoximetro

Tomado del documento: bioinstrumentación electrónica Juan Diego Lemos



TRANSDUCTORES ELECTROMAGNÉTICOS 

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Antenas: Antenas: convierte las ondas electromagnéticas ele ctromagnéticas en la corriente eléctrica y viceversa Receptores, transmisores transmisores y transceptores de radio: usados para la comunicación por vía inalámbrica inalámbrica de datos Aplicación: Sistemas Sistemas Blue Tooth en un Dispositivo Dispositivo Vestible Vestible




TRANSDUCTORES BIOELÉCTRICOS ELECTROQUÍMICOS 

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Sondas pH, para la medición del potencial de hidrogeno hidr ogeno en soluciones o medios medi os Equipo para la medición del PH gástrico gástrico y otros desordenes estomacales Equipo para la medición med ición del PH para laboratorio clínico.




TRANSDUCTORES BIOELÉCTRICOS – ELECTROQUÍMICOS 

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Detectores de gases O2, NOx, COx, etc . para detectar la presencia de determinados gases, también caen en esta categoría los detectores de gases anestésicos. Los ventiladores mecánicos modernos incorporan varios sensores para el anál anális isis is de gase gasess Ana Anali liza zado dorr de gases ases por por la técn técnic icaa de espe espect ctro rofo fottomet ometrí ríaa




UNIDADES ASISTENCI ASISTENCIALES ALES URGENCIAS 

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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

Marcapasos transitorio javiergarciar@gm ail com


HOSPITALIZACIÓN 

En está área se encuentran los pacientes cuya condición no requiere monitoreo constante 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

Aspirador

Bomba de Infusión

Lámpara auxiliar

Ventilador *

Negatoscopio

RX portátil

Bascula

Flujometro

Regulador de vacio

* Equipos no obligatorios, obligatorios, su uso us o depende depende de la necesidad



CIRUGÍA 

Procedimientos Procedimie ntos quirúrgicos de cualquier nivel de complejidad, compl ejidad, incluyendo sala de partos, partos, cirugía cir ugía 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.cir .circ. extracorp

Maq.Tie .Tiempo de coagulación

Fluoroscopio

Inyector ½ contraste

Artroscopio

Laparoscopio



UNIDADES ESPECIALES 

Unidad de cuidados intensivos, intensivos, críticos, cr íticos, coronarios, neonatales etc. e tc. Cama de paciente

MSV

Monitor NIBP

Oxímetro

Monitor fetal

Desfibrilador

Aspirador

Bomba de Infusión

Lámpara auxiliar

Ventilador

Negatoscopio

Pesa pañal

Capnografo

Flujometro

Regulador de vacio

Monitor CO

Incubadoras

Servocuna

Humidificador

Maq. Ti Tiempo de coagulación

Lámparas de calor radiante

Lámpara de fototerapia

Balón de contrapulsación

Marcapasos Marcapasos transitori transitorioo

Bomba jeringa

MSV mu multiparametro …



REFERENCIAS 

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



1. INTRODUCCIÓN BIOINSTRUMENTACIÓN

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