E-95 031 Sensores y Aplicaciones Biomédicas

Requisito: E-00-857 Equivalencia: No tiene.

Tópico de especialidad para las carreras de: IElC, ISE e IFI.

OBJETIVO GENERAL DE LA MATERIA: Darle al alumno una base teórica y práctica de instrumentación biomédica basada en sensores y microcontroladores. El curso toma como base los sistemas utilizados en hospitales y agrega las nuevas tecnologías en transmisión de datos como son el puerto USB y el sistema inalámbrico Bluetooth. El curso empieza con una introducción de los procedimientos médicos así como una descripción de los sistemas más utilizados de instrumentación biomédica en los hospitales, después se estudian los principios y las aplicaciones de los sensores más comunes para después integrarlo todo en un sistema de adquisición y transmisión de datos, controlado por un microcontrolador.

OBJETIVOS GENERALES DEL CURSO El propósito de este curso es integrar los conocimientos previamente adquiridos en los cursos de: microprocesadores y periféricos, sistemas digitales y electrónica analógica para diseñar e implementar sistemas de instrumentación biomédica utilizando sensores y microcontroladores.

TEMAS Y SUBTEMAS DEL CURSO

1. Instrumentación Biomédica

1.1 Procedimientos médicos

1.2 Monitoreo respiratorio y apnea

1.3 Monitoreo de Electrocardiogramas (ECG)

1.4 Monitoreo de Electroencefalogramas (EEG)

1.5 Monitoreo fisiológico

1.6 Monitoreo de la presión sanguínea

2. Principios de los sensores y de sus transductores

2.1 Descripción y clasificación de sensores por su principio

2.1.1 Sensores resistivos

2.1.2 Sensores inductivos

2.1.3 Sensores capacitivos

2.1.4 Sensores piezoeléctricos

2.1.5 Biosensores

2.2 Tipos de transductores

2.2.1 Electroquímicos

2.2.2 Opticos

2.2.3 Cristales anisotrópicos

2.3 Clasificación de sensores por su aplicación

2.3.1 Medición de temperatura

2.3.2 Medición de presión

2.3.3 Medición de humedad

2.3.4 Medición de radiación

2.3.5 Composición de líquidos (pH, ácido úrico, glucosa)

2.3.6 Composición de gases (CO2 ,N2O)

3. Adquisición y transmisión de la información

3.1 Adaptación de las señales

3.1.1 Filtros (notch filter)

3.1.2 Detección de picos en señales

3.1.3 Convertidor A/D y D/A

3.2 Frecuencia de monitoreo

3.3 Sistema de comunicación

3.4 Serial (USB)

3.5 Paralela

3.6 Inalámbrica (Bluetooth)

METODOLOGÍA SUGERIDA Y ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE

Exposición de los temas por parte del maestro, asignación de tareas individuales, formación de equipos de 2 o 3 personas para realizar algunos proyectos para poner en práctica los temas vistos es clase.

TIEMPO ESTIMADO POR TEMA

1 9 clases de 1 hora (3 semanas)

2 21 clases de 1 hora (7 semanas)

3 12 clases de 1 hora (4 semanas)

Revisión de proyectos: 3 clases de 1 hora (1 semana)

Examenes parciales (3): 3 clases de 1 hora (1 semana)

POLÍTICAS DE EVALUACIÓN SUGERIDAS

Tareas 10 %

Exámenes 60 %

Proyectos 30 %

LIBROS DE TEXTO

• Willis. J. Tompkins, John.G.Webster, "Design of Microcomputer-Based Medical Instrumentation", Prentice-Hall.
• Jacob Fraden, "Handbook of Modern Sensors" , Springer Verlag, 1997

LIBROS DE CONSULTA

• Eugene N. Bruce, "Biomedical Signal Processing and Signal Modeling", John Wiley, 2000.
• Brian Eggins, "Biosensors: An Introduction" , John Wiley, 1999.
• R.Pallas-Areny, John G. Webster, "Sensors and Signal Conditioning" , John Wiley, 2000.
• Jacob Fraden, "Handbook of Modern Sensors" , Springer Verlag, 1997
• John G. Webster, "Medical Instrumentation : Application and Design" , John Wiley,1997.
• Joseph J. Carr, John M. Brown, "Introduction to Biomedical Equipment Technology" , Prentice Hall, 2000.
• John D. Enderle (Editor), Susan M. Blanchard, "Introduction to Biomedical Engineering", Academic Press, 2000.
• Robert Morrow, "Bluetooth: Operation and Use", McGraw-Hill Professional Publishing, 2002.

PERFIL DEL PROFESOR: Profesor con Maestria o Doctorado en Ingenieria Electronica. Experiencia en investigacion es recomendable en areas de sensores e instrumentacion biomedica.