INSTITUTO TECNOLÓGICO Y DE ESTUDIOS SUPERIORES DE MONTERREY
E95042. Instrumentación Biomédica

Departamento académico:E
Unidades:2-1-8
Requisito:
Semestre y carrera:
Equivalencia:NT
Objetivo general de la materia:Introducir al estudiante a los principios, aplicaciones y al diseño de instrumentación médica aplicada en la medición de las bioseñales más importantes.

Temas y subtemas del curso:1. Acondicionamiento de señales
1.1 Amplificadores
1.2 Comparadores
1.3 Integradores y diferenciadores
1.4 Filtros activos
2. El origen de los biopotenciales
2.1 Introducción
2.2 Electroencefalograma
2.3 Electromiograma
2.4 Electrocardiograma
2.5 Electroretinograma
2.6 Electroencefalograma
3. Electrodos para biopotenciales
3.1 Interfaz electrodo-electrolito
3.2 Polarización
3.3 Modelos
3.4 Artefactos
3.5 Electrodos superficiales
3.6 Electrodos internos
3.7 Arreglos de electrodos
3.8 Microelectrodos
4. Amplificadores de biopotenciales
4.1 Electrocardiograma
4.2 Protección
4.3 Reducción de señales en modo común
4.4 Amplificadores para otros biopotenciales
4.5 Procesamiento de otras biopotenciales
5. Medición del sistema cardiovascular
5.1 Funcionamiento del sistema cardiovascular
5.2 Análisis de las formas de onda
5.3 Propiedades dinámicas de los sistemas de medición de presión
5.4 Respuesta en frecuencia
5.5 Efecto de los parámetros
5.6 Requisitos de ancho de banda para la medición de la presión
5.7 Distorsión de la forma de onda típica de presión
5.8 Medición de presión venosa
5.9 Sonidos cardiacos
5.10 Fonocardiograma
5.11 Cateterización cardiaca
5.12 Medición indirecta de la presión sanguínea
5.13 Medición de volumen de sangre
5.14 Medidores de flujo sanguíneo
5.15 Pletismografía
5.16 Fotopletismografía
6. Medición del sistema respiratorio
6.1 Funcionamiento del sistema respiratorio
6.2 Medición de presión
6.3 Medición de la tasa de gas-flujo
6.4 Volumen pulmonar
6.5 Pletismografía respiratoria
6.6 Algunas pruebas de la mecánica respiratoria
6.7 Medición de concentración de gases
7. Biosensores químicos
7.1 Sensores electroquímicos
7.2 Fibrosensores químicos
7.3 Transistor de efecto de campo sensible a iones
7.4 Transistor de efecto de campo inmunológicamente sensible
7.5 Monitoreo no invasivo de gases en sangre
7.6 Sensores de glucosa en sangre
8. Seguridad eléctrica
8.1 Efectos fisiológicos de la electricidad
8.2 Parámetros de susceptibilidad
8.3 Distribución de energía eléctrica
8.4 Macroshock
8.5 Microshock
8.6 Estándares
8.7 Protección
8.8 Prueba de sistemas eléctricos

Objetivos específicos de aprendizaje:1. Diseñar acondicionadores de señales mediante amplificadores operacionales.
2. Conocer la génesis de diversas señales bioeléctricas.
3. Examinar y modelar los mecanismos básicos en el proceso de transducción y su efecto en el comportamiento de los electrodos. Conocer los diversos electrodos usados para la medición de biopotenciales.

4. Comprender las características básicas de los amplificadores de biopotenciales.
5. Conocer la dinámica cardiovascular así como su medición: presión, sonido, flujo y volumen sanguíneos.
6. Conocer la dinámica respiratoria así como su medición: presión, flujo, concentración de gases.
7. Comprender los conceptos fundamentales de la medición de las concentraciones químicas mediante biosensores.
8. Conocer las bases para la seguridad eléctrica en hospitales así como la minimización de riesgos.

Metodología de enseñanza:ñanza
Tiempo estimado de cada tema:Tema 1: 9 horas
Tema 2: 6 horas
Tema 3: 6 horas
Tema 4: 6 horas
Tema 5: 9 horas
Tema 6: 6 horas
Tema 7: 3 horas
Tema 8: 3 horas

Políticas de evaluacion sugeridas:3 exámenes parciales 60%
Examen final 15%
Tareas 10%
Proyecto final 15%

Libro de texto1:Joseph J. Carr & John M. Brown, Introduction to Biomedical Equipment Technology, Prentice Hall, ISBN: 0-13-010492-2, 4a. edición, 2001.

Libro de texto2:John G. Webster (Editor), Bioinstrumentation, John Wiley & Sons, ISBN: 0-471-26327-3, 1a edición, 2004.


Libro de texto3:John G. Webster (Editor), Medical Instrumentation: Applications and Design, John Wiley & Sons, ISBN: 0-471-15368-0, 3a. edición, New York, 1998.

Libro de consulta:Jon B. Olansen & Eric Rosow, Virtual Bio-Instrumentation: Biomedical, Clinical, and Healthcare Applications in LabVIEW, Prentice Hall, ISBN: 0-13-065216-4; 1a edición, 2002.

Richard Aston, Principles of Biomedical Instrumentation and Measurement, Maxwell Macmillan International Editions, ISBN: 0-02-946562-1, 1991.

Sergio Franco, Design with Operational Amplifiers and Analog Integrated Circuits, McGrawHill, ISBN: 0-07-232084-2, 1a edición, 2002.

\0Material de apoyo:Labview o Labwindows de Nacional Instruments.
Perfil del Profesor:Maestría en Ciencias en Ingeniería Biomédica, Bioelectrónica, Eléctrica, Electrónica o áreas afines; de preferencia con experiencia en proyectos de investigación aplicada y de desarrollo en el área de la Instrumentación Biomédica.




Fecha de la última actualización: 01 de septiembre de 2004(M)