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Ingeniería biomédica

De Wikipedia, la enciclopedia libre

La ingeniería biomédica es el resultado de la aplicación de los principios y técnicas de la ingeniería al campo de la medicina y la Biología.[1]​ Se dedica principalmente al diseño y construcción de productos sanitarios y tecnologías sanitarias tales como los equipos médicos, las prótesis, dispositivos médicos, dispositivos de diagnóstico (imagenología médica) y de terapia. También interviene en la gestión o administración de los recursos técnicos ligados a un sistema de hospitales. Combina la experiencia de la ingeniería con las necesidades médicas para obtener beneficios en el cuidado de la salud. El cultivo de tejidos, lo mismo que la producción de determinados fármacos, suelen considerarse parte de la bioingeniería. Aunque la mayor parte de los ingenieros biomédicos trabaja en el campo de la salud humana, también trabajan en el desarrollo de soluciones tecnológicas para el uso en medicina veterinaria, y la biología en general. [2]

Instrumentación biomédica

Por instrumentación biomédica se entiende que es el conjunto de aparatos de medición o mapeo de cualquier variable o variables de interés en el campo de la biología o de las ciencias de la salud. Los instrumentos biomédicos se desarrollan para satisfacer una necesidad o, en otras palabras, para resolver un problema. Este problema debe ser definido por el usuario o usuarios del instrumento, trátese de un problema clínico, de investigación o industrial.

Instrumentos Biomédicos

  • Ecógrafo - Mapa bi -y tridimensional de propiedades mecánicas generado por ultrasonidos
  • Rayos X - Mapa bidimensional de densidad
  • Resonancia magnética - Mapa bi - y tridimensional de concentración atómica
  • Termómetro- Temperatura
  • Electrofisiografos - Biopotenciales (EEG - cerebrales, ECG - cardiacos, EMG - musculares)

Robótica en Medicina

La ingeniería Biomédica posee un gran campo de acción en el uso de la robótica orientada a la biología(humana y animal) y la medicina, entre ellas las prótesis y ortesis cuyo uso se enfoca en personas con dificultades motoras así como también en el uso militar. Otro uso importante está en el campo de la cirugía mínimamente invasiva, donde los robots pueden potenciar las capacidades y habilidades del cirujano, así como de ofrecer una opción mínimamente invasiva en procedimientos de mayor complejidad quirúrgica[3]

Áreas del conocimiento

Esquema de un amplificador de instrumentación usado en biomedicina para controlar las señales biológicas de pequeño voltaje.
Esquema de un amplificador de instrumentación usado en biomedicina para controlar las señales biológicas de pequeño voltaje.

La ingeniería biomédica es ampliamente reconocida como un campo multidisciplinar, resultado de un largo espectro de disciplinas que la influyen desde diversos campos y fuentes de información. Debido a su extrema diversidad, no es extraño que la bioingeniería se centre en un aspecto en particular. Existen muy diversos desgloses de disciplinas para esta ingeniería, a menudo se desgrana en:[4]

Implantes de pecho de silicona, ejemplo de aplicación de material biocompatible y cirugía estética.
Implantes de pecho de silicona, ejemplo de aplicación de material biocompatible y cirugía estética.

En otros casos, las disciplinas dentro de la bioingeniería se dividen en la cercanía con otros campos de la ingeniería más arraigados, los cuales suelen incluir:

Campos de acción

Una bomba para la inyección subcutánea continua de insulina, un ejemplo de ingeniería biomédica basada en la aplicación de ingeniería electrónica en un dispositivo médico.
Una bomba para la inyección subcutánea continua de insulina, un ejemplo de ingeniería biomédica basada en la aplicación de ingeniería electrónica en un dispositivo médico.

En sus inicios, esta disciplina estuvo ligada fundamentalmente a la aplicación de técnicas de ingeniería eléctrica y electrónica para la construcción de equipos médicos (instrumentación médica), así como al diseño de prótesis y ortesis (biomecánica y rehabilitación). Posteriormente, una parte muy importante de las aplicaciones de la ingeniería a la medicina fue la instrumentación para la adquisición de imágenes del cuerpo humano (imagenología médica). A partir del desarrollo de los ordenadores, la importancia de la instrumentación fue disminuyendo, mientras que el procesamiento de las señales adquiridas cobró mayor ímpetu debido a que fue posible obtener información adicional a partir de las señales que la instrumentación proporcionaba, y que no era visible directamente a partir de los trazos puros (procesamiento de señales biomédicas). En la actualidad la disciplina está ligada también a otras como la genómica y proteómica (biología computacional). Existen las especialidades en ingeniería clínica.[5]

Historia

Hay autores que indican que existe la ingeniería biomédica desde que se aplicaron remedios a problemas particulares del individuo como una prótesis del dedo gordo del pie, que se descubrió en una tumba egipcia, con una antigüedad de más de 3000 años.[6]​ Otros autores mencionan a los dibujos anatómicos de Leonardo Da Vinci y sus aproximaciones a brazos de palanca o los trabajos de Luigi Galvani y de lord Kelvin sobre la conducción eléctrica en los seres vivos.[7]​ No obstante, el desarrollo de la instrumentación eléctrica y electrónica produjo una explosión de resultados y se puede considerar como uno de los orígenes más cercanos de la ingeniería biomédica. Esto se dio principalmente entre los años de 1890 y 1930. [8]

Ejemplos de esto son los diseños para el registro de señales electrofisiológicas, comenzando por los registros de A. D. Waller en corazones de humanos (1887), el refinamiento de la técnica por parte de W. Einthoven al desarrollar un galvanómetro de cuerda (1901) y la aplicación de este al registro de señales electroencefalográficas en humanos por parte de Hans Berger (1924). La instrumentación electrónica a partir de tubos de vacío se empleó por E. Lovett Garceau para amplificar estas señales eléctricas y el primer sistema de electroencefalógrafo comercial de tres canales fue construido por Albert Grass en 1935. [9]

Otro ejemplo es el desarrollo de la instrumentación en imagenología. Desde el descubrimiento de los rayos-X por Wilhelm Conrad Röntgen, en 1895, hasta su primera aplicación en biomedicina pasó una semana. Desde 1896, Siemens y General Electric ya vendían estos sistemas. En la actualidad, los nuevos desarrollos en imagenología han tomado mucho más tiempo en lograr su aplicación clínica. El principio de resonancia magnética se descubrió en 1946, pero no fue sino hasta 30 años después cuando se pudo desarrollar un sistema para uso en humanos.[10]

Véase también

Referencias

  1. ¿Qué es la ingeniería biomédica?
  2. Salidas profesionales de la ingeniería biomédica
  3. «Todo lo que debes saber sobre Da Vinci, el robot quirúrgico». Expansión.com. 15 de abril de 2017. Consultado el 20 de enero de 2021. 
  4. BMES Bulletin Archivado el 2 de diciembre de 2007 en Wayback Machine., Vol. 30, noviembre de 2006.
  5. [1]
  6. Nerlich, Andreas; Zink, A,. Szeimies, U., Hagedorn, H. (12 de 2000). «Ancient Egyptian prosthesis of the big toe». The Lancet 356 (9248): 2176-2179. 
  7. Azpiroz Leehan, Joaquin (2010). «Ingeniería Biomédica». Cosmos: Enciclopedia de las ciencias y la tecnología en México 1: 51-71. 
  8. Timeline of electrical and electronic engineering
  9. El crecimiento del EEG
  10. Historia de la resonancia magnética

Bibliografía

  1. Introducción a la bioingeniería (1988 edición). Marcombo. ISBN 84-26706800. 
  2. Dyro, Joseph F. (2004). Elsevier, ed. Clinical Engineering Handbook. ISBN 0-12-226570-X. 
  3. Joaquín Azpiroz Leehan (2010). «Ingeniería Biomédica». En Óscar González Cuevas, ed. Cosmos: Enciclopedia de las ciencias y la ingeniería. Tomo 1: Ingeniería. Universidad Autónoma Metropolitana. pp. 51-71. ISBN 978-607-477-162-6. 
  4. John G. Webster (ed.). Encyclopedia of Medical Devices and Instrumentation (2006 edición). Wiley-Interscience. ISBN 978-0471263586. 
  5. Joseph D. Bronzino. Biomedical Engineering Handbook (2000 edición). CRC Press. ISBN 0-8493-0461-X. 
  6. David Yadin. Clinical Engineering (2003 edición). CRC Press. ISBN 0-8493-1813-0. 
  7. Canals-Riera, Xavier; Riu Pere, Silva Ferran, Murphy Claire (1997). Mundo Electrónico, ed. La directiva 93/42/CEE: marcado CE de equipos de electromedicina. pp. 56-60. ISSN 0300-3787. 
  8. Villafañe, Carlos (2008). Biomédica: Desde la Perspectiva del Estudiante (1 edición). Techniciansfriend.com/Lulu.com. p. 164. ISBN 978-0-615-24158-6. 
Esta página se editó por última vez el 10 feb 2022 a las 22:06.
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