Ingeniería Biomédica: tecnología al servicio de la mejora de la calidad de vida

Ciclo Accesibilidad y TIC, e-accesibilidad

Laura M. Roa

30 de mayo de 2016

Índice

• Introducción

• E-Salud

• Aspectos metodológicos

• Conclusiones

Introducción. La Ingeniería Biomédica

• Objetivo:

• Poner de manifiesto cómo la Ingeniería Biomédica (IB) está

directamente implicada en la superación y/o reducción de

diferentes tipos de barreras para personas con limitaciones.

Introducción. ¿Qué es la Ingeniería Biomédica?

“La disciplina científica y tecnológica que aplica los principios y los

métodos de la ingeniería, ciencia y tecnología para la

comprensión, definición y resolución de problemas biológicos y

médicos” (National Academy of Engineering of USA, 1971)

• Acoge una gran diversidad científico-técnica.

• Su fin es ofrecer a la ciudadanía la mejor atención

y bienestar individual a través de las tecnologías.

Introducción. Algunos campos de la Ingeniería Biomédica

• Ingeniería neuronal y de rehabilitación:

• Investigar aplicaciones tecnológicas a terapias motoras para

personas que han sufrido enfermedades como un accidente

vascular cerebral.

• Desarrollo de sistemas mecatrónicos para ayudar a que

personas mayores o con limitaciones

puedan tener una vida independiente.

Introducción. Cerrando el lazo del cerebro a la acción

• Avances en rehabilitación tienden cada vez más a incluir

aspectos cognitivos del control motor utilizando tecnologías de

imágenes del cerebro.

• Actualmente es común el uso de electromiografía para el

control de prótesis, midiendo al señal eléctrica que se produce

cuando un músculo se contrae voluntariamente.

Introducción. Cerrando el lazo del cerebro a la acción 2

• Problema: número limitado de lugares de control muscular

disponibles.

Introducción. Alternativas a electromiografía

• Procesado de señales cerebrales, obtenidas del

electroencefalograma (EEG) utilizando técnicas Brain–Computer

Interface (BCI).

• El desarrollo de estos dispositivos permite a los usuarios

interactuar de forma satisfactoria con su medio y cubrir

necesidades principales.

Introducción. Alternativas a electromiografía 2

a) Montaje del EEG para la recogida del

potencial evocado P300,

b) usuario llevando el gorro del EEG

conectado a un amplificador de bioseñal

durante el estudio

c) señal del P300: segmento promedio

conteniendo la respuesta objetivo y no-

objetivo en el canal Pz.

E-Salud. E-Accesibilidad

• Tradicionalmente los esfuerzos de accesibilidad orientados a

eliminar las barreras físicas.

• En la actualidad hay que considerar los problemas de e-

Accessibility (e-Accesibilidad).

E-Salud

• Avance de las TIC impulsa el uso de redes inalámbricas,

computación ubicua, monitorización remota y tecnologías de

vigilancia dentro del paradigma de e-Salud.

• La e-Salud engloba otras disciplinas que acometen una atención

integral de la ciudadanía incluyendo aspectos sociales y otros,

en particular para mayores y personas con limitaciones.

E-Salud. Smart Home

• La vida en un entorno de e-Salud o “Smart Home” incluye el

uso de servicios de propósito general e interacciones locales.

• Esto es importante para todos los potenciales usuarios, pero

crucial para personas que tienen algún tipo de limitación.

Aspectos metodológicos

• Diferentes metodologías para abordar integración de personas

con diferentes limitaciones en e-Salud.

• Diseño para todos: diseño de productos interactivos, servicios y

aplicaciones utilizables por la mayoría de potenciales usuarios

sin necesidad de modificación.

• Diseño centrado en usuario: diseñar dispositivos que

identifiquen y se ajusten a las necesidades del usuario tanto

como sea posible.

Aspectos metodológicos. Diseño para todos en e-Salud

• No diseñar una solución única para todos sino proporcionar

productos dirigidos a un posible rango de “capacidades

humanas”, requisitos y preferencias.

• Cambiar diseño singular por espacio de diseño dotado de

alternativas adecuadas.

Aspectos metodológicos. Interacción Humano-Computador

• Existen barreras relacionados con la Interacción Humano-

Computador (HCI) que necesitan abordarse en áreas tan

complejas como la socio-sanitaria.

• La HCI puede ser uno de los obstáculos

más importantes para el éxito de

sistemas innovadores de e-Salud.

Aspectos metodológicos. Diseño en ingeniería

• Proceso creativo y complejo que explora un problema

identificado y desarrolla una solución tecnológica.

• El diseño correcto depende de la correcta definición del

problema

Aspectos metodológicos. Proceso de diseño 1

• El proceso convencional de diseño en ingeniería consta de

cuatro etapas:

• Etapa 1. Desarrollo de especificaciones

• Analizar el problema, definirlo y cuantificarlo.

• Describir y cuantificar las funciones que el dispositivo tiene

que realizar.

Aspectos metodológicos. Proceso de diseño 2

• Etapa 2. Diseño del dispositivo

• Resolver el problema guiado por las especificaciones.

• Evaluar distintos conceptos para analizar su capacidad de

resolver el problema y seleccionar el más sencillo.

• Desarrollar el concepto seleccionado en un diseño detallado,

incorporando características que cumplan las

especificaciones.

Aspectos metodológicos. Proceso de diseño 3

• Etapa 3. Evaluación

• Tras construir el primer prototipo, realizar su evaluación para

comprobar que el dispositivo resuelve el problema y cumple

los requisitos resumidos en las especificaciones.

• Realizar cambios necesarios en el prototipo hasta que

cumpla las especificaciones.

Aspectos metodológicos. Proceso de diseño 4

• Etapa 4. Producción

• Los cambios realizados en el prototipo se incorporan en la

versión final para producción.

Aspectos metodológicos. Diseño industrial y e-Salud

• Diseño y evaluación se realizan frente a unas especificaciones

que no cambian.

• Los diseños para e-Salud presentan mayores retos que los

industriales porque muchos de los posibles usuarios de los

dispositivos son personas con limitaciones físicas, neurológicas,

o cognitivas.

Aspectos metodológicos. Diseño en e-Salud

• El diseño comienza por conocer los requisitos de usuario y la

recopilación de un funcional de especificaciones.

• El mayor desafío no es resolver el problema sino entender el

problema.

• El diseñador debe comprender al usuario, sus limitaciones, su

medio y sus problemas.

Aspectos metodológicos. Diseño en e-Salud 2

• Cada ser humano es un mundo con sus comportamientos,

reacciones y necesidades. Por eso no es adecuado el método

convencional de diseño en ingeniería.

• El diseño en e-Salud implica a los diseñadores, usuarios y

profesionales socio-sanitarios.

Aspectos metodológicos. Diseño en e-Salud 3

• El “problema” es la percepción del usuario de la necesidad que

tiene del dispositivo.

• El “requisito” es la verdadera naturaleza de la necesidad del

usuario, esto no es siempre obvio. El proceso de investigar los

requisitos revela la verdadera naturaleza del problema para el

diseñador y a veces para el usuario.

Aspectos metodológicos. Diseño en e-Salud 4

• La expresión del problema por un usuario puede ser no

detallada y no utilizar una terminología adecuada. Por ello, al

comenzar el trabajo de diseño hay que ser consciente de que

no se tiene un total dominio de las necesidades del usuario.

• Una evaluación preliminar por usuarios de un sencillo prototipo

puede proporcionar información que no podría ser sacada

fácilmente a través del proceso de, por ejemplo, encuestas.

Aspectos metodológicos. Diseño en e-Salud 5

• La evaluación de este primer prototipo con potenciales usuarios

generará gran cantidad de información.

• Las subsiguientes evaluaciones producirán mayores detalles y

valoraciones más precisas de la usabilidad y accesibilidad del

dispositivo.

Aspectos metodológicos. Diseño en e-Salud 6

• En algún momento del proceso iterativo, el diseñador deberá sopesar los beneficios de nuevas iteraciones frente a los costos en tiempo y material de la misma, finalizando el proceso.

Aspectos metodológicos. Diseño en e-Salud 7

• Esta metodología maximiza las potenciales ventajas de la

introducción de nuevas tecnologías para minimizar el riesgo

inherente del incremento de la exclusión y segregación de

grupos específicos de personas. Facilita la personalización de

sistemas y servicios, redundando en unos menores costos y

una mayor rentabilidad a medio y largo plazo.

• Requiere de la participación de equipos interdisciplinares, con lo

cual es necesaria una mayor inversión inicial.

Conclusiones

• El concepto de SmartCity hace referencia al proceso de mejorar

la vida en las ciudades con la incorporación de las TIC a través

de las infraestructuras de la ciudad.

Conclusiones 2

• No puede concebirse el desarrollo de un proyecto de SmartCity

sin atender a una cuidadosa planificación que debe ir desde las

políticas energética, de aguas, transporte y comunicaciones y

de seguridad, hasta la salud pública de los ciudadanos y el

cuidado integral de la ciudadanía en su hogar.

• De esta forma, el paradigma de e-Salud se convierte en parte

esencial de una ciudad verdaderamente inteligente a través del

concepto de hogar inteligente (Smart Home).

Conclusiones 3

• Como en todas las innovaciones tecnológicas, el impacto de e-

Salud sobre la ciudadanía dependerá de cómo sea explotada y

utilizada, del tiempo y esfuerzo invertido

para involucrar a las personas en su

desarrollo, considerando sus necesidades,

requerimientos y preferencias.

Ingeniería Biomédica: tecnología al servicio de la mejora de la calidad de vida

Ciclo Accesibilidad y TIC, e-accesibilidad

Laura M. Roa

30 de mayo de 2016