Biomecnica y rehabilitacin Este campo de investigacin dentro de la Ingeniera biomdica ha tenido diversas etapas de desarrollo. Inicialmente su orientacin fue paliar las discapacidades, fundamentalmente las producto de heridas de guerra y se asocia muy cercanamente a la medicina de rehabilitacin. La rehabilitacin es una de las especialidades mdicas que requieren de mayor nmero de equipos para proporcionar tratamiento clnico. Por ejemplo, se tienen equipos de Hidroterapia, Electroterapia, Mecanoterapia, Movimiento Humano y Rehabilitacin Laboral. En la actualidad esta lnea de desarrollo se puede considerar como de asistencia a discapacidades y adaptacin del entorno para facilitar la integracin del paciente a un ambiente productivo. Se pueden considerar actividades de los siguientes tipos: Adaptaciones al medio ambiente o Modificacin de vehculos o Acceso a computadoras o Modificaciones a las habitaciones y a los ambientes de trabajo Dispositivos de asistencia a discapacidades o Visuales o Auditivas o De comunicacin Adaptacin de prtesis y ortesis

Una nueva lnea de investigacin muy importante ha sido el estudio y aplicacin de conocimientos en sistemas neurales, donde se incluyen tecnologas del tipo: Interfases cerebro-computadora Estimulacin elctrica funcional Anlisis y decodificacin de informacin neuronal

Dentro del tema de adaptaciones al medio ambiente, se pueden contar a los proveedores de modificaciones vehiculares, que van desde la facilitacin del acceso a los vehculo hasta la modificacin del mismo para operarlo por medio de controles manuales en lugar de pedales, el control de los sistemas caseros como encendido y apagado de luces y apertura y cierre de puertas, y modificaciones sencillas como el acceso a travs de rampas. Los temas de dispositivos de asistencia a discapacidades son tan amplios que cada uno podra contarse como una disciplina aparte. Por ejemplo en dispositivos para asistencia a personas con debilidades visuales existe una gran variedad de diseos cono son los sistemas de traduccin automtica a Braille, sistemas de magnificacin iluminados, dispositivos de transduccin de seales luminosas a auditivas entre otros. Un ejemplo tpico es la mejora del bastn para ciegos convencional, aumentado con un sistema de radar ultrasnico para la deteccin de obstculos a distancia. Para pacientes con deficiencias auditivas existe desde la prtesis comn que es el auxiliar auditivo, los electrodos implantables para la estimulacin de la membrana basilar

y otros dispositivos sencillos que aunque no reemplazan la funcin, s hacen mas sencilla la vida de estos pacientes. Ejemplos de esto ltimo son alarmas visuales o vibrotctiles. Algunos sistemas facilitadores para la comunicacin son el empleo de sntesis de voz por medio de teclados o bien de conos. En este tema los dispositivos que se han diseado pueden abordar uno de varios niveles de comunicacin: Expresin de deseos y necesidades, transferencia de informacin, contacto social y etiqueta social. En el primer nivel es necesario poder obtener informacin sobre acciones a realizar como ordenar comida, hacer compras bsicas y pedir direcciones. El poder tener un nivel mnimo de interacciones. En el segundo nivel se desea poder transmitir informacin personal como actividades que la persona ha llevado a cabo, poder relacionarse dentro de un ambiente productivo. En el tercer nivel es posible establecer relaciones sociales, lo cual requiere un grado mayor de comunicacin, mientras que el ltimo nivel incorpora elementos de etiqueta tales como pedir las cosas por favor, decir gracias, etc., lo que permite una comunicacin prcticamente normal. Algunos ejemplos de tas tcnicas empleadas son la comunicacin en clave Morse, el alfabeto Braille, el empleo de pictogramas y finalmente el uso de comunicacin alfabtica. Una de las lneas mas tradicionales de la biomecnica es la adaptacin y fabricacin de prtesis (reemplazo de miembros, principalmente) y rtesis (dispositivos de soporte). En Mxico, la aplicacin de estas tecnologas es muy comn, aunque se distingue el Instituto Nacional de Rehabilitacin y en particular Centro de Ingeniera y Tecnologa en Rehabilitacin de la Universidad Iberoamericana, (UIA) que comparte sus instalaciones con la Divisin de Investigacin de Ingeniera en Rehabilitacin, bajo la direccin del M. en C. Jorge Letechipia Moreno. En estas instalaciones se desarrolla la filosofa de facilitar la autoconstruccin y adaptacin de sistemas debido a la poca participacin de la industria nacional en estos campos. En particular se destacan sus estudios sobre la adaptacin de tecnologas de bajo costo para disminuir problemas de escaras de presin en silla de ruesas as com la correccin de defectos posturales por una mala adaptacin en la misma.

La figura muestra una silla de ruedas convencional y un diagrama de presiones donde se muestran zonas de excesiva presin que pueden producir escaras.

La figura muestra una solucin de bajo costo por medio de asientos conformados que eliminan las zonas de excesiva presin. Desarrollos hechos por la UIA y el Instituto Nacional de Rehabilitacin, Mxico

Interfases Cerebro-Computadora (BCI) Una interfase cerebro-computadora es una va de comunicacin directa entre un cerebro (humano o animal) y un dispositivo externo. Estas lneas de investigacin tienen una liga directa con la rehabilitacin, ya que en la mayor parte de los casos se trata de restaurar la funcin de alguno de los sentidos que hayan sido daados (odo, visin o movimiento, principalmente). La plasticidad cerebral es una de las caractersticas que se explotan en estas prtesis, ya que el cerebro se adapta a la prtesis y llega a considerar a las mismas como si fueran miembros u rganos naturales. El trmino prtesis neural se emplea en el mismo contexto que las BCI, salvo que el primer trmino se emplea en dispositivos de uso clnico, como los implantes cocleares (que son las prtesis mas empleadas, con mas de 100,000 usuarios), mientras que BCI se emplea mas en dispositivos experimentales. Aunque los primeros trabajos de esta disciplina son de la dcada de los 70, ha habido avances muy rpidos desde la mitad de los aos 90. Diversos grupos han podido detectar e interpretar seales de centros motores complejos en cerebros al analizar los registros de grupos de neuronas pra controlar varios dispositivos. El grupo dirigido por el Dr. Miguel Nicolelis ha trabajado con grupos de electrodos dispersos sobre un rea cerebral mayor para intentar mejorar la identificacin de las seales generadas voluntariamente. A finales de los 90s este grupo desarroll interfases que decodificaban la actividad cerebral en monos mientras ste manipulaba un joystick para obtener comida. En el ao 2000 fue posible hacer operar esta interfase en tiempo real y a distancia, de tal manera que los movimientos que efectuaba el mono se replicaban por un brazo robtico en una localidad remota. Posteriormente los monos aprendieron a controlar el robor manipulando el joystick y viendo la accin en un monitor de computadora. Finalmente, aprendieron a efectuar manupulaciones sin mover la palanca, controlando al brazo nicamente por medio de su actividad cerebral.

Interfase cerebro-computadora para el control de un robot por monos entrenados. Despus de ser entrenados a manipular el robot a travs del control del joystick, con retroalimentacin a travs de una pantalla de la computadora, los momos aprenden a controlar al robot sin tocar al joystick, empleando nicamnete su visualizacin interna del proceso a controlar.

Investigacin en humanos Las interfases BCI en humanos se pueden clasificar en invasivas y no invasivas. Las interfases invasivas tienen como uno de sus elementos principales a la implantacin de varios electrodos en la corteza crebral del paciente. Se ha hecho trabajo para sustituir la funcin visual, la auditiva y para desarrollar el campo de las neuroprtesis, donde se desea permitir a pacentes con el sndrome del encerramiento o locked-in symdrome, (pacientes que debido al dao cerebral que han sufrido no se pueden comunicar con el mundo exterior) puedan mover al menos un cursor en una computadora con bajo el control de su actividad cortical. Las interfases no invasivas son menos riesgosas, fciles de usar, pero tienen menos resolucin (una relacin seal / ruido mala) por el efecto de atenuacin por las meninges y el crneo. En estas modalidades se estudia principalmente al electroenfefalograma. Desde mediados de los 90s, el Prof. Birbaumer de la Universidad de Tbingen en alemania ha empleado los registros de potenciales corticales lentos para controlar un cursor de computadora. Otros trabajos se basan en el tipo de ondas cerebrales que se pueden producir, sobre todo las ondas mu y beta. Finalmente, un tipo adicional de estudios se han hecho con estudios del llamado potencial P300. En este caso se trata de los llamados potenciales evocados que se producen involuntariamente cuando el sujeto o paciente reconoce algo visualmente aunque su ocurrencia sea infrecuente. Este modelo se puede aplicar para controlar acciones a travs de un smil de oprimir botones: En una pantalla de computadora aparecen cuatro objetos. El objetivo es que el paciente se concentre en uno de ellos, mientras que el sistema realza la orilla de los objetos (haciendola destellar), uno a la vez y en orden aleatorio. En el momento en que la orilla del objeto de inters destella, el cerebro reconoce que se trata del objeto de inters y genera el potencial P300. La interfase reconoce al potencial y toma acciones para realizar la funcin deseada, equivalente al oprimir un botn. Este paradigma se puede ampliar, de tal manera que se puede presentar el equivalente a un teclado de computadora, donde se presenta infrecuentemente cada letra, tambin en un orden aleatorio. El sistema puede entonces reconocer las teclas que se quieren seleccionar.

Procesamiento Digital de Seales La instrumentacin mdica tuvo grandes avances, principalmente a lo largo del siglo XX. Sin embargo, alrededor de la dcada de los 80s, los avances en esta rama de la ingeniera biomdica sufrieron un estancamiento debido a que el desarrollo de la microelectrnica haba permitido llegar a la construccin de amplificadores operacionales con muy buen desempeo y los avances en los sensores tambin se haban dado en mejorar las caractersticas de respuesta de los mismos. Por consiguiente el desarrollo se estanc y no se buscaron mayores avances que pudieran ser cualitativamente diferentes (Estos llegaran con la nanotecnologa en el siglo siguiente). Afortunadamente en la misma poca se produjo un auge en el desarrollo y el desempeo de los microprocesadores que permitieron emplear tcnicas de procesamiento de seales que anteriormente solo se podan llevar a cabo por laboratorios que contaban con minicomputadoras que costaban decenas de miles de dlares. El desarrollo de las computadoras personales facilit aun mas la aplicacin de estas tcnicas en diversos campos. En el caso de la ingeniera biomdica fue posible analizar las caractersticas de las distintas seales electrofisiolgicas para poder obtener mayor informacin de la que estaba visible anteriormente y esto llev a nuevos avances en la fisiologa y la biofsica con sus subsecuentes repercusiones en la calidad de la atencin mdica, de tal manera que no se concibe prcticamente ningn equipo o sistema de adquisicin de parmetros fisiolgicos que no est acoplado a una microcomputadora. Estos cambios han llevado a una nueva etapa en el desarrollo de la instrumentacin donde se pueden construir sensores y hasta ropa inteligentes. Antecedentes Las seales comnmente encontradas en el ambiente hospitalario son representaciones de fenmenos electrofisiolgicos del cuerpo humano, como el electrocardiograma (EEG) y el electroencefalograna (ECG). Este tipo de seales se denominan seales analgicas porque son similares al fenmeno que representan. El ejemplo mas claro de este tipo de seales son los discos antiguos de msica en vinyl. En este caso, la informacin est grabada en un surco en el disco que es leda por una aguja y convertida a una seal elctrica por la pastilla que en realidad es un trandsuctor que convierte a una seal mecnica en una elctrica. Finalmente esta seal elctrica se amplifica antes de recuperarse como una seal acstica (mecnica) por medio de las bocinas. La forma del surco es la misma que la forma de onda reproducida por los altavoces. Las seales en general y las electrofisiolgicas en particular estn inmersas en un ambiente lleno de interferencias y ruido elctrico que degrada la calidad de la seal. Aunque es posible mejorar algunas caractersticas de la seal por medios electrnicos convencionales, el diseo y construccin de sistemas de muy alta sensibilidad y de una buena relacin seal a ruido depende de una seleccin muy cuidadosa de los componentes, que adems varan sus caractersticas conforme envejece el equipo, lo cual vuelve caros a los sistemas analgicos complejos. Por otra parte, la aplicacin de las computadoras facilita la extraccin de la seal de inters, se basa en las operaciones de sumas y multiplicaciones nicamente y permite la modificacin de los parmetros de la seal fcilmente al requerir nicamente cambiar la programacin. Esto facilita las

mejoras contnuas (upgrades) en un equipo y lo que es ms, la cuantificacin de varias caractersticas de la seal que en el entorno clnico no son detectables a simple vista. En trminos generales las familias de aplicaciones del procesamiento digital se pueden separar en Anlisis de seales, que trata sobre la medicin de las seales y de sus propiedades. Frecuentemente se hace esto en el dominio de la frecuencia, analizando el espectro de la misma (Fourier en 1822 demostr que una seal se puede descomponer en una suma infinita de seales senoidales y cosenoidales de distintas amplitudes y frecuencias, donde la representacin de la suma de estas seales se denomina espectro; en la actualidad las seales se descomponen en series de seales de muy diversos tipos). La otra manera de efectuar el procesamiento de las seales es el filtrado digital, donde se puede eliminar el ruido no deseado, eliminar interferencia y separar una seal en bandas de frecuencia, empleando operaciones simples basadas en las sumas y las multiplicaciones sucesivas. Ejemplos comunes de seales que ahora se digitalizan son la televisin por cable o por satlite y los reproductores de sonido ya sean en formato CD o MP3, que han reemplazado las seales analgicas comunes por su contraparte digital. A continuacin mencionaremos un par de ejemplos de cmo los avances en el rea de procesamiento digital de seales han incidido en el avance de la instrumentacin mdica. Anlisis de ruidos respiratorios La invencin del estetoscopio en 1816 facilit enormemente la exploracin fsica de sujetos sanos o con enfermedades respiratorias y cardiovasculares, permitiendo su vigilancia clnica. Hoy en da es una de las maniobras mas comunes en la revisin de pacientes en general. Sin embargo, an en nuestros das la auscultacin, ms que una tcnica cuantitativa y reproducible, se considera un arte. Adicionalmente, existen varios problemas tcnicos como el no poder efectuar un seguimiento de la evolucin diaria de los ruidos ni algn sistema de almacenamiento de los mismos. En consecuencia, la interpretacin clnica de los sonidos respiratorios resulta compleja y en ocasiones dudosa. Para reducir estas limitaciones, se ha propuesto el uso de sistemas de adquisicin electrnica y de anlisis apoyado en computadoras que permitan una evaluacin cuantitativa y reproducible de los sonidos respiratorios . Los trabajos desarrollados por el grupo de procesamiento digital de seales e imgenes biomdicas de la Universidad Autnoma Metropolitana-Iztapalapa (UAMI) van desde la adecuacin de los sonidos respiratorios, para su tratamiento por medio de algoritmos numricos, hasta la propuesta de formas novedosas de representacin y extraccin de informacin til con propsitos de diagnstico. As se han desarrollado aplicaciones como un anlisis multicanal computarizado, la clasificacin de informacin sonora por medio de tcnicas del reconocimiento de patrones, la formacin de imgenes acsticas y el anlisis del problema inverso acstico. La necesidad de informacin acstica de diferentes puntos sobre el trax de un sujeto ha originado el diseo y construccin de un sistema digital de captura multicanal, en donde una serie de micrfonos permite la adquisicin de los sonidos en forma simultnea, desde los pices hasta las bases pulmonares. El sistema incluye los circuitos elctricos analgicos y digitales (hardware) y la programacin (software) necesarios para la adquisicin multicanal de los sonidos, el flujo respiratorio y otras variables fisiolgicas de inters

En el caso de la informacin acstica mediante mapas o imgenes, la visualizacin podra ser de ayuda para estudiar de forma no invasiva la relacin de la distribucin de los sonidos con la ventilacin pulmonar en sujetos sanos y enfermos. El objetivo de la imagenologa acstica es la exploracin y evaluacin de la imagen bidimensional (2D) y tridimensional (3D) de los sonidos respiratorios para la generacin de patrones acsticos asociados a diferentes condiciones respiratorias. En el problema inverso, la idea bsica es identificar las fuentes internas que producen la informacin sonora en la superficie del trax humano y que son inaccesibles por cualquier medio. Las posibles fuentes del sonido respiratorio se han estimado mediante experimentos fisiolgicos, y los resultados indican que las fuentes se originan en las bifurcaciones de las vas reas, por un flujo de aire turbulento, y/o por la vibracin de sus paredes. Es de hacer notar que en el origen del sonido y su transmisin se involucran elementos anatmicos y funcionales del sistema respiratorio y el identificar las fuentes, as como la alteracin en la transmisin del sonido, permitir establecer procesos fisiopatolgicos del sistema. En este sentido, se ha estudiado el problema inverso respiratorio mediante modelos computacionales en un intento por analizar los parmetros que afectan su solucin.

Inspiracin Espiracin

pices

Bases

Figura 3

En la figura se muestran cinco seales de sonido respiratorio y su relacin temporal con la seal de flujo respiratorio. La seal de flujo se captur mediante el uso de un instrumento llamado neumotacmetro que permite medir los litros de aire por segundo que el sujeto inspira o espira.

En la figura se presentan las imgenes acsticas obtenidas de un ciclo respiratorio, desde la fase inspiratoria hacia la fase espiratoria, comenzando en la esquina superior izquierda y avanzando rengln por rengln de imgenes.

Instrumentacin en perinatologa Dentro de la UAM Iztapalapa existe un laboratorio de ingeniera de fenmenos fisiolgicos perinatales que tiene como objetivo principal la generacin y evaluacin de mtodos no invasivos para el estudio del desarrollo fetal y la valoracin de la condicin materno-fetal a travs del anlisis de 4 fenmenos fisiolgicos: Variabilidad de la Frecuencia Cardiaca (VFC), Sonidos Cardiacos Fetales, Arritmia Sinusal Respiratoria (ASR) fetal, y Actividad uterina. Para ello se requiere de la obtencin precisa de informacin asociada a estos fenmenos, que son susceptibles a diversas fuentes de ruido ambiental o materno que pueden presentarse todo el tiempo o aparecer momentneamente, por lo que la instrumentacin electrnica debe ser selectiva y adaptable a las caractersticas de los fenmenos de estudio. Una vez que dicha instrumentacin adquiere y acondiciona estas seales es necesario utilizar herramientas de conversin analgico-digital, de procesamiento digital y visualizacin para la generacin de ndices cuantitativos sobre el desarrollo fetal y la condicin materno-fetal. Con la experiencia obtenida en el procesamiento de los sonidos cardiacos y utilizando las ventajas hardware-software que ofrece la Instrumentacin Virtual, se ha desarrollado una Interfaz Grfica de Usuario (IGU) para la adquisicin y generacin de una seal alternativa de VFC a partir del Fonocardiograma fetal (FCG). Esta IGU, o monitor de frecuencia cardiaca por Fonocardiografa que se muestra en la figura, donde se ven las seales correspondientes al FCG, su envolvente, y los cambios en la frecuencia cardiaca utilizando los intervalos entre sonidos cardiacos. Este equipo proporciona un

monitoreo latido a latido de los cambios en la frecuencia cardiaca con una precisin mayor a la de otros equipos comercialmente disponibles.

ECG abdominal FCG, FG fetal

Herramientas para adquisicin, procesamiento y visualizacin de:

CTG latido-latido

CTG promediado Mapas de propagacin e identificacin de fuentes

Ultrasonido Doppler EMG uterino

a). Seales

b). Imgenes Ultrasonido de imagen Respirograma

ndices de desarrollo y bienestar

Figura 1. Variables fisiolgicas que se estudian actualmente en el LIFFPer.

Figura 2. Monitor de frecuencia cardiaca por Fonocardiografa.

Ingeniera Hospitalaria o Ingeniera Clnica Estos dos trminos pueden emplearse indistintamente para describir las actividades de un ingeniero biomdico alrededor de las instituciones de salud. En este caso el trabajo del ingeniero se centra alrededor de la interfase equipo-paciente, como apoyo de las actividades del mdico alrededor del paciente. Todas las actividades del ingeniero hospitalario se enfocan a mejorar la calidad de la atencin a los pacientes, empleando las herramientas de ingeniera para esto. Originalmente se comenzaron a contratar los primeros ingenieros en hospitales a finales de la dcada de los 60s, cuando la complejidad de la instrumentacin mdica iba creciendo y cuando se comenzaron a generar preocupaciones alrededor de la seguridad de los pacientes. Durante los aos 60s y 70s, los ingenieros en hospitales eran casi siempre ingenieros elctricos o electrnicos que por haber trabajado en empresas de tecnologa mdica, se haban especializado en la instrumentacin mdica. En esta poca se comenzaron a implantar servicios de ingeniera clnica en diversos hospitales, notablemente en aquellos de ms de 300 camas. En estos hospitales (principalmente en los de la Administracin de Veteranos de los EUA) la estructura giraba alrededor de uno o dos ingenieros clnicos que comandaban a un grupo de alrededor de 8 tcnicos biomdicos. En otros pases como en Mxico, que inici la creacin de servicios de ingeniera hospitalaria en hospitales privados en los aos 80, la estructura se hizo a partir de grupos completos de ingenieros biomdicos, ya que no haba tcnicos especializados en instrumentacin biomdica en el pas. Esta estructura perdura hasta hoy, donde se tiene a un jefe y a un equipo formado por ingenieros (con sueldos muy modestos) que realizan en realidad tareas que podran habrseles asignado a un tcnico. En todo el mundo, entre las dcadas de los 70s y 80s, la comunidad de ingeniera biomdica comenzo a crecer, debido a la aparicin de los primeros programas de esta disciplina a nivel licenciatura. El tamao de la comunidad y las oportunidades de empleo hicieron que se segmentara la poblacin de egresados hacia tres direcciones: la investigacin y desarrollo en empresas y universidades, el trabajo en hospitales y en las actividades de comercializacin y mantenimiento de equipo. Despus de varios aos de bsqueda de un nicho dentro de la estructura hospitalaria, se determin que la funcin bsica de un ingeniero en ese ambiente era la de administrar todas las tareas de ingeniera dentro del hospital, incluyendo el mantenimiento de equipo, el diseo de nuevas reas, la seguridad elctrica, radiolgica y otras adems de evaluar el funcionamiento de la techologa en general, sugerir equipos para su adquisicin y hacer el seguimiento de los procesos de compra y de control de calidad de los mismos. En pocas palabras el ingeniero hospitalario se adjudic una serie de responsabilidades que tocan a todas las actividades donde se involucra a la tecnologa, an cuando existiera la figura de otro profesional mas apto para realizar estas funciones (como por ejemplo un arquitecto de hospitales puede hacer un mejor trabajo didseando nuevas reas clinicas; un ingeniero de planta puede tener mayor experiencia en instalaciones elctrica y neumticas). Finalmente, el trabajo que tiene que desarrollar el ingeniero clnico es en primer lugar, multidisciplinario por naturaleza, pero tambin es necesariamente un trabajo en equipo. An cuando en este trabajo es necesario emplear muchas herramientas de

administracin el Ingeniero Clnico debe ser ante todo un ingeniero, extraordinariamente competente que pueda formar un slido equipo de trabajo. No es concebible que un solo individuo sea un experto en todas las disciplinas que llegan a conformar todo el campo de trabajo de ingeniera en un hospital, pero debe tener la experiencia y las habilidades para rodearse de un equipo con individuos que complementen sus fortalezas para conformar un equipo slido y efectivo.

Nuevos desarrollos La aplicacin de nuevas tecnologas junto con el envejecimiento de la poblacin en diversas partes del mundo han hecho que se generen expectativas de una mejor calidad de vida para los pacientes sin importar el tipo de padecimiento que tengan. En la actualidad los pacientes quieren ser tratados en su hogar con el menor sufrimiento posible. Este aumento en calidad debe llevarse a cabo al mismo tiempo de que se reduzcan los costos para la atencin mdica. Uno de los factores que pueden facilitar estos objetivos es el desarrollo de Tecnologas Flexibles y Ropa Inteligente. El contar con sistemas de monitoreo porttiles (ambulatorios) junto con vestimentas con sensores integrados no invasivos promete ser un campo de grandes posibilidades para el futuro. Para el caso de personas con riesgo de enfermedad estos sistemas podrn proporcionar informacin acerca de distintos factores de riesgo como hipertensin, obesidad, diabetes y stress, y podrn proporcionar informacin acerca de cmo cambiar algunas conductas que ponen a la persona en riesgo. Estos dispositivos podrn emplearse tanto para la deteccin temprana de anomalas, haciendo un anlisis a largo plazo de las tendencias de las variables fisiolgicas bajo medicin, como para mejorar las posibilidades de rehabilitacin con pacientes que han tenido algn evento de consecuencia. Como los pacientes no son expertos, los sistemas debern tener interfases amigables para el usuario y debern tener suficiente capacidad como para indicar si el paciente est empleando a los sistemas correctamente. Adicionalmente los sistemas deben ser cmodos y discretos, de tal manera que no interfieran con las actividades cotidianas de los pacientes. Estos sistemas que monitorean a los sensores y a los parmetros vitales y que efectan mediciones en los momentos apropiados se denominan sensores inteligentes. Todo esto se debe gracias a los avances en distintas ramas de la ingeniera como: Nuevos avances en miniaturizacin en sensores, circuitos integrados y microprocesadores. Manejo inteligente de la capacidad y carga de bateras junto con nuevos diseos de las mismas. Aplicacin de nuevas tecnologas de la informacin, como la aplicacin te tecnologas GPS para localizacin de pacientes con Alzheimer, y GSM para transmitir datos de importancia a travs de tecnologas de telefona celular. Desarrollo de nuevos mtodos para hilados y tejidos que incorporan fibras conductoras para el desarrollo de electrodos integrados. Como ejemplo de estas tecnologas podemos mencionar al sistema MARSIAN, desarrollado en el laboratorio de Microsensores y Microsistemas del Institut National de Sciences Appliques en Lyon, Francia, que es un sistema de registro de la actividad del sistema nervioso autnomo. El sistema cuenta con sensores de resistencia y del potencial de la piel, adems de comtar con un sensor para la medicin de la temperatura. Tiene otros sensores para la medicin de la microcirculacin de la mano y se interfasa con ropa inteligente para analizar parmetros como la respiracin. Este sistema permite la adquisicin y procesamiento de seales fisiolgicas en tiempo real, junto con su transmisin en una unidad de tamao pequeo. Una estacin de monitoreo remota permite analizar las seales captadas para poder facilitar las decisiones mdicas acerca de un paciente a distancia.

La figura muestra un sistema MARSIAN, que es un sistema de registro autnomo de diversas variables fisiolgicas y que se compone de una unidad de captura de informacin unida a un guante y a ropa inteligente.

La Ingeniera Biomdica del Futuro A partir de los aos 70, hubo una revolucin en el diagnstico mdico, ya que los nuevos desarrollos en la imagenologa mdica (Tomografa, resonancia magntica y ultrasonido) cambiaron el enfoque basado en la ciruga exploratoria por la visualizacin. Otros desarrollos de importancia han sido el implante coclear, los desfibriladores implantables y la tecnologa de stents para el tratamiento de aneurismas y enfermedades vasculares. En la actualidad los desarrollos en las tecnologas de ingeniera celular y de tejidos prometen iniciar otra revolucin. Existen ya productos para el reemplazo de piel y se estn desarrollando cultivos celulares que podran aplicarse para la regeneracin de tejido cardiaco, hueso, cartlago adems de tejido renal y heptico. La fusin de la ingeniera con la biologa celular traern nuevos desarrollos que reemplazarn las terapias basadas en instrumentacin con tecnologas celulares y tisulares dentro de los prximos 25 aos, segn el Prof. Alan Grodzinsky, del Centro de Ingeniera Biomdica del Instituto Tecnolgico de Massachusetts. Asimismo, los avances en tecnologas electrnicas, en ptica y materiales mejorarn la instrumentacin mdica, logrando cada vez mas la miniaturizacin de dispositivos y sensores, produciendo sistemas cada vez mas precisos. Desde el punto de vista del empleo, el panorama a nivel internacional es bueno, especialmente para los trabajos en la industria biomdica a nivel mundial que se encuentra en una etapa de crecimiento en la actualidad. Muchos alumnos son contratados inmediatamente despus de haber obtenido su licenciatura. Segn el Prof. David Kelso, de la Universidad Nortwestern, lo que hace tan valioso a un ingeniero biomdico es que comprenden el problema mdico, la qumica y la bioqumica involucrada en los sensores, pero tambin entienden la ingeniera que est por detrs del desarrollo de los dispositivos. Los campos donde existe una gran oportunidad de desarrollo son los biomateriales, la rehabilitacin, la ciruga asistida por computadora y la imagenologa mdica. A nivel global, para los egresados a nivel licenciatura, alrededor de la mitad es contratada por la industria, mientras que una proporcin importante sigue estudios de posgrado y una proporcin pequea trabaja en ventas, mantenimiento y dentro de los hospitales. Las caractersticas que se requieren para un ingeniero biomdico exitoso son la capacidad para aprender nuevos conceptos rpidamente por s mismo, habilidades cuantitativas y la capacidad para analizar un problema detalladamente. Unas bases slidas en ingeniera y las habilidades para realizar trabajo en equipo son esenciales. El futuro de la Ingeniera Biomdica en Mxico En Mxico el desarrollo de esta disciplina no ha tenido las mismas caractersticas que en los pases desarrollados. En primer lugar existe una necesidad urgente para dar mantenimiento y servicio a la instrumentacin mdica instalada en el pas, que en general tiene una antigedad mayor a los 10 aos. Esto, junto con una escasez de tcnicos ha fomentado la contratacin de ingenieros biomdicos que llevan a cabo funciones de tcnicos para reparar y mantener el equipo tanto dentro de los hospitales como en empresas que se dedican a la venta y mantenimiento del mismo. Desafortunadamente la mayor parte de los ingenieros biomdicos son contratados en este tipo de trabajos con bajos sueldos y con pocas expectativas de desarrollo profesional. Algunos pueden fundar sus propias compaas que representan una variedad de marcas de proveedores

internacionales y que pueden llegar a tener bajo contrato hasta centenas de trabajadores. Desafortunadamente estos pequeos empresarios dedican pocos recursos a investigacin, desarrollo e innovacin. Un segundo grupo de ingenieros biomdicos trabajan en lo que se denomina la Ingeniera Clnica, dirigiendo a los equipos de mantenimiento y llevando a cabo otras funciones como la evaluacin de la tecnologa y la participacin en la planeacin de la aplicacin de la misma en el entorno hospitalario. Este grupo de ingenieros ocupan mandos de medios a altos, fungiendo como jefes de servicio de Ingeniera Biomdica o como subdirectores de las reas de tecnologa de los hospitales. Un tercer grupo de ingenieros, principalmente aquellos que cuentan con un posgrado, llevan a cabo funciones de docencia, investigacin y desarrollo dentro de universidades o institutos de investigacin. En general desarrollan su investigacin con recursos pblicos, internos de las universidades o derivados de patrocinios del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnologa o de financiamientos similares. Aunque los productos de investigacin y los niveles de publicacin en revistas internacionales ha ido aumentando y tienen ya un reconocimiento internacional, estos ingenieros tienen pocas relaciones con el sector industrial, de tal manera que los resultados de sus investigaciones pocas veces se llevan a la prctica en el mundo hospitalario. En vista de esta situacin , es necesario llevar a cabo esfuerzos para que exista una colaboracin entre investigadores y empresarios para cambiar el modelo de desarrollo industrial en el pas. En la actualidad la industria mexicana se ha orientado a competir por medio de la aplicacin de tecnologas que emplean mano de obra barata, mientras que el mundo ha ido cambiando hacia las tecnologas de la informacin y la innovacin continua.

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