libro biomedica español

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Ingeniera Biomdicaperspectivas desde el Uruguaycompiladas porFranco SiminiNcleo de Ingeniera Biomdica de lasFacultades de Medicina e Ingeniera de laUniversidad de la Repblica Oriental del UruguayIngeniera Biomdicaperspectivas desde el Uruguaycompiladas porFranco SiminiAutores:Ricardo Armentano, Julio Arzuaga, Pedro Arzuaga,Fernando Brum, Gustavo Brum, Juan Bussi, Daniel Cibils,Henry Engler, Jacques Fauquex, Liliana Gadola,Alberto Gmez, Alvaro Gmez, Santiago Gonzlez,Daniel Geido, Javier Hurtado, Jorge Lobo, Bernardo Martnez,Eduardo Mizraji, Pablo Mus, Franco Pessana,Jos Pedro Podest, Gregory Randall, Walter Reyes,Oscar Sanz, Franco Simini, Hamlet Surez, Mario Svirsky,Carlos Trampal y Horacio Venturino.Ncleo de Ingeniera Biomdicade las Facultades de Medicina e IngenieraUniversidad de la RepblicaPublicaciones de la Universidad de la Repblica Oriental del UruguayMontevideo, URUGUAY2007Ingeniera Biomdicaperspectivas desde el UruguayFranco SiminicompiladorIlustracin de tapa:Amrica (1943) de Joaqun Torres Garca, con autorizacinde la Fundacin Torres Garca, Montevideo, Uruguay.Diseo grco de tapas:Juan Carlos IglesiasSeguimiento editorial:Daniel GeidoEste libro hubiera sido impreso en papel procesado sin ningncompuesto de cloro (TCF) si hubiese existido oferta en plaza.1era edicin, abril de 2007, 500 ejemplaresISBN 978-9974-0-0367-5nib Ncleo de Ingeniera Biomdicade las Facultades de Medicina e IngenieraUniversidad de la RepblicaHospital de Clnicas, piso 15, sala 2Av. Italia S/N, 11600 Montevideo, URUGUAYwww.nib.fmed.edu.uyEl Ncleo de Ingeniera Biomdica coordina sus actividades simultneamente en el Departamento de Control y Electrnica Industrial del Instituto de Ingeniera Elctrica de la Facultad de Ingeniera (www.iie.ng.edu.uy) y en la Facultad de Medicina (www.fmed.edu.uy).Imprenta:Central de ImpresionesXXXXXXXXXXXDistribucin en la Universidad de la Repblica:CEI - Centro de Estudiantes de IngenieraJulio Herrera y Reissig 565, 11200 Montevideo, URUGUAY+598 2 710 8828 librera@cei.ng.edu.uyDistribucin general:Departamento de Publicaciones de la Universidad de la Repblica.Jos Enrique Rod 1827, 11200 Montevideo, URUGUAY+598 2 408 2906 infoed@edic.edu.uycatlogo de publicaciones: http://www.universidad.edu.uy/institucional/publiuniPRLOGONos complace especialmente dar a conocer esta obra coordinada por el Profesor Franco Simini que expresa el espritu de laUniversidad de la Repblica (UR) en lo que refiere a sus funciones de enseanza, investigacin y extensin.FrutodetendenciasderenovacinenlaUR,el NcleodeIngenieraBiomdica (NIB) nace al final de la dcada de los 80 como estructura transversal que abarca la Facultad de Medicina y la Facultad de Ingeniera. En la dcada de los 90 recibi un impulso mayor por parte de ambas facultades y de organismos centrales (CSIC, CSE, etc.), que le permiti ampliarse.La enseanza ha motivado la redaccin y edicin del presente compendio, derivado de dos dcadas de clases y seminarios del NIB a cargo de autores de extracciones muy diversas. Todos estos docentes se han aplicado a ensear a resolver problemas y a pro-poner soluciones novedosas en la frontera entre la Medicina y la Tecnologa.El lector encontrar en todos los captulos, en mayor o menor medida, el resultado de investigaciones en la fisiopatologa, en el diagnstico, en la electrnica y otras tecnolo-gas. Se destacan por su novedad y significacin los trabajos sobre losimplantes coclea-res de los Doctores Hmlet Surez y Mario Svirsky, las aplicaciones de la Tomografa por Emisin de Positrones del Dr. Henry Engler, lacardiologa intervencionista presen-tada por el Dr. Walter Reyes y el desarrollo demarcapasos de los ingenieros de CCC del Uruguay S.A.. El lector deducir tambin que varias lneas de investigacin en la Universidad de la Repblica han utilizado la instrumentacin propuesta por el NIB.Entre las acciones del NIB se destacan su participacin en la temtica de la incorpora-cin de tecnologa biomdica y su uso eficiente: en este libro se incluye elmantenimiento y su gestin, adems de presentar al lector uruguayo las aplicaciones de la tomografa por emisin de positrones, en vas de incorporacin al pas gracias a un esfuerzo man-comunadodelPoderEjecutivoqueleencomiendaalaUniversidaddelaRepblica su tarea de introduccin yevaluacin de tecnologas. Por otra parte, anticipndose a corrientesrenovadorasdivulgadasrecientementeyalosincentivosparareforzarel Uruguay Productivo, el NIB ha concretado latransferencia tecnolgica de un prototipo a laindustria nacional para su produccin y distribucin en el mercado regional. Otros prototipos estn siguiendo el mismo camino de concepcin, desarrollo y prueba en la Universidad de la Repblica hasta su entrega a otros actores que asegurencrecimiento econmico, fuentes de trabajo calificado y reduccin de la emigracin neta.Por lo dicho anteriormente, resaltamos que este libro, cuyos captulos fueron escri-tos por especialistas destacados en sus campos de estudio, constituye un puente. Es un puente entre los docentes y los estudiantes que encuentran en Ingeniera Biomdica una obra de referencia desde la perspectiva del Uruguay.Rafael GuargaRector de la Universidad de la Repblicajulio 2006INTRODUCCINLa IngenieraBiomdicaocupaunespacioimportanteeneldesarrollodela Medicina. El siglo XXI est asistiendo a realizaciones de significacin cuya con-secuencia ser una mejor calidad de vida para las poblaciones de todos los pases. Este libro propone una referencia inicial para el estudio y la prctica de la Ingeniera Biomdica en Amrica Latina, a partir de la cual el profesional har su propio camino de investigacin. En el Uruguay son especialmente propicias las condiciones para su desarrollo, por la cobertura de sussistemas de salud y por su reconocido nivel eneducacin, formacinuniversitariay actividadacadmica.Existetambinun sector industrial con gran potencial y vocacin de servicio regional.La obra fue pensada como punto de encuentro y de reflexin en la formacin universitaria para la cual presenta algunas clases, conferencias y seminarios de-sarrolladosenlaUniversidaddelaRepblicadesdelacreacindelNcleode Ingeniera Biomdica. Este libro no pretende ensear medicina. Su lectura lleva al estudiante a adquirir dos conjuntos de conocimientos complementarios: por un lado los conceptos de fisiologa necesarios para mantener el dilogo con profesio-nales de la salud en el desarrollo depropuestas tecnolgicas para eldiagnstico o laterapia, y por otro lado los conceptos de ingeniera para plasmarsoluciones instrumentalesenmedicina.Varioscaptulosinicianconladescripcindeun rgano o de una funcin del cuerpo y siguen con elproyecto de un instrumento de medida o con laconstruccin de la prtesis correspondiente. La comprensin de ambos enfoques es importante en la tarea de proyecto, ya que se espera que el ingeniero biomdico se integre al equipo mdico y entienda el problema antes de echar mano a sus herramientas especficas. Entre los captulos escritos con enfoque de ingeniero o sobreinstrumental biomdico, hay una excepcin notoria: debido a la circunstancia de la incorporacin de la tecnologa PET en el Uruguay, el lector encontrar un captulo sobre las aplicaciones neurolgicas de las imgenes funcio-nales detomografa de emisin de positrones (PET). Este captulo sobre PET es por lo tanto un puente tendido a los clnicos neurlogos con un material relevante para planificar su actividad futura.Sedestacaladiversidaddeextraccindelosautoresdeloscaptulosdeeste libro, todos comprometidos con eldesarrollo cientfico y tecnolgico del Uruguay. Ademsdela UniversidaddelaRepblicayotrasuniversidadesextranjeras,el enfoque industrial est presente en los cuatro captulos redactados por profesiona-les de la Industria. Entre los mltiples profesores que contribuyeron se encuentran 8Franco Siminirepresentadas cuatro Facultades de la Universidad de la Repblica. Finalmente se expresan en este libro algunos acadmicos uruguayos que trabajan en Argentina, Estados Unidos de Norteamrica, Francia y Suecia.PLAN DE LA OBRAEl primer captulo contiene un marco de referencia para elproyecto de equipos bio-mdicos como gua para el ingeniero en su desempeo (Capitulo 1). Para enfatizar su importancia se aborda luego laseguridad del paciente (Captulo 2) a partir de los efectos biolgicos de corrientes y campos elctricos con mencin de las normas vigentes a respetar.El funcionamiento de las clulas y en particular de las neuronas permite describir lapropagacin nerviosa y la contraccin muscular (Captulo 3), base para el proyec-to de prtesis y equipos de medida en neurofisiologa. En el rea cardiolgica, se presentan las tcnicas yequipos de ablacin (Captulo 4) y eldiseo de marcapasos en base a la produccin uruguaya (Captulo 5). Las investigaciones tericas y apli-cadas endinmica arterial (Captulo 6) pueden llevar al desarrollo de equipamiento para eldiagnstico cardiovascular antes de la manifestacin de sntomas. El tema cardiovascular concluye con el Captulo 7 que contiene la descripcin operativa de robots de ayuda para laciruga vascular.Las medidas demecnica ventilatoria se basan en la aplicacin de un modelo matemtico simple, lo que da origen al proyecto de equipos de evaluacin respira-toria como se describe en el Captulo 8. Antes de abordar el proyecto de unequipo dedilisis(Captulo9)sepresentala fisiologarenal.Elcuidadodelasaluden estas dcadas apela en forma creciente a los anlisis qumicos, posibles gracias a losbiosensores (Captulo 10) y a dispositivos muy complejos, verdaderas fbricas en miniatura, cuya estructura es estudiada en el Captulo 11.En el rea deinstrumentacin neurolgica se estudian los estados de conciencia a partir del EEG como ayuda para elseguimiento anestsico (Capitulo 12), se descri-ben losrganos del equilibrio y los mtodos deevaluacin vestibular (Captulo 13) y se muestra lanavegacin virtual en neurociruga (Captulo 14) antes de presentar losimplantes cocleares (Captulo 15). Como ha sucedido a menudo en la historia delatecnologa,labiologasirvedeinspiracinparapropuestasexitosas:aqu se muestra cmo el estudio de lasre