Bioacústica

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR
PROGRAMA SINTETICO
CARRERA: Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica
ASIGNATURA: Bioacústica
SEMESTRE: Noveno
OBJETIVO GENERAL:
El alumno operará los equipos electrónicos e instrumentos biomédicos que se aplican en medicina, resolverá
problemas de las diferentes señales biológicas generadas por el organismo humano,
CONTENIDO SINTÉTICO:
I.
II.
III.
IV.
V.
VI.
Generalidades de Anatomía y Fisiología.
Principales Sistemas del Cuerpo Humano.
Problemas y Lmitaciones para Medir Variables en el Ser Humano.
Electrónica Básica Aplicada a la Medicina.
Instrumentación Biomédica.
Biopotenciales, Análisis, Síntesis y Reconocimiento de Señales.
METODOLOGÍA:
Conformación de equipos de trabajo, búsqueda de información por parte del alumno, técnicas grupales para la
resolución de ejercicios, uso de recursos audiovisuales e innovación tecnológica, exposiciones por parte de los
alumnos, tareas y trabajos extra clase, participación en la construcción de su conocimiento. Exposición por parte
del profesor.
EVALUACIÓN Y ACREDITACIÓN:
Tres exámenes departamentales que tendrán el valor de 70% de la calificación, 10% de prácticas en el
laboratorio, 10% de ejercicios realizados en clase y 10% de participaciones individuales y de equipo.
BIBLIOGRAFÍA:
Brazier, Mary Ab. de, The Williams and Wilkinsco The Electrical Activity of Nervous System. USA, 1980 380
págs.
Geddes L.A., L.E. Baker. de. John Wiley and Sons Principles of Applied Biomedical Instrumentation. Mc graw Hill
Inc. New York. 1985. 269 págs.
Michorn A. T. Jr. de. WA. B. Saunders Co. The application of control theory to physiological system. Academia
Press, San Diego Calif. 1976, 238 págs.
Mompin, Doblet José. Introduccion a la Bioingenieria. Marcombo, México. 1998, 220 págs.
Stropng P. de. Tektronik Biophysical measurements. Inc. Beaierion Oregon. 1983. 268 págs.
Stuart, A. Hoening Daphne A. Scott. Aparatos Medicos Electricos. Ed. Limusa USA 1981. 345 págs.
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR
ESCUELA: Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica
CARRERA: Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica
OPCIÓN: Acústica.
COORDINACIÓN:
DEPARTAMENTO: Ingeniería en Comunicaciones y
Electrónica
ASIGNATURA: Bioacústica
SEMESTRE: Noveno
CLAVE: 055
CRÉDITOS: 7.5
VIGENTE: 2006
TIPO DE ASIGNATURA: Teórico- Práctica
MODALIDAD: Escolarizada
TIEMPOS ASIGNADOS
HORAS/SEMANA/TEORÍA:
HORAS/SEMANA/PRÁCTICA:
HORAS/SEMESTRE/TEORIA:
HORAS/SEMESTRE/PRACTICA:
3.0
1.5
54
27
HORAS/TOTALES:
81
PROGRAMA ELABORADO O ACTUALIZADO
REVISADO POR: Subdirección Académica
APROBADO POR: Consejo Técnico Consultivo
Escolar de la ESIME Unidad Culhuacan y Zacatenco
Ing. Ernesto Mercado Escutia
M. en C. Jesús Reyes García
AUTORIZADO POR: Comisión de Planes y Programas
de Estudio del Consejo General Consultivo del IPN.
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR
ASIGNATURA: Bioacústica
CLAVE: 055
HOJA 2 DE 10
FUNDAMENTACIÓN DE LA ASIGNATURA
Esta materia es importante porque contribuye a que el alumno pueda resolver problemas relacionados con los
sistemas biológicos del ser humano, ya que se le capacita en el manejo de diferentes equipos de medición de las
señales biológicas, electroacústicas y electrónicas; así como a interpretar las señales generadas por el cuerpo
humano para que se pueda desempeñar en el campo de la medicina, donde relacionará los conocimientos de
electrónica con los conocimientos médicos.
Dentro de los planes de estudio de la carrera de Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica, se tiene a la asignatura
de Bioacústica como materia optativa de noveno semestre, la cual es consecuente de Vibraciones Mecánicas,
Transductores y Electroacústica.
OBJETIVO DE LA ASIGNATURA
El alumno operará los equipos electrónicos e instrumentos biomédicos que se aplican en medicina, describirá la
anatomía, fisiología y sistemas del cuerpo humano, así como los problemas y limitaciones para conocer las variables
biológicas. Además identificará las diferentes señales generadas por el organismo humano,
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR
ASIGNATURA: Bioacústica
No. UNIDAD
CLAVE: 055
NOMBRE:
I
HOJA 3 DE 10
Generalidades de Anatomía y Fisiología
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
El alumno explicará el lenguaje técnico usado en medicina, raíces, morfemas, prefijos y sufijos, así como los
diferentes planos anatómicos.
Describirá la anatomía y la fisiología de los sistemas más importantes del cuerpo humano.
No.
TEMA
HORAS
TEMAS
T
P
1,B,4B,6C
1.1
Objetivos de la Bioacústica.
1.5
1.2
Conocimientos básicos de anatomía y fisiología.
Lenguaje técnico usado en medicina.
Raíces, morfemas, prefijos, sufijos,
3.0
1.3
Planimetría.
1.5
1.4
Palabras direccionales.
1.5
3.0
7.5
3.0
Subtotal
CLAVE BIBLIOGRÁFICA
EC
3.0
5B,1B
2C,1B
1B,3C,4B,6C
3.0
ESTRATEGIA DIDÁCTICA
Búsqueda de información documental por parte del alumno de conceptos relacionados con la Bioacústica.
Formación de grupos de alumnos para discusión de los conceptos y unificación de criterios con ayuda del profesor.
Exposición por parte del alumno utilizando recursos audiovisuales, con asesoría y apoyo del profesor.
Participación del alumno en clase con preguntas abiertas y cuestionarios propuestos por el profesor.
Práctica de laboratorio, realizando medición de parámetros fisiológicos con reporte técnico.
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
Primer examen departamental unidades I, II y III. 70%
Ejercicios realizados en clases. 10 %
Prácticas de laboratorio reportadas. 10 %
Participación en actividades individuales, de equipo y tareas. 10%
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR
ASIGNATURA:
No. UNIDAD
Bioacústica
CLAVE: 055
NOMBRE:
II
HOJA 4 DE 10
Principales Sistemas del Cuerpo Humano
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
El alumno explicará los diferentes tipos de sistemas que conforman el cuerpo humano, así como los problemas y
limitaciones de medir sistemas de seres vivos.
No.
TEMA
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
TEMAS
HORAS
T
Anatomía y Fisiología del:
Sistema nervioso (sistemas sensoriales).
Sistema hidráulico (dinámica del músculo cardiaco).
Sistema neumático (dinámica de la respiración).
Sistema bioquímico (Potenciales de acción o
Biopotenciales).
7.5
Sistema tegumentario.
Sistema esquelético u óseo.
Sistema muscular.
Sistema digestivo.
1.5
1.5
1.5
1.5
Subtotal
P
CLAVE BIBLIOGRÁFICA
EC
1B,2C
5B
1B,4B
1B,4B
13.5
3.0
1.5
6.0
4.5
6.0
1B,2C
1B,2C,5B
1B,4B, 6C
1B,4B, 6C
1B,2C,5B
ESTRATEGIA DIDÁCTICA
Búsqueda de conceptos por parte del alumno de la anatomía y fisiología del cuerpo humano.
Revisión de esquemas de los diferentes sistemas del cuerpo humano para localizar los potenciales.
Descripción de los sistemas que conforman el cuerpo humano.
Exposición por parte del alumno con asesoría y apoyo del profesor.
Realización prácticas de laboratorio con reporte técnico para la determinación de parámetros fisiológicos.
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
Primer examen departamental unidades I, II y III. 70 %
Ejercicios realizados en clases. 10 %
Prácticas de laboratorio reportadas. 10 %
Participación en actividades individuales, de equipo y tareas. 10%
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR
ASIGNATURA:
No. UNIDAD
Bioacústica
CLAVE: 055
HOJA 5 DE 10
NOMBRE: Problemas y Limitaciones para Medir variables en el Ser Humano
III
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
El alumno explicará los diferentes sistemas de medición de variables en el ser humano y limitaciones que existen,
así mismo definirá los conceptos de impedancia, complianza, electrodos y resistencia.
No.
TEMA
TEMAS
HORAS
T
P
CLAVE BIBLIOGRÁFICA
EC
10.0
1B,2C
3.1
Sistemas de medición activos.
1.0
3.2
Sistemas de medición pasivos.
0.5
1B,2C
3.3
Sistemas de medición invasivos.
1.5
1B,2C
3.4
Sistema de medición no invasivos.
1.5
1B,2C
3.5
Sistemas de medición in Vitro.
1.5
3.6
Sistemas de laboratorio.
1.5
3.7
Concepto de impedancia, complianza, transductores,
y generalidades de electrodos, resistencia,
1.5
Dispositivos de despliegue registro y salida, ruido,
blindaje y aterrizaje.
1.5
3.8
Subtotal
1B,2C
6.0
4B,5B
1B,2C
1B.2C,3C
10.5
6.0
10.0
ESTRATEGIA DIDÁCTICA
Definición de impedancia, complianza, electrodos y resistencia.
Exposición por parte del alumno con asesoria y apoyo del profesor de los diferentes sistemas de medición.
Uso de recursos audiovisuales para mostrar los diferentes sistemas de medición (videocintas).
Tareas y trabajos en clase y extraclase.
Realización de prácticas de laboratorio con reporte técnico, realizando mediciones.
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
Primer examen departamental unidades I, II y III. 70 %
Ejercicios realizados en clases. 10 %
Prácticas de laboratorio reportadas. 10%
Participación en actividades individuales, de equipo y tareas. 10%
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR
ASIGNATURA: Bioacústica
No. UNIDAD
CLAVE: 055
HOJA 6 DE 10
NOMBRE:
IV
Electrónica Básica Aplicada a la Medicina.
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
El alumno clasificará los diferentes tipos de transductores, las señales del cuerpo humano, instrumentación de
laboratorio, equipos de cirugía, la seguridad del paciente y diferentes circuitos de los equipos biomédicos. Explicará
las diferentes aplicaciones de los transductores usados en equipos médicos electrónicos.
No.
TEMA
TEMAS
HORAS
T
4.1
Transductores aplicados en medicina.
0.5
4.2
Proceso analógico de señales.
1.0
4.3
Instrumentación para el laboratorio (medidor de Ph,
de PO, de PCO2).
Equipos para cirugía, terapia y prótesis.
1.5
Seguridad eléctrica y frente a las radiaciones, fuentes
de poder, simple y flotante (tierra flotante).
Redes eléctricas básicas (puente de Wheatston;
puente Wien y otros).
Redes de amplificación con CI.
1.0
Filtros pasivos y activos (pasa banda, pasa altos,
pasa bajos rechaza banda).
Biotelemetría.
0.5
Subtotal
9.0
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
4.9
P
CLAVE BIBLIOGRÁFICA
EC
10.0
3C,4B
1B,2C
1B,2C
1.5
0.5
3C,4B
1B,2C
1B,2C
1B,2C
1B.2C
3.0
1.5
1.5
1B,2C,5B
1B,2C,5B
1.0
4.5
10.0
ESTRATEGIA DIDÁCTICA
Clasificación de los diferentes tipos de transductores que se usan para diagnóstico en medicina.
Exposición por parte del alumno con asesoría y apoyo del profesor de los procesos de señales en los equipos de
diagnóstico.
Clasificación de los equipos para laboratorio y equipos de cirugía, terapia y prótesis.
Resolución de ejercicios relacionados con los filtros pasivos y activos con la guía del profesor.
Tareas extraclase realizando búsqueda de información técnica de los equipos de diagnóstico médico.
Prácticas de laboratorio con reporte técnico, manejando equipo de diagnóstico médico.
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
Segundo examen departamental unidades IV y V. 70 %
Ejercicios realizados en clases. 10 %
Prácticas de laboratorio reportadas. 10 %
Participación en actividades individuales, de equipo y tareas. 10%
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR
ASIGNATURA: Bioacústica
No. UNIDAD
CLAVE: 055
HOJA 7 DE 10
NOMBRE:
V
Instrumentación Biomédica
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
El alumno clasificará las diferentes medidas de los sistemas del cuerpo humano mediante los equipos bioacústicos
usados en hospitales, por su manejo y aplicaciones.
No.
TEMA
TEMAS
HORAS
5.1
1.5
1B,4B,5B
5.2
Medidas en el sistema cardiovascular (ECG,
marcapasos,
desfibrilador,
fonocardiógrafo,
pletismógrafo, estetoscopio electrónico).
Medidas en el sistema respiratorio (espirómetro)
1.5
1B
5.3
Medidas en el sistema nervioso (EEG.
1.5
1B,5B
5.4
Medidas en el sistema muscular (EMG; ERG).
1.5
5.5
Bioinstrumentos
(presión y flujo).
1.5
T
que
miden
variables
eléctricas
P
CLAVE BIBLIOGRÁFICA
EC
3.0
1B,2C
6.0
1B,2C
Subtotal
7.5
6.0
3.0
ESTRATEGIA DIDÁCTICA
Búsqueda bibliográfica de procedimientos de medición, en pequeños grupos y presentación de resultados con la
guía del profesor.
Exposición por parte del alumno con asesoría y apoyo del profesor de los procedimientos de medición.
Elaboración de manuales básicos de operación de los instrumentos usados en hospitales.
Uso de recursos audiovisuales para mostrar el comportamiento de los sistemas del cuerpo humano.
Tareas y trabajos en clase y extraclase.
Prácticas de laboratorio con reporte técnico, manejando equipo de diagnóstico médico.
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
Segundo examen departamental unidades IV y V. 70 %
Ejercicios realizados en clases. 10 %
Prácticas de laboratorio reportadas. 10 %
Participación en actividades individuales, de equipo y tareas. 10%
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR
ASIGNATURA: Bioacústica
No. UNIDAD
CLAVE: 055
HOJA 8 DE 10
NOMBRE: Biopotenciales, Análisis, Síntesis y Reconocimientos de Señales
VI
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
El alumno interpretará las señales del cuerpo humano al utilizar diferentes instrumentos, así como la transducción y
la simulación de los diferentes equipos.
No.
TEMA
HORAS
TEMAS
T
P
CLAVE BIBLIOGRÁFICA
EC
7.0
Bioinstrumentos que generan tensión, corriente y/o
variaciones.
Generadores de ultrasonido, TAC, Diatermia, Electro
coaguladores, Limpieza ultrasónica.
1.0
Resonancia magnética nuclear, Rx. Imágenes en
medicina nuclear.
1.0
6.4
Proceso digital de señales.
0.5
1B,5B
6.5
Transducción. Sonido, flujo sanguíneo.
1.0
1B,5B
6.6
Modelado y simulación por computadora de sistemas
biológicos. Análisis de sistemas biológicos.
.
1.0
6.1
6.2
6.3
Subtotal
1B,4B,5B
1.5
4B,5B
3.0
1B,5B
1B,3C,4B,5B
6.0
3.0
7.0
ESTRATEGIA DIDÁCTICA
Búsqueda de información documental por parte del alumno acerca de los bioinstrumentos
Clasificación de los bioinstrumentos para su estudio.
Resolución de ejercicios propuestos en clase relacionados con los procesos digitales.
Simulación por computadora de los sistemas biológicos
Tareas y trabajos en clase y extraclase.
Práctica de laboratorio y reporte técnico para la interpretación de señales del cuerpo humano.
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
Tercer examen departamental unidades VI. 70 %
Ejercicios realizados en clases. 10 %
Prácticas de laboratorio reportadas. 10 %
Participación en actividades individuales, de equipo y tareas. 10%
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR
RELACIÓN DE PRÁCTICAS
HOJA 9 DE 10
PRACT.No.
NOMBRE DE LA PRÁCTICA
UNIDAD
DURACIÓN
LUGAR DE REALIZACIÓN
1
Medición de parámetros fisiológicos
en seres vivos.
I
3.0 Hrs
Las prácticas se realizarán
en
el
laboratorio
de
acústica
2
Simulación de biopotenciales
generados en seres vivos.
II
3.0 Hrs.
3
Instrumentación electrónica para la
determinación activa y pasiva de
parámetros fisiológicos
II
1.5 Hrs.
4
Medición de biopotenciales
generados en seres vivos
III
6.0 Hrs.
5
Manejo de un electroencefalógrafo
IV
3.0 Hrs.
6
Manejo de un electrocardiógrafo
IV
1.5 Hrs.
7
Manejo de un electro miógrafo
V
6.0 Hrs.
8
Manejo e interpretación de las
señales de un electro miógrafo
VI
3.0 Hrs.
TOTAL
27.0 Hrs.
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR
ASIGNATURA:
PERÍODO UNIDAD
Bioacústica
CLAVE: 055
HOJA 10 DE 10
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
1
I, II, III
Primer examen departamental. ---- 70%
Ejercicios realizados en clases.-----10 %
Prácticas de laboratorio reportadas por los alumnos.---- 10 %
Participación en actividades individuales, de equipo y tareas.---- 10 %
2
IV, V
Segundo examen departamental. -------70%
Ejercicios realizados en clases.----------- 10 %
Prácticas de laboratorio reportadas por los alumnos.---- 10 %
Participación en actividades individuales, de equipo y tareas.---- 10 %
3
VI
Tercer examen departamental. -------70%
Ejercicios realizados en clases.-------- 10 %
Prácticas de laboratorio reportadas por los alumnos.----- 10 %
Participación en actividades individuales, de equipo y tareas.----10 %
CLAVE
B
1
2
C
BIBLIOGRAFÍA
X
Brazier, Mary Ab. de, The Williams and Wilkinsco The Electrical Activity Of Nervous
System. USA, 1980 380 págs.
X
3
Geddes L.A., L.E. Baker. de. John Wiley and Sons Principles Of Applied Biomedical
Instrumentation. Mc graw Hill Inc. New York. 1985. 269 págs.
X
Michorn A. T. Jr. de. WA. B. Saunders Co. The application of control theory to
physiological system. Academia Press, San Diego Calif. 1976, 238 págs.
4
X
Mompin, Doblet José. Introduccion a La Bioingenieria. Marcombo, Barcelona. 1998, 220
págs.
5
X
Stropng P. de. Tektronik Biophysical measurements. Inc. Beaierion Oregon. 1983. 268
págs.
6
X
Stuart, A. Hoening Daphne A. Scott. Aparatos Medicos Electricos. Limusa España.1981.
345 págs.
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR
PERFIL DOCENTE POR ASIGNATURA
1. DATOS GENERALES
ESCUELA: Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica
CARRERA:
Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica
BÁSICAS C. INGENIERÍA
ÁREA:
ACADEMIA:
SEMESTRE
D. INGENIERÍA
Acústica
Noveno
C. SOC. Y HUM.
ASIGNATURA: Bioacústica
ESPECIALIDAD Y NIVEL ACADÉMICO REQUERIDO:
Ingeniero en Comunicaciones y Electrónica.
2. OBJETIVOS DE LA ASIGNATURA:
El alumno operará los equipos electrónicos e instrumentos biomédicos que se aplican en medicina, describirá la
anatomía, fisiología y sistemas del cuerpo humano, así como los problemas y limitaciones para conocer las
variables biológicas. Además identificará las diferentes señales generadas por el organismo humano,
3. PERFIL DOCENTE:
CONOCIMIENTOS
EXPERIENCIA
PROFESIONAL
HABILIDADES
ACTITUDES
De física y matemáticas
para definir las señales de
forma analítica para
demostrar su
comportamiento en
diferentes aplicaciones.
en el área de electrónica,
medicina o Biomédica y
acústica
Comunicar.
Mostrar tolerancia hacia los
alumnos en razón a los
cuestionamientos que se le
realizan y así mismo
demostrar y fomentar la
responsabilidad hacia su
materia.
Manejo del equipo
electrónico del laboratorio.
Sobre el proceso de
señales acústicas así
como la fisiología y
anatomía del cuerpo.
ELABORÓ
Ética.
Compromiso social.
REVISÓ
Ing. Flavio Mancera Olivares
Ing. Miguel Ramírez Montiel
Ing. Rubén Juárez Barrientos
Ing. Guillermo Santillán Guevara
Presidentes de Academia
de Acústica
Subdirectores Académicos
AUTORIZÓ
Ing. Ernesto Mercado Escutia
M. en C. Jesús Reyes García
Directores
FECHA: Mayo 2006