programa bioelectricidad

UNIVERSIDAD POPULAR AUTÓNOMA DEL ESTADO DE PUEBLA
DEPARTAMENTO DE INGENIRÍA INDUSTRIAL Y TECNOLOGÍA DE LA INFORMACIÓN
(Ingeniería Biónica)
I. Datos Generales
Departamento:
Nivel:
Período:
Nombre de la Asignatura:
Clave de la Asignatura:
Nombre del Profesor y Correo
Electrónico:
Total de horas:
Electrónica
Licenciatura
PRIMAVERA 2010
Bioelectéctricidad
241002
Dr. En C. Aurelio Horacio Heredia Jiménez
[email protected]
64 HRS. / 32 Sesiones teóricas/ 32 sesiones de
laboratorio
II. Marco de Referencia
2.1 Relación de la materia con otras asignaturas.
Prerrequisitos:
Bioelectromagnétismo
Simultáneas:
(no toman asignaturas simultáneas)
Posteriores:
No hay
2.2 Relación de la asignatura con el perfil de egreso
Conoce la estructura y funcionamiento básico de los dispositivos electrónicos
Diseña, implementa y regula sistemas electrónicos en procesos biomédicos.
Diseña, implementa y administra sistemas de mantenimiento biomédico.
Selecciona, instala y pone en marcha maquinaria y equipo biomédico.
III. Propósitos del curso
3.1. Objetivos generales del curso
El Alumno aplicará los conceptos de electromagnetismo y óptica para estudiar su efecto sobre
diferentes tipos de tejidos del cuerpo humano, y de los diferentes fenómenos que se pueden
desencadenar al aplicar campos eléctricos y magnéticos a diferentes tejidos y órganos del mismo.
3.2. Objetivos particulares del curso
Los alumnos:
• Conocerán e identificaran los diferentes formas de medida de señales fisiológicas
• Conocerán como responden los circuitos a un estimulo eléctrico
• Aplicarán los principios de análisis de circuitos
• Conocerán dispositivos electrónicos de control en instrumentación biomédica
• Conocerán la metodología para el diseño de instrumentación biomédica
• Conocerá algunos aspectos bioeléctricos para determinación de patologías en seres vivos.
IV. Normatividad del curso
• Al comienzo del curso los alumnos formularán sus expectativas. Durante el desarrollo del curso se
realizarán 3 exámenes escritos, prácticas de laboratorio en donde se valuará el desempeño del
estudiante, para las prácticas de laboratorio los alumnos formaran equipos de 4 integrantes.
3 Exámenes parciales 30%
• Trabajos de investigación 10%
• Practicas y reporte…………30%
• Otros (Asistencia y Participación)……………….10%
• (Proyecto Final)…….20%
V. Contenidos Temáticos
1. ELECTROLITOS.
1.1 Conducción iónica y electrónica.
1.2 Conductancia DC electrolítica.
1.3 Fenómenos de Interfase.
1.4 Electrodos y fenómenos AC
2. DIELÉCTRICOS.
2.1 Polarización y dieléctricos uniformes.
2.2 Permitividad compleja.
2.3 Polarización AC y relajación
en un dieléctrico uniforme.
2.4 Polarización interfacial.
2.5 Experimentos básicos con membranas y suspensiones.
2.6 Dispersión y espectroscopia dieléctrica.
3. PROPIEDADES ELÉCTRICAS DE TEJIDOS.
3.1 Biomateriales.
3.2 La célula.
3.3 Tejidos y órganos.
3.4 Propiedades eléctricas especiales
4. ANÁLISIS GEOMÉTRICO.
4.1 El problema directo e inverso.
4.2 Fuentes monopolares y bipolares
4.3 Recording leads.
4.4 Sistemas de tres y cuatro electrodos
4.5 Método del elemento finito.
4.6 Tomografía y plenthysmography.
5. INSTRUMENTACIÓN Y MEDICIÓN.
5.1 Teoría de redes.
5.2 Señales y medición.
5.3 Puentes, analizadores de
impedancia, amplificadores lock-in
6. APLICACIONES ESPECIALES.
6.1 Propiedades y diseño de electrodos
6.2 ECG.
6.3 EEG, ENG/ERG/EOG.
6.4 EGG.
6.5 EMG y neurografía.
6.6 Electroterapia.
6.7 Desfibrilación y electroshock.
6.8 Electrocirugía.
6.9 Suspensión de células.
VI. Evaluación
Tipos de evaluación
Evaluación Diagnóstica Mensual
Evaluación Formativa
Evaluación Sumativa
Actividades
Preguntas para conocer los conocimientos adquiridos
durante el desarrollo del curso
Desarrollo de Practicas en el laboratorio, reportes de
investigación, Tareas
Asistencia a clases
Criterios Cuantitativos
Asistencia y Participación en clase 10%
Evaluación Mensual (3) 30%
Practicas de Laboratorio y Reporte 30%
Trabajo de Investigación 10%
Proyecto Final 20%
Total 100%
Criterios Cualitativos
Actividades de aprendizaje
Realizar una programación de prácticas de laboratorio propuestas al final de este programa.
Realizar investigación de la distribución y operación delos equipos utilizados para el monitoreo de señales
fisiológicas
Identificar la instrumentación biomédica para el control de bioseñales.
Solución de problemas de aplicación para la selección de equipo eléctrico.
Recursos Didácticos
Los recursos que se utilizan son variados de acuerdo a las necesidades del grupo y el docente:
• Dado el carácter teórico-práctico del curso, utilizaremos patrones de enseñanza-aprendizaje tipo
expositivo pero favoreciendo la creación de ambientes interactivos (aprendizaje activo). Los
estudiantes se verán involucrados en actividades de grupo y serán responsables de la dirección de
ciertas actividades de aprendizaje. Se asignaran actividades individuales donde el aprendiz
desarrollará un conjunto de tareas asignadas por el profesor. Se requiere la participación activa de
los estudiantes para garantizar el logro de los objetivos del curso.
VII. Fuentes de consulta
El material de apoyo estará constituido por documentos impresos, gráficos, ilustraciones,
transparencias y modelos. Se recomienda ampliamente la búsqueda de información actualizada en
revistas impresas recientes y en la red. Algunas referencias bibliográficas que podrán consultarse
son:
1. BIOELECTRICITY: A QUANTITATIVE APPROACH, ROBERT PLONSEY, ROGER C.
BARR, PLENUM PUB CORP. 2000 (Libro Base)
2. BIOELECTRICITY AND BIOMAGNETISM, RAMESH M. GULRAJANI, JOHN WILEY & SON
LTD, 1999
3. BIOELECTRONICS, STEPHEN BONE, BOGUMIL ZABA, HUMAN KINETICS PUB., 1999
4. BIOIMPEDANCE AND BIOELECTRICITY BASICS, SVERRE GRIMNES, ORJAN
GROTTEM MARTINSEN, ACADEMIC PRESS, 2000
5. COUPLING OF BIOLOGICAL AND ELECTRONIC SYSTEMS, K. H. HOFFMANN,
SPRINGER, VERLAG, 2002
VIII. Organización de los procesos de enseñanza, aprendizaje y evaluación
Fechas
18/01/010
Temas
Objetivos del
tema
Estrategias
de
Enseñanza
Estrategias
de
Aprendizaje
Actividades
de
aprendizaje
Evaluación
Fuentes de
consulta
Presentación
del programa
Que
los
alumnos
valoren el curso
en su formación
profesional
Objetivo y
preguntas
intercaladas
Alcance del
curso
Lectura
grupal
1. Electrolitos
El
alumno
aprenderá
la
conducción
iónica
y
eléctrica,
conductancia
DC, fenómenos
de
interfase,
electrodos
y
fenómenos AC.
El
alumno
aprenderá
la
polarización y
dieléctricos,
permitividad
compleja, etc.
.
Exposición
Investigación
Ejercicios,
Practicas de
Laboratorio
Reporte de
Practicas,
Evaluación
Mensual
BIOELECTRICITY:
A
QUANTITATIVE APPROACH,
ROBERT PLONSEY, ROGER C.
BARR, PLENUM PUB CORP.
2000
BIOELECTRONICS, STEPHEN
BONE,
BOGUMIL
ZABA,
HUMAN KINETICS PUB., 1999
Exposición
Investigación
Ejercicios,
Practicas de
Laboratorio
Reporte de
Practicas,
Evaluación
Mensual
BIOELECTRICITY:
A
QUANTITATIVE APPROACH,
ROBERT PLONSEY, ROGER C.
BARR, PLENUM PUB CORP.
2000
BIOELECTRONICS, STEPHEN
BONE,
BOGUMIL
ZABA,
HUMAN KINETICS PUB., 1999
BIOELECTRICITY:
A
QUANTITATIVE APPROACH,
ROBERT PLONSEY, ROGER C.
BARR, PLENUM PUB CORP.
2000
BIOELECTRICITY
AND
BIOMAGNETISM, RAMESH M.
GULRAJANI, JOHN WILEY &
SON LTD, 1999
BIOELECTRICITY:
A
QUANTITATIVE APPROACH,
ROBERT PLONSEY, ROGER C.
BARR, PLENUM PUB CORP.
2000
BIOIMPEDANCE
AND
BIOELECTRICITY
BASICS,
SVERRE GRIMNES, ORJAN
GROTTEM
MARTINSEN,
ACADEMIC PRESS, 2000
BIOELECTRICITY:
A
QUANTITATIVE APPROACH,
ROBERT PLONSEY, ROGER C.
BARR, PLENUM PUB CORP.
2000
Programa
operativo
8/02/010
2. Dielectricos
22/02/010
3. Propiedades
Eléctricas de
Tejidos
El
alumno
aprenderá las
propiedades
eléctricas
de
tejidos
Exposición
Investigación
Ejercicios,
Practicas de
Laboratorio
Reporte de
Practicas,
Evaluación
Mensual
5/04/010
4. Análisis
Geométrico
Exposición
Investigación
Ejercicios,
Practicas de
Laboratorio
Reporte de
Practicas,
Evaluación
Mensual
26/04/010
5.
Instrumentación
y Medición
El
alumno
aprenderá
el
análisis
geométrico,
para
la
ubicación
correcta de los
elctrodos
El
alumno
aprenderá
teoría de redes,
señales
de
medición,
puentes,
analizadores de
impedancia,
amplificadores.
Exposición
Investigación
Ejercicios,
Practicas de
Laboratorio
Reporte de
Practicas
Evaluación
Mensual
10/05/010
6. Aplicaciones
Especiales
El
alumno
conocera
los
diferentes tipos
de instrumentos
de
medición
utilizados
en
medicina
BIOELECTRICITY:
A
QUANTITATIVE APPROACH,
ROBERT PLONSEY, ROGER C.
BARR, PLENUM PUB CORP.
2000
COUPLING OF BIOLOGICAL
AND
ELECTRONIC
SYSTEMS, K. H. HOFFMANN,
SPRINGER, VERLAG, 2002
PRACTICAS PROPUESTAS EN BIOELECTRICIDAD
1. Mapeo de Ubicación de los electrodos para el monitoreo de señales en brazo y ojo
2. El amplificador de Instrumentación, realizará la configuración de un amplificador de instrumentación para
Monitorear señales mioeléctricas.
3. Realizará un circuito de control de encendido y apagado de una lámpara por medio de señales mioeléctricas
4. Realizará el diseño con un amplificador de instrumentación para el monitoreo de señales oculograficas
5. Diseñará y construirá un filtro pasa banda
6. Realizara una visita a un hospital para conocer equipos de monitoreo de señales fisiológicas
7. Realizara el procesado de señales bioeléctricas para determinar una patología particular.
Nombre y Firma del Profesor
de la asignatura
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Dr. En C. Aurelio Horacio Heredia Jiménez
Nombre y Firma del alumno
que recibe (Jefe de Grupo)
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