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 ______________________________________ Dr. En C. Aurelio Horacio Heredia Jiménez Nombre y Firma del alumno que recibe (Jefe de Grupo) ___________________________________