DESARROLLO DE EQUIPAMIENTO BIOMEDICO DIDACTICO

DESARROLLO DE
EQUIPAMIENTO BIOMEDICO
DIDACTICO
POLITICA DE EQUIPAMIENTO
PARA LA CARRERA DE
INGENIERIA BIOMEDICA
EL PROBLEMA DEL EQUIPAMIENTO
•Una de las ideas normalmente más aceptadas
es la naturaleza compleja y necesariamente
costosa de los equipos biomédicos, situación
que se hace más grave en lo relativo a la
utilización didáctica de los mismos, puesto que
son muy pocas las empresas que a nivel
mundial fabrican equipos que puedan ser
usados en la enseñanza de la Ingeniería
Biomédica.
Ing. B.M Guillermo Avendaño C
Universidad de Valparaíso
FORMA DE ENCARAR EL PROBLEMA
• La solución más utilizada en las carreras de
Ing. Biomédica es, por un lado, el uso de
equipos médicos convencionales con los
cuales se hacen experiencias solamente
demostrativas, dado que no es posible dotar de
varias unidades de equipos costosos para
experimentación individual o de pequeños
grupos. Por otro lado, está la política de reducir
la docencia exclusivamente a la teoría
POLITICA DE EQUIPAMIENTO
• A) COMPRA DE EQUIPO DIDACTICO
PROFESIONAL, GENERAL Y
ESPECIALIZADO
• B) COMPRA DE EQUIPO BIOMEDICO
• C) DONACIONES DE EQUIPOS
MEDICOS DIVERSOS
• D) CONSTRUCCION
• EQUIPO ENCARGADO A TERCEROS
• EQUIPO DESARROLLADO POR ACADEMICOS
• EQUIPO DESARROLLADO POR
ESTUDIANTES
SOLUCION ALTERNATIVA
• Como una forma de resolver el problema
se planteó una política de equipamiento
que considera diversas vertientes de
obtención de equipos didácticos, ya sean
convencionales de electricidad y
electrónica, o equipos médicos y de
laboratorio para ser usados con fines
didácticos
EQUIPOS DIDACTICOS DE USO GENERAL
•Fuentes de poder profesionales
•osciloscopios
•generadores
•Instrumentos de medición
(multímetros, puentes RLC,
etc)
•Sistemas de osciloscopios
virtuales (PASCO, LABVIEW)
Este tipo de equipo
convencional se adquierE a
través del presupuesto de la
institución (mejor oferta,
técnico económica)
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EQUIPO DIDACTICO
ESPECIALIZADO
• Ejemplo de equipo didáctico para
electrónica digital, su costo y cantidad lo
hace accesible
EQUIPO MEDICO ADQUIRIDO
• Por razones de costo y
volumen se adquieren un
conjunto de equipos
médicos fundamentales de
costo medio bajo, para
fines docentes, este tipo de
equipo se complementa con
similares unidades
obtenidas por donación.
• Como ejemplo se muestran
electrocardiógrafos,
monitores, medidores de
presión
• Se adquieren
simuladores,
marcapasos,
instrumental de
calibración de
equipo médico
especializado,
instrumental de
psicofisiología y
biomecánica
INTERFACE (CONVERTIDOR
ANALOGICO DIGITAL)
• La unidad PASCO
permite adquirir
cualquier señal
biológica y exhibirla
en la pantalla de una
computadora con un
software especializado
EQUIPOS MEDICOS DIVERSOS
• Marcapasos externo
endocavitario para
pruebas con animales
• Monitor cardiaco
profesional
INSTRUMENTOS DE
CALIBRACION
• Fantoma simulador de
paciente utilizado para
la calibración de
equipos de rayos X
tanto en Radiografía
como en fluoroscopía
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DONACIONES DE EQUIPOS
• El vínculo con el Ministerio de Salud y algunas
empresas privadas, así como instituciones de otros
países,ha permitido la adquisición de un amplio
conjunto de equipos médicos de varias generaciones
y en diferente estado funcional.
• Estos dispositivos cumplen una gran función
didáctica puesto que permiten conocer el principio
de funcionamiento de equipos reales, la eventual
reparación de algunos, la realización de Tesis.
• El aspecto más destacado es el acercamiento que
permite a la práctica con equipo verdadero y no sólo
la aproximación teórica a los dispositivos.
POLITICA DE CONSTRUCCION DE
EQUIPOS
•Desde antes de iniciar la carrera se definió el criterio
de autoconstrucción de equipo didáctico, en la
práctica se ha superado la idea original yendo hacia la
construcción de equipo médico utilizable hecho por
profesores y eventuales tesistas, así como la
construcción de equipo desarmable construido por los
propios estudiantes como parte de los laboratorios en
las diferentes asignaturas, en particular es las que
involucran especialidades, como es el caso de
Mediciones biomédicas, electromedicina analógica y
de potencia, fisiatría, neonatología, neumología,
(Bioingeniería I y II)
SISTEMAS
AUTOCONSTRUIDOS
• Se definen así por estar realizados en la
universidad tanto por los profesores con
ayuda de los estudiantes, o por estos últimos
como parte de sus actividades de laboratorio
• Los equipos construidos por los estudiantes
sólo tienen propósito didáctico, por lo que
se trata de lograr el funcionamiento básico,
los otros pueden ser parte de eventuales
proyecto industriales
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Con esta política se han obtenido equipos de:
Radiología
Ultrasonido diagnóstico y terapéutico
Pruebas de Esfuerzo
Cardiología (monitores, Electrocardiógrafos, PM)
Laboratorio Clínico
Endoscopia
Anestesia
Pruebas pulmonares
Oftalmologia
Otros Conjunto valorado en US $ 500.000 y se están
gestionando otros equipos por un valor equivalente.
EQUIPO DIDACTICO
ENCARGADO
Módulos didácticos encargados a empresa de
producción electrónica, el volumen hace
conveniente esta modalidad
EQUIPOS DESARROLLADOS
POR LOS PROFESORES
• Se diseñaron y construyeron algunos equipos
con el propósito de ser usados como
herramientas de trabajo y al mismo tiempo
que su propia construcción sea un mecanismo
didáctico, como el ejemplo de la fuente dual,
(que se usa como tal), siendo al mismo tiempo
una “caja abierta”, que muestra los elementos
constituyentes (transformador, capacitores,
rectificador, reguladores, etc)
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FUENTE DE PODER DUAL
AUTOCONSTRUIDA
INTERFACE AUTOCONSTRUIDA
(CONVERTIDOR ANALOGICO DIGITAL)
EQUIPOS MEDICOS DESARROLLADOS
POR LOS PROFESORES
• Laser LLLT
dermatológico y
fisiátrico
• Alarma para urgencias
cardiológicas con
transmisor de cuello.
OTROS EQUIPOS AUTOCONSTRUIDOS
• Circuito impreso y Formas de
onda de simulador de funciones
electrocardiográficas destinado a
la docencia y a la calibración de
equipo médico real
ELECTROESTIMULADOR
PARA CONTROL DEL DOLOR
• Equipo
electroestimulador
muscular EMS y
control de dolor
TENS, de uso
fisiátrico
EQUIPO HECHO POR LOS
ESTUDIANTES DE MAYOR NIVEL
• Desarrollo como parte de la docencia
• Se desarrollan en forma simultánea a la didáctica de
especialidades tales como fisiatría, neonatología,
anestesia, nefrología, servoventilacion y espirometría,
radiología y medicina nuclear, laboratorio clínico
• Ha permitido el desarrollo de electroestimuladores
• Incubadoras
• Espirometros
• Fotocolorimetros
• Generadores de laser
• Se esperan nuevos desarrollos a medida que se avanza
en la malla curricular
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DISEÑO Y CONSTRUCION DE UNA
INCUBADORA ESTACIONARIA
DURANTE LA CONSTRUCCION
DE LA INCUBADORA
• Esquema de
incubadora que
los estudiantes
deben diseñar y
construir como
parte de la
especialidad de
Neonatología en
Bioingeniería I
UTILIZACION DE EQUIPO REAL PARA
ELABORAR EL PROYECTO PROPIO
ESTUDIANTES EN EL ARMADO
FINAL DE SU EQUIPO
EXPONIENDO SU PROYECTO
AL RESTO DEL CURSO
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DESPUES DE LA CALIFICACION
EQUIPO DE ELECTROCARDIOGRAFIA
GANADOR DE PROYECTO CORFOMOTOROLA
• Este equipo fue la base
tecnológica de un
proyecto destinado a
implementar un
sistema rural de
Telemedicina en la V
región de Valparaíso,
2do lugar a nivel
nacional en proyectos
de ingeniería.
EQUIPO DIDACTICO
BIOMEDICO
• Este tipo de equipo se desarrolla durante el
horario de las clases de laboratorio, según
su complejidad puede tener diversas etapas,
se construye y prueba de acuerdo a un
manual de procedimientos de laboratorio
• Puede ser desarmado o guardado para otros
grupos de trabajo.
CIRCUITO DE CUENTAGOTAS
• Como parte del
estudio de los
transductores se
desarrolla un
cuentagotas basado
en un transductor
piezoeléctrico
(usando un cristal
fonocaptor de
tocadisco)
CONSTRUCCION DE UNA TERMOCUPLA
La termocupla puede
ser construida con
elementos simples, un
clip de papel y una
trozo de alambre de
cobre, entrega entre 1.7
y 2 mV.
El experimento se
completa con una
juntura sumergida en
hielo
AMPLIFICADOR BIOLOGICO
• Circuito clásico de
electrocardiografia
para pruebas con
simulador y
eventuales pruebas
con animales.
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CIRCUITO BASICO DE
AMPLIFICADOR BIOLOGICO
• Circuito construido
para laboratorio de
Medición biológica,
destinado a utilizarse
con simuladores
autoconstruidos y que
se visualizan en
osciloscopios virtuales
didácticos
CIRCUITO DEL
FOTOCOLORIMETRO
•El sistema se basa en la
utilización de un LED de
tres colores (rojo, azul y
verde) con el que se
obtiene absorbancia y
transmitancia sobre un
fototransistor a través de
una cubeta con el producto
ASPECTO DEL FOTOCOLORIMETRO
CONSTRUIDO EN UNA CAJA SIMPLE
SISTEMA TRANSMISOR RECEPTOR
DE TELEMETRIA
• Circuitos construidos
por los estudiantes
para la transmisión y
recepción de señal
electrocardiográfica en
frecuencia modulada,
como parte del
laboratorio de
Electromedicina
analógica
REGISTROS DEL
FOTOCOLORIMETRO
• Sobre la base del
software que posee el
sistema PASCO se
utiliza el sistema
autoconstruido para
hacer mediciones con
diversos elementos
(fanta, agua con jabón
y otros productos
inocuos)
CIRCUITOS DEL PLETISMOGRAFO
• Circuitos simples con transductor óptico de dedo
encapsulado y oscurecido
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FOTOPLETISMOGRAFO
CONECTADO A INTERFACE
DETALLE DEL TRANSDUCTOR
PROBANDO EL PLETISMOGRAFO
FORMA DE ONDA
OBTENIDA CON INTERFACE
CONCLUSIONES
•La experiencia desarrollada en los 4 años de desarrollo
permiten indicar que se los costos de equipamiento
autoconstruido son del orden del 20% del total.
•Los equipos encargados significan un 25 % de la inversión,
indicando ahorros significativos con relación a la compra de
equipo equivalente (fuentes, amplificadores, osciladores)
•Los equipos autoconstruidos por los estudiantes como parte
de su docencia permite construir dispositivos a un décimo del
costo del equivalente profesional
•La política de donación o comodato permite obtener
dispositivos que de otra forma sólo podrían ser usados en
hospitales o no ser utilizados.
•Los ahorros por equipo donado son altamente significativos.
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