Características Dinámicas Y Estáticas De Los Instrumentos Biomédicos.

Características dinámicas y estáticas de los instrumentos biomédicos.

Marcela Quiroga Cód.: 20091005003

Resumen— En este artículo se pretende entender el concepto de sistema de instrumentación, así como conocer las características específicas de los sistemas y equipos biomédicos Realizando un análisis crítico de las especificaciones de equipos biomédicos

I. INTRODUCCIÓN

L

a Bioingeniería tiene diferentes campos de aplicación que se definen a continuación: la ingeniería Biomédica es la aplicación de la ingeniería a la medicina.

Se denomina instrumento a cualquier dispositivo empleado para medir, registrar y/o controlar el valor de una magnitud que se desea observar. La instrumentación desde este punto de vista puede considerarse como la ciencia y tecnología del diseño y utilización de los instrumentos.

La instrumentación biomédica trata sobre los instrumentos empleados para obtener información a aplicar energía a los seres vivos, y también a los destinados a ofrecer una ayuda funcional o a la sustitución de funciones fisiológicas. Existen equipos o instrumentos para diagnóstico, monitorización, terapia, electrocirugía y rehabilitación.

El diseño de prototipos, desarrollo, fabricación y venta de nuevos equipos o instrumentos biomédicos es una tarea compleja, cara y que requiere de un proceso largo. No todos los prototipos de equipos pueden utilizarse y muy pocos llegan al mercado superando las pruebas y controles médicos y la burocracia.

En la actualidad, el desarrollo de nuevas ideas es bastante limitado y la mayor parte de los nuevos equipos se basan en productos evolucionados dando origen a un nuevo modelo de un equipo ya existente, aumentando las prestaciones y características del mismo. Un equipo nuevo se basa en un nuevo principio o concepto para solucionar un problema de forma más cómoda reemplazando métodos antiguos.

II. JUSTIFICACIÓN

La instrumentación biomédica se diseña para medir diversos parámetros físicos y fisiológicos. El rango de frecuencias y valores del parámetro a medir son los principales factores que deben tenerse en cuenta a la hora de diseñar un sistema. Un resumen de los principales parámetros, y sus valores estándar pueden observarse en la siguiente tabla.

Tabla 1. Rango y frecuencia de parámetros fisiológicos.

Muchas variables importantes de los sistemas fisiológicos no pueden obtenerse directamente y sin daño para el sujeto puesto que son inaccesibles y deben obtenerse por medio de medidas indirectas.

Las variables medidas en el cuerpo humano rara vez son determinísticas. Sus magnitudes varían con el tiempo, incluso teniendo controladas todas las variables que pueden aceptarle. La mayoría de la medidas biomédicas varían ampliamente entre diferentes pacientes normales, incluso en condiciones similares de medida. Existen numerosos lazos de realimentación entre diferentes variables fisiológicas y todavía muchos de ellos no se conocen suficientemente. El método más común para asumir esta variabilidad de las medidas y poder compararlas con otras es utilizar funciones de distribución estadísticas y probabilísticas.

Hoy en día, todas las medidas biomédicas dependen de alguna forma de energía que se aplica al tejido vivo o de alguna energía que modifica el funcionamiento del sensor. Por ejemplo, los rayos X o imágenes por ultrasonidos dependen de energía aplicada externamente que interactúa sobre el tejido vivo. Los niveles de seguridad de estas energías son difíciles de establecer ya que muchos mecanismos que provocan daños a los tejidos no se comprenden en la actualidad muy bien. El funcionamiento de los instrumentos en entornos médicos impone restricciones muy importantes. El equipo debe ser seguro, de fácil manejo y capaz de soportar golpes y exposiciones a productos químicos. El equipo electrónico debe diseñarse para minimizar los riesgos de electroshock. La seguridad de los pacientes y del personal sanitario debe tenerse en cuenta en todas las fases del diseño y testeo de los equipos.

Existen numerosas reglamentaciones que vigilan la seguridad de los dispositivos o equipos destinados a uso humano.

III. DESARROLLO TEORICO

ESTRUCTURA GENERAL DE UN SISTEMA DE INSTRUMENTACIÓN BIOMÉDICA.

Todos los equipos o sistemas de instrumentación biomédica tienen un diagrama de bloques similar al de la figura 1. El flujo principal de información va del hombre al equipo. Los elementos mostrados por líneas discontinuas no son esenciales. La principal diferencia entre los sistemas de instrumentación biomédica y cualquier otro sistema de instrumentación convencional radica en que la fuente de las señales suelen ser seres vivos o energía aplicada a estos seres o tejidos vivos.

Fig1. Esquema general de un equipo de instrumentación biomédica.

CARACTERÍSTICAS ESTÁTICAS GENERALES DE LOS EQUIPOS DE INTRUMENTACIÓN BIOMÉDICA.

Cuando se desea adquirir equipos comerciales de instrumentación biomédica es necesario comparar y evaluar los diferentes equipos disponibles en el mercado en función de criterios cuantitativos. Estos criterios deben especificar y dar a conocer de una forma clara las prestaciones del equipo y la calidad de éste. Deben tenerse en cuenta el rango de las magnitudes a medir y la dependencia de las señales de salida respecto de posibles interferencias en el equipo.

Las características del funcionamiento del equipo pueden dividirse en dos grandes bloques en función de la frecuencia de la señal de entrada.

 Las características estáticas del

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