DESARROLLO DE EQUIPAMIENTO BIOMEDICO DIDACTICO SOLUCION ALTERNATIVA POLITICA DE EQUIPAMIENTO

Transcripción

1 DESARROLLO DE EQUIPAMIENTO BIOMEDICO DIDACTICO POLITICA DE EQUIPAMIENTO PARA LA CARRERA DE INGENIERIA BIOMEDICA Ing. B.M Guillermo Avendaño C Universidad de Valparaíso 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. 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 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 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 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)

2 EQUIPO DIDACTICO ESPECIALIZADO Ejemplo de equipo didáctico para electrónica digital, su costo y cantidad lo hace accesible INTERFACE (CONVERTIDOR ANALOGICO DIGITAL) La unidad PASCO permite adquirir cualquier señal biológica y exhibirla en la pantalla de una computadora con un software especializado 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 EQUIPOS MEDICOS DIVERSOS Marcapasos externo endocavitario para pruebas con animales Monitor cardiaco profesional Se adquieren simuladores, marcapasos, instrumental de calibración de equipo médico especializado, instrumental de psicofisiología y biomecánica INSTRUMENTOS DE CALIBRACION Fantoma simulador de paciente utilizado para la calibración de equipos de rayos X tanto en Radiografía como en fluoroscopía

3 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. 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 $ y se están gestionando otros equipos por un valor equivalente. 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) EQUIPO DIDACTICO ENCARGADO Módulos didácticos encargados a empresa de producción electrónica, el volumen hace conveniente esta modalidad 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 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)

4 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. ELECTROESTIMULADOR PARA CONTROL DEL DOLOR Equipo electroestimulador muscular EMS y control de dolor TENS, de uso fisiátrico 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 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

5 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

6 DESPUES DE LA CALIFICACION EQUIPO DE ELECTROCARDIOGRAFIA GANADOR DE PROYECTO CORFO- MOTOROLA 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. 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 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) AMPLIFICADOR BIOLOGICO Circuito clásico de electrocardiografia para pruebas con simulador y eventuales pruebas con animales.

7 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 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 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 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) ASPECTO DEL FOTOCOLORIMETRO CONSTRUIDO EN UNA CAJA SIMPLE CIRCUITOS DEL PLETISMOGRAFO Circuitos simples con transductor óptico de dedo encapsulado y oscurecido

8 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.