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Tecnología Médica: Instrumentación Biomédica

Datos generales de la materia

Modalidad
Virtual
Idioma
Castellano

Descripción y contextualización de la asignatura

Los sensores biomédicos registran señales biomédicas y los convierten en lo que suele ser una señal eléctrica. Como tal, el sensor biomédico sirve como interfaz entre un sistema biológico y un sistema electrónico. Al considerar los sensores biomédicos, es necesario tener en cuenta ambos lados del interfaz: el biológico y el electrónico, ya que ambos componentes juegan un papel importante en el rendimiento del sensor. Hay muchos tipos de sensores que pueden ser utilizados en aplicaciones biomédicas. En general, se clasifican en sensores físicos o químicos. En el caso de los sensores físicos, estos pueden cuantificar variables geométricas, mecánicas, térmicas, hidráulicas, eléctricas y ópticas.

Existen dos tipos de sensores físicos que merecen mención especial: los sensores de fenómenos eléctricos del cuerpo conocidos como electrodos y el sensor óptico. El segundo grupo de sensores son los llamados químicos pudiendo clasificarse en gaseosos, electroquímicos, fotométricos y bioanalíticos. En este caso, los sensores se refieren a detectores químicos de medición, como la identificación de la presencia, la detección de diferentes concentraciones, y el seguimiento de la actividad química en el cuerpo de diversos agentes químicos.

Los sensores biomédicos también pueden ser clasificados desde el punto de vista de sus aplicaciones. Generalmente se pueden dividir en función de si se utiliza con fines diagnósticos o terapéuticos en clínica, o de recogida de datos en investigación biomédica. Los sensores también pueden ser clasificados desde el punto de vista en como se aplican al paciente. Desde la telemetría como método que menos interacciona con los procesos biológicos hasta los sensores implantados dentro de los seres vivos, es evidente que si una medida se puede realizar por un sensor no invasivo en el paciente frente a otro que deba ser implantado quirúrgicamente, la primera opción es la más deseable.

La mayoría de los sensores biomédicos son esencialmente los mismos que los sensores industriales. Lo único que les diferencia es su aplicación, encontrando problemas especiales relacionados con el interfaz entre el sensor y el sistema biológico que se mide. La presencia de materiales extraños, especialmente los materiales implantados, afectan al medio biológico en el que se ubican, generando reacciones de rechazo. Por lo tanto, al considerar los sensores biomédicos, nos debemos preocupar por el fenómeno de rechazo y cómo afectará al rendimiento del sensor. Si el fenómeno de rechazo cambia la biología local alrededor del sensor, esto puede incidir negativamente en el sensor y su medición. Hoy en día, todavía se buscan nuevos materiales de alta calidad que no provoquen el rechazo.



Profesorado

NombreInstituciónCategoríaDoctor/aPerfil docenteÁreaEmail
ALVAREZ DIAZ, ANTONIA ANGELESUniversidad del País Vasco/Euskal Herriko UnibertsitateaProfesorado Titular De UniversidadDoctoraNo bilingüeBiología Celularantoniaangeles.alvarez@ehu.eus
ALVAREZ DIAZ,FRANCISCO JOSEHospital de Cruces, Barakaldo, OsakidetzaOtrosDoctorfranciscojose.alvarezdiaz@osakidetza.eus
GOÑI DE CERIO, FELIPEGaikerOtrosDoctorfelipe.goni@ehu.es
OLABARRIA DE PABLO,MIREN GARBIÑEGaikerOtrosDoctora
VERDOY BERASTEGUI, DOLORESGaikerOtrosDoctora

Competencias

DenominaciónPeso
Conocer los principios básicos en los que se fundamentan los principales aparatos de investigación aplicados a la investigación básica (microscopio electrónico, microscopio confocal, citómetro de flujo).25.0 %
Adquirir habilidades prácticas en el manejo de los equipos antes mencionados.25.0 %
Entender los principios básicos en los que se fundamentan los instrumentos y equipos en la monitorización y tratamiento de los pacientes.25.0 %
Reconocer el grado de sensibilidad y discriminación de variables en los distintos tipos de biosensores.25.0 %

Tipos de docencia

TipoHoras presencialesHoras no presencialesHoras totales
Magistral1522.537.5
Seminario1522.537.5

Sistemas de evaluación

DenominaciónPonderación mínimaPonderación máxima
Examen tipo test20.0 % 60.0 %
Preguntas a desarrollar20.0 % 20.0 %

Convocatoria ordinaria: orientaciones y renuncia

En este apartado es de aplicación la Normativa de gestión de Másteres Oficiales, en el Capítulo III: Docencia y calificaciones (http://www.ehu.eus/es/web/estudiosdeposgrado-graduondokoikasketak/content/-/asset_publisher/ZcG4/content/normativa-master-capitulo-iii?redirect=http%3A%2F%2Fwww.ehu.eus%2Fes%2Fweb%2Festudiosdeposgrado-graduondokoikasketak%2Fmaster-kudeaketa-arauak%3Fp_p_id%3D101_INSTANCE_yL3m%26p_p_lifecycle%3D0%26p_p_state%3Dnormal%26p_p_mode%3Dview%26p_p_col_id%3Dcolumn-2%26p_p_col_count%3D2)

La materia tiene programada una evaluación continua, donde los ejercicios y tareas evaluables han de entregarse al profesorado correspondiente antes de que termine el plazo programado en el calendario docente para cada materia.

El nivel de aprendizaje conseguido por el alumnado se expresará con calificaciones numéricas en escala de 0 a 10, con expresión de un decimal, a la que podrá añadirse su correspondiente calificación cualitativa:

a) 0,0 a 4,9 Suspenso (SS)

b) 5,0 a 6,9 Aprobado (AP)

c) 7,0 a 8,9 Notable (NT)

d) 9,0 a 10 Sobresaliente (SB)

Se podrán conceder matrículas de honor, a razón de una por cada veinte estudiantes o fracción de veinte, considerando el acta como única para el total de estudiantes por materia.

Adicionalmente, los y las estudiantes podrán presentar su renuncia a la convocatoria de evaluación mediante un escrito dirigido al coordinador del equipo docente de la materia, en un plazo no inferior a diez días antes de la fecha en la que está programada el final de la evaluación de la misma.

Convocatoria extraordinaria: orientaciones y renuncia

En las convocatorias extraordinarias, cuando no sea posible mantener el sistema de evaluación fijado, se establecerá un sistema que permita acreditar la consecución de conocimientos y competencias inherentes a la asignatura. Podrá constar de una única prueba final, configurada de tal forma que comprenda el 100% de la materia, o podrá ponderar algunos de los resultados del sistema de evaluación fijado en la convocatoria ordinaria. Si, por la naturaleza y contenidos de la asignatura, deben acreditarse otros niveles de la misma, como puede ser la realización adecuada de determinadas actividades, la prueba final podrá complementarse con la acreditación de haber superado tales niveles.

Temario

Materia: ESPECIALIZACIÓN EN TECNOLOGÍA MÉDICA: INSTRUMENTACIÓN BIOMÉDICA (3 créditos ECTS)

Temario:

1: Biosensores

2: Dispositivos Lab on a chip para el diagnóstico rápido y la monitorización mínimamente invasiva en enfermedades crónicas

3: Nanopartículas

Bibliografía

Bibliografía básica

•Anderson GP, Golden JP, Ligler FS. 1993. An evanescent wave biosensor: Part I. Fluorescent signal acquisition from step-etched fiber optic probes. IEEE Trans Biomed Eng 41(6):578.

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•Barker SL, Hyatt J. 1991. Continuous measurement of intraarterial pHa, PaCO2, and PaO2 in the operation room. Anesth Analg 73:43.

•Buck, R.P. Bioanalytic sensors. En: The Biomedical Engineering Handbook, J. Bronzino, ed., 2nd edition. Vol.1 & 2. CRC Press - IEEE Press, Boca Ratón. 2000; ISBN 0-8493-0461-X

•Chance B, Leigh H, Miyake H, et al. 1988. Comparison of time resolved and un-resolved measurements of deoxyhemoglobin in brain. Proc Nat Acad Sci 85:4971.

•Golden JP, Anderson GP, Rabbany SY, et al. 1994. An evanescent wave biosensor: Part II. Fluorescent signal acquisition from tapered fiber optic probes. IEEE Trans Biomed Eng 41(6):585.

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•Jobsis FF, Keizer JH, LaManna JC, et al. 1977. Reflection spectrophotometry of cytochrome aa3 in vivo. Appl Physiol: Respirat Environ Excerc Physiol 43(5):858.

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•Markle DR, McGuire DA, Goldstein SR, et al: 1981. A pH measurement system for use in tissue and blood, employing miniature fiber optic probes, In DC Viano (ed), Advances in Bioengineering, p 123, New York, American Society of Mechanical Engineers.

•Mendelson, Y. Optical sensors. En: The Biomedical Engineering Handbook, J. Bronzino, ed., 2nd edition. Vol.1 & 2. CRC Press - IEEE Press, Boca Ratón. 2000; ISBN 0-8493-0461-X

•Neuman, M.R. Biopotential electrodes. En: The Biomedical Engineering Handbook, J. Bronzino, ed., 2nd edition. Vol.1 & 2. CRC Press - IEEE Press, Boca Ratón. 2000; ISBN 0-8493-0461-X

•Opitz N, Lübbers DW. 1983. New fluorescence photomatrical techniques for simultaneous and continuous measurements of ionic strength and hydrogen ion activities. Sens Actuators 4:473.

•Schultz JS, Mansouri S, Goldstein IJ. 1982. Affinity sensor: A new technique for developing implantable sensors for glucose and other metabolites. Diabetes Care 5:245.

•Sutherland RM, Daehne C, Place JF, et al. 1984. Optical detection of antibody-antigen reactions at a glass-liquid interface. Clin Chem 30:1533.

•Vurek GG, Feustel PJ, Severinghaus JW. 1983. A fiber optic pCO2 sensor. Ann Biomed Eng 11:499.

•Wolfbeis OS, Posch HE, Kroneis HW. 1985. Fiber optical fluorosensor for determination of halothane and/or oxygen. Anal Chem 57:2556.

•Yoshiya I, Shimada Y, Tanaka K. 1980. Spectrophotometric monitoring of arterial oxygen saturation in the fingertip. Med Biol Eng Comput 18:27.

•Zhujun Z, Seitz WR. 1984. A carbon dioxide sensor based on fluorescence. Anal Chim Acta 160:305.

•Zimmerman JL, Dellinger RP. 1993. Initial evaluation of a new intra-arterial blood gas system in humans. Crit Care Med 21(4):495.

Bibliografía de profundización

•Rasooly, A, Herold, K.E (editors). Biosensors and biodetection: methods and protocols .vol. 1: Optical-based detectors (Methods in Molecular Biology). Springer Protocols. Humana Press. ISBN: 978-1-60327-566-8. 2008.



•Rasooly, A, Herold, K.E (editors). Biosensors and Biodetection: Methods and Protocols Volume 2: Electrochemical and Mechanical Detectors, Lateral Flow and Ligands for Biosensors (Methods in Molecular Biology). ). Springer Protocols. Humana Press. ISBN: 978-1-60327-568-2. 2009.



•Egerton RF. Physical Principles of Electron Microscopy: An Introduction to TEM, SEM, and AEM. Springer, ISBN: 0387258000. 2008.



•Jevon P, Ewens B (editors). Monitoring the critically III patient. Blackwell publishers. ISBN: 9781405144407. 2007.



•Rodriguez-Mozaz S, Lopez de Alda MJ, Barcelo D. Biosensors as useful tools for environmental analysis and monitoring. Anal Bioanal Chem 2006; 386: 1025-1041.



•Williams DB, Carter CB. Transmission Electron Microscopy: A Textbook for Materials Science (4-Vols). SpringerISBN: 030645324X. 2004.



Revistas

•http://www.mdpi.com/journal/photonics



•https://www.journals.elsevier.com/biosensors-and-bioelectronics



•https://www.omicsonline.org/biosensors-bioelectronics.php



Enlaces

•http://biology.berkeley.edu/crl/flow_cytometry_basic.html



•http://info.med.yale.edu/immuno/cytometry/docs/pdf/introduction.pdf



•http://wellpath.uniovi.es/es/contenidos/seminario/tecnicas_imagen/main.htm



•http://www.ezzatmoemen.com/monitoring-and-patient-safety-book



•http://www.oximetry.org/pulseox/principles.htm



•http://www.researchimaging.pitt.edu/content/near-infrared-spectroscopy-nirs-brain-imaging-laboratory



•http://www.unl.edu/cmracfem/em.htm



•http://www.webmd.com/epilepsy/electroencephalogram-eeg-21508#1



•http://www.who.int/patientsafety/safesurgery/pulse_oximetry/who_ps_pulse_oxymetry_tutorial2_advanced_en.pdf



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