INSTRUMENTACION BIOMEDICA COMO HERRAMIENTA DE INNOVATIVIDAD

PARA LA SOCIEDAD ACTUAL

Geryk R. Nuñez EscobarUniversidad Rafael Belloso Chacin (URBE) Maracaibo – Venezuelagnunez@urbe.edu.veikeralejonunez@gmail.com

Ricardo FabeloUniversidad Rafael Belloso Chacin (URBE) Maracaibo – Venezuelarfabelo@urbe.edu.ve

RESUMEN

Un proceso de innovación en tecnologíarequiere de una visión a largo plazo para mejorar lo yadiseñado o para crear lo inexistente. En lainstrumentación biomédica existen proyectos de innovación tecnológica con una duraciónpromedio de 5-10 años. La evolución de la instrumentación biomédica como medio de mejora en la calidad de vida de los individuos. Se presenta la estructura básica de un sistema de instrumentación biomédica, constituido principalmente por cuatro etapas primordiales que son las medidas, el sensor, el procesado y los dispositivos de salida. Se presentan las restricciones de algunas variables para establecer las referencias de diseño de los instrumentos. La clasificación de la instrumentación biomédica en sus cuatro aspectos fundamentales, por la magnitud sensada, el principio de transducción, técnica de medida y la especialidad médica o clínica. Se delimitan algunos aspectos de diseño, las áreas de aplicación, el sector laboral. Aportes de distintos tipos de centros en el desarrollo de la instrumentación biomédica. Se presenta la forma de llevar un proyecto de investigación en el área.

Palabras clave—Innovación Tecnológica, Instrumentación biomédica, IngenieríaBiomédica.

INTRODUCCION

La electrónica es la rama cientifico-técnica que ha hecho las aportaciones más espectaculares enla instrumentación biomédica en los últimos años. La aplicación de la electrónica a las diversas facetas de las ciencias biológicas y médicas ha dado lugar a la consolidación de una serie de disciplinas teóricas y tecnológicas que configuran el campo de la Bioelectrónica. Dicho campo abarca un amplio espectro de disciplinas tales como modelización de sistemas fisiológicos, estudio de señales bioeléctricas, instrumentación biomédica, medios de diagnóstico, monitorización y terapia, sistemas de ayuda funcional, diseño de prótesis electrónicas, etc. La definición de "Bioingeniería" parte del prefijo "bio" que significa vida. La "Bioingeniería"puede subdividirse en diferentes áreas como la bioeléctrónica o biomecánica. Luego puedeobservarse que la Bioelectrónica es la rama de la ingeniería electrónica que se aplica a los seresvivos en lugar de a los componentes físicos

(electrónicos). La Bioinstrumentación obtiene medidas de variables fisiológicas de seres vivos para su posterior procesamiento y obtención deresultados que determinan el estado del mismo.Para definir todos los términos relacionados con la bioingeniría, se han creado numerosas asociaciones profesionales tales como IEEE Engineering in Medicine and BiologyGroup, el ASME Biomechanical and Human FactorsDivision, la InstrumentSociety of America, el American Institute of Aeronautics and Astronautics y otras. El "Subcommittee B (intrumentation) of the Engineers Joint Council Committe on Engineering Interactions with Biology and Medicine" esunacomisión de ingenierosque se creóparadefinir la Bioingeniería. Entre sus recomendaciones cabe citar:La Bioingeniería es la aplicación de los conocimientos adquiridos por la influencia mutua de la Ingeniería y la Biología de manera que ambas se puedan utilizar de forma más completa enbeneficio del hombre.La Bioingeniería tiene diferentes campos de aplicación que se definen a continuación: la ingeniería Biomédica es la aplicación de la ingeniería a la medicina, la ingeniería del MedioAmbiente es la aplicación de los principios de la ingeniería al medio ambiente, la ingeniería Agrícola es la aplicación de estos principios a la producción biológica y acciones externas y ambientales que influyen en ella, la ingeniería de Factores Humanos que es la aplicación de laingeniería, fisiología y psicología a la optimización de las relaciones hombre-máquina..etc.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 puedeconsiderarse como la ciencia y tecnología del diseño y utilización de los instrumentos.La instrumentación biomédica trata sobre los instrumentos empleados para obtener información para aplicar energía a los seres vivos, y también a los destinados a ofrecer una ayuda funcional o a lasustitución de funciones fisiológicas. Existen equipos o instrumentos para diagnóstico, monitorización, terapia, electrocirugía y rehabilitación. Un problema importante en la ingeniería biomédica se refiere a la comunicación entre los profesionales de la ingeniería y los de la medicina. El lenguaje y "argot" del ingeniero y el médico son diferentes. Aunque es importante que el médico conozca suficiente terminología deingeniería que le permita tratar problemas con el ingeniero, la carga de establecer lacomunicación suele recaer sobre este último. El resultado es que el ingeniero o técnico debenaprender algunas nociones sobre anatomía y fisiología, de forma que ambas disciplinas puedantrabajar en armonía. Por otro lado, el médico suele ser un profesional de ejercicio libre mientrasque el ingeniero suele ser un asalariado, dando origen ha una diferencia conceptual en el enfoqueeconómico de forma que algunos médicos se resisten a considerar a los ingenieros comoprofesionales y tienden a situarlos en una posición de subordinación. Además los ingenierossuelen estar acostumbrados a las medidas cuantitativas precisas, basadas en principios teóricos ypueden encontrar poco prácticos los métodos utilizados por los médicos a menudo empíricos ycualitativos.Dado que el desarrollo y utilización de la instrumentación biomédica debe ser un esfuerzo conjunto del ingeniero y el médico, se deben realizar los mayores esfuerzos por solucionar estos problemas de "comunicación"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 ycontroles médicos y la burocracia. En la actualidad, el desarrollo de nuevas ideas es bastante limitado y la mayor parte de losnuevos 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 nuevose basa en un nuevo principio o concepto para solucionar un problema de forma más cómodareemplazando métodos antiguos.

EVOLUCION DE LA INSTRUMENTACION BIOMEDICA

En el mundo actual podemos observar la realización de operaciones quirúrgicas con el apoyo de la robótica lo que permite en algunos casos la cirugía a distancia, aunque existen muchos robots quirúrgicos, los que poseen más avances son los brazos robóticos Robo Doc, Da Vinci y Orugas o Serpientes Robóticas. Obviamente cada uno de estos distintos tipos de robots son utilizados de acuerdo al tipo de intervención, como cirugías: Endoscópicas, Cardiacas, entre otras, pero muy particularmente en operaciones Neurológicas ha destacado el Robot Da Vinci. La mayoría de los robots quirúrgicos poseen brazos robóticos que son servomecanismos del tipo maestro-esclavo y que reproducen los movimientos realizados por los médicos que controlan la operación a través de imágenes y movimientos de joystics, la ventaja de estos sistemas es que corrigen los errores de movimiento que pudiesen tener los cirujanos al temblarle la mano mejorando su precisión. La robótica es uno de los grandes avances que se deben incluir en los planes de estudio de los Ingenieros Biomédicos del siglo XXI, los sistemas maestro-esclavo y la lógica difusa se han popularizado grandemente pues permiten realizar diseños innovadores y prácticos para el desarrollo de nuevos tratamientos de pacientes: el desarrollo y implementación de prótesis y órtesis de todo tipo que le permiten mejorar la salud, calidad de vida y brindar una oportunidad para pacientes con problemas físicos, permitiendo su inserción en el campo laboral para no convertirse en una carga económica a sus familiares.La robótica sintetiza algunos aspectos de las funciones básicas que realiza el hombre a través del uso de mecanismos, sensores y procesadores. Su estudio involucra muchas áreas del conocimiento, que a grandes rasgos las podemos dividir en: manipulación mecánica, locomoción, visión por computadora o inteligencia artificial.La ingeniería biomédica es la rama de la ingeniería que implementa los principios tecnológicos en el campo de la medicina. Su objetivo es el diseño y construcción de equipos médicos, prótesis, dispositivos médicos de diagnóstico y terapia. Entre las universidades a nivel latino americano donde se desarrolla este tipo de tecnologías podemos mencionar en México la Universidad Autónoma Metropolitana(UAM,Iztapalapa), en Argentina la Universidad Nacional de Tucumán , en Chile la Universidad Católica de Valparaiso, en Colombia la Universidad Nacional de Colombia, en Cuba la Cujae, en Peru la Pontificia Universidad Católica del Perú (Pucp) y en Uruguay laUniversidad de la República.Ante los problemas de discapacidad que enfrentan algunas personas, la Ingeniería Biomédica se presenta como una solución que intenta recuperar el

uso de sus extremidades, gracias a múltiples equipos de investigación integrados por ingenieros, médicos y estudiantes, logrando mejorar la calidad de vida de estas personas.Los estudios toman en cuenta información fisiológica o bio-señales, producidas por el cuerpo humano, para mejorar el rendimiento de dispositivos de ayuda externa, llamada ortosis, que ayuda a las personas con discapacidades físicas, como traumatismos o importantes lesiones de médula espinal, a recuperar el uso funcional de brazos y piernas.La ortosis robótica ofrece grandes ventajas, resistencia residual y las restantes informaciones fisiológicas de sus extremidades, señales electromiográficas producidas en los músculos, en última instancia, podría incluso ayudar a los pacientes con distrofia muscular a recuperar el uso significativo de sus extremidades. Esta tecnología es consecuentemente muy importante ya que aumentará de forma notable la calidad de vida de las personas.

ESTRUCTURA DE UN SISTEMA DE INSTRUMENTACION BIOMEDICA

La estructura general de operación de los equipos o sistemas de instrumentación biomédica,reflejan un diagrama de bloques similar al de la figura 1. El flujo principal de información va desde el paciente o individuo al equipo. Los elementos mostrados por líneas discontinuas no son esenciales. Una de las diferencias más significativas entre los sistemas de instrumentación biomédica y cualquier otro sistema de instrumentación convencional se basa en que la fuente de las señales suelen ser seres vivos o energía aplicada a estos seres o tejidos vivos.

La línea principal de trabajo de un sistema de instrumentación biomédica se compone de las siguientes procesos:

MEDIDA: Es la magnitud física, propiedad o condición que el sistema mide. La accesibilidad a la medida es un parámetro a tener en cuenta ya que esta puede ser interna (presión de la sangre), puede medirse en la superficie del cuerpo (potenciales extracelulares como el electrocardiograma), puede emanar del cuerpo (radiaciones infrarrojas) o puede salir o derivarse de una muestra de tejido del cuerpo (sangre o una biopsia). Las medidas médicas más importantes pueden agruparse en las siguientes categorías: biopotenciales, presión, flujo, dimensiones (imagen), desplazamiento (velocidad, aceleración y fuerza), impedancia, temperatura y concentraciones químicas. Estas medidas pueden localizarse en un órgano concreto o por toda la estructura anatómica.

SENSOR: Normalmente se basan en un “transductor” que convierten una forma de energía en otra. El término “sensor” se emplea para los dispositivos que convierten una medida física en una señal eléctrica. El sensor sólo debería responder a la formade energía presente en la medida que se desea realizar y excluir las demás. Además debe poseeruna interfaz con el tejido o sistema vivo de forma que no interfiera en éste, debe de minimizar laenergía extraída y ser lo menos invasivo posible. Muchos sensores constan de elementossensores primarios como diafragmas, que convierte la presión en desplazamientos. Un elementode conversión se encarga posteriormente de convertir esta magnitud en señales eléctricas comopuede ser una galga que convierte el desplazamiento en tensión. Algunas veces, lascaracterísticas del sensor puede ajustarse para adaptarse a un amplio rango de sensores primarios.Otras veces se necesitan alimentaciones externas para alimentar estos sensores y obtener datos desalida de los mismos.

ACONDICIONAMIENTO DE LA SEÑAL:Normalmente, la señal obtenida del sensor no puede aplicarse directamente al “display” odispositivo de salida (pantalla, papel.etc). Un acondicionador simple puede amplificar, filtrar yadaptar la impedancia del sensor a la pantalla. A menudo, las señales de salida de los sensores sedigitalizan y se procesan utilizando ordenadores o sistemas basados en microcontroladores. Porejemplo, para compensar los errores de medida debidos a posibles ruidos aleatorios puederealizarse un promediado de esta señal.

DISPOSITIVO DE SALIDA:El resultado del proceso de medida puede mostrarse de diferentes formas, pero es convenienteque estos resultados se muestren de la forma más sencilla y cómoda de interpretar por parte deloperador humano. En función del tipo de medida y cómo el operador humano va a utilizarla, losresultados pueden representarse por medio gráficos o datos numéricos, de forma continua odiscreta, de manera temporal o permanente. Aunque la mayoría de los dispositivos de salida danuna información visual, existen equipos que pueden generar otro tipo de informaciones (pitidos,diferentes sonidos..etc.).

ELEMENTOS AUXILIARES:Existen diferentes elementos auxiliares que pueden implementar en el equipo de medida. Puedeutilizarse una señal de calibrado para calibrar los resultados. Puede introducirserealimientaciones de las señales de salida para controlar diferentes aspectos del equipo o ajustardiferentes parámetros del sensor. El control y el sistema de

realimentación puede ser automático o manual. Los datos pueden almacenarse en memorias en función de las condiciones de trabajo.Existen sistemas de seguridad que alertan ante posibles riesgos por parte del sujeto. Tambiénpueden existir equipos de telemetría que envían datos a terminales remotos para su posteriorprocesamiento.

RESTRICCIONES EN LAS MEDIDAS DE UN SISTEMA DE INSTRUMENTACION BIOMEDICA

El manejo de las medidas de un sistema de instrumentación biomédica se centra en un diseño que puede medir diversos parámetros físicos y fisiológicos. Por otro lado los rangos de frecuencias y valores del parámetro a medir son los principales factores que debentenerse en cuenta a la hora de diseñar un sistema (Figura 1). Algunas de estos principalesparámetros, y sus valores estándar pueden observarse en la tabla 1

Muchas variables importantes de los sistemas fisiológicos no pueden medirse de forma directa debido a que son inaccesibles para el instrumento, por tal razón estas deben obtenerse de manera indirecta.Las variables medidas en el cuerpo humano rara vez son determinísticas. Sus magnitudes varíancon el tiempo, incluso teniendo controladas todas las variables que pueden aceptarle. La mayoríade la medidas biomédicas varían ampliamente entre diferentes pacientes normales, incluso encondiciones similares de medida, debido a que las características particulares de cada individuo son propios de cada quien y no son reflejadas como una repetición en otros. Existen numerosos lazos de realimentación entre diferentesvariables fisiológicas y todavía muchos de ellos no se conocen suficientemente. El método máscomún para asumir esta variabilidad de las medidas y poder compararlas con otras es utilizarfunciones de distribución estadísticas y probabilísticas. En la actualidad, la mayoría de las medidas biomédicas dependen de alguna forma de energía que se aplica altejido vivo o de alguna energía que modifica el funcionamiento del sensor. Por ejemplo, losrayos X o imágenes por ultrasonidos dependen de energía aplicada externamente que interactúasobre el tejido vivo. Los niveles de seguridad de estas energías son difíciles de establecer ya quemuchos mecanismos que provocan daños a los tejidos no se comprenden en la actualidad muybien.El funcionamiento de los instrumentos en entornos médicos impone restricciones muyimportantes. El equipo debe ser seguro, de fácil manejo y capaz de soportar golpes yexposiciones a productos químicos. El equipo electrónico debe diseñarse para minimizar losriesgos de electroshock. La seguridad de los pacientes y del personal sanitario debe tenerse encuenta en todas las fases del diseño y testeo de los equipos. Existen numerosas reglamentacionesque vigilan la seguridad de los dispositivos o equipos destinados a uso humano.

CLASIFICACION DE LA INSTRUMENTACION BIOMEDICA

El estudio de la instrumentación biomédica puede realizarse al menos desde cuatro aspectos fundamentales. Las técnicas utilizadas para obtener la media biomédica pueden clasificarse en función dela magnitud que se sensa, como puede ser la presión, flujo o temperatura. Una ventaja de estetipo de clasificación es que pueden compararse fácilmente diferentes métodos de medir undeterminado parámetro.Una segunda clasificación se basa en el principio de transducción, tales como resistivo,inductivo, capacitivo, ultrasonidos o electroquímicos.La tercera depende de las técnicas de medida pueden estudiarse separadamente para cada sistema fisiológico: sistemacardiovascular,

respiratorio, nervioso..etc. De esta forma, pueden aislarse diferentes parámetrospara cada área específica, pero normalmente se solapan diferentes magnitudes medidas yprincipios de transducción, es decir, puede medirse la misma magnitud o parámetro en variossistemas fisiológicos.Por último, los instrumentos biomédicos pueden clasificarse en función de las especialidades médicao clínica donde se utilice. Ejemplos de esta clasificación es la instrumentación destinada apediatría, obstotricia, cardiología o radiología..etc.

CRITERIOS DE DISEÑO

Existen una gran cantidad de factores que inciden en el momento del diseño de instrumentos biomédicos. Los factores que establecen las restriccionesdependen del tipo de instrumento adesarrollar. Sin embargo, existen algunos aspectos que pueden generalizarse y responden adiversas categorías como señales utilizadas, entorno de trabajo, factores económicos y médicos.Dichos factores pueden observarse en la figura 2.Es importante dejar en claro que cada tipo de sensor determina el equipo de procesamiento de la señal, porlo tanto, las especificaciones de los instrumentos deben incluir bastantes más cosas que el tipo desensor a emplear. Para obtener el diseño final, deben establecerse ciertos compromisos entre lasespecificaciones que se desean obtener. Posibles cambios de componentes o forma de interactuaro interconectarse entre ellos, conlleva generalmente una revisión completa del diseño sobre todoen equipos complejos. Un buen diseño, suele ser el resultado de muchas horas de trabajo y decompromisos establecidos en el desarrollo del equipo.

CAMPOS DE APLICACIÓN DE LA INSTRUMENTACION BIOMEDICA

La aplicación de la instrumentación biomédica se extiende a distintas áreas abriendo mucho campo laboral para los profesionales que se especialicen en esta línea de trabajo y permite hacer innovaciones donde se creen nuevos equipos o sistemas que contribuyen a mejorar la salud del individuo. Algunos de estos son:

- Bioinstrumentación- Biomateriales- Biomecánica- Bioseñales- Biosistemas- Biotransporte- Ingeniería celular- Ingeniería clínica- Nanoingeniería- Ingeniería de rehabilitación

AREAS DE TRABAJO DE LA INSTRUMENTACION BIOMEDICA

La aplicación de la instrumentación biomédica es enorme, lo cual permite abarcar áreas de trabajo que antes no se tendrían ni como opción, ejemplo de esto pueden ser las extremidades auxiliares que hoy sustituyen protesis para poder caminar o incluso que sustituyen las extremidades superiores. Las áreas de trabajo constituyen y cubren necesidades prioritarias en distintos países, pero contribuyen a mejorar la calidad de vida. Algunas de estas son:

- Agricultura- Botánica- Genética- Medicina- Microbiología- Farmacología- Veterinaria- Zoologia

Dentro de toda la extensión que abarca la instrumentación biomédica también permite introducirse en mercados laborales y comerciales de la industria, el gobierno, instituciones médicas, entorno de investigación académico, otros.

DESARROLLOS EN EL AREA DE INSTRUMENTACION BIOMEDICA

Grandes aportes se están haciendo a nivel mundial, con el desarrollo de nuevas tecnologías en el área de electrónica, además de ciencias relacionadas al tratamiento de enfermedades y transtornos del ser humano. En España el IRB Barcelona es un instituto público de investigación, independiente y sin ánimo de lucro creado por la Generalitat de Catalunya, la Universitat de Barcelona (UB) y el ParcCientífic de Barcelona (PCB) en octubre de 2005. El IRB Barcelona es un centro internacional de altísimo nivel en investigación biomédica básica y aplicada que cumple los principios de calidad y de independencia científica que imperan en los centros de investigación más modernos.

La investigación en el IRB Barcelona se estructura en cinco programas:

- Biología celular y del desarrollo : incluye expresión génica, biología molecular del desarrollo, biología celular, genómica y proteómica funcionales del desarrollo celular y embrionario y regeneración de tejidos.

- Biología estructual y computacional : comprende el análisis estructural de interacciones macromoleculares, rayos X, RMN y aparatos microscópicos electrónicos, biofísica molecular, biología estructural y bioinformática de modelización molecular.

- Medicina molecular : engloba las bases moleculares de las afecciones metabólicas y genéticas, el estudio de objetivos diagnósticos o terapéuticos y la genómica y proteómica funcionales de las patologías, así como la investigación translacional.

- Química y farmacologiamolecular : incluye el diseño y la síntesis de pequeñas moléculas y macromoléculas, con un interés especial en dos aspectos de la química combinatoria: la construcción de bancos de datos y la optimización de la producción de compuestos sintéticos, y las biotecnologías de selección molecular dirigidas a objetivos terapéuticos y a establecer la relación entre los fármacos y sus objetivos.

- Oncología: Incluye el estudio sobre aspectos diversos del inicio y la progresión de un tumor, la relación entre células madre y cáncer, así como la identificación de los mecanismos que conducen a la metástasis a un tejido específico.

El IRB Barcelona tiene un comité asesor externo, formado por científicos de primer orden, que tiene la responsabilidad de asesorar sobre las actividades y la producción científica de los grupos, las líneas y los programas. Este proceso de evaluación, que es permanente y llega a todos los niveles y disciplinas de trabajo, sigue unos criterios de máxima independencia y de no-injerencia, elementos esenciales para asegurar un asesoramiento de la más alta calidad.El IRB Barcelona está situado en el ParcCientífic de Barcelona (PCB), que también acoge centros de investigación de una gran cantidad de empresas farmacéuticas y biotecnológicas, así como servicios científicos y tecnológicos y plataformas tecnológicas sobre el estado de la cuestión.

En otros países como Chile la Pontificia Universidad Católica de Chile, realizó en el 2012 el II Workshop en Ingeniería Biomédica reunió a académicos de las facultades de Medicina, Ingeniería, Ciencias Biológicas, Física y Química y expuso los avances e investigaciones más recientes en este campo, en el que la ingeniería trata de ofrecer herramientas para solucionar problemas médicos. En este evento se promovieron cerca de 32 trabajos realizados en distintas áreas, entre los cuales estuvieron:

-Improving Biomedical Image Visualization Using Gradient Compression.-Implementation of a Magnetic Resonance Elastography System.

-Nonrigid Motion Modeling of the Liver From 3-D Undersampled Self-Gated Golden-Radial Phase Encoded MRI.--Nanoencapsulation: Creating a Tunable Scaffold for Cells, Drugs and Bioactive Molecules.--Spins in Diamond for Molecular Diagnostic.-Numerical Simulation of the Pressurization Test Applied to a Human Descending Aorta.-Computational Modeling for Peripheral Nerve Stimulation.-Computational Modeling of Cardiac Electrophysiology: Toward Realistic Patient-Specific Simulations.

Se han realizado avances a nivel de genética: Laaproximación molecular al origen de las cariopatías congénitas (CC) ha conducido una modificación de conceptos del desarrollo embrionario y a un mejor análisis de las formas familiares y los riesgos de su recurrencia. Los factores de transcripción que regulan programas de expresión genética en el desarrollo cardíaco son denominados genes T-box, que están involucrados en la embriología cardiaca animal y humana. Mutaciones en el TBX5 se han descrito en pacientes de comunicación interauricular (CIA) y canal auriculoventricular. En el bloqueo auriculoventricular, CIA o tetralogía de Fallot hay mutaciones en el NKX2.5 y también hay implicaciones del TBX1 en el síndrome de deteccion 22q11.2.l y sus alteraciones troncoconales. 

El desarrollo de la cardiología fetal en los últimos 25 años ha sido bastante rápido. Las técnicas diagnosticas han evolucionado desde la ecocardiografía bidimensional y Doppler que proporcionaba un estudio anatómico y funcional que pudo ser estandarizado en cuanto a obtención de datos. Están en desarrollo la ecocardiogrfíaen 3 y 4 dimensiones y la resonancia nuclear magnética que van a proporcionar imágenes y estudios funcionales muy precisos. Ha evolucionado el tratamiento médico en la insuficiencia cardíaca y arritmias fetales y está en pleno desarrollo el intervencionismo sobre el feto. El intervencionismo se inicio con implantaciones de marcapasos y valvuloplastiaspercutaneas aisladas y en la actualidad se está continuando con apertura del septum interauricular y procedimientos combinados. Para su avance se necesitaran tecnologías apropiadas que aun están en vías de desarrollo y saliendo de etapas de investigación. La cirugía cardíaca fetal con o sin exteriorización plantea aun problemas de elevada morbimortalidad y sigue siendo un tema casi exclusivo de investigación. El diagnóstico prenatal parece mejorar la morbimortalidad del neonato con CC e incide positiva o negativamente en aspectos psicológicos de los progenitores.

En Venezuela, la Universidad Rafael Belloso Chacín en su Maestría de Ingeniería de Control y Automatización de Procesos ha establecido a nivel académico acuerdos de profesionalización en el área de la ingeniería biomédica para el sector privado de salud. Desarrolla eventos de promoción para la divulgación de la instrumentación biomédica a través de encuentros de robótica, innovación en la medicina, donde se presentan trabajos de investigación que brindan aportes desde la creación de instrumentos de medición (RMI, Electrocardiogafos), aplicaciones robóticas (extremidades complementarias), sistemas de procesos sanitarios (redes de control para

tratamiento de aguas), entre otros, pero con aplicaciones y desarrollos de nuevas estrategias de control avanzado que contribuyen a mejorar el funcionamiento de los equipos o procesos.

PROCESOS DE INNOVACION TECNOLOGICA EN INSTRUMENTACION BIOMEDICA

Un proceso de innovación tecnológica está formado por un conjunto de eventos que evolucionan en el tiempo en una forma compleja, no claramente comprendidos, porque implican factores sociales, financieros, culturales, económicos, administrativos, de vinculación y sobre todo eventos relacionados con la generación del conocimiento.Hoy en día, se considera que las empresas y las universidades deben de impulsar los proyectos de investigación que aseguren la generación de mercados que aun no existen o mejorando los ya existentes. Algunos ejemplos comparativos de procesos de innovación se pueden observar en la generación de bienes de consumo en forma de productos en los campos de las comunicaciones, computación y entretenimiento (telefonía celular, “palms”, “I-pods”, etc) y en la prestación de servicios como son las franquicias de alimentos y las redes de comercialización por “internet” (ejemplos: Subway, Amazon, Google, Dell, y otras), donde el objetivo principal de las empresas de mercadotecnia es generar una “necesidad” en la sociedad que asegure el consumo de bienes y servicios facilitando el acceso y la adquisición de los mismos mediante una economía de escala.En el caso de los factores del tipo económico-financiero asociados a la producción de bienes de capital, un proyecto de innovación tecnológica está basado fundamentalmente en el concepto de “valor agregado”, que consiste en tomar elementos o partes de bajo costo y convertirlos en artículos de muy alto precio mediante la generación y aplicación del conocimiento. Un ejemplo que ayuda a comprender un proyecto de innovación tecnológica de alto valor agregado se observa en el proceso de crear un ”chip” electrónico; en el cual el costo de las partes (silicio, cobre, oro, plástico y otras) es despreciable comprado con el precio al usuario final. Así, es la aplicación del conocimiento que logra transformar el costo de las partes en una verdadera riqueza.En la generación de tecnología médica, los proyectos son más complejos, respecto a otros campos tecnológicos, porque deben de considerar el dinero asociados no sólo a los gastos directos (componentes, diseño y fabricación) e indirectos (uso de instalaciones, energía, salarios y otros) sino también los gastos asociados por las pruebas de validación clínica, biocompatibilidad y de seguridad al paciente. Así como también los gastos de mercadotecnia que aseguran una economía de escala para:

- disminuir los precios- generar un mercado internacional- asegurar la accesibilidad a un mercado interno.

Según Cadenas y otros (2012), de la Universidad de Autónoma Metropolitana de Iztapalapa en Mexico para estimar el precio al usuario final en tecnología médica, con alto valor agregado, se debe considerar la mayoría de los gastos anteriores y a la vez una taza de retorno éticamente atractiva, considerando el costo de las componentes y multiplicarlo por cuatro o cinco veces.

En el aspecto de los factores culturales, la generación de proyectos de innovación tecnológica demanda una transformación en la forma de pensar de los actores que intervienen en los mismos. Esto implica identificar los “roles” del investigador, el emprendedor de negocios y de la “empresa de base tecnológica”; donde la orientación de estos roles deben de propiciar una cultura de vinculación y aceptar riesgos de inversión a largo plazo. La falta de compresión de la evolución dinámica de los factores, arriba mencionados, inhibe la planeación de las diferentes fases por las cuales transita comúnmente un proyecto, como se observa en la Figura 3. Aquí, es prioritario comprender que entre la fase de un “plan de negocios” y las fases de “prueba de concepto” y “desarrollo de un prototipo” se requiere una alta inversión de capital de riesgo. La carencia de éste último genera el fenómeno conocido como “valle de la muerte”, cuando no se logra probar la viabilidad de un proyecto de negocios mediante las pruebas “α” y “β” y cuando no se logra la protección intelectual mediante la generación de patentes. Esta situación condena a los actores en la “generación de conocimiento” a la frustración permanente porque el PIT no llega al punto de la aplicación clínica.

Figura 3 Fases temporales de un proyecto de innovación biomédica

En la Figura 3 también es importante hacer notar que las fases de investigación y la de plan de negocios deben estar separadas pero altamente vinculadas. Es decir, la búsqueda del capital semilla, la protección intelectual y la mercadotecnia no corresponde al papel del investigador sino a un “emprendedor de negocios” que facilite la creación de un puente que evite caer en el valle de la muerte de un proyecto de innovación tecnológica.

CONCLUSIONES

Los avances que se obtienen con el desarrollo se sistemas de instrumentación biomédica, han beneficiado en muchas áreas a mejorar procesos y aumentar el nivel de la calidad de los seres vivos. La evolución de la tecnología y los desarrollos en el área de electrónica han apoyado al rápido crecimiento de productos en áreas como la mecatrónica y el manejo de instrumentación que se encarga de supervisar y controlar los procesos médicos. La necesidad de crear políticas de apoyo al desarrollo de planes que oriente al crecimiento de la cantidad de investigaciones orientadas a la instrumentación biomédica. Establecer políticas de divulgación y promoción de los avances y las posibilidades de mercado para el desarrollo de proyectos de innovación tecnológica.

BIBLIOGRAFIA

1.Aboites J Soria, M. "Propiedad Intelectual y Estrategias Tecnológicas”,ISBN 968-842-815-9, Editado por la UAM-Xochimilco. 1999.2. Ambriz,J. Cadena, M. Cañadas, H. Ochoa, S. y Rodríguez, J.“Informe de la Comisión Integrada por los Directores de las Divisiones de CBI, CBS y CSH de la UAM-I, con la Finalidad de Establecer un Marco de Referencia de la Vinculación que se Desarrolla en la UAM-iztapalapa”. Documento interno de Rectoría de Unidad, Noviembre 2005.3.Sacristán, E. “Conferencias Sobre Procesos de Innovación”. Asistencia a diferentes foros por invitación del CONACYT y Secretaría de Economía en su calidad de Director de la empresa Innovamédica S.A. y profesor de la UAM-I en 2005 y 2006.4. Muñoz, C. Cadena, M. Hernández, E. Sacristán. “Fundamentos de la Instrumentación Biomédica”. Editorial de la UAM-Iztapalapa, ISBN 970-620-598-5, 2000.5. Encyclopedia of Medical Devices and Instrumentation. J. Webster, Editor – J. Wiley & Sons.19886. Medical Instrumentation, Applications and Design - J. Webster, Editor – Houghton & Mifflin.19927. The Biomedical Engineering Handbook – J. D. Bronzino, Editor – CRC / IEEE Press.19958. Introducción a la Bioingeniería. J.M. Poblet. Editor – Ed. Marcombo1988.9. Electromedicina - 2da ed- C. Del Aguila- Editorial Hasa.199410. II Curso de Electromedicina – LIADE,199011. Biomedical Equipment; use maintenance and management. J. J. Carr – Prentice Hall.199212. Design and Development of Medical Electronic Instrumentation. D. Prutchi & M. Norris, Editor – J.Wiley,200413. Handbook of Blood Pressure Measurement. LA Geddes – Humana Press.199214. Biomecánica Arterial - R. Armentano, E. Cabrera Fisher – Ed. Akadia,1994

15.Defilippi C., Madrid A.M., Defilippi C., Electrogastrografia de superficie: una nueva técnica para el estudio de la motilidad gástrica en nuestro medio.  Medicina Chile 2002 Nov;130(11): Pag.1209-16. 16 Yolanda Real Martínez,Electrogastrografía en sujetos sanos: reproductibilidad de la técnica.Prof. Manuel Díaz- Rubio (Dir.). Madrid: Universidad Complutense de MadridFacultad de medicina Departamento de medicina. Tesis doctoral. Pag: 48-54.17 Yolanda Real Martínez, Electrogastrografía en sujetos sanos: reproductibilidad de la técnica. Prof. Manuel Díaz- Rubio (Dir.). Madrid: Universidad Complutense de MadridFacultad de medicina Departamento de medicina. Tesis doctoral. Pag: 59-66.