Guía docente de Ingeniería e Instrumentación Biomédica (MB3/56/2/17)
Máster
Módulo
Rama
Centro Responsable del título
Semestre
Créditos
Tipo
Tipo de enseñanza
Profesorado
- Francisco Jesús Gámiz Pérez
- Alberto José Palma López
- Guillermo Rus Carlborg
Breve descripción de contenidos (Según memoria de verificación del Máster)
- Conceptos básicos. Sistemas de medida. Instrumentos en práctica médica. Instrumentos laboratorio de investigación.
- Biomateriales: tipos, propiedades y sus aplicaciones en investigación traslacional. Diseño y selección de biomateriales.
- Electrodos y sensores aplicados en biomedicina. Medición de biopotenciales. Electrodos de ECG, electrodos para EMG y EEG. Microelectrodos.Transductores de temperatura.
- Biosensores: electroquímicos, gravimétricos, fotométricos.
- Sistemas biomicroelectromecánicos- Dispositivos lab-on-a-chip- Sistemas electroquirúrgicos para terapias médicas.
- Técnicas de diagnóstico no invasivas: ultrasonidos, bioimpedancia y técnicas ópticas.
- Instrumentación de análisis clínico (hemograma, análisis bioquímico e inmunológico).
- Tests rápidos de patógenos.
- Bioreactores.
Prerrequisitos y/o Recomendaciones
Ninguno.
Competencias
Competencias Básicas
- CB6. Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación.
- CB7. Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio.
- CB8. Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios.
- CB9. Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades.
- CB10. Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.
Competencias Generales
- CG01. Adquirir y comprender conocimientos que aporten la base suficiente para desarrollar y/o aplicar ideas originales en un contexto de la investigación.
- CG02. Aplicar los conocimientos adquiridos y resolver problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio.
- CG06. Fomentar el trabajo interdisciplinar entre los profesionales sanitarios y biomédicos, con el objeto de integrar ambos conocimientos como base para el desarrollo de la investigación.
Competencias Específicas
- CE13. Conocer y analizar las técnicas y metodologías de aplicación en Ingeniería e Instrumentación Biomédica, así como adquirir el dominio y las habilidades suficientes para su aplicación.
Competencias Transversales
- CT01. Desarrollar capacidad crítica y autocrítica y de toma de decisiones.
- CT02. Manejar fuentes de información científica
- CT03. Ser capaz de trabajar en equipos multidisciplinares y de establecer la unión entre las ciencias básicas y la investigación médica clínica.
- CT04. Identificar las técnicas experimentales avanzadas más comúnmente utilizadas en investigación traslacional y ser capaz de aplicarlas adecuadamente para el desarrollo de un trabajo de investigación.
- CT05. Desarrollar un trabajo de investigación basado en un proyecto predefinido
Resultados de aprendizaje (Objetivos)
El alumno sabrá/comprenderá: los conceptos básicos de instrumentación biomédica y los distintos tipos de instrumentación disponibles con aplicación en ciencias de la salud.
El alumno será capaz de: reconocer los avances en la instrumentación biomédica más relevantes para la investigación traslacional: biomateriales, biosensores, bioreactores.
Programa de contenidos Teóricos y Prácticos
Teórico
1 - Conceptos básicos
Sistemas de medida. Instrumentos en práctica médica. Instrumentos de laboratorio de investigación.
2 - Electrodos y sensores de aplicación en biomedicina.
Medición de biopotenciales. Electrodos de ECG, electrodos para EMG y EEG. Microelectrodos.Transductores de temperatura. Biosensores: electroquímicos, gravimétricos, fotométricos
3 - Instrumentación de análisis clínico.
Hemograma, análisis bioquímico e inmunológico
4 - Biomateriales
Tipos, propiedades y sus aplicaciones en investigación traslacional. Diseño y selección de biomateriales
5 - Tests rápidos de patógenos
6 - Técnicas de diagnóstico no invasivas
Ultrasonidos, bioimpedancia y técnicas ópticas
7 - Biomecánica
Revisión de conceptos básicos físicos (elasticidad, fuerzas y balance de éstas). Relación con el diagnóstico del estado del sistema muscular y esquelético basado en la evaluación de parámetros biomecánicos [1, 3].
8 - Ultrasonidos
Principios físicos que rigen la propagación de ondas acústicas en medios materiales. Ultrasonidos. Diferentes transductores ultrasónicos son empleados en aplicaciones que abarcan la imagen intravascular, la medida del flujo sanguíneo y el transporte de nanopartículas, entre otras [2, 4, 5, 9].
9 - Bioreactores
Estado del arte del diseño de bioreactores, incluyendo la tipología existente y sus distintas aplicaciones, destacando la ingeniería de tejidos (cartílago, hueso) y el control de las propiedades mecánicas de los cultivos [6, 7, 8].
Práctico
Tutoría de trabajos.
Propuestas de temas:
Sistemas biomicroelectromecánicos
Dispositivos lab-on-a-chip
Diagnóstico basado en parámetros biomecánicos
Terapias celulares por ultrasonidos
Cirugía por ultrasonidos
Bioimpresión
Prototipado de biorreactores
Sistemas electroquirúrgicos para terapias médicas
Exposición pública de trabajos
Bibliografía
Bibliografía fundamental
[1] Enderle, Bronzino (2011). Introduction to Biomedical Engineering. Elsevier.
[2] Cobold (2006). Foundations of Biomedical Ultrasound. Oxford University Press.
[3] Fung, Y. C., & Chien, S. (2001). Introduction to bioengineering (Vol. 2). World Scientific.
[4] Repacholi, M. H., & Benwell, D. A. (2012). Essentials of medical ultrasound: a practical introduction to the principles, techniques, and biomedical applications. Springer Science & Business Media.
[5] Kundu, T. (Ed.). (2012). Ultrasonic and Electromagnetic NDE for Structure and Material Characterization: Engineering and Biomedical Applications. CRC Press.
[6] Martin, I., Wendt, D., & Heberer, M. (2004). The role of bioreactors in tissue engineering. TRENDS in Biotechnology, 22(2), 80-86.
[7] Lanza, R., Langer, R., & Vacanti, J. P. (Eds.). (2011). Principles of tissue engineering. Academic press.
[8] Rauh, J., Milan, F., Günther, K. P., & Stiehler, M. (2011). Bioreactor systems for bone tissue engineering. Tissue Engineering Part B: Reviews, 17(4), 263-280.
[9] Zhou, Q., Lam, K. H., Zheng, H., Qiu, W., & Shung, K. K. (2014). Piezoelectric single crystal ultrasonic transducers for biomedical applications. Progress in materials science, 66, 87-111.
[10] Webster J.G. (2009) Medical Instrumentation: Applications and design. John Wiley & Sons
Enlaces recomendados
Metodología docente
- MD01 Lección magistral/expositiva
- MD05 Prácticas con aplicación informática
- MD09 Realización de trabajos individuales
Evaluación (instrumentos de evaluación, criterios de evaluación y porcentaje sobre la calificación final.)
Evaluación Ordinaria
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Código |
Ponderación Mínima |
Ponderación Máxima |
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E2 |
20 |
60 |
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E4 |
40 |
80 |
E2. Valoración final de informes, trabajos, proyectos, etc. (individual o en grupo)
E4. Presentación y discusión de casos prácticos. Exposiciones
Evaluación Extraordinaria
Actividades Formativas:
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Código |
Horas |
Presencialidad % |
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AF1 |
10 |
50% |
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AF2 |
10 |
50% |
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AF6 |
5 |
100% |
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AF7 |
50 |
0% |
AF1 Clases teóricas magistrales
AF2 Seminarios, talleres, conferencias, mesas redonda
AF6 Exposición y debate de trabajos
AF7 Estudio y trabajo autónomo
Evaluación única final
Valoración final de informes, trabajos, proyectos acordado con el profesor.