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por Marcelo Salgueiro Rocabado hace 9 meses

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Ingeneria Biomedica

La ingeniería biomédica fusiona la ingeniería con la biología y la medicina, creando soluciones avanzadas para la salud. Dentro de esta disciplina, la bioingeniería aplica métodos de ingeniería a problemas biológicos, abarcando áreas como la electrónica y la química.

Ingeneria Biomedica

Ingeneria Biomedica

El sistema auditivo es el conjunto de estructuras y procesos que permiten la audición, es decir, la capacidad de percibir y procesar sonidos.
Este sistema está compuesto por varias partes:

Cerebro: Las señales eléctricas generadas por el nervio auditivo son procesadas en diferentes áreas del cerebro, principalmente en el córtex auditivo, donde se interpretan como sonidos y se les da significado.

Nervio auditivo: Es el nervio que lleva las señales eléctricas generadas en la cóclea hacia el cerebro, donde son interpretadas como sonidos.

Oreja interna: También conocida como cóclea, es una estructura en forma de caracol ubicada en el oído interno. La cóclea contiene células ciliadas y líquido que convierten las vibraciones en señales eléctricas, que luego son transmitidas al cerebro a través del nervio auditivo.

Oreja media: El canal auditivo externo lleva el sonido hacia la cavidad de la oreja media, donde se encuentra el tímpano (o membrana timpánica). Cuando las ondas sonoras golpean el tímpano, este vibrará, transmitiendo las vibraciones a través de tres huesecillos llamados martillo, yunque y estribo.

Oreja externa: La oreja externa incluye el pabellón auricular (la parte visible de la oreja) y el canal auditivo externo. El pabellón auricular ayuda a captar y dirigir las ondas sonoras hacia el canal auditivo externo.

el sistema nervioso está formado principalmente por dos tipos de células: las neuronas y las células gliales.
Las células gliales (llamadas también glía o neuroglia), son células que realizan la función de soporte y protección de las neuronas. Las neuronas no pueden funcionar en ausencia de las células gliales.
La neurona es la célula fundamental, se encarga de procesar y transmitir la información a través de todo el sistema nervioso.

en una neurona se pueden diferenciar cuatro partes principales:

Botones terminales: Es la parte externa del axón. La información que pasa de una neurona a otra se transmite a través de la sinapsis, que es una unión entre los botones terminales de la neurona emisora y la dendrita de la célula receptora.

Axón: Tubo largo y delgado, a menudo recubierto de una vaina de mielina, encargado de llevar la información desde el cuerpo celular hasta los botones terminales.

Dendritas: Son prolongaciones del cuerpo celular de las neuronas que actúan como receptores de los mensajes transmitidos por otras neuronas.

Cuerpo celular o soma: Contiene el núcleo y la mayor parte de las estructuras que mantienen los procesos vitales de la célula. Su forma varía según los diferentes tipos de neuronas.

El sistema nervioso es un sistema complejo que controla y coordina las funciones de todo el cuerpo humano. Está compuesto por dos partes principales: el sistema nervioso central (SNC) y el sistema nervioso periférico (SNP).
Sistema Nervioso Central: Formado por el encéfalo (que incluye el cerebro, el cerebelo y el tronco encefálico) y la médula espinal.
Sistema Nervioso Central (SNC): Este sistema incluye el cerebro y la médula espinal. El cerebro es el centro de control del cuerpo humano y es responsable de funciones como el pensamiento, la memoria, las emociones, la percepción sensorial y el control del movimiento. La médula espinal es una prolongación del cerebro que se extiende a lo largo de la columna vertebral y actúa como una vía de comunicación entre el cerebro y el resto del cuerpo.

Sistema Visual

Músculos del ojo humano
El ojo humano está rodeado por seis músculos extrínsecos que controlan sus movimientos. Estos músculos son responsables de mover el ojo en diferentes direcciones, permitiendo la visión binocular y la capacidad de enfocar objetos en diferentes distancias.

Los seis músculos extrínsecos del ojo son:

Músculo oblicuo inferior: Situado en la parte inferior y posterior del ojo, es responsable de mover el ojo hacia arriba y hacia afuera. Es inervado por el nervio oculomotor.

Músculo oblicuo superior: Este músculo se encuentra en la parte superior y posterior del ojo y es responsable de mover el ojo hacia abajo y hacia afuera. Es inervado por el nervio troclear.

Músculo recto inferior: Situado en la parte inferior del ojo, es responsable de mover el ojo hacia abajo. También es inervado por el nervio oculomotor.

Músculo recto superior: Este músculo se encuentra en la parte superior del ojo y es responsable de mover el ojo hacia arriba. Es inervado por el nervio oculomotor.

Músculo recto lateral: Situado en la parte externa del ojo, es responsable de mover el ojo hacia afuera. También está inervado por el nervio oculomotor.

Músculo recto medial: Este músculo se encuentra en la parte interna del ojo y es responsable de mover el ojo hacia la nariz. Es controlado por el nervio oculomotor (III par craneal).

El sistema visual es el conjunto de estructuras y procesos que permiten la percepción y el procesamiento de la información visual. Este sistema comienza con la captación de la luz por los ojos y termina con la interpretación de esta información por el cerebro.
Las principales estructuras del sistema visual son:

Cerebro: Es la parte final del sistema visual donde se procesan y se interpretan las señales visuales. La corteza visual primaria, ubicada en el lóbulo occipital del cerebro, es responsable de procesar la información visual básica, como la forma, el color y el movimiento.

Ojo: Es el órgano principal del sistema visual y está compuesto por varias partes:

Nervio óptico: El haz de fibras nerviosas que lleva las señales visuales desde la retina hasta el cerebro para su procesamiento.

Retina: La capa sensible a la luz en la parte posterior del ojo que contiene células fotorreceptoras, como los conos y los bastones, que convierten la luz en señales eléctricas.

Cristalino: Una lente flexible detrás de la pupila que ayuda a enfocar la luz en la retina.

Pupila y iris: La pupila es la abertura en el centro del iris que regula la cantidad de luz que entra en el ojo.

Córnea: La capa transparente en la parte frontal del ojo que ayuda a enfocar la luz.

Sistema Endocrino

El sistema endocrino es un sistema de comunicación y regulación del cuerpo humano que utiliza hormonas para transmitir señales entre células y órganos. Estas hormonas son producidas por glándulas endocrinas y son liberadas al torrente sanguíneo, donde viajan a través del cuerpo y afectan el funcionamiento de células específicas, tejidos y órganos.
Las principales glándulas endocrinas del sistema endocrino incluyen:

Gónadas: En los hombres, los testículos producen hormonas como la testosterona, que regulan la función reproductiva y el desarrollo sexual. En las mujeres, los ovarios producen hormonas como el estrógeno y la progesterona, que regulan el ciclo menstrual y la función reproductiva.

Páncreas: Aunque principalmente es un órgano digestivo, el páncreas también tiene una función endocrina al producir hormonas como la insulina y el glucagón, que regulan los niveles de glucosa en sangre.

Glándulas Suprarrenales: Están ubicadas sobre los riñones y producen hormonas como la adrenalina, que ayudan a controlar la respuesta al estrés, así como hormonas que regulan el equilibrio de agua y sal, y la presión arterial.

Glándulas Paratiroides: Son pequeñas glándulas situadas en el cuello, detrás de la glándula tiroides, y regulan los niveles de calcio y fósforo en el cuerpo.

Glándula Tiroides: Ubicada en el cuello, produce hormonas tiroideas (como la tiroxina) que regulan el metabolismo y el crecimiento en el cuerpo.

Glándula Pituitaria: También conocida como hipófisis, es una glándula endocrina pequeña pero poderosa que se encuentra en la base del cerebro. Controla la liberación de hormonas de otras glándulas endocrinas y regula una variedad de funciones corporales, como el crecimiento, el metabolismo, la reproducción y el estrés.

Hipotálamo: Aunque no es una glándula endocrina en sí misma, el hipotálamo juega un papel crucial en la regulación del sistema endocrino al producir hormonas que controlan la liberación de hormonas de la glándula pituitaria.

Sistema Respiratorio

La respiración es el proceso por el cual el cuerpo inhala oxígeno hacia el organismo y sacamos de él dióxido de carbono.
El sistema respiratorio es un conjunto de órganos que participan el proceso de ventilación, cuyo principal objetivo es intercambio de gases con el ambiente, pero también ayuda en la regulación del pH sanguíneo.

La unidad funcional del sistema respiratorio son los alvéolos, son estructuras microscópicas terminales de todo el árbol bronquial.

Estructura del sistema respiratorio:

Tráquea, bronquios y bronquiolos Estructura: Están formados por anillos de cartílago y están revestidos por células ciliadas y células secretoras de moco. Función: Conducen el aire desde la tráquea hacia los pulmones, ayudando a distribuir el aire de manera uniforme a través de las vías respiratorias y atrapando partículas extrañas en el moco para ser eliminadas mediante la tos y el movimiento ciliar.

El diafragma: Es el principal músculo respiratorio y representa el plano de separación de la caja torácica y el abdomen.

Músculos respiratorios: La función principal de los músculos respiratorios es la de movilizar un volumen de aire que sirva para, tras un intercambio gaseoso apropiado, aportar oxígeno a los diferentes tejidos.

Alveolos: Los alveolos están situados al final de las últimas ramificaciones de los bronquiolos. Tienen la forma de pequeños sacos y son el lugar en el que se produce el intercambio de gases con la sangre.

Vías respiratorias: Está formada por las fosas nasales, la faringe, la laringe, la tráquea, los bronquios y los bronquiolos. La boca también es, un órgano por donde entra y sale el aire durante la respiración

Los bronquios son los dos tubos en que se divide la tráquea. Penetran en los pulmones, donde se ramifican una multitud de veces, hasta llegar a formar los bronquiolos

La faringe se encuentra a continuación de las fosas nasales y de la boca. A través de ella pasan el aire que respiramos.

Las fosas nasales calientan y humedecen el aire que inspiramos.

Fosas nasales y cavidad nasal Estructura: Están revestidas por membranas mucosas y están llenas de vasos sanguíneos. Función: Filtran, humidifican y calientan el aire inspirado, protegiendo las vías respiratorias inferiores de partículas extrañas y ayudando a mantener la temperatura y la humedad adecuadas para el intercambio gaseoso en los pulmones.

Sistema Gastrointestinal

El sistema gastrointestinal es un conjunto de órganos que participan en el proceso de la digestión y la absorción de nutrientes. Incluye la boca, faringe, esófago, hígado, estómago, páncreas, intestino delgado, intestino grueso, recto y ano.
Tiene como principales funciones: ● Ingestión ● Digestión ● Absorción ● Excreción

Función de cada estructura:

Ano: Es el orificio de salida para la eliminación de las heces.

Recto: Almacena temporalmente las heces antes de ser eliminadas.

Intestino grueso: o también llamado de colón, absorbe agua y electrolitos de los residuos alimentarios no digeridos, formando las heces. También alberga bacterias beneficiosas que contribuyen a la fermentación de ciertos alimentos no digeridos

Páncreas: Produce enzimas digestivas que se liberan en el intestino delgado para descomponer carbohidratos, proteínas y grasas.

Hígado: Produce la bilis, que se almacena en la vesícula biliar y se libera en el intestino delgado para ayudar en la digestión de las grasas. Además, el hígado está involucrado en el metabolismo de nutrientes y la desintoxicación.

Estómago: Almacena temporalmente los alimentos y realiza la digestión química mediante la acción del ácido gástrico y las enzimas.

Esófago: Transporta los alimentos desde la boca hasta el estómago mediante movimientos musculares coordinados llamados peristaltismo.

Faringe: Es una vía común para el paso de alimentos hacia el esófago y de aire hacia la tráquea

Boca: Inicia el proceso de digestión mecánica y química. Los dientes trituran los alimentos, y las glándulas salivales liberan saliva que contiene enzimas para comenzar la descomposición de los carbohidratos.

Sistema Fisiológicos

El sistema fisiológico se refiere al conjunto de órganos, tejidos y células que trabajan juntos para llevar a cabo funciones específicas en el cuerpo humano. Estas funciones incluyen procesos como la respiración, la circulación sanguínea, la digestión, la excreción, la reproducción y la regulación del equilibrio interno del cuerpo, conocido como homeostasis.
¿Cuales son los sistemas fisiológicos?

Sistema inmune o inmunológico

El sistema inmune, también conocido como sistema inmunológico, es el sistema biológico encargado de proteger al organismo contra enfermedades y sustancias extrañas. Este sistema es fundamental para mantener la salud y la integridad del cuerpo humano. Está compuesto por una red compleja de células, tejidos y órganos que trabajan en conjunto para reconocer y eliminar agentes patógenos, como bacterias, virus, hongos y parásitos

Sistema Urinario

El sistema urinario está compuesto por dos riñones, dos uréteres o ureteros, la vejiga y la uretra. Los riñones producen la orina, los uréteres la conducen, la vejiga la almacena y al final la uretra evacua el contenido de ésta fuera del cuerpo.

Sistema Integumentario o tegumentario

El sistema tegumentario, también conocido como sistema cutáneo, es una parte integral y vital de la fisiología humana que cumple numerosas funciones en el mantenimiento de la vida y la salud. Este sistema es una estructura multifacética, y está compuesto por la piel, el cabello, las uñas, las glándulas sudoríparas, y sebáceas.

Sistema musculoesquelético

El sistema musculoesquelético (sistema locomotor) nos proporciona movimiento, estabilidad, forma y soporte. Este se encuentra subdividido en dos grandes sistemas:

El sistema esquelético: tiene como componente principal los huesos. Estos se unen entre sí y forman las articulaciones, dando a nuestro cuerpo un esqueleto fuerte y a la vez móvil.

El sistema muscular: incluye todos los tipos de músculos del cuerpo. En particular los músculos esqueléticos que son aquellos que forman parte de las articulaciones para producir los movimientos. Así también como los tendones que son los que unen los músculos a los huesos.

Sistema Auditivo

es el sistema biológico responsable de la percepción del sonido y el equilibrio en los seres humanos y otros vertebrados. Se compone de varias estructuras que trabajan juntas para captar, transmitir y procesar el sonido.

Sistema Nervioso

es un sistema complejo que coordina y regula las funciones corporales en respuesta a estímulos del entorno interno y externo. Se divide en dos componentes principales: el sistema nervioso central (SNC) y el sistema nervioso periférico (SNP).

Sistema Nervioso Periférico (SNP): Este sistema conecta el sistema nervioso central con el resto del cuerpo y consta de nervios y ganglios. El SNP se subdivide en dos partes:

Sistema Nervioso Autónomo: Regula funciones involuntarias como la frecuencia cardíaca, la presión arterial, la digestión y la respiración.

Sistema Nervioso Somático: Controla los movimientos voluntarios del cuerpo y recibe información sensorial del entorno externo.

Sistema Nervioso Central (SNC): Está compuesto por el cerebro y la médula espinal. El cerebro es el centro de control del sistema nervioso y está involucrado en funciones como el pensamiento, la memoria, el aprendizaje, las emociones y la coordinación motora

Sistema Reproductivo

Conjunto de tejidos, glándulas y órganos que participan en la procreación (tener hijos). El aparato reproductor de la mujer incluye los ovarios, las trompas de Falopio, el útero, el cuello uterino y la vagina. El del hombre, incluye la próstata, los testículos y el pene. También se llama aparato genital y sistema reproductor.

Sistema Cardiovascular

Es un sistema biológico esencial que se encarga de transportar sangre, nutrientes, oxígeno, hormonas y otras sustancias por todo el cuerpo, así como de eliminar los desechos metabólicos y transportar dióxido de carbono hacia los pulmones para su eliminación.

Control Cardiovascular: es el proceso mediante el cual el sistema nervioso y el sistema endocrino regulan la actividad del sistema cardiovascular para mantener un equilibrio adecuado en la presión arterial, la frecuencia cardíaca y otros parámetros relacionados con la circulación sanguínea.

La Sangre: es un tejido líquido vital que circula por todo el cuerpo humano a través del sistema cardiovascular, transportando oxígeno, nutrientes, hormonas, desechos y otros componentes necesarios para el funcionamiento adecuado de los tejidos y órganos. La sangre está compuesta por varios componentes, que incluyen:

Plasma: Es la parte líquida de la sangre y constituye aproximadamente el 55% del volumen total de la sangre. El plasma está compuesto principalmente por agua, pero también contiene proteínas, electrolitos, nutrientes, gases y productos de desecho. Transporta los componentes celulares de la sangre a través del cuerpo.

Plaquetas (trombocitos): Son fragmentos celulares que ayudan en el proceso de coagulación sanguínea. Cuando se produce una lesión en un vaso sanguíneo, las plaquetas se adhieren al sitio de la lesión y liberan sustancias químicas que activan otros factores de coagulación para formar un coágulo y detener el sangrado.

Glóbulos blancos (leucocitos): Son células sanguíneas que forman parte del sistema inmunitario y ayudan a combatir infecciones y enfermedades.

Glóbulos rojos (eritrocitos): Son las células sanguíneas más abundantes y contienen hemoglobina, una proteína que se une al oxígeno en los pulmones y lo transporta a los tejidos del cuerpo. Los glóbulos rojos son responsables de darle a la sangre su color rojo característico.

El Corazón: Es denominada la estación de bombeo, con un tamaño aproximado de un puño cerrado, está ubicado en una pequeña región entre la tercera y sexta costilla de la porción central de la cavidad torácica del cuerpo. Dentro del Corazón se pueden establecer tres capas

La capa interna: está en contacto directo con la sangre que circula dentro de las cavidades cardíacas. El endocardio está formado por un revestimiento de células endoteliales y tejido conectivo. Ayuda a reducir la fricción entre la sangre y las paredes del corazón y proporciona una superficie lisa para facilitar el flujo sanguíneo.

La capa media: es la más gruesa del corazón. Está compuesta por tejido muscular cardíaco, que es responsable de la contracción rítmica y coordinada del corazón para bombear sangre a través del sistema circulatorio.

La capa externa: está compuesta principalmente por tejido conectivo y grasa. El epicardio protege el corazón y proporciona un medio para que los vasos sanguíneos y los nervios se ramifiquen y alcancen las capas internas del corazón.

La ingeniería biomédica es una disciplina que combina los principios y técnicas de la ingeniería con la biología y la medicina para desarrollar soluciones y tecnologías innovadoras en el ámbito de la salud y la atención médica.

ESPECIALIDAES DE LA INGENERIA BIOMEDICA
BIOINGENIERIA: Ciencia que aplica los métodos de ingeniería a la resolución de problemas biológicos, bien sea en el campo de la electrónica, de la ingeniería química, ingeniería ambiental, etc.

BIOTECNOLOGIA: aplicación de la tecnología que utiliza organismos vivos y sistemas biológicos para la creación o modificación de procesos o productos que tienen unos usos determinados. Se aplica en biología, química, y distintos procesos para llegar a ámbitos como la farmacia, la medicina (genética), la agricultura, las ciencias forestales y la ciencia de los alimentos.

BIOINFORMATICA: Es una disciplina que conjuga los conocimientos y técnicas de la Biología con las herramientas que proporciona la Informática. La bioinformática sirve para realizar investigaciones cruzadas entre biología y medicina.

Biomecánica: Estudio de la mecánica del cuerpo humano y el movimiento, así como el diseño de dispositivos ortopédicos, prótesis y equipos de rehabilitación.

Ingeniería clínica: Gestión y mantenimiento de equipos médicos en hospitales y centros de atención médica, así como la evaluación de la seguridad y el rendimiento de dispositivos médicos.

ELECTROMEDICINA: Es una disciplina que se encarga de promover el cuidado de la salud usando la tecnología sanitaria. Utilizando los conocimientos y principios de una amplia gama de ciencias, desde la electrónica hasta la física, la informática, las matemáticas y, por supuesto, la biología, hace posible el diseño, la fabricación y el uso de equipos eléctricos destinados a uso médico .

INGENIERIA HOSPITALARIA: Se orienta a la gestión, planificación, análisis, diseño, desarrollo e implementación de tecnologías que ofrezcan alternativas y soluciones mejoradas a los problemas del entorno hospitalario. Combina ingeniería, arquitectura y la medicina con el fin de mejorar la eficiencia y la seguridad, la comodidad de los pacientes y el personal sanitario, incorporación de de diversas tecnologías en el ámbito hospitalario.

FUNDAMENTOS DE LA INGENIERIA BIOMEDICA
Los fundamentos de la ingeniería biomédica se basan en una combinación de principios de ingeniería, ciencias biológicas y medicina. Algunos de los fundamentos clave incluyen:

Biología y fisiología: Comprender los principios fundamentales del funcionamiento del cuerpo humano, incluidos los sistemas cardiovascular, respiratorio, nervioso, muscular, entre otros.

Ingeniería: Aplicar los principios de la ingeniería, como la mecánica, la electrónica, la informática y la termodinámica, para el diseño, desarrollo y mantenimiento de dispositivos y sistemas médicos.

Materiales biomédicos: Conocer las propiedades de los materiales utilizados en dispositivos médicos y aplicar técnicas de diseño y fabricación para garantizar su seguridad y eficacia.

Instrumentación biomédica: Desarrollar y utilizar equipos y dispositivos para el diagnóstico, monitoreo y tratamiento médico, como equipos de imágenes médicas, monitores de signos vitales, prótesis y dispositivos de terapia.

Regulaciones y estándares: Familiarizarse con las regulaciones y estándares internacionales relacionados con dispositivos médicos, como la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) en Estados Unidos o la Directiva Europea de Dispositivos Médicos.

Ética y seguridad: Considerar los aspectos éticos y de seguridad en el diseño, desarrollo y uso de dispositivos médicos, incluida la privacidad del paciente, la confidencialidad de la información médica y la seguridad de los dispositivos.