Ingeniería biomédica

La ingeniería biomédica es el resultado de la aplicación de los principios y técnicas de la ingeniería al campo de la medicina. Se dedica fundamentalmente al diseño y construcción de productos sanitarios y tecnologías sanitarias tales como los equipos médicos, las prótesis, dispositivos médicos, dispositivos de diagnóstico (imagenología médica) y de terapia. También interviene en la gestión o administración de los recursos técnicos ligados a un sistema de hospitales. Combina la experiencia de la ingeniería con las necesidades médicas para obtener beneficios en el cuidado de la salud. El cultivo de tejidos, lo mismo que la producción de determinados fármacos, suelen considerarse parte de la bioingeniería.

Áreas del conocimiento

La ingeniería biomédica es ampliamente reconocida como un campo multidisciplinar, resultado de un largo espectro de disciplinas que la influyen desde diversos campos y fuentes de información. Debido a su extrema diversidad, no es extraño que la bioingeniería se centre en un aspecto en particular. Existen muy diversos desgloses de disciplinas para esta ingeniería, a menudo se desgrana en:

• biomagnetismo y técnicas cerebrales
• creación de imágenes y óptica biomédicas
• biomateriales
• biomecánica y biotransporte
• producto sanitario
• instrumentación médica
• ingeniería molecular y celular
• biología de sistemas

Implantes de pecho de silicona, ejemplo de aplicación de material biocompatible y cirugía estética.

En otros casos, las disciplinas dentro de la bioingeniería se dividen en la cercanía con otros campos de la ingeniería más arraigados, los cuales suelen incluir:

• Ingeniería química - a menudo asociada con la ingeniería bioquímica, celular, molecular, nuevos materiales y tejidos, etc.
• Ingeniería clínica- a menudo asociada con la ingeniería médica o la ingeniería hospitalaria, administración y mantenimiento de equipos médicos en una clínica u hospital.
• Ingeniería electrónica - a menudo asociada con la bioelectricidad, bioinstrumentación, creación de imágenes, e instrumentación médica.
• Ingeniería mecánica - a menudo asociada con la biomecánica, biotransporte y con el modelado de sistemas biológicos.
• Óptica e ingeniería óptica - óptica médica, imagen e intrumentación.

Campos de acción

Una bomba para la inyección subcutánea continua de insulina, un ejemplo de ingeniería biomédica basada en la aplicación deingeniería electrónica en un dispositivo médico.

En sus inicios, esta disciplina estuvo ligada fundamentalmente a la aplicación de técnicas de ingeniería eléctrica y electrónica para la construcción de equipos médicos (instrumentación médica), así como al diseño de prótesis y ortesis (biomecánica y rehabilitación). Posteriormente, una parte muy importante de las aplicaciones de la ingeniería a la medicina fue la instrumentación para la adquisición de imágenes del cuerpo humano (imagenología médica). A partir del desarrollo de los ordenadores, la importancia de la instrumentación fue disminuyendo, mientras que el procesamiento de las señales adquiridas cobró mayor ímpetu debido a que fue posible obtener información adicional a partir de las señales que la instrumentación proporcionaba, y que no era visible directamente a partir de los trazos puros (procesamiento de señales biomédicas). En la actualidad la disciplina está ligada también a otras como la genómica y proteómica (biología computacional). Existen las especialidades en ingeniería clínica.

Historia

Hay autores que indican que existe la ingeniería biomédica desde que se aplicaron remedios a problemas particulares del individuo como una prótesis del dedo gordo del pie que fue descubierta en una tumba egipcia con una antigüedad de más de 3000 años. Otros autores mencionan a los dibujos anatómicos de Leonardo Da Vinci y sus aproximaciones a brazos de palanca o los trabajos de Luigi Galvani y deLord Kelvin sobre la conducción eléctrica en los seres vivos. No obstante, el desarrollo de la instrumentación eléctrica y electrónica produjo una explosión de resultados y se puede considerar como uno de los orígenes más cercanos de la ingeniería biomédica. Esto se da principalmente entre los años de 1890 y 1930. Ejemplos de esto son los diseños para el registro de señales electrofisiológicas, comenzando por los registros de A.D. Waller en corazones de humanos (1887), el refinamiento de la técnica por parte de W. Einthoven al desarrollar un galvanómetro de cuerda (1901) y la aplicación de este al registro de señales electroencefalográficas en humanos por Berger (1924). La instrumentación electrónica a partir de tubos de vacío se empleó por E. Lovett Garceau para amplificar estas señales eléctricas y el primer sistema de electroencefalógrafo comercial de tres canales fue construido por Alfred Grass en 1935. Otro ejemplo es el desarrollo de la instrumentación en imagenología. Desde el descubrimiento de los rayos-X por Röntgen en 1895 hasta su primera aplicación en biomedicina pasó una semana. Desde 1896,Siemens y General Electric ya vendían estos sistemas. En la actualidad, los nuevos desarrollos en imagenología han tomado mucho más tiempo en lograr su aplicación clínica. El principio de resonancia magnética se descubrió en 1946, pero no fue sino hasta 30 años después, que se pudo desarrollar un sistema para uso en humanos.