Aprende a medir tus parámetros fisiológicos y conoce sus aplicaciones en el desarrollo de órganos biónicos. Presentación realizada en la Universidad CEU San Pablo en el marco de la noche Europea de los investigadores.

1. Aprende a medir tus
parámetros fisiológicos y
conoce sus aplicaciones en el
desarrollo de órganos biónicos
Escuela Politécnica Superior

2. Agenda
• Introducción
• Entendiendo los parámetros fisiológicos
– Electromiograma
– Electrocardiograma
– Encefalograma
– Otros parámetros
• Órganos biónicos
• Echando un vistazo al futuro
• El taller interactivo
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3. • En España hay 3.850.000 de personas con
discapacidad
3
Introducción

4. • Las ayudas técnicas pueden suponer una diferencia
marcada en la calidad de vida de estos ciudadanos
4
Introducción

5. 5
Introducción
• En esta actividad trataremos de comprender cómo
funcionan estos dispositivos y qué relación tienen
con los parámetros fisiológicos del cuerpo.

6. Agenda
• Introducción
• Entendiendo los parámetros fisiológicos
– Electromiograma
– Electrocardiograma
– Encefalograma
– Otros parámetros
• Órganos biónicos
• Echando un vistazo al futuro
• El taller interactivo
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7. Electromiograma
• Permite detectar y cuantificar la actividad eléctrica de
cualquier músculo del cuerpo.
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8. Electromiograma
• ¿Cómo medimos la actividad eléctrica?
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9. Electromiograma
• ¿Cómo medimos la actividad eléctrica?
– Electrodos con gel
9

10. Electromiograma
• ¿Cómo medimos la actividad eléctrica?
– Electrodos secos
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11. Electromiograma
• ¿Cómo medimos la actividad eléctrica?
– Textiles conductores
11

12. Electromiograma
• A continuación necesitamos un circuito electrónico para
adquirir la señal
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13. Electromiograma
• A continuación necesitamos un circuito electrónico para
adquirir la señal
13

14. Electromiograma
• Información que proporciona:
– Activación de un músculo
– Cuantificación de la activación de un músculo
– Incremento/decremento en rendimiento muscular
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15. Agenda
• Introducción
• Entendiendo los parámetros fisiológicos
– Electromiograma
– Electrocardiograma
– Encefalograma
– Otros parámetros
• Órganos biónicos
• Echando un vistazo al futuro
• El taller interactivo
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16. Electrocardiograma
• Refleja la actividad eléctrica de un músculo muy especial:
el corazón
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17. Electrocardiograma
• Refleja la actividad eléctrica de un músculo muy especial:
el corazón
– El corazón está controlado por el sistema nervioso
autónomo
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18. 18

19. 19

20. 20

21. Electrocardiograma
• Electrocardiograma de 12
derivaciones
21

22. Electrocardiograma
• Propagación de ondas
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23. Electrocardiograma
• Refleja la actividad eléctrica de un músculo muy especial:
el corazón
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24. Electrocardiograma
• Información que proporciona:
– Frecuencia cardiaca
– Nivel de actividad física
– Información sobre estrés y reacciones emocionales
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25. Agenda
• Introducción
• Entendiendo los parámetros fisiológicos
– Electromiograma
– Electrocardiograma
– Encefalograma
– Otros parámetros
• Órganos biónicos
• Echando un vistazo al futuro
• El taller interactivo
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26. Encefalograma
• Permite medir actividad en nuestro cerebro.
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27. 27

28. 28

29. 29

30. 30

31. 31

32. Encefalograma
• Información que proporciona:
– Funcionamiento del cerebro
– Potencialmente, especialmente con medición
invasiva, todo lo que hace el cerebro.
• Pero todavía nos queda mucho por entender…
ahora mismo tenemos a medir múltiples
fenómenos concurrentes y no somos capaces
de medir cada uno por separado.
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33. Agenda
• Introducción
• Entendiendo los parámetros fisiológicos
– Electromiograma
– Electrocardiograma
– Encefalograma
– Otros parámetros
• Órganos biónicos
• Echando un vistazo al futuro
• El taller interactivo
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34. Presión arterial
• Presión que la sangre ejerce contra las paredes de las
arterias.
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35. Presión arterial
35

36. Presión arterial
• Presión sistólica y presión diastólica
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37. Presión arterial
• Información que proporciona:
– Presión arterial
– Información relativa a estrés y respuestas emocionales
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38. Conductividad dermal
• Mide la conductividad eléctrica de la piel
– Muy sensible a cambios emocionales
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39. Conductividad dermal
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𝑅 =
𝑉
𝐼

40. Conductividad termal
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41. Conductividad dermal
• Información que proporciona:
– Muy sensible a cambios emocionales
– Muy sensible al nivel de estrés
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42. Frecuencia respiratoria
• No sólo cuántas veces respiramos, sino cuando inspiramos
y cuando respiramos
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43. Frecuencia respiratoria
• No sólo cuántas veces respiramos, sino cuando inspiramos
y cuando respiramos
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44. Frecuencia respiratoria
• Efecto piezoeléctrico
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45. Frecuencia respiratoria
• Información que proporciona:
– Frecuencia respiratoria
– Información sobre rendimiento físico
– Permite identificar patologías del descanso nocturno
como la apnea del sueño
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46. Agenda
• Introducción
• Entendiendo los parámetros fisiológicos
– Electromiograma
– Electrocardiograma
– Encefalograma
– Otros parámetros
• Órganos biónicos
• Echando un vistazo al futuro
• El taller interactivo
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47. • Los órganos biónicos constan de:
– Efectores: permiten realizar acciones físicas en el
entorno (ejemplo: motor para cerrar la mano).
– Sensores: le permiten saber cuándo el paciente
quiere realizar una determinada acción.
– Una arquitectura de control: toman los datos de los
sensores y los traduce en comandos a los
efectores.
Órganos biónicos

48. =
Órganos biónicos

49. Dispositivos de entrada

50. Dispositivos de salida

51. Arquitectura de control

52. Dispositivos de entrada

53. Dispositivos de entrada
• ¿Qué parámetros fisiológicos no podemos usar como
entradas?
– Electrocardiograma, presión arterial, conductividad
dermal: no tenemos control voluntario sobre ellos. No
nos sirven.
– Frecuencia respiratoria: la controlamos, pero
resultaría poco práctico para el usuario.
– Reconocimiento de voz: problemas en ambientes
ruidosos. Generaría rechazo social y complicaría la
aceptación por parte del usuario.

54. Dispositivos de entrada
• ¿Qué parámetros fisiológicos sí podríamos usar como
entradas?
– Encefalograma: sería lo ideal. Evitaría aprendizaje
específico para usar el órgano biónico. Pero la tecnología
todavía no está completamente desarrollada (hoy).
– Electromiograma: puede medirse de modo no invasivo de
modo sencillo y tenemos control voluntario. Requiere
aprendizaje.
• En ocasiones se emplea directamente el movimiento
muscular registrado como un IMU o movimiento ocular
registrado con una cámara.

55. 55

56. 56

57. 57
• El primer ojo biónico
Órganos biónicos

58. 58
• El primer ojo biónico
¿Qué hace un Ingeniero Biomédico?

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• Implantes cocleares activos
Órganos biónicos

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• El principal inconveniente muchas veces es…
Órganos biónicos

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62. 62

63. 63
• Una impresora 3D y 75 euros para cambiar la vida de
miles de personas en el tercer mundo
¿Qué hace un Ingeniero Biomédico?

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65. 65

66. Agenda
• Introducción
• Entendiendo los parámetros fisiológicos
– Electromiograma
– Electrocardiograma
– Encefalograma
– Otros parámetros
• Órganos biónicos
• Echando un vistazo al futuro
• El taller interactivo
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67. Electronic Tattoo
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68. Electronic Tattoo
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69. eSkin
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70. Quantify self
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• Nano retina, testeado en animales
Órganos biónicos

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• La primera mano biónica que puede sentir
Órganos biónicos

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• La primera pierna biónica que puede sentir
Órganos biónicos

75. Agenda
• Introducción
• Entendiendo los parámetros fisiológicos
– Electromiograma
– Electrocardiograma
– Encefalograma
– Otros parámetros
• Órganos biónicos
• Echando un vistazo al futuro
• El taller interactivo
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76. ¿Preguntas?
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