UNEFM, Ingeniería Biomédica, Introducción a la Ingeniería Biomédica, Introducción a la teoría de sistemas aplicados a sistemas fisiológicos

1. UNIDAD N°-1
FUNDAMENTOS DE LA INGENIERIA BIOMEDICA E
INTRODUCCIÓN A LA TEORIA DE SISTEMAS
APLICADOS A SISTEMAS FISIOLÓGICOS
PROF. ING. EMMELYSABETH CÓRDOVA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL
“FRANCISCO DE MIRANDA”
AREAS CIENCIAS DE LA SALUD
PROGRAMA DE INGENIERIA BIOMEDICA
INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA BIOMÉDICA

2. CLASE N°-2 Fundamentos de la Teoría de
Sistemas y sistemas de Control fisiológicos.

3. Sistema es un todo organizado y complejo; un conjunto o combinación
de cosas o partes que forman un todo complejo o unitario. Es un
conjunto de objetos unidos por alguna forma de interacción o
interdependencia. Los límites o fronteras entre el sistema y su ambiente
admiten cierta arbitrariedad ”.
¿QUE ES UN SISTEMA?
Limites
sistema
Alrededores
“ Es una porción del
universo con sus limites”

4. ¿QUE ES UN SISTEMA?
Un SISTEMA se puede definir
como: “un conjunto de objetos
que actúan en conjunto y
contribuyen a un determinado
propósito o función”
El sistema solar, el sistema respiratorio humano, un
bosque, un capacitor junto a un resistor son
ejemplos de SISTEMAS.

5.  Sistemas Lineales
 Sistemas Dinámicos y Estáticos.
 Sistemas Continuos y Discretos.
 Sistemas de Control y Feedback
(retroalimentación).

6.  UN SISTEMA ES LINEAL cuando se cumplen en él las
propiedades de homogeneidad y superposición.
 Cumple con el Principio de Conmutatividad, que establece
que el orden de las relaciones de operación no altera el
resultado.
Output
Input
Output
Input
La respuesta de un SISTEMA depende no solo de
la entrada o estimulo sino también del estado en
que se encuentre cuando se inicie su
funcionamiento, o se defina ese inicio.

7.  SISTEMA ESTÁTICO: corresponde a todo sistema cuyos valores
permanecen constantes en el tiempo.
 SISTEMA DINÁMICO: corresponde a todo sistema cuyos valores
NO permanecen constantes en el tiempo.
 Ejemplo: La temperatura y humedad del ambiente natural es un
SISTEMA DINÁMICO porque sus valores no permanecen
constantes, es decir, cambian durante el día.
 La temperatura y humedad del ambiente dentro de un edificio
climatizado SISTEMA ESTÁTICO porque sus valores permanecen
constantes, es decir, no cambian durante el día. (efectivamente
la climatización se usa para mantener constantes en el tiempo
los parámetros de temperatura y humedad.)

8.  Si la operaciones de transformación de un sistema son
funciones que dependen del tiempo de manera continua, el
sistema esta llamado a ser un sistema continuo.
 El sistema será discreto si la función de operación es no
continua.
 (a) Una señal contínua tiene valores a cada instante de
tiempo.
 (b) Una señal discreta ha sido muestreada a lo largo del
tiempo y no tiene valores entre los datos muestreados.
Time
Amplitude
Time
Amplitude
(a) (b)

9.  Sistemas de Control o feeback, estos sistemas son frecuentes en
la naturaleza especialmente el cuerpo humano es un claro
ejemplo.
 El término, para ser más precisos, deriva de la teoría de los
sistemas, que está relacionada con los sistema de control y de
información electrónica. El feedback es el proceso por el cual se
auto regula el sistema dinámico (por ejemplo, nuestra conexión
a Internet) permitiendo que señales de salida se conviertan luego
en señales de entrada (en el caso de Internet, que no sólo se
trata de un “espacio virtual”, la permanente entrada y salida de
datos hacia servidores externos a los cuales estamos conectados
con nuestra conexión es un claro ejemplo de ello).

10. Entradas
sistema
Salidas
La teoría de sistemas trata de tópicos básicos, La Relación entre las variables
que influencian el estado del sistema
La teoría de sistemas trata específicamente con procesos de interacción
complejos con una doble intensión
Proceso de análisisProceso de síntesis

11. Todo los sistemas cumplen estas características:
1)Propósito u objetivo:
Todo sistema tiene uno o algunos propósitos. Los elementos como también las
relaciones, definen una distribución que trata siempre de alcanzar un objetivo.
2)Globalismo o totalidad:
• Un cambio en una de las unidades del sistema, producirá cambios en las otras.
• El efecto total se presenta como un ajuste a todo el sistema.
• Hay una relación de causa/efecto.
• De estos cambio y ajustes, se derivan dos fenómenos: entropía y homeostasia.
Entropía: es la tendencia de los sistemas a desgastarse, a desintegrarse, para el relajamiento
de los estándares y un aumento de la aleatoriedad
Homeostasia: es el equilibrio dinámico entre las partes del sistema. Los sistemas tienen una
tendencia a adaptarse con el fin de alcanzar un equilibrio interno frente a los cambios
externos del entorno.
Puleo (1985): "Cuando tratamos de tomar algo del sistema,
siempre lo encontramos unido a algo más en el Universo"

12.  Un MODELO de un SISTEMA es una
herramienta que usamos para responder
preguntas del sistema sin necesidad de
realizar un experimento.
TIPOS DE MODELOS
 Modelos mentales, verbales, físicos y
matemáticos.

13.  Cuando el reconocimiento de entradas y salidas se
limita a aquellas absolutamente relevantes al problema
que nos plantea el estudio de una determinada
realidad(sistema) estamos creando un modelo de
sistemas.
•Presión arterial
•Temperatura
•Análisis de
laboratorio
•Condición
socioeconómica
Son relevantes
No toma en cuenta todas la variables. Construye
un modelo del paciente, pero no el paciente.

15.  El conjunto de
órganos que realizan
una función común y
representan un nivel
de organización
importante en el
cuerpo humano
reciben el nombre de
sistemas orgánicos
El cuerpo está formado por células,
estas a su vez forman tejidos, los
tejidos a su vez forman órganos,
estos forman aparatos y, a su vez
estos componen los sistemas que
mantienen el cuerpo vivo.

16.  Para este enfoque se
divide al cuerpo
humano en cuatro
grandes grupos
atendiendo a sus
características morfo
funcionales comunes.
Estos cuatro grupos
serian: somáticos,
viscerales, circulatorio
y nervioso.

18.  El ojo es un órgano que detecta la luz y es la base del sentido de
la vista. Su función consiste básicamente en transformar la energía
lumínica en señales eléctricas que son enviadas al cerebro a través
del nervio óptico.
 El ojo humano funciona de forma muy similar al de la mayoría de los
vertebrados y algunos moluscos; posee una lente
llamada cristalino que es ajustable según la distancia, un diafragma
que se llama pupila cuyo diámetro está regulado por el iris y un tejido
sensible a la luz que es la retina. La luz penetra a través de la pupila,
atraviesa el cristalino y se proyecta sobre la retina, donde se
transforma gracias a unas células llamadas fotorreceptoras en
impulsos nerviosos que son trasladados a través del nervio óptico al
cerebro.

19.  Los rayos de luz que penetran en el ojo deben enfocarse
exactamente sobre la retina para que la imagen obtenida sea
nítida. Ello requiere un ajuste que ocurre de forma muy similar
tanto en el ojo humano como en el resto de los animales
vertebrados. El proceso mediante el cual los rayos luminosos
procedentes tanto de objetos cercanos como lejanos se enfocan
con exactitud sobre la retina se llama acomodación. El
mecanismo de la acomodación exige la contracción del músculo
ciliar que está unido al cristalino mediante el ligamento
suspensorio.

20.  La termorregulación o regulación de la temperatura es la
capacidad que tiene un organismo biológico para
modificar su temperatura dentro de ciertos límites,
incluso cuando la temperatura circundante es muy
diferente. El término se utiliza para describir los procesos
que mantienen el equilibrio entre ganancia y pérdida
de calor. Si se añade o quita una determinada cantidad
de calor a un objeto, su temperatura aumenta o
disminuye, respectivamente, en una cantidad que
depende de su capacidad calorífica específica con un
ambiente.

21.  El cuerpo humano tiene una temperatura interna de
37ºC, mientras que la temperatura cutánea es de
33.5ºC. El calor ganado y perdido por el cuerpo
depende de múltiples factores.
 El control involuntario de la temperatura del cuerpo
resulta por la acción de tres mecanismo.
1. Incremento de la actividad metabólica
2. Procesos que están relacionados con el alejamiento
de la temperatura ambiental.
3. Procesos relacionados con la actividad vasomotora
del sistema circulatorio.

22. Edad
Grados
Celsius
Recién
nacido
36.1- 37.7
Lactante 37.2
Niños de 2-
8 años
37
Adulto 36 - 37
Mecanismos de termorregulación
Es común clasificar a los mecanismos de
regulación de la temperatura en
comportamentales y fisiológicos, debe
notarse, sin embargo, que la clasificación
es algo arbitraria, y que algunos
mecanismos pueden encajar en ambas
categorías:
Mecanismos comportamentales: cambios
en la posición del cuerpo, de los patrones
de actividad diarios y estacionales,
selección de microclimas.
Mecanismos fisiológicos: cambios en la
generación metabólica de calor,
modificaciones en la conductancia
vascular.

23.  La hipertensión se produce en pacientes
de cualquier edad cuando la tensión arterial
sistólica (también conocida como “de máxima”) es
más alta que 140 o la tensión diastólica (o “de
mínima”) es mayor que 90 -o ambas a la vez-, en
forma persistente, lo que los pone en riesgo
cardiovascular.

24. Circunstancias:

25. + Cuando se contrae envía un
torrente de sangre a las
vías circulatorias y a este
empuje se le llama presión de
sístole. (Cuando late el
corazón).
+ Cuando el corazón se relaja
(descansa) entre latidos,
disminuye la presión en las vías
circulatorias, y a esto se le
llama presión de diástole.

27. Como se previene …

28. MODELO toma de medidas
fisiológicas

30. Podemos concluir…
•Tiene un medio interno fijo y
constante
•Ningún sistema puede
existir aislado
completamente
•Los factores externos que lo
rodean pueden afectarlo
•Ayuda a crear modelos
para entender como un
organismo multicelular
(hombres y animales)
funcionan de una manera
cooperativa. El concepto de sistema visto de
manera general lo podríamos definir
como un conjunto de elementos que
interactúan entre sí para realizar un
determinado proceso o función.