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Avances tecnológicos en Sistemas Biomédicos

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Bruno Orsatti

on 1 September 2015

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Transcript of Avances tecnológicos en Sistemas Biomédicos

Posterior al siglo XIX
1900 - 2000
Siglo XX
Médico Gripoulleau, realizó diferentes accesorios que podían ser usados como unidad terminal, tales como anillos, ganchos y diversos instrumentos metálicos, que brindaban la capacidad de realizar trabajo de fuerza o de precisión.
2000 - presente
1800 - 1900
Siglo XIX
Cerrajero Francés Lorrain, se emplean el cuero, los polímeros naturales y la madera en la fabricación de prótesis, como también el uso de resortes, desarrollando nuevos mecanismos para la fabricación de elementos de transmisión de la fuerza, para la sujeción.

Una breve línea de tiempo
Avances tecnológicos en Sistemas Biomédicos
2000 a.C.
Se tiene la primera prótesis de miembro superior registrada, proveniente de los egipcios sujetado por medio de un cartucho adaptado al mismo.

218-220 a.C.
Marcus Sergius, elabora una mano de hierro, con la cual portaba su espada, ésta es la primera mano de hierro registrada.
Siglo X
Los mayas y aztecas desarrollan herramientas mecánicas para arreglar cavidades dentales, como también la manufactura de los primeros diseños ingenieriles sanitarios de aguas residuales en América.
1400
Alt-Ruppin, mano de hierro, contando con un pulgar rígido en oposición y dedos flexibles, los cuales eran flexionados pasivamente, éstos se podían fijar mediante un mecanismo de trinquete y además tenía una muñeca movible.
Siglo XVI
Ambroise Paré, desarrolló el primer brazo artificial móvil al nivel de codo, llamado
"La petit Loraine”. Los dedos
pueden abrirse o cerrase
presionando o traccionando
además de que constaba de
una palanca, por medio de la
cual, el brazo podía realizar la
felxión o extensión a nivel de
codo.
1696
Pieter Verduyn desarrolló la primera prótesis por debajo de la rodilla sin mecanismo de bloqueo.
Siglo XIX
Peter Beil, crea una mano con el cierre y la apertura de los dedos, controlado por los movimientos del tronco y hombro contra lateral, dando origen a las prótesis autopropulsadas.
1800
James Potts, diseño una prótesis elaborada con una pierna de madera con encaje, con una articulación de rodilla de acero y un pie articulado controlado por tendones de cuerda de tripa de gato desde la rodilla hasta el tobillo.
1816
Incorporación del estetoscopio por el médico francés René Laennec.
1826
Jean-Daniel Colladon descubrió el ultrasonido utilizando una campana bajo el agua para determinar la velocidad del sonido en el agua.
1831
Carlo Matteucci Primeras medidas de fenómenos bioelétricos: con un galvanómetro detecta corriente eléctrica entre el segmento dañado de un músculo y la parte intacta << corriente de lesión>>
1846
Benjamin Palmer, mejoró la pierna Selpho Al agregarle un resorte anterior, un aspecto suave y tendones para simular un movimiento natural.
1863
Dubois Parmlee, inventó una prótesis avanzada con un encaje de succión, una rodilla policéntrica y un pie multriarticulado
1869
Sale la patente de la primera silla de ruedas bimanual impulsado por ruedas traseras.
1881
Samuel Von Basch, crea el primer sistema de medición de presión sanguínea.
1887
A.D. Waller, realiza el primer registro de señales electrofisiológicas del corazón humano.
1887
F.A. Muller creo los primeros lentes de contacto.
1888
Adolf Eugen Fick y el óptico francés Edouard Kalt crearon unas lentes de contacto de vidrio para corregir
defectos visuales, cubrían todo el frente del ojo, eran pesadas y se podían tolerar puestas unas pocas horas.

1891
Adolf Beck y Prof. Cybulsky, registran las primeras actividades electroencefalográficas con galvanómetros.
1891
William Bayliss y Edward Starling diseñan un voltímetro capilar, con el cual obtuvieron una variación trifásica acompañando cada latido cardíaco, que posteriormente se llamarán luego P, QRS y T por parte de Willem Einthoven.
1895
W.C. Roentgen descubre los rayos X
1900
Se inician a aplicar las primeras placas óseas de metal con la finalidad de separar roturas o fracturas.
1901
William Einthoven desarrolla un galvanómetro de cuerda
1903
William Einthoven, idea el primer electrocardiógrafo y midió los cambios eléctricos que ocurren en el corazón.
1905
William Einthoven, logra trasmitir electrocardiogramas desde el hospital a su laboratorio a 1.5 km, por medio de un cable telefónico, desarrollando así el primer telecardiograma.
1906
Cremer registra el primer electrocardiograma transesofágico, realizando el primer electrocadiograma fetal de la superficie abdominal de una mujer embarazada.
1907
Arthur Cushny registro la presión del pulso radial en relación con el tiempo con un esfigmocronógrafo de Jacques, es similar a los registros de tensión arterial utilizados en los cuidados intensivos actuales.
1912
Dorrance, desarrolló el Hook, que es una unidad terminal que permite abrir activamente, mediante movimientos de la cintura escapular, además se cierra pasivamente por la acción de un tirante de goma.
1912
Sauerbruch, da origen a las prótesis activadas por los músculos del muñón, conectando la musculatura flexora del antebrazo con el mecanismo de la mano artificial, mediante varillas de marfil que hacía pasar a través de túneles cutáneos.
1921
Uso de un microscopio en una operación. Actualmente se utiliza la técnica “endoscopía”
1924
Hans Berger, Se crea el electroencefalograma.
1924
Se lanza la patente del primer modelo de silla de ruedas impulsado eléctricamente.
1926
Un médico del Crown Street Women's Hospital de Sydney, que quiso permanecer anónimo, resuscitó un recién nacido con un artefacto eléctrico llamado más tarde marcapasos.
1927
Drinker, Se inventa el primer respirador artificial
1928
Ernstine y Levine anunciaron el uso de tubos de vacío que amplificaran el electrocardiograma en lugar de mecanismos de índole mecánica como el galvanómetro de filamento.
1928
Frank Sanborn's company convierte su modelo de mesa de electrocardiógrafo en su primera versión portátil que pesaba 25 Kg (50 libras) y alimentado por una batería de automóvil de 6 V
1929
Edgar Douglas Adrian y Detlev Wulf Bronk, introducen el electrodo concéntrico para registros EMG experimentales.
1931
El Dr Albert Hyman patenta el primer marcapasos cardiaco artificial que estimula el corazón a través de una aguja transtoracica.
1932
Harry Jeanings creo la silla de rueda como se le conoce ahora
1933
Castellanos, Hace posible visualizar la mayoría de los órganos del cuerpo humano mediante el uso de sustancias radio-opacas (contraste).
1934
Alfred Grass, primer Electroencefalógrafo comercial
1935
Forester y Altenburger, Electrocorticografo, se tiene el primer registro de actividad eléctrica cerebrales con electrodos de contacto directo con la corteza cerebral.
1935
Alfred Grass construye el primer sistema de electroencefalógrafo comercial de tres canales
1940
Se inicia la aplicación de PMMA (Polimetilmetacrilato) en cirugía ocular.
1940
Naval Medical Research Insitute, Aplica por primera vez la técnica de ecografía para observar el interior de un cuerpo humano.
1942,
El psiquiatra Karl Dussik intentó detectar tumores cerebrales registrando el paso del haz sónico a través del cráneo.

1940
Willem Kolff inventa las máquinas de diálisis y banco de sangre.
1942
Willem Kolff Se utiliza por primera vez un riñón artificial para la diálisis.
1946
Isidor Isaac Rabi, Descubrimiento de la resonancia magnética.
1946
Se crean sistemas de propulsión asistida, dando origen a las prótesis neumáticas y eléctricas.
1948
Kevin Tuohy creo las primeras lentes corneales de metacrilato para corregir los defectos visuales
1950
Otto Wichterle y Dreifus fabrican en 1950 las primeras lentes de contacto blandas
1950
Willem Kolff crea el corazón artificial
1950
Se inicia la aplicación de sistemas transistorizados, procesamiento básico de la señal: línea de retardo (delay line), premeditación y cursores en pantalla para la medición de parámetros. Visualización en un tubo de rayos catódicos. Análisis de las señales sobre papel previa fotografía de las pantallas con cámaras Polaroid.
1951
Alfredo Carrea, realizó el primer Bypass en la arteria del cuello.
1953
James Watson, Se obtiene el modelo de la doble hélice del ADN
1957
Basil Hirschovitz crea el primer endoscopio que utiliza fibras ópticas para flexibilizar el endoscopio y así poder usarlo más cómodamente en cirugías.
1957
El ingeniero Tom Brown y el Dr. Donald, construyeron un escáner de contacto bidimensional, evitando así la técnica de inmersión. Tomaron fotos con película Polaroid y publicaron el estudio en 1958.
1957
El Dr. Donald inició los estudios obstétricos a partir de los ecos provenientes del cráneo fetal. En ese entonces se desarrollaron los cálipers (cursores electrónicos)
1958
Jorge Reynolds, creo el primer marcapasos de corazón artificial externo con electrodos internos.
1958
Wilson Greatbatch, crea el primer marcapasos cardiaco implantable.
1959
Satomura reportó el uso, por primera vez, del Doppler ultrasónico en la evaluación del flujo de las arterias periféricas.
1960
Surgen las primeras prótesis con mando mioeléctrico en Rusia, el cual funciona con pequeños potenciales extraídos durante la contracción de las masas musculares del muñón, siendo estos conducidos y amplificados para obtener el movimiento de la misma.
1960
Howry introdujo el uso del Transductor Sectorial Mecánico (hand held scanner).
1960
Theodore H. Maiman, crea el láser cuya aplicación en la medicina permite la precisión en técnicas quirúrgicas y tratamientos, cauterizar tejidos humanos, permite la mínima invasión, limita los efectos colaterales y es especialmente benévola para el paciente.
1962
Homes produjo un escáner que oscilaba 5 veces por segundo sobre la piel del paciente, permitiendo una imagen rudimentaria en tiempo real.
1963
Un grupo de urólogos japoneses reportó exámenes ultrasónicos de la próstata, en el A-MODE.
1965
La firma austriaca Kretztechnik asociada con el oftalmólogo Dr Werner Buschmann, fabricó un transductor de 10 elementos dispuestos en fase, para examinar el ojo, sus arterias, etc.
1966
Kichuchi introdujo la "Ultrasonocardio-tomografía sincronizada", usada para obtener estudios en 9 diferentes fases del ciclo cardiaco, usando un transductor rotatorio y una almohada de agua.
1967
Se inicia el desarrollo de transductores de A-MODE para detectar el corazón embrionario, factible en ese entonces a los 32 días de la fertilización.
1967
Christian Barnard, realiza el primer trasplante de corazón entre humanos.
1967
René Favaloro, primer Bypass cardiaco
1968
Sommer reportó el desarrollo de un escáner electrónico con 21 cristales de 1,2 MHz, que producía 30 imágenes por segundo y que fue realmente el primer aparato en reproducir imágenes de tiempo real, con resolución aceptable.

1969
Se desarrollaron los primeros transductores transvaginales bidimensionales, que rotaban 360 grados y fueron usados por Kratochwil para evaluar la desproporción cefalopélvica. También se inició el uso de las sondas transrectales.

1970
Kratochwill comenzó la utilización del ultrasonido transrectal para valorar la próstata.
1970
Se implementan lentes de contacto de poli-HEMA
1971
Raymond Damadian, inicia a aplicar la Resonancia magnética para la detección los primeros signos de cáncer en el organismo y tumores cerebrales.
1971
La introducción de la escala de grises marcó el comienzo de la creciente aceptación mundial del ultrasonido en diagnóstico clínico.
1973
Aparición de los sistemas modulares digitales: señales digitalizadas que pueden imprimirse en tiempo real y analizarse en módulos específicos de almacenamiento y procesado de datos, como el analizador de Willison para la actividad EMG durante el máximo esfuerzo.
1972
Hounsfield, Radiología digital, permite obtener imágenes directamente en formato digital sin haber pasado previamente por obtener la imagen en una placa de película radiológica.
1977
Kratochwil combino el ultrasonido y laparoscopia, introduciendo un transductor de 4.0 MHz a través del laparoscopio, con el objeto de medir los folículos mediante el A-MODE. La técnica se extendió hasta examinar vesícula, hígado y páncreas.

1978
Robert G Edwards, Primer bebé concebido in Vitro
1979
Allan MacLeod Cormack. Físico surafricano y Godfrey Newbold Hounsfield. Ingeniero electrónico. Ambos obtuvieron conjuntamente el PN por el desarrollo de la tomografía computadorizada asistida.
1980
Popularización de las mágenes por Resonancia Magnética. Permite obtener delgadas imágenes superpuestas, llamadas tomografías, tomadas de cualquier parte del cuerpo y en cualquier ángulo, sin penetrarlo.
1980
Inician las primeras experiencias quirúrgicas con robots en neurocirugía y ortopedia.
1980
Fujifilm, pionera en el uso comercial de las placas de fósforo fotoestimulable , al lanzar al mercado en 1980 el Phosphorimager , nombre con que se pasó a conocer el dispositivo empleado para leer la placa de fósforo fotoestimulable (a veces abreviado como PhosphoImager ), con su aplicación más común en la biología molecular para detectar radiomarcadores en proteínas y ácidos nucleicos fosforilados.
1982
Palmiter, Obtiene a los primeros ratones transgénicos.
1982
Se incorporar sistemas de adquisición y análisis controlados por microprocesadores.
1982
Aloka anunció el desarrollo del Doppler en color en imagen bidimensional.
1983
Lutz usó la combinación de gastroscopio y ecografía, para detectar CA gástrico y para el examen de hígado y páncreas.
1983
Aloka introdujo al mercado el primer Equipo de Doppler en Color que permitió visualizar en tiempo real y en color el flujo sanguíneo.
1984
FJ. Ruiz Marcellán y L Ibarz Servio, se desarrolla Litotricia extracorpórea con ondas de choque (LEOCH)
1985
PUMA 560, robot que introduce una aguja en el cerebro mediante guía TAC.
1986
IBM, se crea un implante robotizado de prótesis de cadera.
1988
Imperial College de Londres, surge World First, robot que extrae por primera vez fragmentos de tejido humano en un quirófano. Además es capaz de realizar una operación endoscópica de próstata.
1990
Más de la mitad de las aplicaciones de biomateriales son o contienen polímeros
1990
Gordon Blunn, inventor médico y profesor de ingeniería biomédica encontró soluciones para los problemas relacionados con las prótesis. Entre los inventos destacan: implantes hechos a medida para pacientes con tumores óseos; una innovación relativa a la selección de biomateriales y superficies para mejorar la fijación al hueso de los implantes por cáncer de hueso; un método para agregar plata al recubrimiento de hidroxiapatita de los implantes para evitar el crecimiento de una bacteria común que afecta los implantes (5, 6); y un implante que crece para tratar a los niños que padecen cáncer de hueso. Otra innovación importante desarrollada por Blunn y su equipo son las prótesis intraóseas transcutáneas, conocidas como ITAP por sus siglas en inglés.
1993
La práctica totalidad de las funciones de adquisición y análisis de señales es controlada por ordenadores con hardware y software específicos.
1994
Y Wang como fundador de Computer Motion Inc. Se establece el proyecto AESOP (Automated Endoscopic System for Optical Positioning).
1995
Computer Motion Inc., Aparición del robot cirujano Zeus, cuyo fin fue atender a heridos de guerra a distancia.
1996
Computer Motion Inc, Se crea un brazo robotizado inteligente controlado por medio de una tarjeta digitalizada que reconoce la voz de cada cirujano.
1997
Intuitive Surgical Inc, Establece el proyecto Mona, siendo un robot precursor de Da Vinci, utilizando un sistema amo-esclavo con consola de mandos y brazos independientes para que un cirujano, situado fuera del campo quirúrgico, comande los brazos robóticos colocados, mediante laparoscopía, en el interior del abdomen del paciente.
1999
Intuitive Surgical Inc, surge el robot quirúrgico más avanzado, siendo el da Vinci Surgical System, el cual puede realizar procedimientos de cirugía abdominal vía laparoscopía.
Hoy en día, la influencia de la computación ha permitido realizar un gran avance en los procedimientos clínicos y médicos.

• Los dispositivos de telemetría permitieron monitorear el corazón de un paciente sin estar ambos en un mismo cuarto.

• Las técnicas de imágenes médicas como la tomografía computarizada (CT) y la imagen por resonancia magnética.

• Visualización en tiempo real

• Diagnóstico por imágenes.

Por otro lado se tiene el Proyecto del Genoma humano, el cual busca determinar las posiciones relativas de todos los nucleótidos (o pares de bases) e identificar los 20000 a 25000 genes presentes en el.

Lo actualmente de “moda” en la bioingeniería, es la nanotecnología, la ingeniería de los tejidos, órganos artificiales, cibernética y otros.

Publicado por el MIT, uno de los inventos que cambiarán el mundo es la ingeniería inyectable de tejidos. Sin duda este invento tiene mucho que ver con la nanotecnología y es un candidato muy fuerte a reemplazar los trasplantes de órganos clásicos. El método consiste en inyectar articulaciones cuyo compuesto es una mezcla de polímero diseñados, células y estimuladores de crecimiento, los cuales dentro del cuerpo, realizan una reacción particular, de manera que se solidifican y forman nuevos tejidos sanos.
Otro avance es el mini robot médico, el cuales es capaz de ser introducido al paciente por una pequeña incisión, guiándose a través de un mapa creado con resonancia magnética nuclear. Este robot es capaz de tomar fotografías, recoger muestras de tejido, diseminar medicina e incluso realizar procedimientos quirúrgicos sencillos.
2000
Imperial College of London, surge el robot PROBOT, el cual es un robot autónomo que trabaja después de la programación sobre el caso clínico, una vez obtenidas coordenadas ecográficas.
2000
Piel artificial derivada de polímeros, avances en diálisis por membranas. Adaptación de sistemas de inteligencia artificial, sistemas expertos de apoyo al diagnóstico, diagnóstico automatizado, sistemas tutoriales para formación.

2003
Dunlop, surge la mano de Canterbury, el cual utiliza eslabones mecánicos movidos directamente para actuar los dedos en forma similar a la mano humana. Cada dedo de la mano tiene 2.25 grados de libertad. Los dedos cuentan con sensores de presión en cada articulación y en la punta de los dedos, lo que hace que cada dedo tenga cuatro sensores de presión, dos motores de corriente directa, dos encoders y un sensor de efecto Hall.
2005
Aparición de la e Ecocardiografía tridimensional
Fuentes:
http://www.elsevier.es/imatges/256/256v19n07/grande/256v19n07-13068825tab01.gif
http://scielo.isciii.es/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1137-66272009000600003
https://sociedadytecnologiaculg3.wordpress.com/advances-tecnologicos-en-la-area-de-la-salud/
https://prezi.com/1urrnltp2snx/protesis-mecanicas/
http://www.animalresearch.info/es/avances-medicos/linea-de-tiempo/marcapasos-cardiacos/
https://electromedicinacr.wordpress.com/historia-de-la-ingenieria-biomedica/
http://www.academia.edu/1740193/Historia_de_la_tecnolog%C3%ADa_m%C3%A9dica
http://www.tudiscovery.com/guia_tecnologia/tecnologia_medica/resonancia_magnetica/index.shtml
http://gamusinos.net/la-ingenieria-inyectable-de-tejidos-un-invento-que-revolucionario/
http://scielo.isciii.es/scielo.php?pid=S0210-48062007000300002&script=sci_arttext&tlng=pt
http://scielo.isciii.es/pdf/urol/v60n8/historia18.pdf
http://www.revista.unam.mx/vol.6/num1/art01/art01_enero.pdf
http://www.eis.uva.es/~macromol/curso05-06/medicina/biopolimeros.htm
http://www7.nationalacademies.org/spanishbeyonddiscovery/El%20desarrollo%20de%
20la%20resonancia%20magn%C3%A9tica.html
http://www.medicinaauxiliar.com/infosillas4.html
http://www.lanacion.com.ar/953205-cumplio-40-anos-el-bypass-una-tecnica-que-sigue-vigente
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