La tecnología médica se ha convertido en una herramienta indispensable al servicio del ser humano, y la Ingeniería Biomédica emerge como una disciplina crucial en este contexto. Este campo integra conocimientos avanzados de ingeniería, biología y medicina para mejorar la salud humana, abordando desafíos complejos en la práctica clínica y los servicios de salud.
Definición y Alcance de la Ingeniería Biomédica
Según el diccionario virtual die.net, la definición de Ciencias Biomédicas se da como “…la aplicación de los principios de las ciencias naturales a la medicina…”. Con el propio desarrollo de los campos del saber, particularmente en el área académica y en las investigaciones, la interdisciplinariedad es una necesidad, y esta definición tan general de Ciencias Biomédicas ha tenido que ir siendo acotada. Es así como surge el término de Ingeniería Biomédica.
Por ejemplo, la Fundación Whitaker define la Ingeniería Biomédica como “…una disciplina que utiliza los conocimientos avanzados en ingeniería, biología y medicina para mejorar la salud humana a través de disciplinas que integran las ciencias de la ingeniería con las ciencias biomédicas y la práctica clínica. Esto incluye:
- La adquisición de nuevo conocimiento y la comprensión de los sistemas vivos a través de la aplicación de técnicas experimentales y analíticas.
- El desarrollo de nuevos dispositivos, algoritmos, procesos y sistemas para mejorar la práctica médica y los servicios de salud.”
En otras palabras, el Ingeniero Biomédico debe integrar la medicina y la biología con la ingeniería (electrónica, electricidad, computación y sistemas) para resolver problemas relacionados con los seres vivos.
Si bien los ingenieros biomédicos no diagnostican a los pacientes ni formulan medicamentos, sí son los encargados de desarrollar tecnologías que permitan un diagnóstico más acertado, además de generar herramientas que impactan positivamente la calidad de vida de las personas.
Formación en Ingeniería Biomédica
El compromiso de la Escuela Colombiana de Ingeniería y la Universidad del Rosario es formar profesionales con un alto sentido social, comprometidos en el desarrollo y gestión de equipos médicos, tecnologías en rehabilitación, con capacidad de ser interlocutores entre la tecnología biomédica y el equipo de salud para solucionar problemas de la salud. Para la Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito y la Universidad del Rosario es muy grato presentar, en convenio con la Universidad del Rosario, su Programa de Ingeniería Biomédica.
Un programa que nació debido a las regulaciones impuestas por el Ministerio de Salud y Protección Social y por el Invima, al hacer explícitas las necesidades de profesionales para la gestión de equipos médicos (Decreto 4725 de 2005); y la oportunidad de impactar a la sociedad desde la investigación y la innovación, son dos de las razones por las cuales esta carrera se consolida en el país. Ingeniería Biomédica, programa con acreditación institucional de alta calidad, es único en su estilo por cuanto, al ofrecerse en convenio entre ambas intuiciones, se logra una formación integral y multidisciplinaria desde el primer día de clases.
Esta alianza académica y formativa se traduce en beneficios institucionales dobles: sistemas de bibliotecas, acceso a bienestar universitario o decanatura del medio universitario, oportunidades de internacionalización, laboratorios y acceso a todas las sedes, entre otros.
El programa empezó su proceso de planeación entre 2007 y 2010, con un acercamiento y diálogo entre la Universidad del Rosario y la Escuela, y abrió sus puertas en el segundo semestre de 2011 con 29 estudiantes. Desde allí se ha visto un crecimiento considerable. Actualmente tiene casi 500 estudiantes. Además, el equipo de profesores también creció y se fortaleció con expertos en las diferentes áreas de profundización.
Logros Académicos
Este éxito académico se ha visto reflejado en logros como la clasificación del grupo de investigación GiBiome en la categoría A, en los últimos años, según la clasificación de Minciencias.
Fundamentos Esenciales en la Ingeniería Biomédica
La formación de un ingeniero biomédico abarca una amplia gama de conocimientos fundamentales, esenciales para abordar los desafíos de esta disciplina.
Matemáticas y Cálculo
Los conceptos básicos del Cálculo Diferencial se utilizan en muchos campos de conocimiento, en los que las razones de cambio permiten la descripción de fenómenos variacionales. La estructura de espacio vectorial y las transformaciones lineales, conforman el eje central de esta asignatura, su estudio contribuye al desarrollo de la abstracción a través de la demostración y justificación formal de enunciados. Los conceptos básicos del cálculo integral son útiles en muchos campos de conocimiento relacionados con la medición de magnitudes. La comprensión de los modelos generales para la medición y la destreza en hacer cómputos usando las herramientas propias del cálculo integral, le facilitarán la modelación y solución de problemas particulares dentro de su área de formación. En aplicaciones, tanto en ingeniería como en administración y economía, con alguna frecuencia se encuentran funciones que se definen como series, es por eso necesario que el estudiante conozca este tipo de funciones y estudie su convergencia, así como la representación de funciones en series de potencias. Los modelos del Cálculo Integral y Diferencial, en los que se contemplan funciones reales de variable real son muy útiles en la solución de problemas de las ciencias y de la ingeniería. Sin embargo, estos modelos se quedan cortos al no considerar otro tipo de funciones que son necesarias para la modelación de problemas propios de la cinemática, la dinámica, la termodinámica, el electromagnetismo, la optimización, entre otros. Las ecuaciones diferenciales surgen en diversas áreas del conocimiento, que incluyen no sólo las ciencias físicas, sino también campos diversos tales como la economía, medicina, psicología e investigación de operaciones. En el estudio de las ciencias e ingeniería se desarrollan modelos matemáticos para ayudar a comprender los fenómenos físicos. Estos modelos a menudo dan lugar a una ecuación que contiene ciertas derivadas de una función desconocida, que puede resultar importante hallar. Por esta razón, se hace necesario estudiar la teoría.
Química y Bioquímica
Interesantemente los últimos libros de química editados por la Sociedad Americana de Química, consideran que todo aquello que se pueda ver, oler, oír, saborear y tocar implica una serie de interacciones y complejas reacciones en el organismo relacionadas con la química y los compuestos químicos. El entendimiento de los fenómenos involucrados en esos procesos exige por lo tanto conocer las leyes de la química, la naturaleza de la materia, los elementos químicos, sus compuestos, las interacciones entre ellos, la influencia del medio sobre las diferentes reacciones químicas y los flujos de energía que favorecen o no el desarrollo de una reacción, entre otros. Sólo estos fundamentos y los acercamientos experimentales pertinentes podrán ofrecer a un estudiante la posibilidad de prepararse para que explore diversos campos en los cuales la química juega un papel importante. La Bioquímica es una disciplina científica que estudia las bases moleculares de la vida y que a través de la historia ha permitido el conocimiento de los principios químicos y físicos que sustentan los procesos biológicos. El abordaje correcto de problemas biomédicos requiere conocer los principios químicos que manejan los diferentes procesos en el ambiente celular y su entorno, así como la estrecha relación que existe entre las características conformacionales de las biomoléculas y su función; entre esas moléculas, son de especial interés los biocatalizadores o enzimas por su papel protagónico en los procesos de transformación que ocurren en compartimientos específicos de la célula y los organismos para dar lugar a la energía y metabolitos requeridos para la vida.
Biología Celular y Molecular
El programa de Biología Celular y Molecular pretende orientar y brindar las bases y las herramientas necesarias para que el estudiante comprenda el fenómeno de la vida, sus orígenes y niveles de organización; como las moléculas se ensamblan para formar los organelos de la célula y como a partir de la diferenciación celular se construyen los tejidos fundamentales para la formación de órganos y sistemas, en cuyo conocimiento profundizará en los semestres tercero y cuarto.
Morfofisiología
La asignatura de Morfofisiología pretende darle las herramientas necesarias al estudiante para comprender la relación estructural y funcional de los diferentes tejidos y sistemas, que conforman el cuerpo humano a nivel macro y microscópico.
Física: Calor, Ondas y Estructura Atómica
Los fenómenos ondulatorios y vibratorios siempre están presentes en la naturaleza. La comprensión de estos fenómenos y sus efectos, requieren de conceptos físicos que se estudian en esta asignatura. Como ejemplo de ello se pueden citar las vibraciones en máquinas mecánicas, eléctricas y estructuras civiles; los circuitos oscilantes en sistemas eléctricos y electrónicos; las aplicaciones médicas; la óptica y las telecomunicaciones. El uso y aprovechamiento del calor, ha permitido que el ser humano transforme su entorno. Esta transformación se hace más eficiente a partir del desarrollo y consolidación de los conceptos físicos que hoy constituyen la rama de la física denominada termodinámica: es decir, los conceptos de calor, temperatura, calor específico, entalpía, entropía y máquina térmica. Estos conceptos, al ser aplicados, han posibilitado el mejoramiento de la eficiencia de las máquinas térmicas, los procesos industriales así como la transformación, generación y aprovechamiento de la energía. Por lo tanto, es fundamental que el estudiante de ingeniería adquiera una comprensión de los conceptos de la termodinámica y de sus contenidos. Una de las consecuencias de la comprensión física de lo que son el calor y la temperatura, es la aceptación de que la materia posee una estructura atómica. El desarrollo de la física atómica ha permitido comprender y explicar la estructura de los materiales, el desarrollo de nuevos materiales, de micro dispositivos y de nano dispositivos.
Dibujo de Ingeniería
El estudiante debe estar en capacidad de identificar los elementos básicos que constituyen la geometría de los objetos y los fundamentos de la geometría descriptiva. Conocer los procedimientos que rigen la elaboración gráfica de proyectos de ingeniería así como manejar con habilidad los instrumentos, materiales y técnicas del dibujo de ingeniería, para dibujar y diseñar manualmente. Estar en capacidad de elaborar un plano de Ingeniería con todos sus detalles.
Estadística y Probabilidad
Conceptos probabilísticos y métodos estadísticos son la base del control de calidad en plantas de producción masiva y de la teoría de confiabilidad. Para complementar el proceso de formación en el área de investigación se debe profundizar en el manejo de la estadística inferencial como herramienta para el análisis de datos de muestras para conocer con cierta confiabilidad las características de toda la población. La importancia de dichos procesos no puede asociarse a una única área del conocimiento por cuanto su aplicación es muy amplia.
Importancia de la estadística en la biomédica
Consideraciones Éticas en la Ingeniería Biomédica
Otro aspecto importante es tener en cuenta los dilemas éticos a los cuales se enfrenta este profesional cuando diseña y construye productos biomédicos, así como cuando planifica y experimenta con seres vivos. Así las cosas, esta materia tiene como objetivo acercar al estudiante al fascinante mundo de la ingeniería biomédica. En esta materia tendrá la oportunidad de ver su devenir histórico, el objeto de estudio, su campo de acción y los aspectos éticos fundamentales a los cuales se enfrentará y que deberá resolver como profesional de su tiempo.
La interacción de la vida con la tecnología implica una serie de dilemas de índole ético, reconocidos en la década de los 70 por el doctor Van Reassler Potter, y que le inspiran a crear la bioética como una nueva disciplina que fuera el puente entre las ciencias biológicas y las humanísticas. La bioética es entonces una disciplina científica que enfrenta problemas complejos de frontera, cuya resolución requiere de decisiones que sean tomadas a la luz de los principios y valores morales, para garantizar el desarrollo científico sin colocar en peligro la supervivencia del hombre y los otros seres vivos. La ingeniería biomédica es una disciplina que es ejemplo paradigmático de los retos de la interacción de la vida con la tecnología, es por esto que los ingenieros biomédicos deben tener la capacidad para prevenir problemas o reconocer rápidamente dilemas éticos, analizar y argumentar teniendo en cuenta la comunidad global de cosmovisiones, y encontrar una solución que balancee los principios de autonomía, beneficencia, no maleficencia y justicia. Adicionalmente deben tener la capacidad de entender la esencia de los problemas morales de cada época, los cuales en el terreno de las ciencias biomédicas son de índole compleja y cambiante, lo que requiere de la incorporación de las nuevas ideas morales en la toma de decisiones.
Habilidades de Comunicación y Pensamiento Crítico
Es un interés de la educación superior que los estudiantes estén preparados para afrontar las complejas demandas comunicativas, lingüísticas y cognitivas de la vida universitaria. Respondiendo a esto, esta asignatura proveerá a los participantes oportunidades significativas para el desarrollo de competencias para la comprensión de diferentes textos universitarios, iniciar el uso de un discurso científico y mejorar sus habilidades para aprender en la vida universitaria, usar pensamiento crítico y desarrollar actitudes de confianza y satisfacción hacia su propio proceso de comprensión lectora.
El Movimiento Humano y la Ingeniería Biomédica
El ser humano es movimiento, el universo como tal se mantiene en constante cambio es decir, van ocurriendo en el variaciones de todas las formas y dimensiones. En el ser humano a diario se presentan innumerables estímulos de tipo físico y emocional que lo llevan a resolver situaciones de manera inmediata y en muchas ocasiones inconscientemente, estas respuestas son el producto de las experiencias vividas anteriormente que le han permitido resolver adecuadamente o no, las situaciones que se le presentan permanentemente. Nuestro organismo está en constante movimiento, en nuestro interior y exterior ocurren variaciones a pequeña o gran escala según la intensidad, duración o tipo de actividad que hagamos o dejemos de hacer, realicemos o no algún movimiento que conlleve a un mejor funcionamiento de nuestro organismo. Es inimaginable concebir al individuo fuera del contexto del movimiento, para nuestro caso el movimiento corporal es nuestra razón de ser, es el poder tener un cuerpo que funcione eficientemente en el aspecto morfofuncional y que pueda responder a los requerimientos propios de la persona humana como son: las relaciones interpersonales, los sentimientos, el deber, el cuidado personal que incluye mente y cuerpo. La actividad física se realiza de acuerdo a nuestras experiencias o gustos personales los cuales varían desde el desarrollo de las capacidades motrices con fines de rendimiento, mejoramiento de la salud, hasta el mantenimiento de la figura corporal, el cual ha tomado un gran realce en los actuales tiempos. Es nuestro interés despertar en el estudiante el gusto por la actividad física, poniendo en un segundo plano qué tipo de interés personal lo lleve a realizarla. Lo importante es que lo poco que se realice lo haga adecuada y correctamente.