Física Biomédica (plan 2015) 2023-2

Ciencias Médicas y de la Salud, Temas Selectos en Instrumentación Biomédica

Materia: Temas Selectos en Instrumentación Biomédica

Profesor: Dr. Emmanuel Daniel Ortega Robles

Horas: 3 horas por semana

Tipo: Teórico

Objetivo General:

Proporcionar al estudiante un panorama general sobre algunas técnicas de estimulación cerebral y obtención de señales bioeléctricas utilizadas en las neurociencias.

Objetivos específicos:

Conocer técnicas de estimulación no invasiva o mínimamente invasiva como la estimulación magnética transcraneal, sus principios físicos, así como su utilidad en la práctica clínica y la investigación.

Tener un panorama sobre métodos de obtención de bioseñales (electroencefalografía, fNIRs, etc.), sus principios de operación y su aplicación en medicina y neurociencias.

Conocer algunos proyectos de investigación que se llevan a cabo en el Hospital General Dr. Manuel Gea González.

Contenido Temático:

1. Repaso de electrónica.
   1. Ley de Ohm (conceptos de tensión, corriente y resistencia eléctrica).
   2. Leyes de Kirchhoff.
   3. Análisis de circuitos eléctricos por mallas y nodos.
   4. Teorema de superposición.
   5. Teoremas de Thévenin y Norton.
   6. El amplificador operacional.
   7. El amplificador de instrumentación.
2. Estimulación magnética transcraneal (TMS).
   1. Historia.
   2. Principio de operación.
   3. Tipos de estimulación.
   4. Electrónica básica de un TMS.
   5. Tipos de bobinas y su uso.
   6. TMS de pulso simple en corteza motora primaria.
   7. El potencial motor evocado y sus características.
   8. TMS de pulso pareado y triple estimulación.
   9. TMS repetitiva (rTMS) y neuromodulación.
   10. Utilidad de la TMS en la práctica clínica e investigación.
3. Electroencefalografía (EEG).
   1. Historia.
   2. Origen de la señal electroencefalográfica.
   3. Electrónica básica del EEG.
   4. Tipos de montaje.
   5. Ritmos y grafoelementos del EEG.
   6. Artefactos y fuentes de ruido.
   7. EEG normal en las etapas del sueño.
   8. Variantes no patológicas del EEG.
   9. Anormalidades en el EEG.
   10. Potenciales relacionados a eventos (ERPs).
   11. Aproximaciones al problema inverso electroencefalográfico.
4. Espectroscopia funcional de infrarrojo cercano (fNIRS).
   1. Historia.
   2. Principio de funcionamiento.
   3. Tipos de medición (onda continua, en el dominio de la frecuencia y del tiempo).
   4. Ventajas y desventajas de la fNIRS.
   5. Fuentes y detectores de luz.
   6. Interferencias y artefactos.
   7. Aplicaciones.
5. Interfaces cerebro computadora.
6. Proyectos de investigación en la Unidad de Trastornos del Movimiento y Sueño del Hospital General “Dr. Manuel Gea González”.

Recursos didácticos:

El profesor presentará los temas apoyado en diapositivas y la pizarra electrónica, y se dejará que los estudiantes profundicen en algunos puntos mediante trabajos de investigación bibliográfica, exposiciones y discusión de artículos científicos.

Criterios de Evaluación:

Trabajos de investigación y exposiciones.

Asistencia y participación. Para acreditar el curso es necesario tener como mínimo cubierto el 80% de asistencia.

Bibliografía:

• Robbins, A., & Miller, W. C. (2008). Análisis de circuitos: teoría y práctica. Cengage Learning Editores.
• Franco, S., & Enríquez Brito, J. (2005). Diseño con amplificadores operacionales y circuitos integrados analógicos.
• Rossini, P. M., Burke, D., Chen, R., Cohen, L. G., Daskalakis, Z., Di Iorio, R., ... & Ziemann, U. (2015). Non-invasive electrical and magnetic stimulation of the brain, spinal cord, roots and peripheral nerves: Basic principles and procedures for routine clinical and research application. An updated report from an IFCN Committee. Clinical neurophysiology, 126(6), 1071-1107.
• Mecarelli, O. (Ed.). (2019). Clinical electroencephalography. Springer.
• Luck, S. J. (2014). An introduction to the event-related potential technique. MIT press.
• Scholkmann, F., Kleiser, S., Metz, A. J., Zimmermann, R., Pavia, J. M., Wolf, U., & Wolf, M. (2014). A review on continuous wave functional near-infrared spectroscopy and imaging instrumentation and methodology. Neuroimage, 85, 6-27.

El horario y la dinámica del curso se discutirá en la primera reunión. Enviar correo para solicitar la liga (emmanuel.ortega@salud.gob.mx).