10 Revista Ingeniera BiomdicaISSN 19099762, volumen 3, nmero 5, enero-junio 2009, pgs. 10-14 Escuela de Ingeniera de AntioquiaUniversidad CES, Medelln, Colombia

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La bioingeniera en Colombia, por el camino de las alianzas estratgicasMauricio Hernndez Valdivieso, mhernand@udea.edu.co Coordinador Ingeniera Clnica, Programa de Bioingeniera Universidad de Antioquia, Medelln, Colombia

I. INTRODUCCIN

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a bioingeniera, y en particular la ingeniera biomdica, que es una de sus reas ms destacadas, se ha caracterizado y diferenciado de muchas otras disciplinas por su desarrollo multidisciplinar, que a diferencia de otras profesiones combina la ciencia, la ingeniera, y la prctica clnica. Es por esto que el ingeniero biomdico acta como un canal entre estos campos del conocimiento y sus profesionales originalmente han provenido de reas tan diversas como la medicina, la ingeniera y las ciencias exactas y naturales. Se ha evaluado la evidente relacin que existe entre el desarrollo de la ingeniera biomdica y el de las pelculas de ciencia ccin con el n de resolver el controversial cuestionamiento de si la ingeniera imita al arte o viceversa y el resultado ha sido una correlacin no lineal entre los dos, demostrando adems que las ideas presentadas por la ciencia ccin han llevado la delantera a los desarrollos en la ingeniera biomdica, exceptuando el perodo comprendido entre los aos 30 y el principio de los 60 [1]. Este resultado no es extrao para la mayora de profesionales que venimos trabajando en este campo desde el siglo pasado. En mi generacin tuvimos un primer contacto con la bioingeniera frente a la pantalla del televisor viendo la mundialmente conocida serie El hombre nuclear, basada en la novela Cyborg de Martin Caidin [2]. En dicha serie, que en el resto del mundo fue conocida como The six million dollar man, un astronauta y piloto de pruebas sufre un terrible accidente durante un vuelo experimental, pierde ambas piernas, el brazo derecho y la visin en uno de sus ojos. Segn la trama, una agencia gubernamental de los Estados Unidos de Amrica, que tena entre manos un proyecto llamado Binica, toma al piloto como sujeto de pruebas reemplazando sus miembros perdidos por partes cibernticas. Estos nuevos miembros le proporcionan una fuerza enorme, adems de gran velocidad y capacidades de visin telescpica e infrarroja. Gracias a esta serie y otras subsiguientes, trminos como ciberntica no resultan extraos para casi nadie y no sorprende que los primeros laboratorios de investigacin en ingeniera biomdica en el mundo se llamaran laboratorios de ciberntica.

II. EXPERIENCIAS Y DESARROLLO DE LA BIOINGENIERA EN COLOMBIAAl iniciar la carrera de ingeniera electrnica en la Universidad de Antioquia, tuve la oportunidad de asistir a algunas conferencias dictadas por los profesores Fabio Len Pizarro y Mauricio Wilches Ziga, en las cuales de manera formal y con gran entusiasmo, los profesores presentaban sus trabajos en bioingeniera; y fue en ese momento, al percibir la pasin con la que se entregaban a esta disciplina, cuando tom la decisin de orientar mi vida profesional en dicho sentido. Es bien conocido que los programas de ingeniera biomdica se iniciaron formalmente en el mundo en la dcada de los aos 60 [3]. En Colombia no se ha realizado todava un estudio detallado y sobretodo imparcial sobre la historia de la bioingeniera. Sin embargo, en los congresos y jornadas acadmicas y cientcas de las ltimas dcadas suelen citarse algunos hitos de colombianos destacados en el rea, como el marcapasos y la biotelemetra desarrollados por el ingeniero Jorge Reynolds Pombo en los aos 60 y la vlvula para hidrocefalia desarrollada por el mdico Salomn Hakim y el ingeniero Jos Gabriel Venegas. Desde el punto de vista de las instituciones educativas, en la Universidad de Antioquia se ofreci el rea de electromedicina en el programa de ingeniera electrnica desde 1979 y un rea de nfasis en bioingeniera desde 1986. Pero simultneamente, e incluso antes, otras universidades como la Ponticia Universidad Javeriana, la Universidad Nacional, la

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Universidad de los Andes, la Universidad Industrial de Santander, la Universidad del Valle y la Facultad de Medicina de la Universidad de Antioquia, venan desarrollando proyectos en las reas de fsica mdica, electromedicina e ingeniera biomdica. El posicionamiento actual de la profesin y su reconocimiento en la sociedad se ha conseguido parcialmente en el rea de ingeniera clnica y, en mi concepto, debido a necesidades planteadas por la legislacin a nivel nacional y regional, y no como resultado de la concientizacin de los gerentes, administradores y personal asistencial de las instituciones prestadoras de servicios de salud. En muchas entidades se cuenta con ingenieros biomdicos que se desempean a nivel tcnico, de hecho se les valora como tal, y el verdadero rol del ingeniero clnico existe solamente en el papel. En este sentido hace falta reglamentacin por parte de las entidades gubernamentales responsables porque no podemos seguir esperando diagnsticos de expertos extranjeros para tomar medidas tardas, cuando los problemas han sido identicados plenamente. Uno de los decretos que abri camino para profesionales en el rea de la ingeniera clnica fue el 1769 de 1994 que regula las exigencias en mantenimiento hospitalario. Mil novecientos noventa y cuatro, es decir, ms de 30 aos despus de que los ingenieros Jorge Reynolds, Ignacio Escobar y otros, demostraran la imperante necesidad de que un ingeniero trabajara de la mano de los mdicos, a su nivel, en la bsqueda de soluciones clnicas y tecnolgicas. En aos recientes han surgido resoluciones y decretos ministeriales relacionados con habilitacin y acreditacin que han forzado a muchas IPS a crear servicios de ingeniera clnica, pero son contadas las empresas que han implementado unidades funcionales de ingeniera clnica con todo el personal necesario y la correspondiente dotacin para dicha labor. No obstante, el panorama no es totalmente desolador debido a que la masa crtica de ingenieros biomdicos ha crecido y su profesionalismo y la calidad de la formacin que han recibido empieza a transformar sustancialmente el medio. En lo que respecta a las empresas distribuidoras y fabricantes de equipos biomdicos, sin tener en cuenta las multinacionales, las empresas mejor valoradas en el medio, que adems se han podido adaptar a los constantes cambios del mercado, surgieron de la experiencia y emprendimiento de ingenieros, fsicos y mdicos formados durante los ltimos treinta aos en las universidades que apostaron por lneas de profundizacin en bioingeniera, electromedicina, fsica mdica o ingeniera biomdica. En el caso de la gran mayora de ingenieros egresados del programa de electrnica con nfasis en bioingeniera de la Universidad de Antioquia durante los aos noventa, nuestra vinculacin a empresas distribuidoras de equipos biomdicos ocurri incluso antes de nuestra graduacin. Otros compaeros fueron vinculados directamente a instituciones prestadoras de servicios de salud. En la mayora de casos, el campo laboral al cual nos enfrentamos en dicho momento requera nuestro aporte principalmente en el rea de la ingeniera clnica y a nivel tcnico en electromedicina. En cuanto a empresas diseadoras y fabricantes de equipo biomdico, tmidamente se han hecho intentos, pero el pas no est preparado para apoyar iniciativas de este tipo.

III. RECORRIDO EN LA FORMACIN DE UN BIOINGENIEROMi primera experiencia laboral fue en una empresa distribuidora de equipos biomdicos, en la cual como ingeniero electrnico con nfasis en bioingeniera fui entrenado para desempearme en el rol de especialista de lnea en monitoreo de signos vitales y ventilacin mecnica. Un ao despus tuve la oportunidad de presentarme a una convocatoria realizada por una organizacin de cooperacin intergubernamental aun existente, denominada Convenio Andrs Bello [4]. La convocatoria de dicho proyecto buscaba contratar durante un ao ingenieros con experiencia en el sector de la bioingeniera, para crear departamentos de ingeniera clnica y mantenimiento en hospitales de diversas regiones del pas. Durante ese ao, los hospitales beneciados ejerceran la funcin de interventora y se esperaba que, a partir de los previsiblemente exitosos resultados, los hospitales contrataran a los ingenieros participantes, o a otros, para que dirigieran los recin creados departamentos de ingeniera y mantenimiento. En mi caso, la experiencia fue totalmente exitosa. Trabaj contratado directamente por el hospital al cual fui asignado en la ciudad de Medelln durante cinco aos como director del departamento de ingeniera y mantenimiento. Iniciativas como esta, promovida por el Convenio Andrs Bello, han resultado transformadoras en pases en va de desarrollo, pero hace falta mayor apoyo y seguimiento, porque no todas las experiencias resultaron positivas. En la E.S.E. Hospital La Mara de Medelln, encontr un equipo administrativo y cientco muy receptivo, que valor mi intervencin desde el primer momento. Durante los aos que trabaj en el rea de ingeniera clnica, a nales de los aos 90 y comienzo de la dcada actual, fui testigo de varias reuniones lideradas por el mdico y PhD. en medicina interna John Bustamante Osorno de la Universidad Ponticia Bolivariana de Medelln, en las que se formularon los estatutos de la Asociacin Colombiana de Bioingeniera (ACOBIAN). En dichos aos, adems de las reuniones y foros de ACOBIAN, tuve la oportunidad de sostener mltiples tertulias sobre el presente y futuro de la bioingeniera con mi amigo y maestro Mauricio Wilches Ziga y con el subdirector cientco del Hospital La Mara, el mdico Luis Fernando Ruz Monsalve. A partir de dichas reuniones, conformamos un equipo de trabajo para proponer a la Universidad de Antioquia la creacin de un pregrado en bioingeniera al estilo de los

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pregrados ms prestigiosos del mundo. Fue as como nos dedicamos durante ms de un ao a la formulacin del programa de pregrado, con el notable liderazgo de Mauricio Wilches. La creacin del pregrado en bioingeniera en marzo de 2000, fue posible gracias al constante apoyo de los entonces decanos de las facultades de Ingeniera, Ciencias Exactas y Naturales y Medicina, lvaro Prez Roldn, Nicols Raigoza Bohrquez y Alberto Uribe Correa respectivamente.

IV. LA BIOINGENIERA ACTUALMENTE EN COLOMBIATeniendo en cuenta el apabullante desarrollo de la bioingenera a nivel mundial, los aportes realizados por investigadores colombianos todava no son signicativos. Los recursos destinados a la investigacin son insucientes y las condiciones salariales de investigadores muy bien capacitados son precarias. Adicionalmente, las empresas del sector biomdico, con contadas excepciones, son distribuidoras de equipos, insumos e instrumental y no les interesa invertir en investigacin y desarrollo. Hace falta una transformacin en las empresas del sector, que slo ser posible con incentivos gubernamentales y el apoyo de las universidades. Desde este punto de vista, las cosas no han cambiado mucho en los ltimos 20 aos. Sin embargo, el legado de los pioneros, de nuestros maestros, nos ha trado a este momento que es coyuntural, pues a diferencia de hace algunas dcadas, contamos con una serie de factores que bien administrados podrn impulsar el desarrollo de la bioingeniera en Colombia: Existen programas de pregrado y posgrado en bioingeniera distribuidos por todo el pas, con multitud de perles y reas de nfasis, lo cual redunda en benecio del campo de accin y permitir posicionar cada vez ms la profesin del bioingeniero en reas de nfasis hasta ahora mnimamente exploradas. La Asociacin Colombiana de Bioingeniera e Ingeniera Electrnica (ABIOIN) se ha fortalecido por todo el pas y se tienen estrechos vnculos y participacin activa en el Consejo Regional de Bioingeniera para Amrica Latina (CORAL) y en la Sociedad Internacional de Ingeniera en Medicina y Biologa (EMBS-IEEE). Cada vez se realizan ms congresos, jornadas y seminarios de actualizacin, con participacin de investigadores nacionales y extranjeros. Han nacido publicaciones especializadas como esta revista. Adicionalmente, otras publicaciones como la Revista de la Facultad de Ingeniera de la Universidad de Antioquia o la Revista de Ingeniera de la Universidad de los Andes, publican artculos de elevado nivel en el campo de la ingeniera biomdica. Las universidades pblicas y privadas se han internacionalizado y tienen programas con doble titulacin y proyectos de investigacin conjuntos con grupos extranjeros, facilitando la movilidad y la consecucin de recursos para investigacin y formacin. Hay un potencial humano formado en Colombia y en la mayora de los casos especializado en el exterior que, radicado en regiones de Europa y Estados Unidos de Amrica, desarrolla proyectos al servicio de empresas y grupos de investigacin que no tienen vnculo con Colombia. En este sentido es prioritaria la intervencin del Estado, diseando estrategias que permitan la participacin de dichos profesionales en el desarrollo de la bioingeniera en Colombia. El manejo de una segunda lengua ha dejado de ser un mito al interior de las universidades y esto sin duda est facilitando la interaccin con el exterior.

Las condiciones estn dadas para que la transformacin sea an ms notable y rpida, tal y como el medio lo requiere. Pero como no se puede pecar de optimismo, debemos reconocer que hace falta acompaamiento del sector empresarial y mucho apoyo gubernamental.

V. LA BIOINGENIERA EN LA UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIAEn la Universidad de Antioquia hemos apostado por un plan de estudios en pregrado con una slida formacin en ciencias exactas y naturales, en ciencias de la ingeniera y disponemos de cuatro reas de nfasis (electivas): ingeniera clnica, biomateriales, bioelectrnica y biomecnica. Nuestro plan de estudios en pregrado ha sido concebido con base en la experiencia adquirida al interior de la universidad durante ms de 20 aos de trabajo en el rea y bajo la premisa de formar profesionales ntegros que puedan enfrentar el mundo laboral en el campo de la ingeniera biomdica y que adems tengan las bases sucientes para iniciar su especializacin en cualquiera de las cuatro reas de nfasis ofrecidas. Adicionalmente, desde el primer semestre del ao 2009 ofrecemos un rea de nfasis en la Maestra en Ingeniera de nuestra facultad. Dicha maestra tiene fundamentalmente una orientacin a la investigacin y es soportada por nuestros grupos de investigacin en bioelectrnica y biomateriales.

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El programa de bioingeniera de la Universidad de Antioquia cuenta con los siguientes grupos de investigacin: GIBIC: Grupo de investigacin en bioelectrnica e ingeniera clnica, coordinado por el ingeniero PhD. Mauricio Hernndez Valdivieso. BIOMAT: Grupo de investigacin en biomateriales, coordinado por el Ingeniero PhD. Juan Jos Pavn Palacio. GIREF: Grupo de investigacin en rehabilitacin fsica, coordinado por el ingeniero PhD. Alejandro Echavarra Velzquez.

Adicionalmente, se ha creado recientemente un grupo interinstitucional en Biomecnica del Cuerpo Humano (BIOMECH), que es coordinado por el Ingeniero PhD. Juan Jos Pavn Palacio. En lo que se reere al grupo GIBIC, contamos con tres divisiones, as: seales y sistemas, ingeniera clnica y bioinstrumentacin electrnica. Buena parte de nuestro trabajo se desarrolla mediante alianzas de cooperacin con universidades y grupos de investigacin extranjeros y con hospitales locales como el Hospital San Vicente de Paul y la E.S.E. Hospital La Mara. Nuestro trabajo en la divisin de ingeniera clnica se ha concentrado en la formulacin de modelos de gestin de la tecnologa biomdica al interior de los hospitales, en la gestin de la tecnovigilancia, el mantenimiento y la metrologa de equipo biomdico [5-6]. En la divisin de seales y sistemas, realizamos procesamiento de seales biomdicas (EMG, EEG, ECG, EOG) y modelado de procesos siolgicos y siopatolgicos [7]. Concretamente, una de nuestras lneas ms importantes consiste en el desarrollo de herramientas para el estudio de la interaccin entre el ventilador mecnico y el sistema respiratorio en unidades de cuidado intensivo, tambin trabajamos en el diseo de laboratorios virtuales para el entrenamiento mdico y la docencia en ingeniera biomdica y medicina [8-10]. En la divisin de bioinstrumentacin electrnica, hemos desarrollado dispositivos para el registro, acondicionamiento y procesamiento de bioseales [7,11-12], y recientemente, entre otros proyectos, trabajamos en el desarrollo de un monitor de signos vitales vestible e inalmbrico y un sistema de posicionamiento tridimensional basado en imgenes para neurociruga (Fig. 1). En concreto para el desarrollo de este ltimo proyecto se ha contado con apoyo del Centro de Ciencia y Tecnologa de Antioquia y personal mdico del grupo de investigacin Sinapsis de la Facultad de Medicina de la Universidad de Antioquia.

Fig. 1. Sistema de posicionamiento tridimensional basado en imgenes para neurociruga. La interfaz grca (parte derecha) le permite al neurocirujano localizar simultneamente la posicin de una pieza de mano insertada en el cerebro (mediante un marco estereotctico (parte izquierda) y la reconstruccin de volmenes detectados mediante TAC o RMN, todo en tiempo real.

VI. FUTURO DE LA BIOINGENIERA Y LA INGENIERA BIOMDICAEl crecimiento y la expansin de la bioingeniera es cada vez ms vertiginoso y esta dinmica plantea un desafo para pases como Colombia, con escasos casi nulos recursos destinados a la investigacin. Ha llegado el momento de disear nuevas estrategias para potenciar nuestro trabajo y que los excelentes profesionales que formamos en nuestras universidades no tengan como nica opcin, emigrar a pases desarrollados. No debemos descuidar las lneas de investigacin con las cuales trabajamos hace ya varios aos, entre otras cosas porque la mayora son vigentes, pero es fundamental incorporar nuevos tpicos acordes con la investigacin de punta a nivel mundial. En este sentido, las relaciones internacionales de cada programa de formacin juegan un papel muy

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importante, as como es imprescindible la capacidad que nuestros investigadores tengan para abordar nuevas temticas. Son muy conocidos o por lo menos bastante mencionados los temas de investigacin en los cuales estn concentrados los grupos ms importantes del mundo, y que deberan entrar entre nuestros intereses lo antes posible: Biomateriales e ingeniera de tejidos aplicados a la medicina regenerativa. Modelado multiescala de sistemas biomdicos y biolgicos. Nanobioingeniera orientada a construir un laboratorio en un chip. Neuroingeniera. Bioinformtica aplicada a la genmica, la protemica y la biologa de sistemas. Biomicrosistemas: microelectrnica y micromecnica.

Adems de las anteriores lneas de investigacin de punta, Colombia y la regin latinoamericana requieren gran desarrollo en el rea de ingeniera clnica porque no resulta adecuado traducir la normativa europea o norte americana para aplicarla a nuestra compleja realidad. En lo acadmico hace falta formular ms programas de especializacin, educacin continua, maestras y doctorados en todas las reas de la bioingeniera y para que esto sea posible, creo que la mejor estrategia radica en la unin de fuerzas entre diferentes universidades, no slo regionales, sino a nivel nacional e internacional con programas de doble titulacin que faciliten la movilidad. Las soluciones no slo competen al mbito acadmico, se requiere adems de la creacin de alianzas Universidad-EstadoEmpresa, lo cual no acaba de ser una realidad, hay pocas experiencias y casi ningn compromiso de las partes implicadas. El futuro de la bioingeniera y la ingeniera biomdica en Colombia depender en gran medida de la capacidad de gestin de los administradores acadmicos en los programas de bioingeniera e ingeniera biomdica de las universidades pblicas y privadas, de los directores de los centros y grupos de investigacin y de la formulacin de planes de desarrollo a nivel nacional y regional por parte de sociedades cientcas como ACOBIAN y ABIOIN. Adicionalmente, requerimos un liderazgo en bloque que consiga la participacin del Estado y del sector empresarial con el n de que los proyectos de investigacin tengan el mximo impacto posible en la sociedad. Desde un punto de vista muy personal, creo que cada ingeniero biomdico y bioingeniero egresado de las universidades del pas contrae un compromiso tico y moral con sus mentores, a quienes les debe un pas lder en bioingeniera.

REFERENCIAS[1] Boutillette M., Coveney C., Kun S., Menides L.J. The inuence of science ction lms on the development of biomedical instrumentation. Bioengineering Conference, 1999. Proceedings of the IEEE 25th Annual Northeast, 143-144, 8-9 Apr 1999. [2] Caidin M. Cyborg. Arbor House Ed., April 1972. [3] Johns R.J. Current issues in biomedical engineering education. IEEE Transaction on Biomedical Engineering, 22,2, 107-110, 1975. [4] Convenio Andrs Bello de Integracin Educativa, Cientca, Tecnolgica y Cultural. Consultado en mayo de 2009 en: http://www. convenioandresbello.info [5] Model de Gesti per a un Hospital Pblic, Proyecto de cooperacin internacional (CCD-UPC 2008). Consultado en mayo de 2009 en: http:// ccd2008.sisbio.recerca.upc.edu/ [6] Alzate J.I., Hernandez A.M. Desarrollo de una unidad funcional de ingeniera clnica para la E.S.E. Hospital La Mara. Trabajo de grado, Bioingeniera, Universidad de Antioquia., 2008. [7] Camacho A., Prez J.L., Hernandez A.M. Diseo e implementacin de una metodologa para el estudio del sndrome del tnel del carpo mediante modelado siopatolgico. III Congreso Colombiano de Bioingeniera e Ingeniera Biomdica, ABIOINCAFE, 2008. [8] Hernndez A.M., Maanas M.A., Costa-Castell R. Learning respiratory system function in BME studies by means of a virtual laboratory: RespiLab. IEEE Transactions on Education, 51,1, 24-34, Feb 2008. [9] Hernndez A.M., Maanas M.A., Caminal P., Rabinovich R., Benito S. Prediccin del patrn respiratorio en sujetos sanos mediante control ptimo y un clasicador estadstico. XXVIII Jornadas de Automtica, 2007. [10] Vallv J., Costa-Castell R., Hernndez A.M. Laboratorio virtual para prcticas de control por computador. XXVIII Jornadas de Automtica, 2007. [11] Ruiz J.A., Fernndez J.M., Hernndez A.M. Sistema en lazo cerrado para administracin de anestesia intravenosa, Revista Facultad de Ingeniera, Universidad de Antioquia, aceptado (pendiente de publicacin). [12] Camacho A., Cano D., Hernndez A.M. Laboratorio virtual para el procesamiento de seales de biopotenciales: BioSigLab. IV Congreso Internacional de Ingeniera Elctrica y Electrnica, 2009.