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Unidades de investigación » Diseño y test de circuitos integrados de señal mixta » Circuitos y sistemas biomédicos

Circuitos y sistemas biomédicos

Contacto:

Gloria Huertas Sánchez

gloriaimse-cnmcsices

Alberto Yúfera García

yuferaimse-cnmcsices

Palabras clave: circuitos y sistemas biomédicos, bio-sensores, laboratorio en un chip (Lab-on-Chip), bio-impedancia, microelectrodo

Descripción
(a) Crecimiento celular y curvas de toxicidad para diferentes dosis, obtenidas por nuestro grupo. Se representa la resistencia medida con sensores comerciales, frente al tiempo; (b) Sensores comerciales; (c) Fotografía de un cultivo celular sobre un microelectrodo de 250 µm de diámetro.
Esta línea de investigación abarca todas las actividades relacionadas con el desarrollo de novedosos circuitos y sistemas de bio-instrumentación, cuyo objetivo es reproducir mediciones clásicas pero también proponer a los laboratorios de bio-medicina nuevas técnicas de medida para mejorar la calidad de las señales biológicas adquiridas.
Otros objetivos fundamentales del diseño de sistemas de bio-instrumentación, aparte de la calidad de la medida en sí, buscan simplificar las tareas humanas y así rebajar el coste de los ensayos biomédicos y obtener el mínimo tamaño y peso de los bio-sistemas (Lab-on-Chip). Para ello se requieren circuitos integrados de altas prestaciones, gran ancho de banda, con bajo consumo, baja tensión de alimentación y capacidades de comunicación inalámbrica. El modelado eléctrico de los sensores y sus interfaces con el medio deben incorporase al flujo de diseño del sistema para permitir su correcta optimización y posterior caracterización. Por tanto, esta línea de investigación también contempla la simulación heterogénea de sistemas complejos.
Las actividades más recientes son las siguientes:
  • Técnicas de adquisición de señales biológicas novedosas.
  • Desarrollo de circuitos y bloques de sistema en tecnología CMOS.
  • Explotación de sensores clásicos e incorporación de sensores nuevos para resolver problemas de medición de señales biológicas y bio-marcadores.
  • Modelado de las prestaciones de los sensores y su incorporación al flujo de simulación heterogénea del sistema.
  • Desarrollo de habilidades mutli-disciplinares.
Circuitos propuestos para el sensado de bio-impedancia: (a) Técnicas de Test basado en Oscilación (OBT): la magnitud de la impedancia se deriva de la frecuencia de oscilación (b) Aproximación de bucle cerrado: la magnitud y la fase de la impedancia se obtienen de las señales Vm and VΦ respectivamente.
Resultados destacados
D. Rivas-Marchena, A. Olmo, J.A. Miguel, M. Martinez, G. Huertas and A. Yufera, "Real-time electrical bioimpedance characterization of neointimal tissue for stent applications", Sensors, vol. 17, no. 8, art. 1737, 2017 » doi
G. Huertas, A. Maldonado, A. Yufera, A. Rueda and J.L. Huertas, "The Bio-Oscillator: A Circuit for Cell-Culture Assays", IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs, vol. 62, pp. 164-168, 2015 » doi
P. Pérez, A. Maldonado-Jacobi, A.J. López, C. Martínez, A. Olmo, G. Huertas and A. Yufera, "Remote Sensing of Cell Culture Assays". in Sivakumar Joghi Thatha Gowder (Ed.), New Insights into Cell Culture Technology, InTech Europe, 2017 » doi
Transferencia de tecnología
Gloria Huertas Sánchez, Andrés Maldonado Jacobi y Alberto Yúfera García. Sistema de medida de bioimpedancia para la monitorización en tiempo real e inalámbrica de cultivos celulares basado en un test de oscilación utilizando circuitos integrados. 2014 » pdf
Alberto Yúfera García, Alberto Olmo Fernández y Gloria Huertas Sánchez. Sistema de medida de bioimpedancia para la monitorización en tiempo real de inalámbrica de cultivos celulares basado en circuitos CMOS y modelado eléctrico. 2014 » pdf
Proyectos y contratos de investigación relacionados con la línea
MIXCELL: Microsistemas integrados para experimentación con cultivos celulares
IP: Alberto Yúfera García
Financia: Min. de Economía y Competitividad
Ene 2014 - Dic 2017
DANTE: Adaptando el diseño y test de circuitos integrados de señal mixta y de RF a las variaciones del proceso y del entorno (TEC2011-28302)
IP: Adoración Rueda Rueda
Financia: Min. de Ciencia e Innovación
Ene 2012 - Dic 2014
ACATEX: Auto-calibracion y auto-test en circuitos analógicos, mixtos y de radio frecuencia (P09-TIC-5386)
IP: Adoración Rueda Rueda
Financia: Junta de Andalucía - Proyectos de Excelencia
Mar 2010 - Feb 2014
Sistema integrado para la monitorización y caracterización de cultivos celulares en tiempo real
IP: Alberto Yúfera García
Financia: Universidad de Sevilla
2012