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EDICIÓN . 05 MAYO 2020

MUNDO

IBIO

BOLETÍN DEL DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA BIOMÉDICA

El Departamento de Ingeniería Biomédica de la Universidad de los Andes y la Fundación Cardioinfan�l-Ins�tuto de Cardiología (FCI-IC) dieron vida al

Primer Centro de Impresión 3D Clínico del país.


Contenido Juan Manuel Cordovez, director del Departamento de Ingeniería Biomédica

Editorial Bienvenidos a nuestro Mundo IBIO No 5. Con gran orgullo anuncio que Pablo Arbeláez, profesor asociado del Departamento de Ingeniería Biomédica, ganó el premio AI 2000 Most Influential Scholar Award Honorable Mention. Este logro lo clasifica como uno de los investigadores más influyentes en el mundo en el área de Visión por Computador. Los invito a leer la entrevista que realizó Mundo IBIO al profesor Arbeláez para que conozcan más a fondo la trayectoria de nuestro experto IBIO en Inteligencia Artificial. También, me emociona el reconocimiento que hizo El Espectador al trabajo del grupo de investigación en Dinámica Cardiovascular e I + D + i en Dispositivos médicos, dirigido por nuestro profesor titular Juan Carlos Briceño, en el especial que realizó el diario por motivo de su cumpleaños número 33. Además, vale la pena resaltar los logros de dos estudiantes del Departamento: María Camila Escobar, obtuvo el segundo mejor SABER PRO 2018 de Ingeniería a nivel nacional y Catalina Gómez, ganó la beca Fullbright que financiará su doctorado en Ciencias de la Computación en la Universidad Johns Hopkins en Estados Unidos. No se pierdan las noticias, proyectos destacados, entrevistas y más información que trae nuestra quinta edición de Mundo IBIO.

Equipo Editorial Mundo IBIO Director del Departamento: Juan Manuel Cordovez Álvarez Gestora de Comunicaciones: Ana María Rudas Niño Producción e Impresión: Colgrafics Impresores

- La línea de Investigación en Biomecánica se fortalece ... - Invitación abierta para que estudiantes se unan a proyectos de investigación ................................................ - Cambios en el equipo administrativo IBIO ...................... - Dos nuevos colaboradores internacionales se unen al BIOMAC ............................................................................. - Las líneas de investigación en Nanobiomateriales, Ingeniería Celular y Bioimpresión gradúan a dos de sus más destacados miembros ................................................ - El grupo de Visión por Computación Biomédica gradúa a su segundo estudiante doctoral ..................................... - El estrés sí afecta los procesos de sanación .................... - Nuevo dispositivo biológico para extraer energías limpias ............................................................................... - Primer Centro de Impresión 3D Clínico de Colombia: casos de estudio iniciales .................................................. - Consegur donantes de órganos una batalla que salva vidas ................................................................................... - Profesor IBIO, uno de los investigadores más influyentes en el mundo en el área de Visión por Computador .......... - Egresada IBIO gana beca Fulbright ................................. - Una biomédica, segundo mejor saber pro de ingeniería.. - Trabajo de investigadores IBIO resaltado en El Espectador ......................................................................... - Investigador IBIO portada de la revista Entropy-MDI ..... - Pablo Arbelaéz, Area Chair de Miccai 2020 .................... - Pablo Arbelaéz participará en CVPR 2020, la mayor conferencia mundial de visión por computación .............

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- Alianza estratégica para mejorar la detección y el tratamiento de las cardiopatías congénitas en Colombia . 22 - Antonio Rivas, Principal Clinical Data Manager MSD ...... 24 - María Alejandra Bravo, estudiante doctoral en la Universidad de Freiburg .................................................... 25 - Una Tarde para Sanar Corazones .................................... 26 - Segunda edición del curso de Equipos Médicos ............ 27

Impreso en papel reciclable


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La línea de Investigación en Biomecánica se fortalece

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on la llegada del profesor Christian Cifuentes al Departamento, la línea de Investigación en Biomecánica está tomando un nuevo norte; que brinda la oportunidad a los estudiantes para comprometerse con diferentes proyectos atractivos y de alto impacto para la comunidad. El profesor enfocó la línea de investigación en cuatro ramas principales: 1) Análisis de Movimiento, tanto clínico como deportivo, 2) investigación en Rehabilitación y Ortopedia, 3) Biomecánica Computacional y 4) Biomecánica Ocupacional y Ergonomía. Además, la línea trabajará en cooperación con Mobility Group, centro de rehabilitación de alta tecnología pionero en Latinoamérica y con personal de Coldeportes.

Hasta el momento al grupo de Biomecánica se unieron trece estudiantes cada uno trabajando en proyectos diferentes, en líneas como la rehabilitación deportiva, estrategias de mejora en el análisis de movimiento, entre otros. Algunos ejemplos de proyectos estudiantiles que ya iniciaron son el diseño de una mejor opción de movilidad dentro del Campus para personas con fracturas o esguinces de tobillo, (teniendo en cuenta que Uniandes tiene muchas rampas y escaleras, lo cual dificulta el desplazamiento con muletas) y un estudio de fortalecimiento para deportistas paraolímpicos en conjunto con Coldeportes. Las puertas están abiertas para quienes estén interesados en ser parte de esta línea de investigación y desarrollar proyectos en cualquiera de las cuatro ramas. Los interesados pueden escribir un correo directamente al profesor Cifuentes (cc.cifuentes@uniandes.edu.co).

Invitación abierta para que estudiantes se unan a proyectos de investigación conjunto en diferentes áreas del conocimiento médico para desarrollar proyectos de interés en áreas como: Emergenciología, Ingeniería Clínica, UCI Pediátrica, UCI Neonatos, UCI adultos, Otorrinolaringología, Urología, Cirugía Vascular, Cardiología, Neurología y Sueño. Invitamos a todos los estudiantes que estén interesados en estos temas a contactar a los profesores Mario Valderrama (mvalderr@uniandes.edu.co) y Rodrigo Gómez (rogomez@uniandes.edu.co).

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os profesores Mario Valderrama y Rodrigo Gómez del área de Procesamiento de Señales e Instrumentación Biomédica, afianzaron una nueva alianza entre la Fundación Santa Fe de Bogotá (FSFB) y el Departamento de Ingeniería Biomédica de la Universidad de los Andes. La alianza gira en torno al trabajo en

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Además, el profesor Gómez está recibiendo estudiantes interesados en participar en proyecto de diseño, fabricación, implementación e integración de sistemas y/o dispositivos electrónicos vestibles (wearables) para medición y monitoreo de signos vitales. Los interesados pueden escribirle a su correo electrónico.

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Cambios en el equipo administrativo IBIO

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l equipo administrativo del Departamento de Ingeniería Biomédica ha tenido algunos cambios en su estructura. A continuación, se los presentamos para que tenga claridad respecto a quien es la persona indicada para asistirle en sus solicitudes:

Estoy muy agradecida y feliz por pertenecer al equipo administrativo del Departamento de Ingeniería Biomédica, más que un equipo de trabajo son una familia. Procuro diariamente dar los mejor de mí a cada miembro de la comunidad académica; estudiantes, profesores, administrativos y directivos. En mi encontrarán amor y paciencia para realizar las actividades en pro de cumplir las metas y sueños de todos, soy IBIO de corazón”, dice María Angélica. Para comunicarse con María Angélica puede escribir al correo electrónico: ma.barrera@uniandes.edu.co Ginna

María Angélica Barrera Chimbi, Gestora de Planeación María Angélica Barrera Chimbi ha sido parte del Departamento desde febrero de 2015, inició como asistente administrativa, en 2017 obtuvo una reclasificación de cargo como asistente de planeación y al finalizar el año 2018, fue promovida como gestora de planeación, cargo que ocupa actualmente. Como gestora apoya las actividades administrativas y estratégicas asociadas al Plan de Desarrollo del Departamento y al Sistema de Calidad de los programas académicos. Además, acompaña y da soporte a la Dirección del Departamento y a la Coordinación Estratégica y de Relaciones Externas. María Angélica es Administradora en Salud Ocupacional de la Universidad Minuto de Dios y actualmente estudia una maestría en Evaluación y Aseguramiento de Calidad en Educación en la Universidad Externado de Colombia. Su estudio de posgrado lo está realizando con el apoyo financiero del Programa de Desarrollo Profesional de Administrativos (PDPA) de la Universidad de los Andes. “En los cinco años dedicados a la Universidad de los Andes me he sentido realizada profesional y personalmente.

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Vaca Gordillo, nueva asistente administrativa Desde inicios de este año, el Departamento cuenta con una nueva asistente administrativa. Ginna Vaca Gordillo es estudiante de Administración de Empresas en la Universidad Santo Tomás y en el año 2018 estuvo vinculada al Departamento, cuando realizó su práctica como tecnóloga en Gestión Administrativa del Sena. Ginna es la nueva persona encargada de realizar contratos y solicitudes de compra, de atender la recepción del Departamento y de tramitar las solicitudes administrativas y logísticas de estudiantes, profesores y administrativos. Para comunicarse con Ginna Vaca puede escribir al correo electrónico: ga.vaca@uniandes.edu.co


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Dos nuevos colaboradores internacionales se unen al BIOMAC Pallavi Amritha Kache, Estados Unidos

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esde el segundo semestre del 2019, Pallavi Amritha Kache, estudiante doctoral de Columbia University en Estados Unidos, se unió al grupo de investigación en Biología Matemática y Computacional (BIOMAC) de la Universidad de los Andes. En el grupo trabajó con Juan Manuel Cordovez, director del Departamento de Ingeniería Biomédica y del BIOMAC. Mauricio Santos, investigador postdoctoral y Simón Gamboa, estudiante de maestría en Ingeniería Biomédica. También, contó con el apoyo de Camila González, profesora de Ciencias Biológicas y científica del Centro de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Tropical (CIMPAT). El doctorado de Pallavi es en Ecología, Evolución y Biología Medioambiental; Se especializa en analizar cómo la urbanización está afectando la propagación de la transmisión del dengue en Ibagué, Colombia. Por eso, encontró idóneo colaborar con el proyecto que desarrolla el BIOMAC respecto al estudio de la transmisión de enfermedades infecciosas en la misma ciudad. Ella combina el trabajo de campo entomológico, encuestas de hogares, análisis de imágenes satelitales y modelos matemáticos para observar las tasas de transmisión de enfermedades en la ciudad. También, se basa en teorías de geografía para comprender cómo las personas usan los servicios públicos de manera diferente y cómo esto afecta las tasas de transmisión de la enfermedad. “Realmente disfruto trabajar con este equipo de científicos. Estoy aprendiendo cosas nuevas todos los días que nunca podría haber aprendido simplemente leyendo artículos científicos. Tengo muchas ganas de desarrollar mi conocimiento de este sistema biológico y las habilidades cuantitativas de los mentores de investigación en BIOMAC y CIMPAT”, dice la investigadora.

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Jorge López, España

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or tres meses y medio, el BIOMAC contó con el apoyo del doctor Jorge López quien debió regresar a su país natal, España, antes del inminente cierre de fronteras generado por la crisis del COVID-19. Jorge López es Licenciado en Medicina de la Universidad de Castilla-La Mancha y cuenta con una maestría en Salud Pública de la Escuela Nacional de Sanidad, España. Actualmente, realiza una especialidad médica en Medicina Preventiva y Salud Pública en el Instituto de Salud Carlos III, dependiente del Ministerio de Sanidad del mismo país. Su visita al Departamento, a cargo de Juan Manuel Cordovez y Mauricio Santos Vega, tuvo como objetivo ampliar sus conocimientos sobre modelización ecológica de enfermedades infecciosas. La investigación del doctor se centró en la leishmaniasis, una enfermedad parasitaria que se transmite por insectos, y los factores ecológicos que determinan su aparición. Jorge López decidió complementar sus estudios en el BIOMAC debido a la gran trayectoria del grupo en este campo, con publicaciones de calidad y por su enfoque interesante a nivel conceptual y metodológico. “Mi experiencia de colaboración con el BIOMAC fue totalmente positiva. Tuve la oportunidad de trabajar con muchos de los integrantes del Departamento y pude realizar trabajo de investigación, de campo e, incluso, un poco de laboratorio. El ambiente es excelente y las oportunidades de aprendizaje son muchas. La dinámica con la que se llevan las reuniones de equipo me pareció muy interesante y abierta”, cuenta el doctor.

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Las líneas de investigación en Nanobiomateriales, Ingeniería Celular y Bioimpresión gradúan a dos de sus más destacados miembros Javier Cifuentes

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avier Cifuentes quien realizó el pregrado y la maestría en Ingeniería Biomédica, se destacó por su trabajó en scaffolds, matrices para tejidos lesionados, de Submucosa Intestinal Porcina (SIS) mezclados con óxido de grafeno para generar materiales regenerativos y electroconductores. El propósito del proyecto de Javier fue conseguir la regeneración de tejidos que son de difícil sanación, como las úlceras del pie diabético. Javier probó los fribloblastos, un tipo de célula, del pie diabético localizándolos en los scaffolds, realizó algunas pruebas preliminares de electroestimulación y analizó las respuestas de las células. Javier seguirá trabajando como investigador con los profesores Carolina Muñoz y Juan Carlos Cruz.

Alejandra Suárez

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lejandra Suárez es Ingeniera Química y Microbióloga uniandina y se graduó en el semestre 2020-10 de la maestría en Ingeniería Biomédica. Alejandra se destacó por sus contribuciones en las líneas de investigación de Nanobiomateriales, Ingeniería Celular y Bioimpresión; específicamente, al encargarse de optimizar el modelo de piel humana in vitro. Lo interesante de su trabajo fue la inserción de células en varios materiales como gelatina, colágeno y alginato para lograr las diferentes capas de la piel. La investigadora logró culminar con éxito el modelo para reproducir la capa cornificada de la piel (la más externa). Este modelo quedará disponible para futuros desarrollos en donde se probarán un sinnúmero de tratamientos para regeneración y control de patógenos resistentes a antibióticos tradicionales. Alejandra fue aceptada para realizar el doctorado en Ingeniería Biomédica en la Universidad Duke en Estados Unidos, una de las universidades más prestigiosas en el mundo en esta disciplina.

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El grupo de Visión por Computación Biomédica gradúa a su segundo estudiante doctoral

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uan Carlos León Ingeniero de Sistemas con maestría en Ciencias de la Computación de la Universidad Nacional de Colombia, es el segundo estudiante doctoral que gradúa el grupo de investigación en Visión por Computación Biomédica liderado por el profesor Pablo Arbeláez. Juan Carlos León ingresó al grupo en sus inicios y ha sido partícipe de todo el camino de crecimiento que ha experimentado éste. “La experiencia fue muy interesante pues en los cuatro años de doctorado, pasamos de ser un grupo con dos estudiantes a tener 18 estudiantes entre pregrado, maestría y doctorado, en este momento tenemos ocho estudiantes en laboratorios muy reconocidos a nivel mundial”, dice Juan Carlos León.

incluyendo múltiples objetos con el fin de realizar predicciones de cada uno. La evaluación de la tesis por los jurados Fabio González, profesor de la Universidad Nacional de Colombia y Marcela Hernández, profesora de Ingeniería de Sistemas de la Universidad de los Andes, fue muy positiva. En general se destacó la originalidad del trabajo, la calidad de los resultados y el hecho de que la investigación apuntara a ser publicada en las conferencias más relevantes en el área. Con este trabajo el doctor León fue aceptado en CVPR2020, la conferencia más importante en el Visión por Computador en el mundo y el año pasado fue seleccionado para realizar una pasantía de investigación en Adobe Research.

La tesis del investigador titulada Contextual Information for Instance-Level Video Analysis, plantea una estrategia diferente para el análisis de instancias en video. Tradicionalmente, esta tarea se realiza con información de un único objeto ignorando el resto de la escena. La propuesta es analizar un contexto más amplio

Este proyecto en Inteligencia Artificial que es muy útil en la edición de video o en video-conferencias, se realizó en colaboración con el laboratorio Image and Video Understanding Lab (IVUL) de la Universidad King Abdullah University of Science and Technology (KAUST), Emiratos Árabes Unidos.

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El estrés sí afecta los procesos de sanación

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l estrés no es perjudicial per se, es un mecanismo natural que nos ayuda a solucionar situaciones apremiantes como escapar ante una situación que arriesga la vida. El problema es que actualmente estamos expuestos a muchas situaciones de estrés, que no son necesarias para nuestro cuerpo y que no permiten que se den los procesos de sanación en los momentos adecuados. Los hábitos de vida, la mala alimentación, el transporte congestionado y la inmediatez de la información, entre otras situaciones, han generado un cambio en la forma en que nos afectan las enfermedades. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS) alrededor de 300 millones de personas sufren de depresión y 260 millones de trastorno de ansiedad, siendo éstas las principales causas de discapacidad en el mundo moderno. El síntoma no es lo mismo que la enfermedad, es incómodo y se hace notar; sin embargo, es la alarma de que algo está mal en el organismo. Tradicionalmente la medicina occidental se ha enfocado en la parte física del cuerpo para mejorar los síntomas, aunque eliminar el síntoma no significa tratar la enfermedad. Es posible aproximarse a la medicina desde otra perspectiva, una en el que se tenga en cuenta el contexto, la mente, las emociones y el cuerpo del paciente. Es por esto, que Angie Henríquez, estudiante de maestría de Ingeniería Biomédica e investigadora de la línea genética y genómica comportamental, dirigida por la profesora Natasha Bloch, decidió enfocar su tesis en establecer una relación experimental, directa y tangible entre el estrés y las respuestas fisiológicas y comportamentales asociadas. Dicha relación se evalúa con la exposición de un modelo animal a condiciones crónicas de estrés. El pez cebra (Danio rerio) es un modelo prometedor en estudios de comportamiento, estrés y ansiedad, ya que

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permiten realizar medicina traslacional gracias a su alta homología con humanos; estos peces liberan cortisol en situaciones de estrés, la misma hormona que actúa como neurotransmisor en el cerebro humano ante situaciones de tensión. La investigación se lleva a cabo en el laboratorio de Neurociencia y Ritmos Circadianos, de la Facultad de Medicina, dirigido por la profesora Verónica Akle. En el laboratorio los peces se dividieron en dos grupos, mientras que al grupo uno se le aplicaron diferentes protocolos de estrés, el grupo dos (de control) se mantuvo en condiciones normales. Después de los respectivos seguimientos y evaluaciones, la investigadora descubrió que el grupo de peces estresados presentaba variaciones de comportamiento como la permanencia a voluntad en las zonas blancas del tanque, los peces en condiciones normales prefieren las zonas oscuras para evitar estar expuestos a depredadores. Otro comportamiento que se evidenció fue la tigmotasis, preferencia de los peces para estar cerca a las paredes del acuario o de otros peces, signo claro de ansiedad. Mientras que los peces de control hicieron una exploración generalizada del tanque. Para medir las respuestas fisiológicas en los peces se realizaron pruebas de regeneración; en las cuales, se realizó un corte en cada aleta caudal de los peces. Los resultados mostraron que los dos grupos son capaces de regenerar la aleta, aunque los peces de control presentan una regeneración más rápida y estable. Hasta el momento la investigadora ha podido evidenciar que el estrés sí afecta la regeneración y el comportamiento en los peces cebra. Trasladando estos hallazgos a humanos, la investigadora reflexiona en que las señales que le damos al cerebro afectan los procesos de sanación y son tan importantes como cuidar la alimentación y el ejercicio.


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El próximo paso en esta investigación, es estudiar cómo cambian los niveles de expresión de genes que han sido identificados como marcadores de estrés en el cerebro en peces expuestos a diferentes niveles de estrés. “Nosotros entendemos la realidad basados en estímulos, que percibimos con nuestros sentidos y luego el cerebro los interpreta, de acuerdo a experiencias previas que generan emociones específicas. Las emociones no son

incontrolables como pensamos, están asociadas a ese entrenamiento. Una emoción desencadena cócteles de hormonas, señales químicas y eléctricas que luego generan una señalización y una respuesta fisiológica, que se traduce en una expresión génica. Un gen que está en perfecto estado podría generar una proteína en mal estado porque recibe una señal de su cerebro”, explica Angie Henríquez.

Nuevo dispositivo biológico para extraer energías limpias

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onvertir la energía solar en electricidad a través de una fotocelda biológica, una alternativa prometedora para generar energía limpia basada en materiales de bajo costo. Este es el objetivo de la investigación uniandina publicada por la prestigiosa revista académica Scientific Reports de la casa editorial Nature, en la que participa Juan Carlos Cruz, profesor del Departamento de Ingeniería Biomédica, Andrés Gómez director del Departamento de Ingeniería Química y Jenny Hernández profesora del Departamento de Física. El trabajo titulado Rational Design of PhotoElectrochemical Hybrid Devices Based on Graphene and Chlamydomonas reinhardtii Light-Harvesting Proteins es la inmovilización de una antena biológica derivada de la microalga Chlamydomonas reinhardtii en un electrodo del material 2D grafeno. Esto se hizo con el propósito de imitar los procesos de conversión de energía solar de organismos fotosintéticos, el cual es un proceso de conversión de energía de alta eficiencia. Los resultados sugieren que se puede fabricar una nueva familia de dispositivos fotovoltaicos de película delgada a base de grafeno a partir de proteínas de captación de luz LHC y abre la posibilidad de explorar aún más, los procesos fundamentales de transferencia de energía para componentes biológicos interconectados con materiales sintéticos.

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Los investigadores utilizaron la información genética de las proteínas antena encontradas en las microalgas y las expresaron en forma recombinante en la bacteria E. coli. Dichas proteínas son expresadas en gran cantidad en esta bacteria, purificadas e inmovilizadas en celdas de cuatro milímetros de espesor de óxido de grafeno. “El resultado son unos dispositivos fáciles de transportar y livianos, realizados de fuentes renovables y de fácil extracción. Eventualmente, si seguimos trabajando en este desarrollo podríamos llegar a las eficiencias que tienen los dispositivos fotovoltaicos de la actualidad” explicó el profesor Cruz. El siguiente paso para los científicos es aplicar principios de Ingeniería para el escalado de la producción de las celdas fotoelectroquímicas y también mejorar su eficiencia. Ellos quieren seguir optimizando el proceso e incluso combinarlo con proteínas fotosintéticas de otros organismos que tengan un espectro de absorción mucho más amplio. Otros autores del proyecto son: Ángel Fernández, investigador posdoctoral del Departamento de Ingeniería Química y Martha Ortiz, estudiante de maestría en Física.

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Primer Centro de Impresión 3D Clínico de Colombia: casos de estudio iniciales

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l servicio de impresión 3D clínico tiene un gran impacto en el tratamiento y planeación quirúrgica de casos de alta complejidad, en los que la anatomía diverge de la usual y por tanto la información de las imágenes médicas en 2D es limitada y difícil de comprender. Entonces, este servicio permite crear reconstrucciones tridimensionales que representen fielmente las estructuras anatómicas y materializarlas en modelos físicos, brindándole una herramienta adicional al médico para identificar información que pueda ser relevante en el proceso de tratamiento o en la planeación quirúrgica. Según la literatura, los aportes de estos modelos tridimensionales residen especialmente en las limitaciones que hay en la percepción de tamaño, profundidad y relaciones espaciales entre las estructuras en las imágenes médicas bidimensionales. A nivel mundial, la mayoría de instituciones médicas que lideran la innovación e investigación ya cuentan con un centro impresión 3D en sus instalaciones. La Fundación Cardioinfantil-Instituto de Cardiología (FCI-IC) y el Departamento de Ingeniería Biomédica de la Universidad de los Andes, pusieron en funcionamiento el Primer Centro de Impresión 3D Clínico del país. Algunos estudios reportan que hay especialidades con mayor impacto, dentro de las que se encuentran las áreas Cardiovascular, Hepatobiliar y Ortopedia (las dos primeras son un foco importante en el quehacer de la FCI-IC). A continuación, se presentan cinco casos exitosos atendidos en el Centro de Impresión 3D, que han permitido estudiar y cuantificar el aporte de este servicio a la medicina:

Impresora 3d Stratasys Objet260 Connex 1

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Impresión 3D de rodilla Caso 1: Planeación quirúrgica de prótesis de rodilla en un paciente de talla alta que presentaba desgaste de hueso El paciente extranjero ingresó a cirugía de reemplazo de rodilla, pero durante el procedimiento los cirujanos encontraron que el defecto que tenía en la tibia era más grande y más complejo de lo que se veía en las imágenes de tomografía. A pesar de que los cirujanos tenían todas las prótesis estándar que ofrecen las casas ortopédicas, ningún modelo era apropiado para el tamaño y tipo de defecto que tenía el paciente, por lo cual fue imposible poder completar la cirugía en ese momento y tuvieron que reagendarla. Para completar el procedimiento, los cirujanos necesitaban algún elemento que les permitiera hacer una mejor planeación de la cirugía. “Realizamos la reconstrucción del fémur, la tibia y el peroné del paciente con especial detalle en los defectos que tenía en la estructura que corresponde a la rodilla, e hicimos la impresión 3D con materiales con propiedades similares al tejido óseo teniendo en cuenta las partes trabecular y cortical. Con este modelo físico se hizo la evaluación de las alternativas de prótesis de tallas inusuales y la personalización de una prótesis de rodilla para este paciente. Al final se completó con éxito la cirugía de acuerdo a la planeación realizada con el modelo de impresión 3D”, explicó Diana Herrera, investigadora del Centro.


MUNDO IBIO Caso 2: Validación del catéter guía en forma de herradura para a realizar angioplastia con stents del ductus arterioso de neonatos

Impresión 3D de aorta y ductus arterioso

En este caso se hicieron reconstrucciones de las aortas y los ductus arteriosos de recién nacidos con cardiopatías congénitas ductus dependientes, partiendo de las angiotomografías. Luego se imprimieron los modelos 3D en material flexible translúcido, que simula las propiedades vasculares. Los modelos se conectan en el simulador endovascular del Departamento de Ingeniería Biomédica de Uniandes, que permite hacer experimentos con las condiciones de flujo propias del sistema cardiovascular. De esta manera, se puede evaluar la capacidad del catéter para acceder al ductus en condiciones similares a las fisiológicas.

angiotomografía. Para poder evaluar mejor la situación, los especialistas solicitaron la reconstrucción y la impresión 3D del angiosarcoma y del tejido cardiaco con vasculatura. Gracias al modelo impreso, a las imágenes y a la información disponibles, los especialistas concluyeron que la paciente no podía ser operada en esas condiciones, y se continuó el tratamiento por vías alternas. Caso 4: Fabricación cardiovasculares

de

molde

para

injertos

El Centro también ofrece servicios para la investigación y manufactura de dispositivos médicos. Un ejemplo es la impresión de moldes 3D con patrones geométricos micrométricos, que son necesarios para la fabricación de injertos cardiovasculares. La tecnología de impresión disponible en el centro permite tener una resolución de hasta 16 micras, logrando detalles que otras impresoras 3D no pueden ofrecer. Caso 5: Aloinjerto de tibia En ortopedia los especialistas de la FCI-IC necesitaban cortar el injerto de la tibia de cadáver que se implantaría en el paciente, por lo que se realizó la reconstrucción de la tibia con el defecto del paciente, y a partir de ella se planearon las líneas de corte para extraer el injerto del cadáver que calzara de forma precisa con tejido óseo retirado del hueso del paciente. En este caso, los cirujanos reportaron que la impresión 3D resultó indispensable para poder hacer los cortes de una forma precisa y disminuir el tiempo quirúrgico. El Centro es un producto de innovación del proyecto Inncarddio (financiado por Minciencias, RC 821-2017), liderado por Alberto García de la FCI-IC y por Juan Carlos Briceño de Uniandes, que permitió la adquisición de parte de la tecnología necesaria para la operación y además permitió al equipo mejorar su experticia.

Impresion 3D de angiosarcoma Caso 3: Reconstrucción e impresión 3D de angiosarcoma y del tejido cardiaco con vasculatura En la FCI-IC estaban tratando a una paciente con un angiosarcoma en el corazón que comprometía una parte importante de la vasculatura del órgano, pero era imposible saber el grado de compromiso a partir de la

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Los resultados positivos en estos primeros casos y el potencial del Centro residen en el equipo interdisciplinario que está involucrado en el servicio, conformado por profesionales de la salud de la FCI-IC e ingenieros de la Universidad de los Andes. Esta iniciativa ha sido liderada por el radiólogo Juan Manuel Pérez, el cardiólogo pediatra Alberto García, el profesor Juan Carlos Briceño, la estudiante doctoral Camila Castro y la ingeniera biomédica Diana Herrera.

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CONSEGUIR DONANTES DE ÓRGANOS UNA BATALLA QUE SALVA VIDAS

El Dr. William Cruz impartiendo una capacitación de Fundonar Colombia

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a donación de órganos sigue siendo un tema tabú en Colombia, en gran medida debido al desconocimiento sobre los procesos para donar, la falta de confianza en el sistema de salud y algunas interpretaciones erróneas de la religión. Esto genera una grave problemática para los miles de pacientes cuya vida depende de la donación. Fundonar Colombia, una organización sin ánimo de lucro que hace todas las actividades de gestión de la donación para hospitales trasplantadores en Bogotá, Medellín y Barranquilla, tiene actualmente más de 2900 personas en lista de espera de órganos. Sin embargo, para el 2019 recibió sólo 417 donantes. Muchas personas tienen que esperar meses, inclusive años para poder ser trasplantadas, otras, mueren sin tener esa oportunidad.

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William Cruz Mususu, Médico de la Universidad de los Andes y estudiante de la maestría en Ingeniería Biomédica, es parte del equipo de médicos de Fundonar que trabaja en el proceso de conseguir y preparar los órganos para su donación. El doctor también asiste las cirugías de trasplantes y desarrolla actividades de educación y concientización. Mundo IBIO entrevistó al doctor Cruz, para conocer cómo es su lucha por salvar vidas: Mundo IBIO: ¿Cuáles son los retos más grandes para convencer a las familias a donar? W.C.: Hay muchos mitos en torno a la donación, algunos totalmente infundados, cómo el cuento de que a la


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gente la desaparecen y amanece en una tina con hielo y sin riñones. Otros, como que pacientes con enfermedades con diabetes o hipertensión no pueden donar. Hemos tenido casos de donantes incluso con VIH, que pueden beneficiar a pacientes en lista de espera que también tienen VIH.

vigilancia de los entes regulatorios de la salud. Garantizamos que la asignación de órganos sea para las personas más enfermas y más compatibles, con el fin de que se genere el mejor beneficio y se reduzcan los eventos adversos (rechazos, mal función y pérdida del injerto).

Muchas personas suelen confundir la muerte encefálica con el coma y otros estados vegetativos. Sólo se puede donar en caso de muerte encefálica; es decir, el corazón y los pulmones siguen trabajando y protegen el estado de los demás órganos, pero la persona es declarada médica y legalmente muerta. La regla de oro para todos los actores de la Red de Trasplantes es “nunca se mata a una persona para trasplantar a otra”. Cuando las familias no saben o no logran entender esto, se niegan a donar porque sienten que le estamos haciendo daño a su ser querido.

Vale la pena aclarar que, una vez la familia autoriza la donación no pasamos de inmediato a salas de cirugía, sino que se inicia un proceso llamado “mantenimiento” en el cual tratamos de optimizar por medio de medicamentos y líquidos la función de los órganos. En simultáneo, practicamos los exámenes de función de los mismos, de enfermedades transmisibles y las de compatibilidad con los pacientes en lista de espera. Después, se organiza la logística para la cirugía de rescate. Es uno de los momentos fundamentales, ya que si hay alteraciones podemos corregirlas, y es también cuando cuadramos todos los detalles con el fin de reducir los tiempos entre la extracción y el trasplante al receptor. Esto puede incluir el organizar vuelos charter para diferentes ciudades del país, jamás se envían fuera de Colombia, ni se trasplantan a extranjeros.

También, hay muchas ideas erróneas con respecto a la forma en que se trata el cuerpo del donante o sobre lo que estipulan las religiones. Estos procesos son llevados a cabo por personal altamente calificado, siempre con total respeto por el donante, no se mutila ni se desfigura el cuerpo. Al revisar las posturas oficiales de las principales religiones del mundo, todas ubican la donación de órganos y tejidos como un acto de amor y misericordia. Por ejemplo, la Iglesia Católica a través de sus últimos tres Papas ha alentado a la gente a donar. Mundo IBIO: ¿Cómo maneja el momento de diálogo con las familias qué están viviendo un proceso tan doloroso? W.C.: El momento de hablar con las familias es de los más críticos para la donación. Es un evento que puede llegar a ser a la vez extremadamente doloroso y a la vez un respiro completo. Después de que el médico a cargo del paciente informa a la familia sobre el fallecimiento por muerte encefálica, es el turno de nosotros para hablar, y para ello tenemos varias consideraciones: 1) darles tiempo a las personas, la muerte encefálica no es fácil de entender. 2) Ser claros, honestos y utilizar el lenguaje con sensibilidad. 3) Tener empatía y compasión. Una muerte siempre es una tragedia para los seres queridos del fallecido, a pesar de no sentir el mismo dolor de ellos, podemos identificarnos con la difícil situación que viven e intentar dar apoyo a través del diálogo. Mundo IBIO: ¿Cómo es el proceso de donación de un órgano?

Otros desafíos son lograr mantener una buena temperatura del órgano mientras está siendo transportado (tiene que estar frío, entre 4 y 10 grados centígrados), que la cirugía se haga con todo el equipo necesario y en los tiempos adecuados. Trabajamos en el grupo de Biología Matemática y Computacional (BIOMAC) para optimizar estas prácticas. Mundo IBIO: ¿Qué mensaje tiene para nuestros lectores? W.C.: Hablar y pensar sobre muerte resulta difícil e incluso perturbador para muchas personas, más aún cuando nos referimos a un ser querido. Pero es más duro llegar al momento de la muerte sin haber resuelto estos temas. Tener esta discusión es como dejar un testamento sobre nuestro cuerpo, nadie puede obligarnos a donar, donar es dar voluntariamente y esa voluntad, manifestada en vida, se debe respetar al momento de fallecer. La invitación es a tener esta discusión que, aunque pueda ser incómoda es muy importante, ya que puede salvar vidas. Mi propósito es hacerlos parte de la cultura de la donación, cada vez que una persona dona puede ayudar hasta a 55 personas. En cualquier momento podemos convertirnos en donantes o en necesitar de la misericordia de un donante.

W.C.: Todo proceso de donación se hace con estricta

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Profesor IBIO, uno de los investigadores más influyentes en el mundo en el área de Visión por Computador

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ablo Arbeláez, profesor asociado del Departamento de Ingeniería Biomédica de la Universidad de los Andes, ganó el premio AI 2000 Most Influential Scholar Award Honorable Mention por sus destacadas contribuciones e impacto duradero en el área de la Visión por Computador. Este reconocimiento clasifica al

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profesor Arbeláez como parte de los 100 investigadores más influyentes en su disciplina en la última década, el único de una universidad Latinoamericana. La prestigiosa lista AI 2000 es generada automáticamente por algoritmos informáticos del sistema Tsinghua AMiner academic data que rastrea y clasifica la relevancia de


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investigadores de todo el mundo; de acuerdo a la cantidad de citas logradas en las principales publicaciones en Inteligencia Artificial. Esta plataforma indexa más de 133 millones de perfiles y 270 millones de publicaciones. La clasificación es reconocida oficialmente por universidades y organizaciones de renombre mundial, incluidas la Universidad de California - Berkeley, la Universidad de Cornell, la Universidad de Duke, la Universidad Nacional de Singapur, entre otras. Es un orgullo para el Departamento contar con un investigador de tal magnitud que inspira y guía a sus estudiantes hacía el fascinante mundo de la Inteligencia Artificial con aplicaciones Biomédicas. Por tal motivo, el equipo editorial de Mundo IBIO quiso conocerlo mejor: Mundo IBIO: ¿Cuál ha sido su trayectoria académica? P. A.: Llevo trabajando en Visión por Computador desde mi maestría en París en el año 2000, es decir 20 años. Como mi formación de pregrado en los Andes fue en Matemáticas, hice mis estudios graduados (maestría y doctorado) en Matemáticas Aplicadas y luego trabajé como investigador en la Universidad de California en Berkeley en el Departamento de Ciencias de la Computación. Finalmente, aquí en IBIO, me intereso especialmente junto con mis estudiantes por las aplicaciones en Medicina y Biología. Es decir, a lo largo de los años he trabajado desde varias aproximaciones distintas, pero siempre en el tema de la Inteligencia Artificial y del Análisis de Imágenes, que son lo que me apasiona como investigador. Mundo IBIO: ¿Por qué le apasiona trabajar en el área de la Inteligencia Artificial? P. A.: Son tres motivos los que me llevaron a especializarme en esta área. Primero, el problema en sí de la Inteligencia Artificial es uno de los retos más grandes y hermosos a los que se enfrenta el ser humano: ¿podremos algún día crear seres inteligentes como nosotros? Segundo, llevo veinte años en esta área, pero en los quince primeros esta era una excentricidad de algunas Universidades prestigiosas en Europa y Estados Unidos, como lo puede ser hoy en día la computación cuántica. Sin embargo, en los últimos cinco años, ha habido desarrollos técnicos sorprendentes, las técnicas de Deep Learning, que han permitido que la Inteligencia Artificial pase del laboratorio a permear todos los aspectos de nuestra vida cotidiana y a revolucionar

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nuestra sociedad. Tercero, las técnicas de la Inteligencia Artificial son completamente generales, y se aplican por igual a todas las áreas del conocimiento. Esto me da la increíble posibilidad de colaborar con investigadores de todas las disciplinas y de trabajar en temas tan diversos como la Biología Molecular, la Astrofísica, el Diagnóstico Automatizado de cáncer o las Finanzas. Mundo IBIO: ¿Cuáles han sido sus publicaciones más citadas y sus trabajos que le generan más orgullo? P. A.: Trabajar durante siete años en el grupo de Visión por Computador de la Universidad de California en Berkeley fue fundamental para mi carrera como investigador, pues me formé en el mejor ambiente posible para la investigación, adquirí las mejores prácticas y colaboré estrechamente con algunos de los más destacados líderes mundiales en mi disciplina. En particular, mi mentor directo y colaborador principal fue Jitendra Malik, quizá el investigador más prestigioso en mi área y hoy en día director de investigación en Facebook AI Research. Este privilegio le dio amplia divulgación a mis trabajos y me permitió convertirme en un investigador reconocido en mi área a nivel mundial. Mi trabajo más citado es del 2011 y presenta un marco experimental conocido como la Berkeley Segmentation Dataset, que se convirtió en la base de datos de referencia para estudiar un problema muy importante llamado segmentación de imágenes y que consiste en separar los objetos del fondo. Tiene más de 3000 citaciones en Google Scholar y mis artículos en conjunto tienen alrededor de 13000 citaciones, lo que me hace el profesor de mayor impacto en Ingeniería y me sitúa entre los diez más citados de la Universidad. Sin embargo, los artículos de los que me siento más orgulloso son los menos citados: son los primeros artículos de los proyectos liderados por mis estudiantes IBIO en las principales conferencias de mi área, ECCV 2018, MICCAI 2019, CVPR 2020 y esperamos que varios en MICCAI 2020. Estos trabajos son tan recientes que apenas cuentan con algunas citaciones o ninguna, pero cada uno de ellos marca el posicionamiento de nuestro Departamento en un problema de interés mundial en Visión por Computador, y yo, que llevo tanto tiempo en esta área, sé que en diez años serán altamente citados. También, tengo la certeza que mis estudiantes IBIO serán investigadores tan influyentes como lo son hoy en día mis artículos y mis estudiantes de hace diez años en UC Berkeley.

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Egresada IBIO gana beca Fulbright Computador aplicados a imágenes médicas, cirugía robótica y sistemas de asistencia médica. Ella está interesada en trabajar en el desarrollo de métodos robustos y de soluciones a problemas generales de la Visión por Computador, como la integración de distintos tipos de datos para los algoritmos. Adicionalmente, por su formación como Ingeniera Biomédica, va a llevar a cabo una colaboración con especialistas del Instituto Kennedy Krieger, que desarrolla y provee programas para niños con discapacidades de aprendizaje, y desórdenes cerebrales y musculoesqueléticos.

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atalina Gómez, Ingeniera Biomédica Summa Cum Laude y graduada Cum Laude de la maestría en Ingeniería Biomédica de la Universidad de los Andes, ganó la beca Fullbright que financiará su doctorado en Ciencias de la Computación en la Universidad Johns Hopkins en Estados Unidos. Aparte de su destacada vida académica y experiencia en investigación, Catalina cree que el ensayo sobre sus objetivos de investigación le dio una ventaja importante para ganar la codiciada beca. “Yo planteé ser parte del reto de incorporar herramientas de Inteligencia Artificial para soportar el sector de salud en cuanto a automatización de diagnósticos y cobertura con el apoyo de la telemedicina. Además, mencioné que me gustaría contribuir a la educación superior, apoyando el desarrollo científico y la formación de futuros investigadores”, explica Catalina. En su investigación doctoral la egresada planea continuar trabajando en la aplicación de algoritmos de Inteligencia Artificial a problemas con datos médicos bajo la supervisión del Profesor Mathias Unberath. El profesor Unberath tiene experiencia en Aprendizaje Automático y Visión por

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“Del Departamento de Ingeniería Biomédica Uniandes me llevo todo un aprendizaje sobre cómo abordar problemas médicos desde la perspectiva de la Ingeniería. Considero muy valiosa mi formación interdisciplinaria como Ingeniera Biomédica, y reconozco el gran espectro de aplicaciones en las que trabajan mis profesores. Agradezco especialmente a los profesores Mario Valderrama y Pablo Arbeláez por darme la oportunidad de trabajar con ellos y por ser una guía en mi proceso de formación académica y personal. En el grupo de Visión por Computador Biomédica aprendí conceptos y herramientas muy importantes para aplicar en mi investigación y me llevo una gran experiencia de lo que es un buen trabajo en equipo. Finalmente, de mi trabajo con Pablo me llevo innumerables lecciones, que incluyen una excelente técnica para hacer investigación y su enseñanza de siempre pensar y soñar en grande, entre otras”, expresa Catalina.


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UNA BIOMÉDICA, SEGUNDO MEJOR SABER PRO DE INGENIERÍA

Texto: Facultad de Ingeniería

M nacional.

aría Camila Escobar Palomeque, ingeniera biomédica uniandina, obtuvo el segundo mejor SABER PRO 2018 de Ingeniería a nivel

Cada año, el Ministerio de Educación Nacional reconoce a los estudiantes con los mejores resultados en las pruebas de estado de educación superior. En diciembre de 2019, María Camila fue destacada por haber obtenido el segundo mejor SABER PRO 2018 de Ingeniería a nivel nacional, el segundo mejor SABER PRO 2018 de Uniandes y el séptimo mejor en todas las áreas de conocimiento de todo el país. La ingeniera se encuentra cursando la maestría en Ingeniería Biomédica en Los Andes. Trabaja de la mano del profesor Pablo Arbeláez en el área de Visión por

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Computador en un proyectode inteligencia artificial para imágenes médicas. Cuando finalice su maestría, a María Camila le gustaría continuar con sus estudios doctorales en la misma línea de investigación, aunque quiere un enfoque que le permita trabajar en el desarrollo e interpretación de imágenes médicas directamente con hospitales, área en la que es referente la Universidad Técnica de Munich (Alemania). María Camila es caleña. Sus raíces del pacífico colombiano vienen de lado y lado. Su papá es de Tumaco y su mamá de Buenaventura. Como buena caleña, le encanta bailar y desde hace cinco años, hace parte de los grupos de salsa y danza urbana de Uniandes. Felicitamos a María Camila por sus destacados resultados en las pruebas SABER PRO que resaltan la calidad y formación de las ingenieras uniandinas.

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Trabajo de investigadores IBIO resaltado en El Espectador

De izq. a der.: Diana Herrera, investigadora; Vivian Talero, profesora instructora; Natalia Suárez, estudiante doctoral; Juan Carlos Briceño, profesor titular; María Alejandra Rodríguez, estudiante doctoral; Alejandra Riveros, estudiante de maestría; Dr. Alberto García, cardiólogo pediatra y Camila Castro, estudiante doctoral.

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l 22 de marzo el diario El Espectador publicó el especial periodístico llamado “Vamos por más”, el cual hizo visible diferentes historias positivas e inspiradoras de la realidad nacional para conmemorar su cumpleaños número 133. El trabajo de los investigadores de la línea Dinámica Cardiovascular e I+D+i en Dispositivos Médicos, dirigida por el profesor titular Juan Carlos Briceño, fue parte del especial periodístico. El artículo “La tecnología al servicio de la medicina: la experiencia de la Universidad de los Andes” explica el más reciente logro del grupo, la patente del catéter guía para el ductus arterioso, y los futuros proyectos de innovación en los que están trabajando. “En la Universidad de los Andes hay un grupo de médicos e ingenieros que se dedica todos los días a pensar cómo la

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tecnología puede ayudar al diagnóstico o al tratamiento de enfermedades vasculares. Sus preocupaciones van desde comprender cómo circula la sangre desde los músculos del corazón hasta la microcirculación; también por cómo se transporta el oxígeno por todo el cuerpo, y les interesa entender la manera en que se desarrolla la cascada de coagulación en todo tipo de pacientes. Estudian a diario corazones, vasos sanguíneos, arterias y la sangre. Su persistencia en entender este sistema del cuerpo los ha llevado a ser hoy uno de los grupos de investigación en este terreno más importante de la región”, fragmento tomado de EL Espectador. Encuentre la nota completa en la página: https://www.elespectador.com/vamos-por-mas/latecnologia-al-servicio-de-la-medicina-la-experiencia-dela-universidad-de-los-andes-articulo-911701


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Investigador IBIO portada de la revista Entropy-MDI

Biological Networks, Centre for Biomedical Technology, Universidad Politécnica de Madrid, Complex Systems Group, Universidad Rey Juan Carlos y ESADE Business School). En este momento, la investigación se encuentra entre los cinco artículos top de la revista y fue seleccionado para ser portada destacándose entre trabajos de temas variados como Estadística Espacial, Termodinámica, Biomedicina Experimental, Biomecánica, Procesamiento de Señales y Aprendizaje de Máquina. El trabajo evidenció cómo el cálculo de los niveles de entropía (desorden) arrojan luces para entender el desempeño de los equipos de fútbol en una temporada completa de la Liga Española de este deporte. El investigador analizó las razones que hacen tan eficientes los estilos de juego de equipos como el Fútbol Club Barcelona o el Real Madrid, estudiando parámetros de movimiento como el centro de masa, el agrupamiento de jugadores, la dispersión de pases y los jugadores más centrales, en función del número promedio de pases de cada equipo,

Portada mes de febrero de la revista Entropy-MDI

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a prestigiosa revista académica Entropy-MDI dedicó su portada del mes de febrero al trabajo de Johann Martínez, investigador post-doctoral del Departamento de Ingeniería Biomédica de la Universidad de los Andes. El trabajo titulado Spatial & Temporal Entropies in the Spanish Football League: A Network Science Perspective, es el resultado de una colaboración con instituciones científicas de Brasil (ICTP South American Institute for Fundamental Research, São Paulo), México (Universidad de Guadalajara), China (Institute of Unmanned Systems and Center for Optical Imagery Analysis and Learnig (OPTIMAL), Northwestern Polytechnical University, Xi’an) y España (Grupo Interdisciplinar de Sistemas Complejos, Laboratory of

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“Considero que lo llamativo de este trabajo fue el aplicar técnicas de áreas como neurociencia, análisis de señales, física estadística y dinámica no lineal para el análisis de movimiento en un tema tan llamativo como el fútbol de la Liga Española. Esto, asociado al esfuerzo humano e interdisciplinar que involucró físicos, ingenieros y expertos en teoría del deporte y análisis del movimiento”, expone Johann Martínez. En la actualidad el investigador está trabajando en la aplicación práctica de este tipo de análisis en un proyecto que incluye al Departamento de Metodología del Fútbol Club Barcelona. Lea la publicación en Entropy en la página: https://www.mdpi.com/10994300/22/2/172

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PABLO ARBELÁEZ, AREA CHAIR DE MICCAI 2020

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ablo Arbeláez, profesor asociado del Departamento de Ingeniería Biomédica de la Universidad de los Andes, fue nombrado como Area Chair de MICCAI 2020 (International Conference on Medical Image Computing and Computer Assisted Intervention), la principal conferencia mundial de Inteligencia Artificial aplicada a la medicina. En las conferencias más prestigiosas, las personas seleccionadas como Area Chair están a cargo de todas las sumisiones en un área específica de la disciplina y participan en la organización de la conferencia, que usualmente tiene una tasa de aceptación de artículos del 25%. Los Area Chair son seleccionados por el comité directivo de la conferencia entre los mejores investigadores a nivel mundial en la disciplina. Esta es la primera vez que un profesor Uniandes es seleccionado como Area Chair en MICCAI. “Es un gran honor, pues significa que se me reconoce entre los líderes mundiales de esta comunidad de investigación”, menciona el profesor Arbeláez. En el pasado, el profesor

ocupó la misma posición en CVPR, la conferencia más importante de Visión por Computador. Además de su experiencia en investigación en análisis de imágenes biomédicas, el profesor Arbeláez fue seleccionado como Area Chair de MICCAI 2020, debido al gran impacto en la comunidad que tuvo el trabajo de investigación presentado por su grupo de investigación, Biomedical Computer Vision (BCV), en esta misma conferencia el año pasado (MICCAI 2019, Shenzhen, China). El trabajo consistió en un modelo que estima la edad ósea en radiografías de manos de niños utilizando redes neuronales y aprendizaje profundo (deep learning). Este año, la conferencia se llevará a cabo del 4 al 8 de octubre en Lima, Perú. Es la primera vez en la historia que la conferencia se realizará en América Latina. Todos los integrantes del grupo BCV trabajaron durante un año para poder someter sus trabajos a esta conferencia. Hasta el momento de la publicación de esta noticia, MICCAI 2020 no se había cancelado por motivos del COVID-19.

Integrantes grupo de investigación Biomedical Computer Vision (BCV)

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PABLO ARBELÁEZ PARTICIPARÁ EN CVPR 2020, LA MAYOR CONFERENCIA MUNDIAL DE VISIÓN POR COMPUTADOR Texto: Facultad de Ingeniería

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ablo Arbeláez, profesor asociado de Ingeniería Biomédica y su estudiante doctoral, Juan Carlos León; participarán en CVPR 2020, la mayor conferencia mundial de visión por computador, que se celebrará en junio de 2020 en Seattle, Washington (Estados Unidos). El comité científico de la conferencia aceptó el artículo de los investigadores que es producto de una colaboración con Adobe en edición de video con el uso de Inteligencia Artificial. El objetivo principal del proyecto de los investigadores uniandinos es detectar lo que se conoce como “hablantes activos” que son las personas que están hablando y son visibles en un video arbitrario. De esta manera la tarea se divide en tres pasos: primero localizar todas las personas en un video, segundo identificar si el audio corresponde a la voz humana y tercero identificar entre todas las personas cual o cuales están hablando. La tarea suena extraña, pero es muy útil en la edición de video debido a que permite alinear automáticamente segmentos del video, así como enfocar al hablante activo. Por esta razón, el trabajo se realizó durante una pasantía en la división de investigación de Adobe Inc. y en colaboración con el laboratorio IVUL de la Universidad de KAUST (Emiratos Árabes Unidos).

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Hoy en día, los métodos más avanzados para este problema se basan en analizar un único rostro y estimar una correspondencia entre el movimiento de la cara y la señal de audio. El método propuesto por los investigadores biomédicos parte de la misma base, pero es el primero que logra integrar información de múltiples rostros. Esta solución se logró mediante dos técnicas complementarias: por un lado, una red neuronal siamesa que nos permite fusionar información visual (imágenes) y la señal de audio y por otro lado, usar una técnica conocida como “auto-atención” que básicamente le asigna un peso (importancia) a todos los rostros detectados en una escena. Esta combinación de fusión y auto-atención permite estimar la probabilidad que una persona sea el hablante activo analizando la escena completa, no un solo rostro. Los resultados de esta investigación han superado a soluciones propuestas por Google, la Academia de Ciencias de China, y estudiantes del grupo de visión de Oxford, a la vez que utiliza muchos menos recursos computaciones, un aspecto que es crítico en el análisis de video dado el tamaño de los datos de entrada. La participación uniandina en esta importante conferencia es un logro de la línea de investigación de Visión Artificial Biomédica que lidera el profesor Arbeláez en la Facultad de Ingeniería.

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Alianza estratégica para mejorar la detección y el tratamiento de las cardiopatías congénitas en Colombia

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l 28 de mayo de 2019 la Superintendencia de Industria y Comercio (SIC) otorgó una patente de invención al “catéter guía en forma de herradura para realizar angioplastia del ductus arterioso en pacientes recién nacidos y lactantes”. Este catéter, diseñado por investigadores del Departamento de Ingeniería Biomédica de la Universidad de los Andes y de la Fundación Cardioinfantil (FCI), aumenta las oportunidades de sobrevivencia al permitir la realización de un procedimiento temporal mientras que el bebé crece lo suficiente para ser intervenido quirúrgicamente. Los pacientes que se podrían beneficiar de esta

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tecnología son los bebés que nacen con malformaciones en el corazón en las que la circulación depende de mantener el ductus arterioso abierto. En Colombia nacen aproximadamente 200 niños al año con esta condición; sin embargo, durante el 2019 a la FCI solamente llegaron 20 pacientes. Es importante destacar que este es un centro altamente especializado para atender a estos pacientes y que cuenta con el catéter. Entonces, surgen las preguntas: ¿Qué pasó con los otros 180 niños que no llegaron a la FCI para ser atendidos? y ¿si todos buscaran ayuda médica, estamos preparados como país para atenderlos? Con este enfoque en mente


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se reunieron varios investigadores de 5 instituciones para dar vida a DELFOS: “Programa para el diagnóstico, entrenamiento, logística, formación, organización y seguimiento de pacientes con cardiopatías congénitas”. La iniciativa fue pensada de forma integral y colaborativa para tratar de entender el panorama completo de los pacientes con estas enfermedades. El programa, dirigido por Juan Carlos Briceño, está conformado por cinco proyectos diferentes. Los cuales, aunque tienen sus respectivos líderes, recibirán la participación de todas las entidades involucradas. El programa DELFOS es financiado por Minciencias (contrato RC 853-2019) y por las instituciones participantes. Las ciudades piloto donde se va a desarrollar son Bogotá y Cali, pensando en su posible implementación en otros lugares del país. La red de instituciones está conformada por la Universidad de los Andes (Uniandes), la Fundación Cardioinfantil (FCI), la Fundación Santa Fe de Bogotá (FSFB), la Pontificia Universidad Javeriana de Bogotá y de Cali. También; y se tendrá el apoyo del Centro Médico Imbanaco, el Hospital Universitario San Ignacio, las secretarías de Salud de Bogotá y de Cali, entre otras. Los miembros del equipo son: los profesores Juan Carlos Briceño y Pablo Arbeláez, las estudiantes de doctorado Camila Castro y Ángela Castillo (Uniandes), los médicos especialistas Miguel Ronderos, Néstor Sandoval, Alberto García y Rodolfo Dennis y la investigadora Karen Moreno (FCI), el genetista Ignacio Zarante (Pontificia Universidad Javeriana de Bogotá), la epidemióloga Paula Hurtado (Pontifica Universidad Javeriana de Cali) y el médico neumólogo Darío Londoño (FSFB). La lista no termina aquí, ya que el programa fue concebido como una red de trabajo articulado con otras instituciones. Los proyectos que conforman al programa DELFOS son: 1. Cuadro de control de pacientes con cardiopatías congénitas en Bogotá y Cali: que consiste en el seguimiento geográfico de los niños que nacen con cardiopatías congénitas para identificar los problemas que les impiden acceder a los tratamientos. Se construirá un mapa de casos que mostrará la ubicación de las personas afectadas, el tipo de cardiopatías que presentan y las entidades promotoras y prestadoras de salud que se involucran en sus procesos. Este proyecto es liderado por el doctor Ignacio Zarante de la Javeriana Bogotá.

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2. Correlación entre la ecografía prenatal para el diagnóstico de cardiopatías congénitas complejas y los hallazgos postnatales, para mejorar el entrenamiento de los centros de diagnóstico prenatal en Bogotá y Cali: que consiste en la identificación de los centros médicos donde las mujeres embarazadas se practicaron las ecografías para establecer si las cardiopatías se diagnosticaron adecuadamente en la etapa prenatal. El objetivo es pensar en cómo mejorar las tasas de diagnóstico para aumentar la correlación entre la detección temprana con los hallazgos posnatales. El proyecto es liderado por el doctor Miguel Ronderos de la FCI. 3. Tamizaje mediante Machine Learning para detección prenatal de cardiopatías congénitas: es el desarrollo de una herramienta automática que, por métodos de inteligencia artificial, ayuda a identificar desde la etapa prenatal si se presenta alguna cardiopatía congénita. Este algoritmo no reemplazará al especialista, pero sí le ayuda a levantar alertas tempranas. El proyecto es liderado por Pablo Arbeláez, profesor asociado del Departamento de Ingeniería Biomédica de Uniandes. 4. Evaluación de la capacidad nacional para cirugía cardiaca en niños con cardiopatías congénitas en Colombia: consiste en el análisis de las capacidades nacionales para atender a estos pacientes, identificando cuál es el acceso real a la cirugía, cómo son los cuidados de la anestesia y cuáles son los costos económicos adicionales en los que deben incurrir las familias. Este proyecto será desarrollado en conjunto Rutgers University, bajo el liderazgo del doctor Rodolfo Dennis de la FCI. 5. Evaluación costo-efectividad de la detección prenatal de cardiopatías congénitas y sus consecuencias mediante ecografía obstétrica convencional comparada con la ecografía convencional asistida por inteligencia artificial en Colombia: que consiste en el estudio de costo-efectividad respecto al tamizaje tradicional que se hace con ecografía versus el tamizaje con la herramienta de inteligencia artificial que va a desarrollar el profesor Arbeláez. Este proyecto está liderado por el doctor Darío Londoño de la Fundación Santa Fe de Bogotá (FSFB).

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Antonio Rivas, Principal Clinical Data Manager MSD

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ngresé a la Universidad de los Andes como estudiante de Matemáticas en el primer semestre del 2009, aunque en realidad quería estudiar Ingeniería Biomédica, sólo que en ese momento la Universidad no ofrecía el programa. Debido a esto, decidí hacer doble programa con Ingeniería Mecánica. Cuando estaba en cuarto semestre me enteré de que iban a abrir el programa y por suerte no me atrasé en ninguna materia. Como era un programa nuevo no se tenían muchos profesores para dar las materias, por lo tanto, de ahí en adelante tuve que ver al menos una materia con Juan Manuel Cordovez; lo que más recuerdo era que él solía llegar al salón sin marcadores y yo le prestaba los míos. Durante mi tiempo en la Universidad y el programa aprendí mucho sobre programación y entendí que esto es un proceso creativo donde hay muchas formas de lograr lo que necesitaba de acuerdo con las necesidades que se presentaban en los diferentes proyectos. Aprendí a trabajar en grupo y adquirí la facilidad para comunicarme en términos clínicos. Además de buscar la excelencia académica, entendí que mis acciones pueden afectar a otros y empecé a pensar como ayudar a los demás. No mucho tiempo después de graduarme en marzo de 2014 tuve la suerte de ingresar a la compañía MSD como Clinical Data Manager y encontré un mundo totalmente desconocido, donde uno como Ingeniero Biomédico se

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puede desenvolver muy bien. Esta es una industria muy grande a nivel mundial y donde veo que hay oportunidades para nosotros en diferentes campos; no solo en el que me encuentro en este momento. En esta empresa he logrado avanzar a través de diferentes roles; lo cual, es un gran logro profesional, pero lo mas importante ha sido que he podido crecer como persona. El éxito que he podido vivir en mi carrera, se lo atribuyo al gran esfuerzo que he puesto en el desarrollo de mis labores y a las oportunidades que se han presentado. Es algo que nunca durante mi tiempo en la Universidad me imaginé haciendo y me gusta mucho. Ya han pasado mas de cinco años desde que me gradué y di mis primeros pasos en el mundo de Data Management, en los cuales me he preguntado sobre que me gustaría estudiar y aparte recientemente he asumido un nuevo rol, Principal Clinical Data Manager. Aunque tengo algunas opciones como lo son Bioestadística y Data Science aún no me decido; si se encuentran en el mismo dilema puedo decir que lo mejor es seguir esos anhelos que tenían cuando decidieron ingresar a estudiar Ingeniería Biomédica. Como consejo, no le tengan miedo al cambio y a tomar riesgos; es muy importante adaptarse a lo que va pasando cada día, tener el coraje de asumir nuevos retos y saber que aunque uno se hubiera planteado un objetivo en el pasado cada experiencia va cambiando la perspectiva y esta bien cambiar el objetivo en el camino.


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María Alejandra Bravo, estudiante doctoral en la Universidad de Freiburg

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oy me encuentro en Alemania haciendo mi doctorado en Ciencias de la Computación en la Universidad de Freiburg. Tengo esta oportunidad gracias a la beca que recibí por parte del Servicio Alemán de Intercambio Académico (DAAD, por sus siglas en alemán). Llevo seis meses de doctorado y aunque los retos son grandes sé que durante mi tiempo en la Universidad de los Andes y luego en la pasantía de investigación adquirí muchas herramientas para afrontarlos. El trabajo en el doctorado es muy independiente, pero tengo la oportunidad de conversar con los otros del grupo de investigación, aprender de nuevos temas y ahondar en otros. Además, tengo un excelente asesor, el profesor Thomas Brox, que me guía en mi proyecto y me ayuda a mirar nuevos horizontes para mi investigación. Estoy muy contenta de estar aquí, pues reconozco que la oportunidad es una bendición en mi vida. Para mí la Universidad de los Andes jugó uno de los papeles más importantes en mi carrera y en mi decisión de convertirme en docente de Universidad. Quisiera reconocer a ambos Departamentos a los que pertenecí, Matemáticas e Ingeniería Biomédica, cada uno aportó diferentes conocimientos y motivaciones para continuar mis estudios en el doctorado. Matemáticas me dio la oportunidad de aprender a formalizar conceptos, de organizar y fundamentar ideas. Me permitió descubrir mi pasión por la enseñanza, cuando dejó a mi cargo dos complementarias de cálculo y álgebra. Quisiera reconocer principalmente a Alexander Getmanenko quien al final de mi carrera se interesó por los trabajos aplicados que estaba realizando y me apoyó en mi camino hacia el doctorado.

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Ingeniería Biomédica aportó en mi la motivación de aplicar todo ese conocimiento al servicio de la humanidad, de las personas. El enfoque que da en el que un científico puede y, más aún, debe trabajar en pro del bienestar de los otros fue de las enseñanzas más importantes. Durante mi pregrado encontré mis pasiones, el análisis y procesamiento de señales, en particular en 2D, una forma creativa que aplica los conocimientos matemáticos para solucionar problemas y desarrollar tecnología. Conocí a grandes modelos de profesor como lo son Pablo Arbeláez y Mario Valderrama que trasmiten en sus clases la alegría e importancia de lo que se está enseñando. Con Mario conocí por primera vez que la programación es poderosa y que modelar el mundo en código puede ser todo un reto que vale la pena afrontar. Pablo fue mi asesor tanto en el pregrado como en la maestría y gracias a él tengo todo mi conocimiento en Visión por Computador; él ha sido un ejemplo de mentor, profesor e investigador. Desde aprender de ética profesional y proyección de trayectoria de carrera hasta conocimientos avanzados en Machine Learning, vínculos con ideas matemáticas y publicación de artículos en grandes conferencias. Lo que IBIO me aportó fue mucho, pero sin lugar a duda las personas que están y lo que ellas dejaron en mi vida es lo más importante y por lo que estoy más agradecida. Espero algún día volver mucho más formada a mi país y poder devolverle todo lo que me dio.

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Una Tarde para Sanar Corazones

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a línea de investigación Dinámica Cardiovascular + I + D + i en Dispositivos Médicos perteneciente al Grupo de Investigación en Ingeniería Biomédica (GIB), celebró de una forma muy especial el día de San Valentín. Una Tarde para Sanar Corazones se llamó el evento del 14 de febrero que buscó dar visibilidad al Día Internacional de las Cardiopatías Congénitas.

cardiovascular, aquello que los apasione y haga latir sus corazones y con eso hagan la diferencia”, fue el consejo del profesor a los asistentes del evento.

Las cardiopatías congénitas son enfermedades relacionadas con el desarrollo cardiaco que producen malformaciones o deficiencias funcionales en el corazón de recién nacidos. La gravedad de estas condiciones ocasiona que los pacientes tengan un pronóstico muy difícil.

● 33 años salvando corazones de recién nacidos, historia del Dr. Alberto García, cardiólogo pediátrico de la Fundación Cardioinfantil (FCI). Además, el Doctor García y Diana Herrera, investigadora del Departamento de Ingeniería Biomédica Uniandes, presentaron la invención “catéter guía en forma de herradura para realizar angioplastia del ductus arterioso en pacientes recién nacidos y lactantes”, patentada por las dos instituciones.

Juan Carlos Briceño, director de la línea de investigación y profesor titular del Departamento de Ingeniería Biomédica, ha dedicado gran parte de su trabajo al estudio de estas condiciones con el deseo de mejorar los pronósticos y las condiciones de vida de los niños que deben enfrentar estás graves enfermedades. Fue precisamente Juan Carlos Briceño, quien inauguró la celebración del San Valentín IBIO. Su discurso muy desde el corazón, relató la tragedia humana de las personas y las familias que deben afrontar estás condiciones y contó cómo el sufrimiento de un niño lo movió a dedicar su vida para encontrar soluciones. “Busquen su dinámica

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Una Tarde para Sanar Corazones consistió en una serie de charlas de investigadores que dedican sus esfuerzos en temas del corazón:

● Por un corazón contento: de la intervención a la calidad de vida de la Dra. Catalina Vargas, estudiante de la especialización en pediatría de la Universidad de los Andes y antigua residente de investigaciones en cardiología de la FCI. “Hay una variable más, la felicidad, la cual justifica el intento por la vida. Los quiero invitar a tomar este esfuerzo y llevarlo al paciente, para mejorar su calidad de vida”, reflexionó la Dra. Catalina Vargas sobre la lucha contra las cardiopatías congénitas


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● La genética de la atracción en guppys de Natasha Bloch, profesora del Departamento de Ingeniería Biomédica de la Universidad de los Andes. Una divertida e interesante charla sobre los genes del “amor” en los peces guppys. También, la jornada sirvió para realizar el lanzamiento oficial del programa DELFOS, un esfuerzo interinstitucional entre la Universidad de los Andes, la

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Fundación Cardioinfantil (FCI), la Fundación Santa Fe de Bogotá (FSFB) y la Pontificia Universidad Javeriana de Bogotá y Cali para hacer investigación en cardiopatías congénitas. La tarde terminó con una actividad de Karaoke organizada por el Consejo Estudiantil Ingeniería Biomédica (CESIB). ¡Que mejor forma de celebrar San Valentín que sanando corazones!

Segunda edición del curso de Equipos Médicos

urante el semestre 2020-1 el Departamento impartió la segunda edición del curso de Equipos Médicos. Para esta edición, el profesor Rodrigo Gómez organizó charlas de carácter informal, con el objetivo de que los estudiantes conocieran el día a día de empresas que trabajan en el sector salud en Colombia. El curso contó con la participación de la Cámara Dispositivos Médicos e Insumos para la Salud – ANDI,

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Prótesis Avanzadas S.A.S y Más Capacidad S.A.S, Biosense Webster – Jhonson & Jhonson Medical, Smith & Nephew, Medtronic, AGFA, Novatécnica – Grupo Amarey, Digital Health Manager for SAS North- Siemens, Boston Scientific, Imcolmedica S.A., Fressenius Medical Care, Terumo, LM Instruments, Samn - Sales & Marketing Network, Fundación Santafé de Bogotá (FSFB), G.Barco Sa, Rocol y Vita.

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Mundo IBIO - Edición 05  

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