En la UNLPam, desarrollan un monitor de parámetros respiratorios

Un grupo formado por docentes y alumnos de la Facultad de Ingeniería de la UNLPam y la empresa Arbit Ingeniería iniciaron el desarrollo de una idea que se propone en esta pandemia de Covid 19, desarrollando un monitor de parámetros respiratorios. En el proyecto participan Integrantes: Diego Vicente, Fernando Mazzaferro, Leandro Alesso, Nicolás Disario.

Desde el comienzo de la pandemia del Covid -19, la falta de respiradores mecánicos se convirtió en un obstáculo insalvable en la asistencia de pacientes con síntomas severos.





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Este escenario, presente en los países más afectados, posiblemente se replique en nuestro país. En este punto crítico la ventilación mediante buceo manual o máquinas cicladoras automáticas puede ser la única alternativa para aquellos pacientes que no dispongan de un respirador.

En este contexto mundial surgieron muchos proyectos relacionados al desarrollo de respiradores artificiales. La mayoría de ellos se basan en una máquina de desplazamiento positivo controlada por un motor eléctrico, que es la encargada de suministrar en forma automática el flujo gaseoso.

Varios de estos desarrollos son abiertos y existe una gran cantidad de archivos CAD/CAM de libre acceso, que permiten replicar estas máquinas de manera fácil y rápida. De esta manera, la dificultad principal de estos proyectos radica en el desarrollo del sistema de monitoreo de los parámetros respiratorios de los pacientes, y la implementación de la estrategia de control de la máquina sobre la base de estos parámetros.

MONITOR DE PARÁMETROS RESPIRATORIOS

A diferencia de la mayoría de los proyectos surgidos en este contexto, el objetivo específico de éste no es desarrollar un respirador artificial sino un monitor de parámetros respiratorios.

La combinación de este monitor con cualquiera de las máquinas de ventilación disponibles permitirá obtener un dispositivo con la funcionalidad de un respirador artificial. Además, este dispositivo será de bajo costo y podrá replicarse con materiales con alta disponibilidad en el mercado, evitando así los problemas de logística de los componentes electrónicos.

El monitor estará compuesto de un sensor de flujo y un sensor de presión integrados en un conector que se intercalará en el circuito de tubuladuras que va al paciente.

Los sensores estarán conectados a una central microcontrolada que recibe y procesa los datos provenientes de aquellos y los presenta en una pantalla gráfica.

El monitor permitirá la visualización de las curvas flujo y presión, y parámetros tales como la presión positiva al final de la expiración (PEEP), presión inspiratoria pico (PIP), presión de plateau o de meseta (PLT), volumen tidal (VT), complacencia (VT/(PLT-PEEP)).

Además el dispositivo será capaz de proveer las señales de presión y flujo mediante una salida de comunicación estándar, la cual podrá ser utilizada para cerrar el lazo control de la máquina, ya sea para implementar una estrategia de ventilación por control de volumen (VCV) o una estrategia por control de presión (VCP).

Más allá de la coyuntura impuesta por la pandemia del COVID-19, este proyecto aspira a representar un pequeño impulso hacia el desarrollo de respiradores modulares y estandarizados, que permitan la interoperabilidad entre módulos. Esto reducirá los costos de fabricación y mantenimiento de estos equipos y facilitará una mayor disponibilidad de módulos de repuesto.

EL PROYECTO

Hasta el momento, se ha fabricado un prototipo funcional de una máquina de ciclado automático (de desplazamiento positivo), en la cual se controla el suministro de aire mediante control de la posición angular del rotor de un motor eléctrico.

El prototipo permite seleccionar parámetros como el volumen a desplazar, el tiempo de inspiración, el tiempo de pausa inspiratoria y el tiempo de expiración. Además se puede programar perfil de flujo a utilizar. Si bien el desarrollo de la máquina de ciclado automático no es el objetivo principal del proyecto, es una herramienta indispensable para el testeo preliminar del monitor de parámetros respiratorios durante su desarrollo.

En cuanto a los avances relacionados específicamente con el monitor de parámetros, se inició el estudio de las técnicas de medición de flujo y presión utilizados en este tipo de equipamiento. También se preseleccionó una serie de sensores para su evaluación experimental. Respecto de esto, se inició la evaluación de algunos sensores de presión como el BME280 de BOSCH y los sensores MPXV5004 y MPXV7007 de NXP. Además se está desarrollando la interfaz de visualización sobre una pantalla táctil.

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