Profesores del Tec de Monterrey explican los desafíos a resolver en la creación de un prototipo de bajo costo y manufactura fácil de este tipo de equipo.
Por Carlos González | Campus Guadalajara - 20/04/2020

En respuesta al aumento en el requerimiento de ventiladores médicos por el COVID-19, más de 60 académicos del Tec de Monterrey trabajan en la creación de un prototipo.

Resuelven retos de ingeniería y médicos, para crear una propuesta de bajo costo y fácil construcción. Pero, ¿cuáles son los desafíos técnicos?

Este ventilador mecánico de rápida manufactura se centra en un aspecto clave: la automatización, para que evitar que médicos lo operen contantemente.

Rita Fuentes, investigadora del Tec y líder del proyecto, explicó que “el principal reto es controlar la cantidad de presión, volumen y flujo de oxígeno que recibe el paciente…

No sólo incluir un ‘timer’ para controlar la frecuencia respiratoria. Esta iniciativa permite que los profesores compartan conocimientos y descubran líneas de trabajo más eficientes”.

 

Crean expertos del Tec prototipo de bajo costo y automatizado de ventilador médico

 

AUTOMATIZACIÓN: LA PROPUESTA

Participan académicos de la Escuela de Ingeniería y Ciencias (EIC) del Tec y también de TecSalud, con el reto adicional de trabajar rápido y de manera virtual.

El diseño usa una bolsa ambu de emergencias, un globo por el que sale el aire hacia el tubo y lo conduce al paciente, con la meta de resolver precisamente la presión ejercida.

La investigación tiene 3 vertientes:

·        Mecánica.- Vinculada a la presión de la bolsa ambu,

·        Electrónica.- Para instrumentación de sensores de presión, flujo y volumen, así como monitoreo con elementos gráficos -y el médico pueda tomar decisiones-,

·        Control.- Algoritmo con datos del paciente introducidos por el médico para generar la cantidad y frecuencia correcta de gas.

Ricardo Swain, Decano Región Occidente de la EIC, explicó que es un esfuerzo nacional del Tec y el prototipo se inspira en un diseño del Massachusetts Institute of Technology (MIT).

La propuesta del Tec busca sustituir mecánicamente el movimiento de la mano al automatizar el bombeo de aire. Así, dijo, no será necesario que un enfermero haga el bombeo.  

“El principal reto es controlar la cantidad de presión, volumen y flujo de oxígeno que recibe el paciente”.

Rita Fuentes señaló que “si solo usas la bolsa ambu hay un porcentaje bajo de oxígeno; necesitas combinar el efecto que tiene la bolsa con un mezclador de gases

Así es como se puede completar la cantidad de aire requerida por un paciente. Además, se requiere resolver el control de los modos ventilatorios”.

 

Crean expertos del Tec prototipo de bajo costo y automatizado de ventilador médico

 

GARANTIZAR REQUERIMIENTOS DEL PACIENTE

Para ello, “la medición del flujo y de la presión que llega al paciente determina cuánto presionar la bolsa y con qué frecuencia respiratoria, según los datos de la persona…

El reto mayor es tener un sistema de control que considere los datos proporcionados por el médico, con base en su condición y características físicas”, dijo Rita.

Con estos datos, precisó, generarán el modo de control: la presión, el monitoreo de flujo y el volumen adecuados para garantizar lo requerido.

“Para proporcionar la cantidad adecuada de flujo, presión o volumen necesitas un sensor para definir la variable”, precisó Manuel Navarro, profesor a cargo del control.

“Es un microcontrolador y con un algoritmo de control para modificar un motor que presiona la bolsa ambu. Esa presión a la bolsa debe ser la adecuada”, abundó.

 

Crean expertos del Tec prototipo de bajo costo y automatizado de ventilador médico

 

Swain señaló que otras propuestas para una construcción rápida no consideran la automatización y dosificación de la presión de aire en la bolsa ambu.

Resaltó que ese aspecto es clave, ya que uno de los retos principales es el control, cómo apretemos la bomba para que pueda salir aire por el globo…

En la gran mayoría de prototipos mostrados recientemente alguien los aprieta, pero no contemplan un ritmo o presión automatizada y eso es en lo que trabajamos”.

La iniciativa se origina gracias a la voluntad de los profesores y directivos involucrados de distintos campus del Tec de Monterrey para apoyar la actual situación.

Con esta innovación el Tec busca incrementar la cantidad disponible de piezas de dicho equipo médico y contribuir así con los requerimientos de insumos de hospitales.

Se espera que, luego de pruebas en maniquíes, a finales de mayo finalice el diseño y se entregue a las autoridades gubernamentales de salud para que definan el proceso a seguir.

 

¿QUÉ ES UN VENTILADOR MÉDICO?

Es una máquina que ayuda a respirar a pacientes en terapia intensiva. Dota de oxígeno a personas en estado crítico y permite ventilar sus pulmones para su sobrevivencia.

También tiene sondas y un tubo de respiración, además de un dispositivo electrónico con diversos botones para controlar las distintas opciones que puede brindar el aparato. 

 

 

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