Universidad Nacional de La Plata - Facultad de Ingeniería

15 de Junio de 2020 | 5 ′ 7 ′′


Cómo se comporta el sistema respiratorio con respiración asistida



Científicos de Ingeniería lograron obtener modelos dinámicos que describen cómo se comporta el sistema respiratorio en condiciones de respiración asistida y con distintas patologías. Los especialistas trabajan en mejorar los modelos y adaptar el algoritmo de identificación para el caso de COVID-19.

Se trata del proyecto “Ingeniería de Control e Instrumentación aplicada al modelado y estimación de parámetros del sistema pulmonar bajo respiración asistida”, seleccionado en la Convocatoria COVID Fundación Bunge y Born - Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación - Agencia I+D+i, elaborado por un equipo de investigadores del LEICI-Instituto de Investigaciones en Electrónica, Control y Procesamiento de Señales, Facultad de Ingeniería, UNLP-Conicet.

La doctora en Ingeniería, Carolina Evangelista, directora del proyecto explicó a Argentina Investiga: “Nuestro trabajo consiste en obtener modelos dinámicos que describan cómo se comporta el sistema respiratorio en condiciones de respiración asistida y, además, estimar los parámetros de estos modelos para caracterizarlos en casos de distintas patologías y afecciones respiratorias. Para esto, venimos trabajando en el desarrollo de un algoritmo o metodología basado en técnicas de identificación no lineal”.

De esta manera los investigadores del LEICI buscan realizar aportes concretos en cuanto al modelado dinámico y la estimación de parámetros, centrados en la problemática de la respiración asistida como complemento de la mecánica pulmonar natural.

La disponibilidad de un conjunto de modelos dinámicos capaces de caracterizar en forma precisa un amplio rango de situaciones y deficiencias respiratorias contribuiría a la elaboración de sistemas de apoyo para la predicción y la evaluación, así como a aportar al futuro diseño e implementación de los controladores requeridos por equipos de asistencia respiratoria de próxima generación. “Entender estas y otras cuestiones referidas al comportamiento del virus COVID-19 sobre la fisiología humana resulta urgente y vital”, explicó Evangelista.

Y agregó “para ello se requiere del desarrollo de una herramienta especializada para procesar los datos respiratorios de los pacientes y de la síntesis de modelos pulmonares ad-hoc. De modo tal que los expertos en el campo de la medicina puedan avanzar con máxima celeridad en el conocimiento de la enfermedad en relación con la mecánica respiratoria, permitiendo así atenuar de modo eficiente sus efectos sobre el sistema pulmonar”.

“Este entendimiento podría también contribuir a lograr una programación del ventilador óptima y específica, basándose en el análisis y las evaluaciones de los resultados obtenidos del procesamiento de los datos de los pacientes afectados con COVID-19”, sintetizó la investigadora.

En una primera etapa, se van a mejorar los modelos y adaptar el algoritmo de identificación, para el caso de COVID-19. “Para esto necesitamos poder disponer de registros temporales de algunas variables físicas y fisiológicas de los pacientes y del respirador y, en este sentido, la financiación del Proyecto nos permitirá comprar el equipamiento necesario”, manifestó la directora del proyecto.

Este desarrollo se orienta fundamentalmente a que los modelos obtenidos y la herramienta de identificación desarrollada contribuyan, por un lado, a sentar bases para realizar análisis, evaluación y diagnóstico de esta patología y, por otro, a adecuar la configuración del respirador, para mejorar la situación y el estado de los pacientes con COVID-19, tendiente a evitar daños colaterales en el pulmón debido a la utilización de respiración asistida.

La segunda etapa del trabajo consistirá en analizar la información obtenida con los especialistas del campo médico miembros del proyecto, para conocer mejor y sacar conclusiones sobre los efectos del COVID-19.

El equipo de investigación está compuesto por la doctora Carolina Evangelista (Profesora Adjunta FI-UNLP y UTN La Plata, e Investigadora Adjunta del Conicet), el doctor Paul Puleston (Profesor Titular FI-UNLP e Investigador Principal del Conicet) y el Ingeniero Diego Riva (Becario Conicet y docente FI-UNLP), quienes vienen trabajando en los últimos dos años en el modelado dinámico del sistema respiratorio en el contexto de respiración asistida. En este proyecto, se incorporaron el doctor Luis Corsiglia (Jefe del Servicio de Cuidados Intensivos del Hospital I.E.A. y C. San Juan de Dios de La Plata) y el Kinesiólogo Nahuel Dargains, del mismo Hospital, para contribuir con el aporte necesario desde el campo de la medicina.

“Es importante destacar que los primeros pasos en esta línea comenzamos a darlos hace cinco años con el ingeniero Nicolás Sotelo, y contamos con el apoyo del doctor N. Pistillo, del Hospital de Alta Complejidad El Cruce, de Florencio Varela, y del doctor ingeniero M. Madorno”, señaló Carolina Evangelista.

Este proyecto de investigación se suma a los otros tres de la Universidad Nacional de La Plata sobre COVID-19, que ya fueron otorgados en el marco de la convocatoria extraordinaria lanzada por a la Agencia de Promoción de la Investigación, el Desarrollo Tecnológico y la Innovación (Agencia I+D+i), dependiente del Ministerio de Ciencia.

Eduardo Spínola
espinola72@gmail.com
Dirección General de Comunicación Institucional
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