Equipos que miden la capacidad pulmonar, optimizan sus funciones

Universidad Nacional de San Martín - Escuela de Ciencia y Tecnología

21 de Marzo de 2016 | 7 ′ 20 ′′


Equipos que miden la capacidad pulmonar, optimizan sus funciones


Un desarrollo de la UNSAM para facilitar la calibración de equipos que miden la capacidad pulmonar fue uno de los ganadores de una convocatoria del MINCYT a proyectos basados en la Computadora Industrial Abierta Argentina (CIAA). El desarrollo consiste en un dispositivo que posibilita un patrón de flujo y volumen respiratorio para la puesta a punto de los equipos utilizados en la valoración de la función pulmonar.

La salud es uno de los campos donde más importancia y potencial tiene la inserción de tecnología. En el caso de las enfermedades pulmonares, es común encontrar equipos para diagnosticarlas en hospitales y centros de salud. En general, estos equipos miden el flujo y el volumen de la capacidad pulmonar, pero para hacerlo con precisión es necesario calibrarlos regularmente. Sin embargo, hasta ahora no había en la Argentina herramientas para hacerlo.

Un proyecto, ganador de la convocatoria del Ministerio de Ciencia, Tecnología, e Innovación Productiva de la Nación (MINCYT) a iniciativas de desarrollo que utilicen la Computadora Industrial Abierta Argentina (CIAA), busca proveer de esta tecnología con un desarrollo local.

La CIAA surgió en 2013 como una iniciativa conjunta del sector académico y el industrial. Sus objetivos residen en impulsar el desarrollo tecnológico nacional, a partir de sumar valor agregado al trabajo y a los productos y servicios, mediante el uso de sistemas electrónicos, en el marco de la vinculación de las instituciones educativas y el sistema científico-tecnológico con la industria; darle visibilidad positiva a la electrónica argentina y generar cambios estructurales en la forma en la que se desarrollan y utilizan en nuestro país los conocimientos en el ámbito de la electrónica y de las instituciones y empresas que hacen uso de ella.

El proyecto nació con dos metas principales: las aplicaciones industriales y su diseño de código abierto. El primer punto implicó un diseño con eje en cuestiones de confiabilidad, validación y seguridad, para cumplir con normativas internacionales que contemplan criterios de robustez ante interferencias, vibraciones y sobrecargas. El segundo, para que sus circuitos, el código fuente del firmware y su software se encuentren disponibles en internet para que cualquiera pueda producirla, modificarla o replicarla, en la misma tónica que otros proyectos reconocidos a nivel mundial, como Arduino y Raspberry Pi. Aunque, en el caso de los diseños basados en estos últimos, el hardware no siempre es totalmente abierto.

Por el contrario, el diseño de la CIAA puede migrar a cualquier hardware y utilizar cualquiera de los microprocesadores más populares del mercado. Estas características entusiasmaron a pymes, universidades, docentes y profesionales independientes de la Argentina, que se sumaron a un proyecto que en la actualidad transita su etapa final de desarrollo, pero al que todavía le falta cumplir con uno de sus objetivos fundamentales: su adopción en ambientes industriales, lo que originó la convocatoria del Ministerio.

En total se recibieron 47 propuestas de once provincias. Del total de presentaciones, 23 fueron aprobadas y recibieron una CIAA, mientras que 18 proyectos son financiados por el Ministerio por un total de más de un millón de pesos.

El objetivo general del proyecto –que recibió un financiamiento de 70.000 pesos y usa como base de procesamiento a la CIAA– es el desarrollo de un equipo que posibilite un patrón de flujo y volumen respiratorio para la calibración de los equipos utilizados en la valoración de la función pulmonar.

“Hace unos años que estudiamos la necesidad de desarrollar un patrón de flujo y volumen, pero su complejidad y envergadura en el desarrollo nos ponía barreras. Contar con una unidad de procesamiento confiable como la CIAA y despreocuparnos por su validación hizo que el desarrollo fuera factible, porque nos permite despreocuparnos del procesador y concentrarnos en la instrumentación y en los sistemas periféricos”, dijo a Argentina Investiga el ingeniero Guillermo La Mura, director de la carrera de Ingeniería Biomédica de la Universidad de San Martín (UNSAM) y responsable del proyecto. Según La Mura, el sistema presenta una gran complejidad en los sistemas de instrumentación, en las etapas de potencia de los sistemas mecatrónicos para el control del actuador neumático y en su posterior procesamiento (este último resuelto con la CIAA).

Del proyecto forman parte cinco ingenieros especializados en Instrumentación y control, biomecánica respiratoria y sistemas electrónicos embebidos. También integra el grupo un médico especialista en neumonología, y estudiantes avanzados de las carreras de Ingeniería Biomédica e Ingeniería Electrónica. Si bien el financiamiento está destinado a instrumental e insumos, esperan conseguir recursos para becar a los alumnos.

Organismos como la ATS (American Thoracic Society), la ERS (European Respiratory Society), la ALAT (Asociación Latino Americana del Tórax) y, a nivel local, la AAMR (Asociación Argentina de Medicina Respiratoria), además de regular la actividad médica de la especialidad, fijan los estándares de medición y recomiendan aspectos tecnológicos que deben cumplir los dispositivos destinados al diagnóstico de la función pulmonar. Para tal efecto, se establecieron 26 curvas respiratorias distintas, para que todos los espirómetros e instrumentos similares registren para cada caso el mismo valor. Así, el patrón de flujo y volumen tiene que emular estas 26 curvas respiratorias con extrema precisión y exactitud.

En la Argentina no existe una reglamentación que exija la calibración de los espirómetros, pero algunas instituciones y profesionales utilizan una jeringa calibrada en dos litros para validar el volumen. Como la jeringa se acciona en forma manual, el flujo suministrado puede variar en cada ensayo, pero no así su volumen. Por este motivo, se recomienda calibrar anualmente los espirómetros con las 26 curvas estándar y semanalmente con la jeringa de calibración.

Al no existir un patrón nacional, la industria local no ha producido espirómetros pese a que se dispone de la tecnología. Por otra parte, los importadores, al ser costoso el envío temporario del espirómetro para su calibración en origen, sólo efectúan un contraste entre un equipo viejo y uno nuevo como única metodología de calibración.

“En la Argentina no tenemos un patrón y en el mundo sólo hay dos empresas que lo fabrican, a un costo muy elevado. Por estas razones, nadie importó este equipo. Además, al ser un patrón trazable, debería enviarse periódicamente al fabricante para su calibración”, dice La Mura. Y agrega: “Somos optimistas respecto de la posible prestación de servicios, dado que la calibración de espirómetros y de las jeringas de calibración es una actividad inédita en nuestro país. Además, con un cambio de programación en la CIAA, es posible convertir este patrón en un simulador pulmonar que permita el entrenamiento de médicos ante distintas patologías emuladas por el equipo. El uso de simuladores para la enseñanza de la práctica médica de grado y posgrado es un campo de gran crecimiento en la última década”.

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