Pais: Brasil

Fecha: 15 de Abril del 2020

Unicamp, Brasil desarrolla sistema informático para ventiladores pulmonares

La pandemia de coronavirus y la necesidad de atención rápida para pacientes diagnosticados con Covid-19 ha provocado una avalancha de ventiladores pulmonares de hospitales y sistemas de salud de todo el mundo. El equipo se usa cuando el cuerpo del paciente no puede promover una respiración que suministre la cantidad necesaria de oxígeno. En estos casos, las máquinas hacen el trabajo que el cuerpo, dentro de un marco causado por la enfermedad, no puede hacer solo. "La ventilación mecánica no es una cuestión de siete cabezas, pero es relativamente compleja, porque involucra varias particularidades", dice Thiago Martins, médico jefe de la Unidad de Cuidados Intensivos (UCI ) en el Hospital de Clínicas de Unicamp ( HC ). Explica que el equipo puede funcionar controlando el volumen de aire que se libera a los pulmones o la presión con la que ingresa. Además, es posible identificar si el organismo del paciente también puede participar en la respiración. La forma en que los pulmones reaccionan a los ventiladores proporciona a los médicos datos que indican el comportamiento de la enfermedad, así como signos de recuperación. El uso inapropiado puede conducir a problemas como niveles bajos de oxígeno en la sangre o incluso barotrauma, lesiones causadas por cambios en la presión en los pulmones. El trabajo de monitorear todas estas variables se vuelve más complicado en un escenario que requiere la atención de una gran cantidad de pacientes, a menudo realizados por médicos o voluntarios reubicados, que no realizaron estos procedimientos en su rutina diaria. Pensando en facilitar estas acciones y también contribuir a las industrias que adaptaron sus líneas de producción para fabricar ventiladores pulmonares, los investigadores de la Unicamp desarrollaron un modelo matemático capaz de simular la forma en que el aire liberado por los ventiladores puede comportarse en los pulmones de los pacientes. Esto sería posible a través de los recursos de la dinámica de fluidos computacional, que traduce el comportamiento de gases y líquidos en forma digital. El proyecto forma parte de una serie de iniciativas divulgadas en la plataforma. de la Fuerza de Tarea Unicamp contra Covid-19. La idea surgió de Sávio Vianna , profesor de la Facultad de Ingeniería Química ( FEQ ) de la Unicamp, que trabaja con sistemas de modelado computacional. Él dice que pensó en esta posibilidad de conversaciones con amigos en el campo de la medicina que informaron los desafíos de lidiar con diferentes situaciones en el uso de ventiladores. A partir de eso, pensó en crear un sistema que pueda mostrar a los médicos cómo se puede comportar cada equipo en los pacientes. "Un posible escenario es que un médico es el jefe de un hospital de campaña que usa respiradores. Todos operan con cierto tipo de equipo y los médicos del equipo comienzan a informar que surgen problemas con los pacientes, ya sea debido a saturación de oxígeno, ya sea por barotraumas. En una situación como esta, el médico puede contactar a Unicamp, explicar que hay respiradores que causan problemas en los pacientes y solicitar una simulación. Podemos hacer la simulación, generar un informe y enviar Luego puede identificar la causa del problema y corregirlo ", dice Sávio. El software genera imágenes en las que se simulan factores como la velocidad y la presión del aire liberado por un ventilador en los pulmones, lo que indica las áreas de la estructura pulmonar donde hay más o menos presión, por ejemplo. "Tengo un área rojiza en la imagen. Esto indica una presión entre 4 Pa ??y 5 Pa (Pascal, unidad de presión). ¿Es aceptable? No lo sé, pero el médico sabe que puede hablar sobre si esto puede causar problemas o no". , demuestra el profesor. Inicialmente, el proyecto generó imágenes en modelos simplificados de los pulmones. Sin embargo, a través de una colaboración con universidades en el extranjero, fue posible producir simulaciones a partir de imágenes de tomografía, acercándolas a la realidad. Además de la generación de imágenes, el proyecto también permite la producción de otros modelos que también pueden ayudar a predecir cómo se comportarán los fanáticos. Sávio menciona la posibilidad de conectar el software a impresoras 3D y, utilizando materiales flexibles, imprimir una estructura pulmonar y conectarla al ventilador, verificando la operación aún con mayor precisión. El profesor comenta que el proyecto no solo pretende facilitar el trabajo de médicos y profesionales de la salud. Debido a la gran demanda de equipos y al aumento en el número de empresas dedicadas a su producción, él cree que el sistema también debería contribuir al trabajo en las industrias. "Creamos un procedimiento de ingeniería simple para que cualquier ingeniero pueda trabajar. Poniendo esto a disposición, la geometría y la configuración están más o menos listas, de modo que, si hay una gran demanda, más personas puedan ayudar en la producción de respiradores". , entonces podremos extender el proyecto a todo el país y en software abierto, sin el costo de las licencias ", explica Sávio. Para los profesionales que están a la vanguardia de la lucha contra el coronavirus, los modelos de este tipo pueden contribuir de manera importante a la toma rápida de decisiones. Thiago Martins cree que los sistemas pueden mejorarse hasta el punto de simular las condiciones de un pulmón enfermo. "Las fuerzas que rigen la dinámica respiratoria pueden simularse. Si considera la resistencia pulmonar, la resistencia de las vías respiratorias, la distensibilidad pulmonar, la cantidad de aire que ingresa a cada ciclo respiratorio, la cantidad de oxígeno disuelto en el aire, entre otros parámetros, y crea un modelo matemático que puede simular todas estas variables, obtienes algo muy cercano a lo real ", evalúa el médico. Traducido del portugués. Ver nota