Inicio
Propiedad Pública - Apropiación Social del Conocimiento. Propiedad Pública - Apropiación Social del Conocimiento. Propiedad Pública - Apropiación Social del Conocimiento. Propiedad Pública - Apropiación Social del Conocimiento. Propiedad Pública - Apropiación Social del Conocimiento. Propiedad Pública - Apropiación Social del Conocimiento. Propiedad Pública - Apropiación Social del Conocimiento. Propiedad Pública - Apropiación Social del Conocimiento. Propiedad Pública - Apropiación Social del Conocimiento. Propiedad Pública - Apropiación Social del Conocimiento. Propiedad Pública - Apropiación Social del Conocimiento. Propiedad Pública - Apropiación Social del Conocimiento. Propiedad Pública - Apropiación Social del Conocimiento. Propiedad Pública - Apropiación Social del Conocimiento. Propiedad Pública - Apropiación Social del Conocimiento. Propiedad Pública - Apropiación Social del Conocimiento. Propiedad Pública - Apropiación Social del Conocimiento. Propiedad Pública - Apropiación Social del Conocimiento. Propiedad Pública - Apropiación Social del Conocimiento. Propiedad Pública - Apropiación Social del Conocimiento. Propiedad Pública - Apropiación Social del Conocimiento. Propiedad Pública - Apropiación Social del Conocimiento. Propiedad Pública - Apropiación Social del Conocimiento. Propiedad Pública - Apropiación Social del Conocimiento. Propiedad Pública - Apropiación Social del Conocimiento. Propiedad Pública - Apropiación Social del Conocimiento. Propiedad Pública - Apropiación Social del Conocimiento. Propiedad Pública - Apropiación Social del Conocimiento. Propiedad Pública - Apropiación Social del Conocimiento. Propiedad Pública - Apropiación Social del Conocimiento. Propiedad Pública - Apropiación Social del Conocimiento. Propiedad Pública - Apropiación Social del Conocimiento. Propiedad Pública - Apropiación Social del Conocimiento. Propiedad Pública - Apropiación Social del Conocimiento. Propiedad Pública - Apropiación Social del Conocimiento. Propiedad Pública - Apropiación Social del Conocimiento. Propiedad Pública - Apropiación Social del Conocimiento. Propiedad Pública - Apropiación Social del Conocimiento. Propiedad Pública - Apropiación Social del Conocimiento. Propiedad Pública - Apropiación Social del Conocimiento. Propiedad Pública - Apropiación Social del Conocimiento. Propiedad Pública - Apropiación Social del Conocimiento


  MONITORES DE NEONATOS
 
UNIVERSIDAD EIA





El periodo neonatal corresponde a los primeros veintiocho días de vida de un recién nacido. A causa de la inmadurez de muchos de los sistemas corporales y de los altos riesgos que tienen los bebés de sufrir una enfermedad o infección, este periodo corresponde al tiempo más vulnerable para la supervivencia del niño.

Según la Unicef, para 2013 la tasa de mortalidad neonatal disminuyó mundialmente: pasó de 33 a 20 muertes por cada mil nacimientos. Sin embargo, los datos de Colombia indican que la tasa en el país está por encima de la gran mayoría de países de América y Europa, con 10 a 19.9 muertes por cada mil nacimientos colombianos. Las principales causas de muerte de neonatos en Colombia corresponden a pacientes que nacen antes del término del embarazo, con problemas congénitos, con problemas relacionados con el parto o con sepsis —infección generalizada del cuerpo producida por microorganismos en la sangre—.

Los nacimientos prematuros son los que ocurren antes de que el embarazo llegue a término, es decir, antes de las 37 semanas de embarazo. Al nacer un bebé antes de tiempo, la madurez de sus sistemas corporales es aún menor, lo que genera mayores riesgos de muerte para el niño. Por su parte, tanto las asfixias como las infecciones graves son condiciones que pueden ser adquiridas con mayor facilidad por neonatos al tener sus sistemas corporales y sus órganos más inmaduros.

A pesar de saber que el riesgo de muerte de los neonatos es mucho mayor que la posibilidad de morir para otras poblaciones de pacientes, el monitoreo de los bebés no siempre es eficiente, y ciertas enfermedades o condiciones patológicas no son detectadas a tiempo para realizar un tratamiento satisfactorio. Mundialmente, en 2009 la Unicef reportó que aproximadamente 86% de la muerte de neonatos se debió a infecciones graves —sepsis y neumonía, entre otras—, asfixia y nacimientos prematuros.

Por lo tanto, realizar el diagnóstico de una enfermedad en un neonato siempre se presenta como un reto. En primer lugar, está el obstáculo del tamaño del paciente, que por ser recién nacido es pequeño y frágil. Y en segundo lugar, cambia la manera como se llevan a cabo algunos procesos corporales esenciales para la vida, mientras los sistemas maduran. Estas dificultades, entre otras, han llevado a la fabricación de sistemas de monitoreo y diagnóstico específicos para neonatos, con el fin de apoyar el trabajo del personal médico especializado en esta área. No obstante los sistemas de monitoreo disponibles en el mercado, aún existen mejoras que se pueden realizar a dichos sistemas; e, igualmente, se pueden crear nuevos dispositivos para monitorear o diagnosticar, de manera novedosa, diferentes condiciones que pueden causar la muerte en la población neonatal.

Para el diseño y fabricación de sistemas de medición de señales fisiológicas o sistemas de bioinstrumentación, en forma general se requiere seguir un proceso secuencial y organizado que parte de la identificación del problema hasta la transferencia de la solución al entorno hospitalario, pasando por la selección de las herramientas adecuadas y la construcción de prototipos que den solución al problema planteado. Si se tiene cuidado en llevar a cabo este proceso en cada una de sus etapas, se puede garantizar que se obtenga un sistema exitoso que ayude a mejorar los procesos de diagnóstico y tratamiento en los distintos problemas de salud y, por ende, a mejorar la calidad de vida de los ciudadanos.


¿Cuáles sistemas se pueden desarrollar para mejorar el monitoreo neonatal en Colombia?


Debido a la vulnerabilidad del neonato, es importante tener información acerca de su salud en todo momento. Los pacientes bebés de los hospitales y clínicas son monitoreados para realizar un seguimiento apropiado de su estado de salud. Este seguimiento se puede realizar tomando señales fisiológicas que entregan información acerca de los diferentes sistemas y órganos vitales, entre estas señaes se encuentran: la electrocardiografía o señal eléctrica del corazón; la pulsioximetría o medición de la cantidad de oxígeno presente en la sangre; la señal de respiración para conocer la frecuencia con que el bebé está inhalando y exhalando aire; y la medición de la presión arterial. Estas señales, además de ser usadas para el monitoreo, son importantes como indicadores diagnósticos para identificar riesgos en la salud del paciente.


Nuestros desarrollos



Actualmente, en el Laboratorio de Bioinstrumentación y Procesamiento de Señales de la Escuela de Ingeniería de Antioquia y la Universidad CES, se está desarrollando una plataforma de monitoreo neonatal que permitirá, eventualmente, dar soporte en el diagnóstico, al profesional de la salud involucrado en el tratamiento de un niño recién nacido. La plataforma cuenta con sistemas que optimizan algunas de las técnicas conocidas de monitoreo, e incluye varios módulos que pretenden dar una ayuda diagnóstica efectiva y precisa. Inicialmente, se han diseñado varios módulos enfocados en el seguimiento de los problemas más incidentes en neonatos. Ellos son:

1) Un monitor que permite el seguimiento continuo de la actividad cardiorrespiratoria del paciente. Con este se pretende optimizar los recursos y mejorar las técnicas que se usan comúnmente para la medición de la actividad eléctrica del corazón y la mecánica de los pulmones. Para el monitoreo cardiorrespiratorio se tienen en cuenta, principalmente, tres señales fisiológicas: la electrocardiografía, la señal respiratoria y la pulsioximetría. Esta última consiste en una técnica basada en las propiedades de la luz y la manera como dicha luz interactúa con los tejidos del cuerpo humano. Por medio de sistemas electrónicos y computacionales, es posible obtener una medida de la cantidad de oxígeno presente en la sangre, únicamente utilizando dos fuentes de luz que iluminan el tejido y un dispositivo que detecte la cantidad de luz que pasa a través de este. Como los tejidos corporales absorben parte de la luz con la que se iluminan, la cantidad de luz que atraviesa el tejido indica indirectamente la cantidad de oxígeno que hay en ese preciso instante en la sangre, monitoreando así el sistema circulatorio y respiratorio del paciente.

Por su parte, el registro de la señal electrocardiográfica y la respiratoria generalmente se hace por canales diferentes, por lo que se usan muchos elementos en un mismo paciente y se desperdicia material que podría utilizarse en otras actividades, como los electrodos que se usan para adquirir la señal. Por tanto, se ha planteado la construcción de un monitor cardiorrespiratorio, que por medio del mismo elemento sensor —los mismos electrodos— logre extraer la actividad eléctrica del corazón y del músculo diafragma, el encargado de aproximadamente 90% de la inspiración en los recién nacidos. La señal eléctrica del músculo diafragma está asociada con la actividad respiratoria del neonato. Para lograrlo, se deben realizar cambios importantes en la manera de medir la electrocardiografía, pues la distribución y ubicación de los electrodos debe modificarse para obtener al mismo tiempo la actividad eléctrica del músculo diafragma, más conocida como electromiografía diafragmática. A diferencia de las técnicas convencionales para adquirir la señal respiratoria, la electromiografía del diafragma es una medida directa de los músculos de la respiración, por lo que se puede alcanzar mayor precisión y exactitud a la hora de entregar un soporte diagnóstico.

Utilizando una distribución —diferente de la convencional— de los electrodos de la electrocardiografía, puede lograrse el monitoreo simultáneo de electrocardiografía y electromiografía del diafragma. Con esto se obtienen dos datos de vital importancia para las personas encargadas del cuidado del bebé: la frecuencia respiratoria y la frecuencia cardiaca. Por medio de este monitor se entregan valores de monitoreo que permiten al personal médico realizar un seguimiento continuo de la respiración y del funcionamiento del corazón del paciente. Asimismo, cuenta con módulos adicionales diseñados específicamente para la detección de algunos eventos o condiciones anómalas en las señales del bebé, que conducen a un apoyo diagnóstico para el médico o la enfermera. Estos son:

a) Sistema de detección de apnea mediante el uso de electrocardiografía, electromiografía del diafragma y pulsioximetría:


Haciendo uso de las tres variables obtenidas por el monitor cardiorrespiratorio, se crea un sistema para la detección rápida y efectiva de episodios de apnea; esto es, cuando el paciente deja de respirar durante más de quince segundos, o cuando no respira y además presenta muy baja frecuencia cardiaca —latidos del corazón por minuto— y muy baja cantidad de oxígeno en la sangre.

Utilizando tanto la electrocardiografía, la pulsioximetría y la electromiografía del diafragma como técnicas computacionales avanzadas, es posible realizar la detección de episodios de apnea de forma precisa, efectiva y en un tiempo bastante reducido, lo que permite una reacción más rápida del equipo médico cuando se presenta uno de estos episodios, evitando así bajos niveles de oxígeno y de frecuencia cardiaca durante un tiempo prolongado que podrían llevar a situaciones de discapacidad, enfermedades graves e incluso la muerte del bebé.

La gran ventaja de este enfoque de detección corresponde a la posibilidad de identificar el origen de la apnea entre tres tipos: apnea obstructiva, en la que hay una obstrucción de la vía aérea; apnea central, en la que el sistema nervioso del paciente no activa la respiración; o apnea mixta, una mezcla de los dos anteriores. Los detectores utilizados actualmente no permiten distinguir entre estos tipos de apnea, los cuales pueden tener grandes diferencias en el momento de ser tratados y solucionados. Identificar el origen de la apnea puede llevar a un tratamiento más rápido y a soluciones más efectivas.

b) Sistema para la medición de la presión arterial no invasivo y sin brazalete:


La presión arterial es la fuerza que ejerce la sangre que es liberada del corazón en las arterias. Por décadas, su medición se ha considerado como uno de los signos vitales más importantes a la hora de monitorear la salud de un paciente, incluyendo también a los neonatos. Actualmente existe el problema de que para su medición continua es necesario realizar un procedimiento invasivo. Nuestro Laboratorio viene investigando una novedosa forma que permite calcularla a través de sensores que solo tienen contacto con la piel del bebé y no necesitan la apertura de la arteria.

2) Un segundo monitor corresponde a un sistema para la medición de la presión intra-abdominal en recién nacidos, quienes se encuentran expuestos a contraer fácilmente infecciones graves. Una infección muy grave y otras condiciones pueden llevar a la desestabilización de los sistemas y órganos corporales. Y uno de los espacios corporales más delicados es el abdomen, pues dentro de este se encuentran órganos esenciales para la vida, como el estómago, el hígado o los riñones. Además, se localiza muy cerca del corazón y de los pulmones. En caso de una infección de este espacio corporal, es esencial una monitorización continua de una variable fisiológica conocida como presión intra-abdominal.

Esta presión tiene normalmente un valor menor de 12 mmHg. En caso de que se sobrepase este límite, empieza a considerarse una condición peligrosa conocida como hipertensión abdominal. Si la presión continúa aumentando y empieza a generarse el daño de órganos, aparece un síndrome potencialmente mortal llamado síndrome compartimental abdominal. Un diagnóstico oportuno de este síndrome puede salvar la vida del paciente.

En el ámbito médico y científico es una variable poco estudiada y de la que se sabe muy poco, pero que al ser monitoreada puede traer beneficios importantes para un paciente, como salvar su vida con un diagnóstico temprano y preventivo. Sin embargo, la medición que en la actualidad se hace de la presión intra-abdominal no puede realizarse de manera continua, pues conlleva una interrupción del funcionamiento normal de los sistemas corporales del paciente. En nuestro Laboratorio se está trabajando en una técnica novedosa para la medición continua de esta variable fisiológica, a partir de una medida indirecta relacionada con la presión intra-abdominal; medida que consiste en la saturación de oxígeno de la pared abdominal. Ya se ha fabricado un primer prototipo, el cual se está sometiendo a pruebas experimentales para su validación.

Además de los sistemas de monitoreo descritos, en el Laboratorio se están diseñando sistemas independientes para su utilización en casa. Entre ellos se encuentra un sistema para la detección de la ictericia neonatal, enfermedad causada por el incremento de la bilirrubina, sustancia que hace que los bebés se tornen de color amarillo. Se considera que más o menos cincuenta por ciento de los recién nacidos presentan esta enfermedad, que por lo general no tiene complicaciones serias. Sin embargo, un mal diagnóstico o un inadecuado tratamiento pueden traer graves consecuencias, como una posible parálisis cerebral o hasta la muerte. Los métodos actuales para el diagnóstico de esta enfermedad son invasivos o costosos, e imprecisos en algunos casos. Nuestra plataforma propone una nueva herramienta de pre-diagnóstico de la ictericia, basada en el procesamiento de una imagen del bebé tomada a través de un smartphone. De esta forma, se pretende brindar al personal médico una aplicación móvil para apoyar la realización de sus labores de manera más rápida y efectiva.

Entre otros sistemas que se están investigando, también se están desarrollando proyectos para la medición y control de la presión intracraneal en pacientes diagnosticados con hidrocefalia, por medio de una válvula automática implantable. Por otro lado, se viene desarrollando un sistema para la adquisición de electrocardiografía por medio de electrodos activos inalámbricos, los cuales permitirán disminuir la cantidad de cables presentes en un sistema de monitoreo de pacientes, con lo que se contribuye a la simplificación de la instrumentación y a la prevención de posibles accidentes en ámbitos quirúrgicos y de hospitalización en las entidades prestadoras de servicios de salud.


Conclusión



Por medio de la plataforma de monitoreo para neonatos se hace un aporte para mejorar los sistemas de diagnóstico y tratamiento de pacientes recién nacidos, en unidades de cuidado intensivo o intermedio en las instituciones prestadoras de servicios de salud.

De forma innovadora y en conjunto con un tratamiento integral, se logra aumentar la certeza en la detección de eventos adversos y letales para los neonatos, con lo que se optimizan los procesos de diagnóstico y se contribuye a la disminución de los efectos secundarios de dichos eventos; y, por ende, a la mejora de la calidad de vida de la población colombiana.



Volver arriba