Examinando por Autor "Jiménez Posada, León Darío"
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Publicación Sólo datos Dispositivo para emular las propiedades viscoelásticas en el simulador de la mecánica respiratoria SAMI-SII(Universidad EIA, 2023) Castaño Betancur, Jacobo; Montagut Ferizzola, Yeison Javier; Giraldo Vázquez, Mario Alejandro; Jiménez Posada, León DaríoRESUMEN: la viscoelasticidad es una característica que poseen los tejidos pulmonares. A pesar de ser una propiedad que está bien definida en la literatura, es difícil medirla, ya que tener acceso a estos tejidos implicaría usar técnicas invasivas que podrían ser lesivas para un paciente, además de las correspondientes razones éticas. Debido a esto, los médicos no tienen una comprensión clara del efecto de esta característica, no se conocen valores estándares de viscoelasticidad, ni patologías atribuidas a esta, a pesar de que se sepa que cumple un papel importante durante el movimiento pulmonar. Por tal motivo, es importante el desarrollo de simuladores de la mecánica respiratoria que permitan estudiar los cambios de las variables pulmonares, tanto en escenarios sanos como patológicos; sin embargo, en la actualidad no existen simuladores físicos que tengan la capacidad de representar el efecto de las propiedades viscoelásticas. El presente trabajo tuvo como finalidad desarrollar un dispositivo electromecánico que emule las fuerzas viscoelásticas para ser implementado en el simulador de la mecánica respiratoria SAMI-SII, que fue desarrollado en la Universidad EIA de Envigado, Colombia. Esto permitiría tener un mejor entendimiento de la biomecánica respiratoria y marcaría un nuevo punto de partida referente al estudio de la viscoelasticidad en términos fisiológicos. Para lograr este trabajo, se llevó a cabo un procedimiento basado en cuatro etapas: Una fase de diseño del dispositivo tomando como referencia la metodología de Ulrich y Eppinger, una segunda fase donde se desarrolló un prototipo inicial del dispositivo donde fue posible generar el efecto viscoelástico desde un enfoque de la resistencia del sistema respiratorio, mediante fuerzas generadas por la oposición de polos magnéticos y la medición de estos con un sistema de instrumentación basado en el efecto hall. Se observó una resistencia asociada a la disipación de presión viscoelástica (ΔR) de 12.75 cmH2O/l/min, 7.50 cmH2O/l/min, 4.92 cmH2O/l/min, 3.52 cmH2O/l/min y 0.8 cmH2O/l/min. En la tercera fase se implementó una segunda versión del dispositivo basado en técnicas electroneumáticas y se verificó su capacidad para reproducir el efecto viscoelástico en un escenario de ventilación mecánica mediante la comparación de los resultados con la respuesta de stress relaxation de un modelo Sólido Lineal Estándar. Los coeficientes de determinación R2 fueron superiores al 95 %. Finalmente, se realizaron las modificaciones mecánicas, electrónicas y de control necesarias para acoplar el dispositivo en la cavidad torácica del SAMI-SII y se verificó su funcionamiento mediante la comparación de los resultados con el modelo previamente mencionado. Los coeficientes de determinación R2 fueron superiores al 92 %. Hasta donde sabemos, este es el primer sistema electromecánico capaz de representar el efecto viscoelástico pulmonar en un escenario de ventilación mecánica.Publicación Acceso abierto Simulador físico de la biomecánica respiratoria(Universidad EIA, 2018) Jiménez Posada, León Darío; López Isaza, SergioRESUMEN: El modelado y a simulación del sistema respiratorio ha sido un problema de interés para los clínicos e ingenieros, debido a la necesidad existente de entender a profundidad su biomecánica. En la actualidad hay diversidad de simuladores disponibles, tanto virtuales como físicos, sin embargo, aún existe una brecha entre la aproximación de simulación y el comportamiento verdadero de la mecánica ventilatoria en el proceso respiratorio. Los simuladores comerciales desprecian la importancia de considerar más de dos cavidades, la influencia de la mecánica del tórax y el hecho de tener varios puntos de medición, lo que implica mayor simplicidad en los modelos. Para atacar esta dificultad, este trabajo propone la realización de un simulador de mecánica respiratoria con cuatro unidades alveolares, con la inclusión del efecto de un diafragma, variación de resistencia en la inspiración y la espiración, la inclusión de fuerzas visco elásticas y la resistencia de tejidos. Además, incluye múltiples puntos de medición y un control para la respiración espontánea. Un simulador físico fue desarrollado el cual incluye nuevas características. La vía aérea tiene varias generaciones, tiene 4 unidades alveolares con la posibilidad de simular la fricción entre tejidos, los efectos elásticos, el volumen residual y las fuerzas visco elásticas. Además, puede generar una presión negativa con un sistema de 4 pistones acoplados a un motor BLDC el cual es controlado desde una interfaz gráfica desde un computador. Además, la vía aérea incluye 7 sensores de presión y flujo, y la caja torácica otros dos sensores para la medición de la presión intrapleural. Se realizaron 3 evaluaciones principales: Funcionalidad, integridad y precisión. En la evaluación de funcionalidad realizada por los investigadores, se calificó en una escala de 0.0 a 5.0 y se obtuvo promedio de 4.58. Una calificación de 4.78 (0.0 - 5.0) para la integridad que fue obtenida por medio de encuestas a expertos que incluía aspectos de diseño, funcionalidad, percepción y usabilidad. La tercera prueba consistió en la comparación de las variables de presión (P), flujo (F) y volumen (V) medidas a la entrada de gases en el simulador el cual estaba conectado a ventilador Hamilton® AMADEUS y su sistema de adquisición de datos (Datalogger). Los resultados adquiridos por este software (𝑃�𝑉�,𝐹�𝑉�,𝑉�𝑉�) fueron correlacionados con los obtenidos con el sistema de instrumentación desarrollado (𝑃�𝐼�,𝐹�𝐼�,𝑉�𝐼�). Los hallazgos revelan un 0.94 de coeficiente de correlación entra las presiones, un 0.75 para los flujos y un 0.19 para los volúmenes. Este proyecto presenta la importancia de considerar el sistema respiratorio más allá de sus dos características principales: la resistencia y la distensibilidad. El simulador desarrollado hace una aproximación más amplia a la biomecánica respiratoria, basado en una revisión extensa del estado del arte permitiendo el estrechamiento de brechas y el desarrollo de un simulador más completo y complejo, el cual considera la mayoría de las características fisiológicas de la biomecánica respiratoria, como una herramienta de uso potencial en educación, investigación y desarrollo de nuevas tecnologías.
