Examinando por Autor "Jiménez Posada, León Dario"

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    PublicaciónSólo datos
    Gases alveolares medidos desde la entrada de la vía aérea, en un simulador físico del sistema respiratorio humano, como potencial herramienta para el mejoramiento de la ventilación mecánica del pulmón
    (Universidad EIA, 2023) Jiménez Posada, León Dario; Montagut Ferizzola, Yeison Javier; Torres Villa, Robinson Alberto
    RESUMEN: Los ventiladores médicos empleados en pacientes bajo cuidado crítico tienen como función principal mejorar los gases alveolares, oxígeno (O2) y dióxido de carbono (CO2), cuando estos valores se encuentran fuera del rango normal debido a diferentes patologías del sistema respiratorio. Sin embargo, para los pacientes que están sometidos a ventilación mecánica, no se tiene una herramienta confiable que le permita conocer al clínico el verdadero valor de estos gases alveolares, respiración a respiración. A pesar de los grandes avances de la capnografía, existen muchos factores clínicos que pueden alejar el valor final del CO2 espirado del valor promedio alveolar real. Además, la medición del O2 en la ventilación mecánica se ha limitado a mostrar su valor en los gases de entrada al paciente. La presente tesis doctoral propone un enfoque para predecir los gases alveolares (O2 y CO2) en un simulador físico del sistema respiratorio humano. El estudio se realizó utilizando un simulador físico con intercambio de gases (SAMI-SII), desarrollado en el presente trabajo, junto con estrategias de inteligencia artificial (IA) entrenadas con el desarrollo de un modelo de transporte de gases desde la entrada de la vía aérea hasta la sangre, utilizando ecuaciones convencionales de transporte de masa acopladas a dos medios porosos que simulan cada uno de los pulmones. El simulador desarrollado, SAMI-SII, presentó un desempeño consistente en las concentraciones a la entrada de la vía aérea con respecto a las observadas en la práctica clínica, y fue posible estimar el valor promedio de los gases alveolares O2 y CO2 en el simulador cuando está conectado a un ventilador comercial. Posteriormente el modelo fue probado en 13 pacientes pulmonarmente sanos y sometidos a ventilación mecánica. Los resultados obtenidos en esta investigación demuestran un alto grado de éxito en las pruebas de validación. La metodología empleada ha probado ser efectiva y precisa, evidenciando su valor y utilidad para futuras investigaciones en este campo. En las diversas pruebas de validación llevadas a cabo, los datos resultantes superaron consistentemente las expectativas iniciales, lo que refuerza la solidez y la fiabilidad de los hallazgos de esta tesis. Estos resultados validados, respaldados por un riguroso análisis estadístico, establecen una nueva base para futuros trabajos en el área.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Unidad diafragmática del simulador físico de la biomecánica respiratoria
    (Universidad EIA, 2020) Cortés Ospina, Santiago; Sierra Pérez, Daniel; Isaza López, Sergio; Jiménez Posada, León Dario
    RESUMEN: El sistema respiratorio humano, debido a sus condiciones fisiológicas, es difícilmente accesible y, por ende, presenta gran dificultad para su estudio y comprensión. Por esta razón, herramientas como los simuladores se presentan como una alternativa que permite no sólo mejorar el entendimiento del sistema, sino facilitar la investigación y los nuevos desarrollos en el área, así como asistir en la capacitación del personal clínico y de otras áreas dela salud. En este trabajo se detalla el desarrollo de la unidad diafragmática para un simulador físico de la biomecánica respiratoria, con el objetivo de permitir en este último la simulación de diversas funciones propias de la biomecánica respiratoria humana, así como solucionar algunas de las problemáticas encontradas en el simulador previamente desarrollado en la Universidad EIA. Para esto se desarrolló en primer lugar el diseño de concepto de un nuevo simulador, identificando los requerimientos y necesidades para todo el sistema. Posteriormente, se realizó el diseño de detalle de la unidad diafragmática del simulador, tomando como base el concepto desarrollado y partiendo de una revisión extensiva de antecedentes en el área. El diseño abarca los aspectos mecánico, electrónico y funcional de la unidad diafragmática. El diseño del dispositivo permite cumplir las funciones básicas de un diafragma, posibilitando la generación de vacío en la cavidad torácica de un simulador con el fin de reproducir patrones inspiratorios propios de un adulto que respira espontáneamente. Además, cumple con la función de los músculos espiratorios al permitir la realización de espiraciones activas, lo cual representa una gran ventaja para los diferentes casos de estudio en diversas enfermedades del sistema respiratorio. El fin de esta unidad diafragmática es aportar a un simulador físico las herramientas necesarias para reproducir los comportamientos activos del sistema respiratorio humano. Esto con el objetivo de brindar un mejor entendimiento de la biomecánica asociada a dicho sistema. Con esto se espera mejorar el conocimiento del sistema respiratorio, generando una herramienta que, potencialmente, facilitará la investigación, enseñanza, desarrollo y validación de nuevas tecnologías y futuros trabajos en el área.