Junta de Andalucía

14 de Mayo, 2020

El equipo ha demostrado su eficacia en situación de distress respiratorio en animal, además de pasar una completa prueba en pulmón artificial, ambas en el Complejo Multifuncional Avanzado de Simulación e Innovación Tecnológica, sede de la linea IAVANTE de la Fundación Progreso y Salud en Granada

El respirador diseñado por un equipo de la Universidad de Huelva, liderado por José Sánchez Segovia, especialista en Radiofísica en el Hospital Juan Ramón Jiménez, y por los catedráticos de la Universidad de Huelva José Manuel Andújar e Ismael Martel, directores de los grupos de Investigación ‘Control y Robótica (TEP 192) y ‘Estructura de la Materia (FQM 318)’, respectivamente, ha pasado dos importantes pruebas de cara a su puesta en marcha como dispositivo de ventilación mecánica que pueda ser utilizado en los hospitales, tanto en el caso de necesitarse por la crisis sanitaria provocada por el COVID-19 como en otras situaciones en las que se requiera este equipamiento.

Las pruebas que ha pasado el dispositivo onubense, en el que también han participado profesionales del Hospital Juan Ramón Jiménez, han consistido en su aplicación en un pulmón artificial y en un modelo animal en situación de distress respiratorio agudo, ambas superadas con las máximas garantías clínicas, lo que implicaría seguir avanzando hacia la prueba en pacientes en UCI.

RES(UHU)RGE, como así han denominado a este dispositivo, cuenta con características diferenciales con respecto a otros equipos convencionales que han sido positivamente evaluadas tanto en CMAT como por profesionales de UCI, valorándose especialmente su eficacia frente a situación de distress respiratorio en modelo animal con un resultado muy satisfactorio a tenor del informe de resultados de dicha evaluación, guiada por expertos en simulación clínica y especialistas en medicina intensiva, en particular, Luis Peñas, colaborador de IAVANTE y experto destacado en ventilación mecánica.

De cara a su fabricación, una vez que pase las siguientes pruebas pertinentes, está trabajando ya la Oficina de Transferencia de Tecnología del Sistema Sanitario Público de Andalucía, integrada en la Fundación Progreso y Salud.

Este nuevo respirador ‘made in Andalucía’ posiciona a la I+D+i de la comunidad autónoma, en la que toman parte activa la Junta y las universidades, como un sistema de generación de conocimiento que durante esta pandemia está contribuyendo a mejorar los resultados de la sanidad andaluza en base al diseño de equipamiento, proyectos, estudios y ensayos clínicos que se sitúan a la vanguardia del país.

En este sentido, tanto la Consejería de Salud y Familias como la Universidad de Huelva están plenamente comprometidas en el desempeño de un papel relevante como instrumento de progreso ciudadano. El prototipo RES(UHU)RGE es un buen ejemplo de investigación excelente, de calidad, competitiva en el terreno internacional, que transfiere con soluciones innovadoras para ayudar a la resolución de los retos sociales, tecnológicos, económicos y de salud que afectan a nuestra comunidad autónoma.

Diseño del respirador

Respecto al diseño de RES(UHU)RGE, en concreto, el grupo del profesor Andújar se ha encargado del diseño e implementación de la electrónica, sistemas de control, instrumentación y comunicaciones del prototipo, mientras que el equipo del profesor Martel ha llevado a cabo la parte física/mecánica del respirador, realizando el diseño e implementación de conductos, válvulas, sensores e integración de todo el equipamiento en el maletín del respirador. El diseño del respirador ha estado dirigido desde la perspectiva clínica por José Sánchez Segovia, radiofísico, antiguo jefe del Servicio de Radiofísica del Hospital Juan Ramón Jiménez y colaborador de la Universidad de Huelva.

A estos investigadores se han unido, además, dos personas externas a la UHU, cuya participación ha sido fundamental para llevar a cabo con éxito el proyecto, Carlos García, especialista en diseño y mecanizado 3D; y Ladislao Martínez, experto en fabricación 3D con resina.

En la práctica, el dispositivo desarrollado dispone de dos modos de funcionamiento: asistido al paciente, siendo éste el que determina el ciclo respiratorio completo; y controlado por el propio respirador, cuando el paciente no es capaz de soportar por sí mismo la respiración.

Por último, otra de las ventajas que ofrece este diseño es que el respirador puede estar conectado a una red de datos vía cable o wifi, o incluso generar su propia red wifi, en caso de que no haya conexión disponible allí donde se instale. “Esta característica permite, por ejemplo, que pacientes en aislamiento puedan ser monitorizados sin necesidad de estar entrando y saliendo de la habitación”, puntualiza José Manuel Andújar

RESPIRADOR ALTO FLUJO CONTROLADO POR PRESIÓN UHU. V2

MARI PAZ DÍAZ

Huelva, 9 de Abril, 2020

Un equipo de investigadores de la Universidad de Huelva (UHU) ha desarrollado un respirador electrónico portátil que puede ser de gran utilidad en el tratamiento y curación de los pacientes con COVID-19, al garantizar a estos enfermos sus necesidades respiratorias de forma controlada y automática. Un equipo médico que podría atender a la práctica totalidad de los afectados por el virus que necesiten este tipo de recurso respiratorio, lo que ayudaría a mermar el número de pacientes que precisen su ingreso en la UCI, pues podría usarse para ventilar a personas incluso en planta, evitando su deterioro respiratorio y aumentando con ello el porcentaje de supervivencia a la enfermedad.

Se trata de un respirador que nace a raíz de un estudio interdisciplinar, desarrollado por miembros del grupo de Investigación ‘Control y Robótica (TEP 192)’, dirigido por el catedrático Prof. Dr. José Manuel Andújar, y del grupo de ‘Estructura de la Materia (FQM 318)’, dirigido por el catedrático Prof. Dr. Ismael Martel. En concreto, el grupo del Prof. Andújar se ha encargado del diseño e implementación de la electrónica, sistemas de control, instrumentación y comunicaciones del prototipo, mientras que el equipo del Prof. Ismael ha llevado a cabo la parte física/mecánica del respirador, realizando el diseño e implementación de conductos, válvulas, sensores e integración de todo el equipamiento en el maletín del respirador.

A estos investigadores se han unido, además, tres personas externas a la UHU, cuya participación ha sido fundamental para llevar a cabo con éxito el proyecto, como han sido José Sánchez, físico médico jubilado del Hospital Juan Ramón Jiménez, cuya experiencia en electromedicina ha sido vital para caracterizar médicamente el respirador, pues ha estado, en todo momento, en contacto con neumólogos e intensivistas de este centro hospitalario; Carlos García, especialista en diseño y mecanizado 3D; y Ladislao Martínez, experto en fabricación 3D con resina.

El prototipo desarrollado es del tipo BPAP (Bilevel Positive Airway Presure), con regulación independiente de la presión intratorácica, es decir, un nivel durante la inspiración, IPAP (Inspire Positive Airway Pressure), y otro durante la espiración, EPAP (Expire Positive Airway Pressure).

Según explica el profesor José Manuel Andújar, “la posibilidad de trabajar con diferentes presiones entre EPAP e IPAP es fundamental, pues permite al médico aumentar la ventilación por minuto, consiguiendo de este modo el flujo de aire demandado por el paciente. Para ello, el equipo diseñado dispone de un sofisticado controlador electrónico de flujo por presión, que puede llegar a dar 120 litros/minuto de flujo de aire, enriquecido o no con oxígeno y al porcentaje que el profesional sanitario decida”.

El respirador diseñado dispone, asimismo, de una pantalla táctil desde la que el médico, además de monitorizar de forma continua la presión de aire y el flujo respiratorio del paciente, puede interaccionar de forma muy ergonómica con el respirador, controlando y seleccionando parámetros como la presión IPAP (cm H₂O); la presión EPAP (cm H₂O); la relación I.E.: relación entre el tiempo de inspiración y expiración; el valor de disparo para ciclado por flujo de expiración a inspiración (l/min); y el valor de disparo para ciclado por tiempo, o sea, el tiempo máximo de seguridad para que el dispositivo entre en modo de controlador automático de la respiración. El ciclado por tiempo puede ser utilizado, por ejemplo, cuando el paciente esté sedado o cuando no pueda respirar por sí mismo. De hecho, una vez seleccionado por el especialista los valores de disparo, el respirador lleva a cabo el control de la respiración de forma automática, garantizando con ello la ventilación del paciente.

Junto a los mandos de control, la pantalla táctil también muestra al médico otros datos de gran utilidad, como las IPAP y EPAP seleccionadas; la frecuencia respiratoria (FR) o número de respiraciones por minuto del paciente; la relación I:E seleccionada; el volumen corriente o volumen inspirado en cada inspiración (en mililitros); el volumen de aire inspirado en litros/min; el porcentaje de oxígeno suministrado al paciente, desde 21% en atmósfera normal hasta el prescrito por el médico; la gráfica en tiempo real de la presión respiratoria (cm H₂O); el flujo respiratorio en litros/min; y el volumen respiratorio en litros.

El equipo desarrollado dispone también de alarmas para advertir sobre la presión máxima y mínima, el flujo de respiración mínimo (litros/m), la FR máxima o si el enfermo presenta apnea, es decir, detecta si no hay respiración en un intervalo de tiempo definido por el médico.

En la práctica, el dispositivo desarrollado dispone de dos modos de funcionamiento: asistido al paciente, siendo éste el que determina el ciclo respiratorio completo; y controlado por el propio respirador, cuando el paciente no es capaz de soportar por sí mismo la respiración.

Por último, otra de las ventajas que ofrece este diseño es que el respirador puede estar conectado a una red de datos vía cable o wifi, o incluso generar su propia red wifi, en caso de que no haya conexión disponible allí donde se instale. “Esta característica permite, por ejemplo, que pacientes en aislamiento puedan ser monitorizados sin necesidad de estar entrando y saliendo de la habitación”, puntualiza José Manuel Andújar.

DANIELA JARAMILLO

Huelva, 7 de Abril. 2020

Los miembros del Grupo de Investigación Control y Robótica (TEP 192) se unen a la comunidad internacional en esfuerzos para producir válvulas Charlotte utilizando impresoras 3D como parte de sus iniciativas ante la crisis del COVID-19.  Esta válvula, cuyo diseño está disponible bajo licencia abierta gracias a la empresa Isinnova de Italia, permite adaptar la máscara de snorkel Easybreath de la tienda deportiva Decathlon y la convierte en un dispositivo para el tratamiento de insuficiencias respiratorias que ya ha sido utilizada con éxito en Madrid e Italia.  Por su parte, Decathlon ha bloqueado la venta de estas máscaras y las han puesto a disposición de distintos hospitales a nivel nacional.

La iniciativa del grupo de investigación de la Onubense parte de una solicitud expresa del 061 para su uso en pacientes afectados por el Coronavirus.  La máscara se ha utilizado con buenos resultados en casos leves de insuficiencia respiratoria en los que no se necesita intubación.