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pulcera
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Instituto Tecnológico de
Hermosillo
Anteproyecto:Pulsera de electro shock
Materia: Taller de investigación II
Alumnos: Omar Alejandro Orantes González
Abel Salazar GámezRaúl Gutiérrez
Sebastián Huguez
Ing. Mecatrónica
Hermosillo sonoraResumen
Este proyecto se trata de detectar a tiempo un MSC (Muerte Súbita Cardiaca),
monitoreando el flujo sanguíneo y así dar a conocer su irregularidad y poder saber
si se está llevando a cabo el infarto. Soltando choques eléctricos por medio de
unos electrodos controlados por una pulsera colocada en el brazo izquierdo, esta
hará que el flujo sanguíneo siga fluyendo por unos minutos, así ganando tiempo
suficiente para ser atendido por gente especializada y material apropiado para
atender a la persona.
Introducción
La muerte súbita cardiaca (MSC). Se produce cuando el corazón deja de latir
repentinamente, impidiendo que la sangre rica en oxigeno llegue al cerebro y otros
órganos. Una persona puede morir en cuestión de minutos por una MSC si no
recibe trato inmediato.
Según el Instituto Nacional del Corazón, los Pulmones y la Sangre de los Estados
Unidos (NHLBI) las estadísticas van entre 250,000 y 450,000 personas sufren de
MSC cada año y el 95% de ellos muere en cuestión de minutos.
Dado que la MSC sucede rápidamente y sin advertencia, típicamente no puede
diagnosticarse cuando está sucediendo. Pero hay estudios que los médicos
pueden realizar para determinar si los pacientes presentan riesgo de una MSC.
Para tratar un MSC se puede implantar un cardiodesfibrilador implantable (DCI)
que es un aparato que administra pulsos eléctricos.
Hay dos maneras de hacer funcionar la eficacia de esta pulsera; Una de las
formas seria por un sensor en los electrodos de flujo sanguíneo que detecte la el
flujo anormal y empiece a dar pulsaciones de electro choques; La otra seria por
medio de dos paletas portables pegadas al pecho estén conectadas por señal a la
pulsera y al detectar taquicardia y por medio de la pulsera mandar las pulsaciones
eléctricas simulando un desfibrilador para ganar tiempo.
Planteamiento
Según la revista española de cardiología Se estima que la incidencia anual de
MSC en el mundo ronda entre 4 y 5 millones de casos. Actualmente, la incidencia
anual de MSC en Estados Unidos probablemente oscile entre 180.000 y 250.000
casos. Es el modo de fallecimiento para más del 50% de los pacientes con
cardiopatía coronaria. Además, es la primera manifestación de cardiopatía en un
19–26% de los casos.
La mayoría de los casos de MSC son causados por un ritmo cardiaco muy rápido
(taquicardia ventricular) o fibrilación ventricular. Estos ritmos cardiacos irregulares,
denominados arritmias, pueden hacer que el corazón deje de latir. Otro tipo de
arritmia, denominada bradicardia, que es un ritmo cardiaco muy lento, también
puede causar una MSC. Varios factores, tales como la actividad física o ciertas
sustancias, pueden actuar como factores desencadenantes.
La MSC se puede diagnosticar a tiempo yendo con un cardiólogo y hay varias
formas de prevenir un MSC, con un cardiodesfibrilador implantable o con
medicinas que mantengan el ritmo cardiaco a nivel, dado que sucede rápidamente
y sin advertencia, típicamente no puede diagnosticarse cuando está sucediendo
por lo tanto hay que buscar soluciones para evitar esta tragedia.
El desfibrilador hasta ahorita es el único que ayuda a la reanimación del corazón
por lo cual es muy utilizado para estos casos, el desfibrilador está compuesto por
unos cables conectado a unos electrodos lo cual monitorean al paciente y con
sensores checan la fibrilación ventricular este tiene un dispositivo que al momento
de abrirlo te da indicaciones por medio de una bocina la cual te indica que hacer
en caso de una MSC.
La pulsera estaría conectada por señal con los electrodos pegados en el pecho la
cual detectaría la fibrilación ventricular esto con el motivo de descarga de ser
necesario, estarían los electrodos con sensores y a la hora de dar la descarga
estos cada minuto estarían monitoreando al paciente, básicamente el sistema de
un desfibrilador pero más práctico y personal.
Justificación
En México se han registrado deportistas, políticos y hasta doctores aparte de los
civiles que han muerto a causa de una MSC. Anualmente hay alrededor de
350,000 muertes a causa de una MSC la cual es inevitable poder diagnosticarla al
momento de que esta está sucediendo por lo tanto los 5 minutos de la persona en
riesgo son dramáticamente vitales para que esta viva.
Se puede obtener a través de sensores en que otorgaría pulsaciones por medio de
los electrodos detectándose el flujo sanguíneo y así ganarle por unos minutos a la
MSC ya que si una persona sin desfibrilador o sin conocimiento de RCP solo
puede esperar a que llegue la ambulancia perdiendo así los minutos cruciales.
El impacto tecnológico será muy grande por parte de un avance medicinal, ya que
la pulsera será capaz de mantener viva a una persona hasta que lleguen los
paramédicos con el equipo profesional. El objetivo de esta será reducir la MSC en
más de la mitad de la población haciendo que las personas con ese problema
tengan más esperanza de vida del que ahorita tienen sin una protección distinta a
la que el hospital te brinda en sus instalaciones.
Un impacto social muy grande será esta pulsera ya que al poder llegar al hospital
tienes mas probabilidad de quedar con vida, hay mucha gente que al momento de
estar sucediendo un MSC las personas alrededor no saben que es lo que está
pasando y no saben que los minutos y segundos que pasan se le acaban a la
persona junto con su vida si algo no pasa en 5 minutos que son súbitamente
dramáticos.
Fundamento teórico
El corazón bombea sangre a los pulmones, el cerebro y otros órganos. La
interrupción de los latidos cardíacos durante sólo unos segundos puede llevar a
desmayo (síncope) o paro cardíaco.
La fibrilación ventricular es la mayor causante de MSC en el mundo, la fibrilación
es una contracción o temblor incontrolable de fibras musculares (fibrillas). Cuando
ocurre en las cámaras bajas del corazón, se denomina fibrilación ventricular.
Durante la fibrilación ventricular, la sangre no sale del corazón, dando como
resultado la muerte cardíaca súbita.
Un desfibrilador puede ser recreado como uno portable hablando claro de la
pulsera con los choques eléctricos ya sea la pura pulsera o que lleve también las
planchas en los pechos. Un desfibrilador tiene diferentes voltajes, la pila que
puede tener varía entre 6V, 12V y 24V, por supuesto en algunos desfibriladores
manejan ese voltaje mas sin embargo otros manejan menos voltaje e incluso más
de 30V mas sin embargo el voltaje es elevado entre 600 y 16000 voltios con una
corriente muy baja para que no produzca daños al cuerpo.
Recreando el desfibrilador seria una pechera con planchas que sean capaces de
detectar las taquicardias o bradicardias y mande una señal a la pulsera la cual el
trabajo de la pulsera al mismo tiempo seria detectar el flujo sanguíneo y su
sistema cardiovascular, haciendo el trabajo al mismo tiempo estos se conectan por
una señal la cual la pechera manda a la pulsera y esta le regresa la señal
causando los choques eléctricos.
Objetivos de investigación
Objetivo general:
Diseñar y manufacturar una pulsera desfibriladora que actué como auxiliar durante
una taquicardia de tal forma que el paciente pueda ser atendido por médicos
profesionales.
Objetivo especifico:
Analizar los requerimientos técnicos para el diseño y funcionamiento
Conocer los requerimientos técnicos para la desfibrilación como lo es su uso y el
DAE
Establecer un diseño óptimo de pulsera para la portabilidad del dispositivo y de los
electrodos utilizados
Determinar un modelo ergonómico y funcional para la persona que lo usa, esto
determina su comodidad y seguridad
Caracterizar eléctricamente la pulsera junto con los electrodos
Diseño del porta electrodos
Capítulo I
Marco teórico
Antecedentes
Los antecedentes del DAE transcurren desde los años 1892 fueron los primeros
programas de desfibrilación pero con corriente directa mas sin embargo eso en
vez de ayudar, esto era más dañino ya que dañaba los tejidos del corazón y por
eso se hizo el cambio a la corriente alterna.
El concepto de desfibrilación eléctrica fue acuñado en 1899 por Prevost y Batelli,
después de notar que grandes voltajes aplicados a través del corazón de un
animal podían poner fin a la fibrilación ventricular 5. Hooker, Kouwenhoven y
Langworthy realizaron varios estudios, financiados por la industria eléctrica que
estaba interesada en patrocinar estos estudios puesto que sus trabajadores se
exponían a gran riesgo de muerte por descarga eléctrica de alto voltaje
Los desfibriladores han estado mejorándose con el tiempo y es el debido avance
en el que estamos trabajando para la mejora y calidad de vida de un paciente que
ya sufrió una MSC o que tiene posibilidades de tenerla. En 1933 publicaron un
informe de desfibrilación interna exitosa aplicando corriente alterna a un animal.
Desde 1947 se publicaron los primeros datos de la desfibrilación y con ayuda de la
ingeniería se ha podido modificar la corriente para hacerla llegar al corazón y des
fibrilar o medicamente se dice despolarizar las fibrilaciones para que el corazón
tome de nuevo su rumbo.
El primer reporte de una desfibrilación exitosa en un humano lo realizó Claude
Beck en 1947, aplicando directamente 60 Hertz de corriente alterna (c.a.) en el
corazón de un paciente a quien se le estaba practicando una cirugía.
Kouwenhoven realizó múltiples estudios en perros, entre 1950 y 1955, aplicando
desfibrilación mediante electrodos puestos en la pared torácica.
En 1956, Zoll desfibriló un ser humano de la misma manera. A partir de estos
trabajos, Edmark Lown y asociados descubrieron que los desfibriladores de
corriente continua (c.c.) o desfibriladores de impulso, eran más efectivos y
producían menos efectos secundarios que los desfibriladores de C.A.
La administración de corriente continua fue perfeccionada durante los años 1960.
En 1967, Pantridge y Geddes reportaron un aumento en el número de pacientes
que sobrevivieron a paros cardíacos extra hospitalarios, mediante el uso de una
unidad móvil de cuidado coronario equipada con un desfibrilador de c.c. de
alimentación por batería.
En 1968 se inicia el proyecto que trata de colocar un desfibrilador en muchos
lados de las ciudades, en puntos estratégicos como son los aeropuertos, estadios
centros comerciales etc.
Hacia 1970 fueron diseñados instrumentos experimentales internos y externos
para detectar la fibrilación ventricular automáticamente. En 1979 Diack y
colaboradores 6 describieron la experiencia clínica y experimental con el primer
desfibrilador automático externo (DEA). El primer desfibrilador interno automático
se implantó en un ser humano en febrero de 1980. En ese mismo año, Weaver y
asociados informaron que la iniciación rápida de RCP (Reanimación
Cardiopulmonar) y desfibrilación precoz, podrían restaurar un ritmo organizado y
hacer que se recuperara la conciencia, a pacientes que sufrían paros cardíacos
fuera del hospital.
También en 1980, Eisenberg y Copass publicaron un aumento en la tasa de
supervivencia de pacientes con paros cardíacos desfibrilados por Técnicos
Médicos de Urgencias (TME) especialmente capacitados, comparadas con la de
pacientes que recibieron el tratamiento usual y rutinario, que incluía RCP y
transporte al hospital. Las máximas tasa de sobrevida por desfibrilación se han
obtenido cuando el paro ha sido presenciado y/o la desfibrilación se realiza en el
término de minutos
Estado del arte
La pulsera de electro choques eléctricos y la pechera tienen el funcionamiento de
dar una pulsación eléctrica; El corazón cuando está teniendo una fibrilación
ventricular empieza a temblar con un ritmo bastante elevado, muchos doctores lo
llaman baile como manera coloquial, los músculos se contraen y el corazón es in
capaz de mantener un funcionamiento normal.
Para parar la fibrilación ventricular es necesario iniciar una descarga eléctrica al
corazón, este hace que el corazón se pare por completo y comience de nuevo un
latido normal.
La pulsera tiene que será capaz de descargar pulsaciones eléctricas al corazón
para que la arteria principal llamada aorta actúa como debe y mande la sangre a
los órganos, pero al más importante, al cerebro.
Hay casos en los que el la MSC actúa de manera imprevista por lo que hay
proyectos que te inician un curso de RCP que es la Reanimación Cardiopulmonar,
esto hace que entre oxigeno a los pulmones pero como ya mencione lo principal
es que llegue oxigeno al cerebro evitando la muerte cerebral o muerte en el mayor
de los casos.
La pulsera y pechera tienen que tener un muy buen conductor de electricidad
como lo es el oro ya que el oro es un buen conductor eléctrico y no se empaña
como otros metales.
Tiene que ser un diseño ergonómico para que sea cómodo de usar, y llevara
conectados por señal a unos electrodos. La pulsera estará cubierta con un
polímero resistente pero no muy duro, el polímero tendrá que ser como una goma
elástica y tiene que tener por fuera una pantalla de indicaciones para poder saber
qué es lo que ocurre con la persona.
Entre el polímero y el electrodo, entra un circuito específicamente diseñado para
mandar la señal y las pulsaciones eléctricas a las planchas colocadas en el pecho
las que harán el trabajo de un desfibrilador; Dentro de los electrodos tendrán otro
circuito que reciba esa señal y suelte las pulsaciones eléctricas, por debajo de las
planchas estarán dos electrodos que aventara las pulsaciones mas fuertes ya que
la pulsera aventara pulsaciones menores que las de las planchas.
El diseño estético será deportivo de hombre y de mujer, la pulsera tendrá la
tecnología para poderse conectar un dispositivo con un sistema operativo ya sea
un celular o computadora, esto será para el monitoreo del aparato y de su
funcionamiento; Dependiendo de la cita en la que el doctor te indique el problema
que presenta el paciente, podrá monitorear la pulsera y su voltaje recibiendo
notificaciones por cualquier problema presentado con dicha pulsera. Esto por
medio de una APP.
Fundamentación
Cardioversión sincronizada: La cardioversión eléctrica difiere de la
desfibrilación, en 3 aspectos, en que se realiza en pacientes que presentan pulso
(no están en paro), por lo regular con inestabilidad hemodinámica (3 de las 4 “D”:
Dolor torácico, Disnea, Desorientación, Diaforesis); se realiza en modo sincrónico
y se inicia con niveles más bajos de energía. Esta terapia eléctrica puede algunas
veces interrumpir un marcapasos ectópico para que el nódulo SA recobre el
control del corazón. Durante la fibrilación ventricular, el electrocardiograma (EKG)
es irregular y caótico. No existen ondas "P", "Q", "R", "S", o "T" que puedan
identificarse y por lo tanto la estimulación desfibrilante puede transmitirse sin un
orden específico puesto que no hay período vulnerable (onda-T).
Otras arritmias tienen formas de onda identificables y un período vulnerable
durante el ciclo cardíaco. Se debe tener cuidado de evitar descargar el
desfibrilador durante el período vulnerable pues esto podría inducir la fibrilación
ventricular entre un 25 a 30% de los casos 13. La sincronización se logra mediante
la detección del QRS, que es el método utilizado por el monitor para identificar los
complejos QRS del paciente. Cuando se habla de cardioversión sincronizada, al
complejo QRS se le llama simplemente "onda-R". El monitor busca ciertos
parámetros, tales como la inclinación y amplitud que distinguen la onda-R de otras
partes del EKG como son las ondas "P" o "T". En general, una onda-R alta y
angosta es más fácil de detectar por el monitor que una onda corta y ancha.
Cuando se detecta una onda-R, el monitor coloca una señal o marca de
sincronización, "marcador sinc", en dicha onda-R. Dependiendo del monitor, la
marca puede aparecer como una línea o como un triángulo, un óvalo o un
cuadrado resaltados en la presentación visual del EKG.
Cuando el desfibrilador se carga en modo sincronizado, transmitirá energía
solamente cuando se opriman los botones de descarga y el monitor indique al
desfibrilador que se ha detectado una onda-R. Este mecanismo de respuesta es el
motivo de la corta demora entre el momento en que se oprimen los botones de
descarga y el momento en que la energía es transmitida. Si el ritmo a ser
convertido es rápido, es posible que el monitor no identifique ni marque cada
onda-R; con frecuencia será identificado únicamente cada segundo, tercero o
cuarto complejo. Esto es normal y no debe ser motivo de inquietud. Mientras que
los botones de descarga estén oprimidos, el desfibrilador simplemente esperará
que la siguiente onda-R sea detectada y entonces efectuará la descarga.
En las taquiarritmias originadas por toxicidad a la digital, la cardioversión no está
indicada a menos que la arritmia amenace la vida del paciente. La cardioversión
puede ser un procedimiento tanto de emergencia como electivo. Si la taquicardia
está acompañada de dolor en el pecho, hipotensión, dificultad para respirar o
disminución del nivel de conciencia, la cardioversión de emergencia es
usualmente indicada. Si la taquicardia ventricular es rápida y las ondas "R" son
anchas y anormales, puede ser difícil para el monitor distinguir una onda-R de una
onda-T.
De ahí que en estos casos exista una mayor posibilidad de que una descarga
sincronizada ocurra en la onda-T (debido a la identificación errónea por el
monitor), que una descarga indiscriminada no sincronizada. Por este motivo, en
esta situación la desfibrilación es más segura. Si un paciente con taquicardia
ventricular pierde el pulso, no se debe perder tiempo valioso en las preparaciones
para una cardioversión sincronizada, sino que debe procederse inmediatamente a
la desfibrilación
Según el Dr. Manuel de Jesús Celaya, en Hermosillo el mayor índice de muerte es
por infartos, el 80% de los infartos son causados por un coágulo sanguíneo o
grasa obstruyendo el flujo sanguíneo al corazón; El 20% restante es causado por
arritmias coronarias o como los doctores lo llaman fibrilación ventricular lo que es
la mayor causa de MSC.
“El MSC es muy frecuente y no respeta edades” palabras mencionadas por el Dr.
Celaya el cual recomienda tener desfibriladores en lugares públicos como lo son
las escuelas, los restaurantes, aeropuertos etc. En lugares que por lo menos estén
500 personas o transcurran al año por esa zona 500 personas, a eso se le llama
un lugar de “mucha gente” para colocar los desfibriladores.
En personas mayores de 35 años de edad, el infarto del miocardio como causa de
la muerte súbita se encuentra presente en el 80 % de los casos, debido a que
lesiona el musculo cardiaco y puede producir arritmias, por lo que es importante
identificar factores de riesgo como edad, herencia, falta de ejercicio, obesidad,
colesterol, diabetes mellitus, hipertensión arterial sistémica, tabaquismo y
modificarlos en la medida de lo posible para prevenir resultados fatales.
Capítulo II
Marco Metodológico
Descripción del tipo de investigación
Esta es una investigación social ya que el punto es ayudar a las personas que
padecen este problema o pueden padecerlo y ahí ayudar a bajar el índice de
muerte por MSC (Muerte Súbita Cardiaca). Según estudios por doctores
profesionales en el tema como lo es el Dr. Josep Brugada que lleva 25 años de
investigación en este tema, hay millones de muertes por este padecimiento en el
mundo y a cada segundo ya que el 80% - 90% de las muertes súbitas es causado
por problemas cardiovasculares que vienen en su mayoría por causas
hereditarias.
Variable Definición conceptual
Definición operacional
Dimensiones
Indicadores Ítems
Pulsera de electroshock para personas con problemas cardiovasculares
Hace mención de un chequeo del flujo sanguíneo
Entrevistas con médicos
Detección de fibrilación ventricular
Gps de la pulsera conectada con el sistema del Dr.
1
Electrodos conectados vía bluetooth a la pulsera de electroshock
Hace mención mandar una señal para comenzar la descarga
Entrevistas con electro fisiólogos
Detección de fibrilación ventricular
Análisis de Onda-R grafica en mH
2
Creación de una App para llevar el control médico del paciente.
Programación avanzada
Crear el App para el control médico – paciente incluyendo familiares.
Analizar las graficas de las alteraciones el corazón
3
Materiales de la pulsera y los electrodos para la posición de ellos en los pacientes.
Diseño ergonómico funcional y económico.
Costo de la realización de prototipos
Estadísticas y/o recolección de datos a la prueba de la pulsera
Pruebas Tiempo de realización
Investigación
Cuadro operación de las variables
Descripción de actividades
Actividad Responsable Fecha1 Diseño de la pulsera y los
electrodos
Omar Orantes
Abel Salazar
02/05/2016
2 Investigar qué tipo de materiales
se requiere para la descarga
Raúl Gutiérrez
Sebastián Huguez
20/05/2016
3 Investigar el tipo de censado de la
actividad eléctrica de los músculos
Omar Orantes
Abel Salazar
20/05/2016
4 Investigar tipo de materiales para
la manufacturación
Raúl Gutiérrez
Sebastián Huguez
20/05/2016
5 Crear la aplicación con la cual se
conectara el Dr. Y el paciente
Omar Orantes
Abel Salazar
25/05/2016
Cronograma
Actividad Enero Febrero Marzo Abril Mayo
1 Diseño de la
pulsera y los
electrodos
2 Investigar qué tipo
de materiales se
requiere para la
descarga
3 Investigar el tipo
de censado de la
actividad eléctrica
de los músculos
4 Investigar tipo de
materiales para la
manufacturación
5 Crear la aplicación
con la cual se
conectara el Dr. Y
el paciente
Procedimiento de recolección de información
Fuimos a realizar una entrevista al Dr. Manuel de Jesús Celaya que es cardiólogo
especialista en electrofisiología el cual nos dio información vital para el proyecto y
su avance.
Tambien obtuvimos información por medio de páginas de cardiología de España y
nos enriquecimos de información con datos que el Dr. Celaya nos compartió
aparte de su experiencia.
Procedimiento para garantizar aspectos éticos
Pimero el proyecto o prototipo tiene que ser probado en simulación de músculos
antes de que en unamos por la seguridad del mismo, ya que un prototipo nunca se
es seguro hasta la realización de sus debidas pruebas.
El prototipo deberá contar con candados de seguridad para que las personas no
puedan hacer alteraciones ni manipulaciones.
El prototipo no esta diseñado para lastimar a las personas por lo que no tiene un
botón de inicio a la descarga, eso es automático para evitar accidentes.
Conclusión
La pulsera de electroshock es para ayudar a las personas con problemas y todo
esto es el propósito de mejorar la calidad de vida y tener vista un poco más allá
hacia el futuro tecnológico, con los avances que hemos tenido hay bastantes
ayudas a muchas personas con este problema pero desgraciadamente seguimos
viendo personas morir por falta de conocimientos y por falta de equipos o
personas preparadas para este tipo de problemas.
Ahí entra en juego la pulsera ya que es un equipo automático que no ocupa de un
operador para que este funcione y todo con el fin de llegar salvos al hospital donde
ahí pueden ser atendidos por gente preparada.
Referencias bibliográficas
http://www.my-ekg.com/generalidades-ekg/ondas-
electrocardiograma.html
file:///C:/Users/OmarOrantes/Downloads/disfibrilacion.pdf
http://www.texasheart.org/HIC/Topics_Esp/Proced/icd_sp.cfm
http://www.texasheart.org/HIC/Anatomy_Esp/anato_sp.cfm
http://www.revespcardiol.org/es/epidemiologia-muerte-subita-
cardiaca/articulo/90196273/
http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1405-
99402010000300010
http://www.medynet.com/usuarios/jraguilar/curso%20arritmias%20para
%20enfermeria.pdf
https://www.clinicadam.com/salud/5/007200.html
http://www.msssi.gob.es/organizacion/sns/planCalidadSNS/docs/
Informe_uso_Desfibriladores_sep_07.pdf
