Design and implementation of an electronic system to monitor lung re-expansion physiotherapy processes

Abstract
Para el bienio 2020-2021, las enfermedades cardiopulmonares ocuparon el tercer lugar en el grupo de las primeras cinco causas de mortalidad en Colombia [1], cifra que es aún más contundente cuando se trata solamente de la infección por COVID-19. Con esto en consideración, es posible aseverar que el número de personas que atraviesan por estas enfermedades y/o por las secuelas que dejan es considerable, necesitando a menudo de procesos de fisioterapia respiratoria para hacer frente a su recuperación. En este sentido, la fisioterapia entra a jugar un papel importante y decisivo en la vida de cada paciente que sufre las consecuencias posteriores a las enfermedades, haciendo imperante el desarrollo de alternativas que permitan acompañar estos procesos. Actualmente en Colombia, los dispositivos de apoyo para el acompañamiento de las fisioterapias no proporcionan suficiente información respecto de las variables fisiológicas envueltas en el proceso de recuperación del paciente. Con lo anterior en mente, en esta Disertación de Pregrado se abordará el diseño y la implementación de un sistema electrónico capaz de monitorear y acompañar el proceso de recuperación de los pacientes en fisioterapia de re-expansión pulmonar, una de las clases de fisioterapia más importantes para la recuperación funcional del sistema respiratorio. Consecuentemente, se hará uso de las metodologías inventivas TRIZ y Design Thinking, que brindarán un camino de guía hacia el análisis sistémico e integral del proyecto, así como un acercamiento paulatino hacia soluciones innovadoras centradas en las necesidades de los pacientes y fisioterapeutas. La convergencia de las implementaciones llevadas a cabo a lo largo del desarrollo del proyecto será soportada en la aplicación del Diseño Axiomático y la determinación de criterios de valor sugeridos por la técnica de toma de decisiones AHP. La implementación y la obtención de resultados se desarrolló mayoritariamente en tres fases fundamentales: la primera aborda la aproximación de un sistema de monitoreo del flujo respiratorio a través de la interfaz gráfica de NI LabVIEW que, aunque no estaba enfocada en la medición precisa de la variable fisiológica, brindó un ambiente receptivo con el que se obtuvieron las primeras impresiones del proyecto; la segunda, corresponde a la puesta en marcha del prototipo final del proyecto a través de un sistema microcontrolado, con el que es posible adquirir y procesar el flujo respiratorio, y determinar el volumen y frecuencia respiratoria; la tercera, abarca el modelado de la adquisición del flujo respiratorio a través del principio de presión diferencial en sensores de Placa de Orificio, el cual está basado fundamentalmente en la normativa ISO 5167 y posteriores adaptaciones para hacerlo viable en aplicaciones médicas de espirometría. Este proyecto local hace parte del proyecto de investigación "Sistema incentivo respiratorio para re-expansión pulmonar en pacientes con secuelas de COVID-19", y se centra fundamentalmente en el desarrollo del sistema electrónico.
Description
Keywords
Citation