Equipo biomédico para la medición de volumen inspiratorio y espiratorio con base en el incentivo respiratorio Ubicu
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Date
2024
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Publisher
Pontificia Universidad Javeriana Cali
Abstract
19 en Colombia durante los últimos tres años ha llevado a una mayor implementación de terapias de reexpansión pulmonar, con el fin de tratar y prevenir la pérdida de volúmenes y capacidades pulmonares. Existen diferentes técnicas para tratar estos problemas, como la inspiración profunda y los incentivos respiratorios. La fisioterapia de incentivo es una de las técnicas para la recuperación de la capacidad pulmonar que proporciona retroalimentación al paciente sobre el volumen o flujo alcanzado. La Pontificia Universidad Javeriana Cali junto con la Universidad del Valle diseñaron el incentivo respiratorio Ubicu, que es un sistema orientado a la inspiración en terapias de reexpansión pulmonar junto con la ayuda de un software gamificado que mejora la adherencia del paciente. El objetivo del proyecto es diseñar y construir un equipo biomédico para medir el volumen inspiratorio y espiratorio mediante un sensor de flujo-volumen, determinando la capacidad vital de un adulto sano, buscando enriquecer las cualidades del incentivo respiratorio Ubicu actual. El proceso de diseño se realizó utilizando TRIZ, Design Thinking y Diseño Axiomático con un equipo interdisciplinario del proyecto. Para el producto diseñado, se utilizó un sensor primario de placa-orificio que permite medir con precisión el flujo en ambas direcciones, la medición y la comunicación Bluetooth se realizó con el microcontrolador ESP32, y la retroalimentación con la plataforma UNITY. Para la validación de la medición del flujo, se utilizó un sistema de referencia implementando el dispositivo estándar VT650 y el dispositivo CITREX H3, y la capacidad vital se validó mediante pruebas con doce personas sanas, con un espirómetro Baseline analógico. Se diseñó y construyó un prototipo funcional para el apoyo a la fisioterapia respiratoria de incentivo con un equipo biomédico tecnológico para monitorear la capacidad vital y otras variables espirométricas de un adulto sano.
Description
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The increasing rates of restrictive respiratory diseases as a consequence of COVID-19 in Colombia over the last three years have led to a greater implementation of lung reexpansion therapies to treat and prevent the loss of lung volumes and capacities. There are different techniques to address these issues, such as deep inspiration and respiratory incentives. Incentive physiotherapy is one of the techniques for lung capacity recovery that provides feedback to the patient about the volume or flow achieved. The Pontificia Universidad Javeriana Cali, together with the Universidad del Valle, designed the Ubicu respiratory incentive, which is a system oriented towards inspiration in lung reexpansion therapies, along with the help of gamified software that improves patient adherence. The objective of the project is to design and build a biomedical device to measure inspiratory and expiratory volume using a flow-volume sensor, determining the vital capacity of a healthy adult, aiming to enhance the qualities of the current Ubicu respiratory incentive. The design process was carried out using TRIZ, Design Thinking, and Axiomatic Design with an interdisciplinary project team. For the designed product, a primary plate-orifice sensor was used to accurately measure flow in both directions. The measurement and Bluetooth communication were managed with the ESP32 microcontroller, and feedback was provided through the UNITY platform. For flow measurement validation, a reference system was used, implementing the VT650 standard device and the CITREX H3 device. Vital capacity was validated through tests with twelve healthy individuals using an analog Baseline spirometer. It was designed and built a functional prototype for the implementation of incentive respiratory physiotherapy with technological biomedical equipment to monitor vital capacity and other respiratory variables of a healthy adult.
Keywords
Fisioterapia respiratoria, Enfermedades pulmonares restrictivas, Capacidad vital, Incentivo respiratorio ubicu, Respiratory physiotherapy, Restrictive lung diseases, Vital capacity, Ubicu respiratory incentive