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Investigadores del Cinvestav crean un respirador con IA... y cuesta 800 dólares

Investigadores del Cinvestav Unidad Guadalajara, desarrollaron un respirador inteligente para auxiliar a pacientes graves de COVID-19. El primer lote podría estar listo en junio.
mié 13 mayo 2020 04:54 PM
Ventilador inteligente diseñado por investigadores del Cinvestav
El proyecto se presentó a Conacyt porque requiere de una inversión de seis millones 350,000 de pesos, para producir 400 equipos (con un costo de 800 dólares cada uno) que podrían ser entregados de seis a ocho semanas entregando el primer lote en junio.

Un grupo de investigación del Cinvestav Unidad Guadalajara, diseñó y desarrolló un ventilador inteligente de bajo costo denominado Mex+Air, que puede ser utilizado para dar atención a los enfermos graves de Covid-19 que se encuentran en las áreas de cuidado intensivo, clínicas e incluso ambulancias.

El nuevo respirador o ventilador inteligente computarizado toma como base los proyectos ‘open source’ disponibles en internet, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), del Grupo Resistencia de Italia y del Consorcio Oxigene, indicó en un comunicado el Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del IPN.

Según el organismo se trata de una versión mejorada que integra una computadora con programas de inteligencia artificial capaz de bombear aire y oxígeno a los pacientes de manera adecuada y sin causar algún daño.

Eduardo Bayro Corrochano, quien encabeza al grupo de investigadores resaltó el alcance del proyecto toda vez que “el 50% de los pacientes intubados para recibir aire y oxígeno se recuperan”.

De bajo costo

El Mex+Air tiene ya dos prototipos completos que se han sometido a diversas pruebas para su aprobación por la Cofepris y solicitud de patente ante el IMPI.

El proyecto ya está en manos de Conacyt y requiere de una inversión de seis millones 350,000 pesos, para producir 400 equipos, que podrían ser entregados de seis a ocho semanas entregando el primer lote en junio.

El costo aproximado por cada ventilador es de 800 dólares, muy inferior comparado con el costo actual de estos equipos.

De acuerdo con el Cinvestav, antes de la pandemia los respiradores tenían un costo de 20,000 a 35,000 dólares por unidad, pero ahora se cotizan en más de 40,000 dólares y no se encuentran disponibles en el mercado.

A diferencia de los ventiladores Gätsi –basados en el diseño del MIT–, cuyo precio ronda en los 10,000 dólares, de los Carso –cotizados hasta en 45,000–, o de los AMBUBAG –algunos de los cuales ya fueron adquiridos en México–, el MEX-Air fue desarrollado y construido en el país, “a un costo menor, con mayores ventajas tecnológicas, porque establece una conexión entre el medico y el respirador (hombre-máquina)”.

“Queremos mostrar que los científicos mexicanos tienen propuestas tecnológicas para responder a los desafíos de esta pandemia”, enfatizó Eduardo Bayro Corrochano.

¿Cómo está integrado y cómo funciona?

El diseño del ventilador Mex+Air se integra por una caja de acrílico, de 40 por 35 por 45 centímetros de volumen que contiene una computadora Raspberry, pantalla táctil de siete pulgadas, fuente de poder, motor de 12 voltios, circuitos de control y sistema de bombeo (por medio de leva curvada); por medio de tubos y una mascarilla lleva oxígeno a los pulmones del paciente.

El Mex+Air cuenta con sensores de temperatura, ritmo cardíaco y porcentaje de oxígeno que se conectan directamente a la computadora para monitorear el estado del paciente y por medio de control adaptivo, poder variar la intensidad, nivel y ritmo de bombeo de acuerdo a la evolución del paciente.
El Mex+Air cuenta con sensores de temperatura, ritmo cardíaco y porcentaje de oxígeno que se conectan directamente a la computadora para monitorear el estado del paciente y por medio de control adaptivo, poder variar la intensidad, nivel y ritmo de bombeo de acuerdo a la evolución del paciente.

La computadora y la pantalla táctil permiten al médico o enfermera introducir los datos biomédicos y biomecánicos del paciente: frecuencia cardíaca, temperatura, respiraciones por minuto, relación inhalación/exhalación, tamaño del tórax, peso y edad, entre otros y con esa información, mediante algoritmos de inteligencia artificial, el equipo calcula cuál debería ser la velocidad, volumen y presión del aire que se ofrezca al paciente para evitarle un posible daño y regular el control adaptivo durante la atención al paciente.

Tiene también un oxímetro (sensor de temperatura y frecuencia cardíaca) que indica si el paciente presenta cierta recuperación con lo cual se puede disminuir la presión, I/E y la velocidad de bombeo de oxígeno.

La computadora del respirador puede conectarse a la ‘nube’ toda la información generada en el respirador, misma que también se puede compartir de manera inalámbrica al teléfono celular del médico o enfermera
Eduardo Bayro, especialista en neurocomputación y robótica.

Mediante mensajes audibles, dice, presenta el estado del enfermo, indicando si hay algún avance o se presenta un problema y solicita autorización al médico si se debe cambiar los parámetros que regulan la frecuencia e intensidad del bombeo.

Con la información que genera el respirador, los médicos pueden evaluar la evolución del paciente y decidir si disminuir o aumentar la velocidad y presión del bombeo de aire para el paciente.

Todos los datos obtenidos en el equipo pueden servir a las autoridades hospitalarias para tener un reporte exacto del estado del enfermo y hacer un monitoreo completo, obteniendo estadísticas de las personas que fueron atendidas con esta tecnología.

El dispositivo médico fue desarrollado por un grupo de 10 personas entre investigadores, estudiantes de doctorado y maestría y del Cinvestav, especializados en computación, control no lineal, diseño de circuitos, mecatrónica e ingeniería electrónica.

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