Entrevista a Diego Fainstein - 05.09.2018

Dispositivo para controlar el funcionamiento de un electrocardiógrafo

Las nuevas tecnologías en los servicios de salud permiten mejorar los diagnósticos y tratamientos.
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Dispositivo para controlar el funcionamiento de un electrocardiógrafo
Diego Fainstein
Diego Fainstein, bioingeniero y docente de la Facultad de Ingeniería de nuestra Universidad, dirige el proyecto que persigue confeccionar un simulador de señales electrocardiográficas (simulador del ECG), trabajo que se desarrolla hace algunos años en equipo y que a su vez permite transferir la experiencia dentro de las cátedras de la carrera. UNER NOTICIAS dialogó con el profesional para conocer más detalles del dispositivo

-¿En qué consiste el simulador?
Un simulador de señales electrocardiográficas (simulador del ECG) es un dispositivo capaz de generar señales eléctricas artificiales, cuyas formas de onda son semejantes a las que se pueden registrar mediante equipos de electrocardiografía. En la práctica médica actual, se utilizan distintos modelos de simuladores capaces de alimentar con estas señales de prueba a instrumentos cuya operación se debe verificar, por ejemplo un electrocardiógrafo. De esta manera el conocimiento previo de la morfología de las señales registradas, permite detectar y cuantificar las alteraciones (atenuación, distorsión armónica y ruido) que el instrumento en estudio introduce en las señales de prueba, como paso previo a su corrección por rediseño o ajuste. El conjunto de formas de onda que produce un simulador de ECG incluye señales simples, que son sintetizadas a partir de la selección de ciertos parámetros. También pueden ser señales más complejas constituidas por datos almacenados digitalmente, por ejemplo registros del ECG in vivo, realizados en sujetos normales y en pacientes con patologías identificadas. Además es deseable contar con señales contaminadas con ruido de línea de 50/60 Hz y otros artefactos.

-¿Que otras aplicaciones tendría el dispositivo?
Además de su utilización en la verificación del funcionamiento de electrocardiógrafos por personal especializado en mantenimiento, los simuladores del ECG tienen otras aplicaciones en diferentes áreas de la Cardiología como el caso del entrenamiento en la utilización de electrocardiógrafos y aprendizaje de criterios diagnósticos, entre otros, y como se mencionó antes, posibilitarían la detección temprana de fallas en equipos no retirados del servicio, con un entrenamiento mínimo del personal del Servicio de Cardiología. Como decíamos, las nuevas tecnologías en los servicios de salud permiten mejorar los diagnósticos y tratamientos, pero simultáneamente, son potencialmente peligrosos en relación con la seguridad y la efectividad de su operación, lo cual eleva los costos de su utilización porque requiere un intensivo mantenimiento preventivo y correctivo, además de procedimientos de control de calidad.




-Por su masiva utilización el electrocardiógrafo necesita funcionar con verdadera precisión…
Precisamente, el desarrollo de la instrumentación y el mantenimiento de equipos en uso demandan ensayos para determinar que el equipo se desempeña de acuerdo con las normas de seguridad eléctrica y también pruebas de banco mediante las cuales se pueda verificar la debilidad con la que el electrocardiógrafo reproduce señales de ECG. Cuando se detecta que un equipo no presenta un funcionamiento correcto, se realizan ajustes para mejorar esa situación.
Si bien los electrocardiógrafos debieran ser retirados de servicio y enviados a mantenimiento preventivo o correctivo, en plazos definidos por el servicio de ingeniería biomédica del hospital o eventualmente por el fabricante del equipo, es frecuente observar que debido a la alta demanda de uso de estos equipos o por simple ignorancia de esas exigencias, los electrocardiógrafos se siguen utilizando sin saber si funcionan correctamente. Podría ser de mucha utilidad, disponer de un dispositivo sencillo, económico y de fácil uso por parte de personal no especializado, que permitiera al cardiólogo o al técnico realizar un ensayo de eficacia in-situ.

Importante: La electrocardiografía de superficie es una técnica para obtener información diagnóstica acerca de la actividad eléctrica del corazón por métodos no-invasivos. En 1887, Waller registró la actividad eléctrica del corazón desde la superficie del cuerpo. En 1901, Willem Einthoven ideó el galvanómetro de cuerda que le permitió registrar la actividad eléctrica cardíaca sobre un papel sensible a la luz. El instrumento para el registro del ECG se denomina electrocardiógrafo. Hoy se utilizan equipos que han alcanzado un notable grado de desarrollo desde aquellos construidos a principios del siglo XX. La facilidad para obtener el registro (denominado electrocardiograma de superficie, ECG) junto a la reproducibilidad de los resultados, permiten recuperar información de gran valor diagnóstico, que debe interpretarse en el contexto de los datos clínicos del paciente. Los estudios de ECG se han universalizado en la práctica médica, no solamente para el diagnóstico de patología cardiovascular, sino como control en otras situaciones de la clínica, o en la investigación básica. El trazado del ECG presenta morfologías suficientemente estables como para permitir su análisis cualitativo y cuantitativo, que resultan en indicadores específicos tanto del funcionamiento normal del corazón como también de diversas patologías. Existe un enorme caudal de observaciones empíricas que sustentan el uso del ECG como un estándar en la clínica médica.

-¿Cuáles fueron los avances del proyecto?
Un resultado importante en este proyecto fue la selección óptima de componentes. Se realizó el diseño completo y el software residente en la PC, además del montaje parcial, cumpliendo así los objetivos del dispositivo de al menos un canal programable desde una computadora personal. Aún resta alcanzar la etapa de desarrollo concreto sobre el prototipo funcional, por lo que será necesario realizar un trabajo adicional para permitir su uso en los escenarios previstos.

-Una tarea que aporta conocimientos tanto a los integrantes del equipo como a los estudiantes…
Sí, con la realización de este trabajo nuestro grupo mejoró la capacidad de utilizar hardware y software. Este aprendizaje ha sido uno de los subproductos más valiosos de este proyecto pues amplió el conjunto de herramientas teóricas y prácticas aplicables a éste y a futuros proyectos a la par que, como docentes de la Facultad de Ingeniería, nos permite transferir esta experiencia a nuestros estudiantes. Durante las fases iniciales de desarrollo de este proyecto existía un amplio abanico de hardware y software susceptible de ser utilizado. Tras su evaluación, y en algunos casos luego de realizar algunos ensayos, se realizó una selección y algunos fueron descartados, por lo tanto no se mencionan en los resultados.
Estas tecnologías presentan un amplio potencial en el campo de la Bioingenieria que, junto con su facilidad de apropiación y uso, resultan de interés para nuestro grupo. Durante el proceso de selección de los componentes captó nuestra atención el concepto de Hardware Libre. Algunos fabricantes ofrecen mucha información sobre diseños realizados con su hardware de manera que pueda ser replicado libremente.

-El Hardware Libre, una configuración importante para acceder fácilmente…
Ciertamente, puede adquirirse el hardware completo a precios accesibles, pero también están disponibles los esquemas de conexión, las plantillas para la confección de circuitos impresos y los entornos de desarrollo. Además, cuentan con mucha documentación y nutridas comunidades de usuarios que valoran la colaboración y comparten diseños y proyectos.
Nuestro grupo comparte el concepto de que el movimiento Open Hardware (Hardware Libre o Abierto) configura un campo de reflexión muy fértil para pensar algunos de los problemas actuales de la ciencia y la tecnología. La libre circulación a través de Internet de los productos del Hardware Libre promueve la incorporación al mundo productivo de personas inicialmente ajenas al sector industrial.

Finalmente, algunas reflexiones sobre el impacto que tendría el dispositivo en el medio…
La utilidad de un simulador del ECG es múltiple en mantenimiento preventivo y pruebas de funcionamiento de electrocardiógrafos, evaluación del diseño en nuevos desarrollos, entrenamiento de residentes de cardiología y técnicos electrocardiografistas, entre otros. El simulador permite que algunas de estas tareas puedan ser realizadas con un entrenamiento mínimo por personal sin especialización en instrumentación electrónica -médicos, técnicos electrocardiografistas, enfermeros-, lo que aceleraría la detección temprana de fallas y su corrección por personal técnico especializado, minimizando los tiempos fuera de servicio.

Contacto: Bioingeniero Diego Fainstein dfainstein@gmail.com
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