BOMBA DE INFUSIÓN.

Calata Valle César. Hernández Hernández Sergio.

(atomic_boom55@hotmail.com, serhh2001@hotmail.com)

RESUMEN.

Una bomba de infusión es un dispositivo electrónico capaz de suministrar, mediante su programación y de manera controlada, una determinada sustancia por vía intravenosa a pacientes que por su condición así lo requieran.

 

El uso de estos dispositivos es muy importante porque disminuyen el porcentaje de errores humanos en el suministro intravenoso de medicamentos, pero debido a su elevado costo son pocas las instituciones de salud que cuentan con esta tecnología. Específicamente, las bombas de infusión se utilizan con mayor frecuencia en las áreas de terapia intensiva de un hospital, aunque su uso puede extenderse a pacientes de cualquier área, incluso a pacientes domiciliarios o ambulatorios.

 

El objetivo de este proyecto es diseñar una bomba de infusión que compita en confiabilidad y calidad con las ya existentes, pero cuyo costo esté al alcance de las instituciones de salud, públicas y particulares, y personas, que tengan la necesidad de utilizarla.

 

ANTECEDENTES.

Desde hace algunos años, la introducción de la electrónica en el área de la medicina ha sido más intensa, debido a los avances de ambas ramas de la ciencia se han logrado mejoras en los diagnósticos y tratamientos médicos mediante el uso de aparatos electrónicos y mecánicos, reduciendo así los riesgos de una mala o defectuosa atención a los pacientes. Un claro ejemplo de este avance paralelo denominado “Ingeniería Biomédica” son las bombas de infusión, estas a su vez, se han ido desarrollando y convirtiendo en la mejor alternativa para la infusión de sustancias vía intravenosa, ya sean antibióticos, sueros, analgésicos, anestesias o incluso alimentos. 

 

Sin embargo, el lento desarrollo y escasa producción de tecnología en México han provocado que la aplicación de la medicina moderna dependa en muchos casos de contar con aparatos diseñados en otros países como Estados Unidos, Alemania y Japón, entre otros. Por esta razón nuestro principal objetivo es rediseñar un aparato de uso tan importante como lo es una bomba de infusión. 

 

Existen varias características y especificaciones que se deben cumplir para que nuestro dispositivo sea competitivo, entre ellas están las siguientes: Exactitud en la cantidad de sustancia infundida (normalmente con errores del 5%), precisión en el intervalo de tiempo establecido, facilidad de uso y programación, alarmas de seguridad, etc.

 

Se denominan bombas de infusión a aquellos aparatos que gracias a la utilización de energía artificial son capaces de proporcionar una presión positiva al líquido a infundir.

 

Las bombas proporcionan mayor exactitud y seguridad en la infusión de fármacos que los métodos tradicionales del control del flujo (controladores), son capaces de sobrepasar pequeñas presiones de oclusión, pueden superar la resistencia que oponen a la infusión los filtros antibacterianos y las líneas arteriales y pueden infundir fármacos con gran precisión a velocidades muy bajas.

Se pueden clasificar de la siguiente forma:

DESARROLLO.

Debido a la naturaleza médica del proyecto, es muy deseable que no interrumpa su funcionamiento por falta de energía eléctrica en la línea principal de alimentación, es por eso que el primer paso fue desarrollar un sistema de alimentación con fuente redundante, es decir, que la bomba tenga alimentación constante.

 

El circuito utilizado se encuentra en la Figura 1, el cual brinda 6V de alimentación ya sea desde la entrada (de 12V) o desde su propia batería, la cual además puede cargarse mientras tenga voltaje en la entrada.

Figura 1.

12V entran por un diodo protector de polaridad el cual deja pasar la corriente sólo cuando la polaridad sea la correcta. 

 

Siguen dos capacitores de desacoplo y un LED de color amarillo que indica la presencia de voltaje externo. Luego, un regulador estabiliza la tensión a su salida en 6V y pasa por un cerámico de 100nF que filtra cualquier ruido que el regulador pueda provocar. Los 6V resultantes entran a la terminal Normalmente Abierto del relevador, el cual conmuta entre voltaje entrante y voltaje de la batería.  El punto Común del relevador va directo a un electrolítico de 4700µF que mantiene la corriente estable mientras el relevador cambia entre voltaje de entrada y batería.  El interruptor marcado como "Int." Funciona como control principal de encendido y el LED verde que sigue nos indica que hay voltaje a la salida. Ante la presencia de tensión en la entrada el regulador entrega a su salida 6V. El relevador se encuentra con las terminales Común y Normalmente Abierto en corto por lo que los 6V del regulador son los que pasan hacia la salida de la fuente. Mientras tanto, el voltaje que hay antes del regulador es inyectado a la batería para mantenerla en carga flotante. Esta carga la efectúa la resistencia de 33? cuya potencia de trabajo es de 5W. El diodo 1N4007 antes de esta resistencia hace que cuando falte la tensión externa la batería no se descargue a través del sistema regulador impidiendo la circulación de la corriente en sentido inverso. De cortarse la tensión entrante el relevador cambia y ahora los contactos Común y Normalmente Cerrado estarán en corto. Esto hace que la tensión de salida provenga de la batería. Gracias al capacitor electrolítico de 4700 µF el cambio entre fuente entrante y batería no se nota dado que este mantiene la tensión constante mientras se efectúa el pase. La fuente tiene un sistema para monitorear la carga de la batería, este funciona de la siguiente manera: Cuando el voltaje en la batería es suficiente como para excitar el primer transistor (el que tiene la resistencia de 4.7k? a tierra) éste conduce haciendo brillar el LED verde (marcado como LV). Estando este transistor en corto tanto en emisor como en colector hay tierra por lo que la base del segundo transistor no puede dispararse impidiendo que brille el LED rojo (marcado como LR). Ahora, cuando la tensión de batería cae a un nivel de voltaje insuficiente, el mismo no llega a excitar al primer transistor, por lo que en la base del segundo ya no hay tierra sino un voltaje que lo dispara haciendo brillar al LED rojo que indica batería baja. De esta forma queda resuelto el problema de la alimentación ininterrumpida para la bomba de infusión.

 

La siguiente fase del proyecto es la implementación del sistema para que pueda decodificar los datos que el usuario programe en la bomba, para esto utilizamos un microcontrolador PIC el cuál realizará las siguientes funciones:

 

 

El aparato diseñado se puede utilizar concretamente en los tratamientos en los cuales no se requiere una gran cantidad de sustancia y además que la infusión de la misma no esté condicionada a los cambios en los signos vitales del paciente, por ejemplo en la nutrición parenteral, donde la cantidad de alimento y el tiempo para suministrarlo son condiciones constantes o en el tratamiento de pacientes del área de terapia intensiva que deban recibir periódicamente cierto medicamento y que por su condición de inactividad o incapacidad de movimiento no lo puedan ingerir por otra vía que la intravenosa.

 

En el caso del despliegue de datos hemos escogido una pantalla LCD de 4x40 la cual está representada en la Figura 2, y cuyas características técnicas aparecen en la Figura 3.

Figura 2.

Figura 3.

Mediante programación se puede desplegar los mensajes deseados, ya que técnicamente la pantalla puede enviar y recibir señales desde y hacia el microcontrolador para lograr los efectos de permanencia o despliegue momentáneo de dichos mensajes. La Tabla 1 muestra la codificación ASCII para el despliegue de caracteres sobre la pantalla LCD.

Tabla 1.

La parte mecánica para la bomba de infusión se basa en un motor a pasos MITSUMI M42SP-7 idéntico al que se observa en la Figura 4, el cuál tiene pasos de 7.5°, es unipolar y tiene 4 fases, lo que permite buen control y exactitud para la presión sobre la jeringa.

Figura 4.

RESULTADOS.

Bomba de Infusión con las siguientes características:

Peso: 2.7Kg. Aprox.

Medidas: 25 x 35 x 18 cm. Aprox.

Por su mecanismo de funcionamiento: Uso de jeringa estándar de 60 ml.

Por la forma de liberar el fármaco: Intermitente, programable por el usuario hasta 99 min.

Por las soluciones que libera al mismo tiempo: Una solución.

Por su aplicación: Nutrición parenteral, de antibióticos y soluciones de mediana densidad.

Por su lugar de uso: Hospitalario, domiciliario.

Por la localización respecto al paciente: Externa.

Mínima infusión: 1ml / min.

Máxima infusión: 60ml / 99 min.

Intervalo de infusión: De 1ml. en 1ml. y de 1min. en 1min.

Programación: Mediante teclado.

Visualización: En pantalla LCD se visualiza dosis y tiempo entre cada infusión.

Capacidad de Reset total del proceso.

Capacidad de Interrupción momentánea del proceso sin perder la programación.

Alarma de Término de la solución a infundir.

Sistema de fuente redundante contra apagones.

Indicador de Alimentación de línea y de estado de la batería.

Los resultados pueden mejorar durante el tiempo restante para la EXPODEC.

 

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS.

[1] Servicio Aragonés de Salud.

Procedimiento de Inspección y mantenimiento preventivo. Bombas de Infusión.

Hospital Clínico Universitario Lozano Blesa-Zaragoza.

Zaragoza, España. 1999

Revisión 001.00/1

 

[2] Pérez J. García. B. Dorantes y J. Luis Sánchez.

Equipos de Infusión Intravenosa por gravedad.

Rev. Rol de Enfermería.

México D. F. 1991

253-279 

 

[3] M. A. García.

Administración Intravenosa y de Nutrición Parenteral.

Cataluña, España. 1991

171-190

 

[4] http://www.medicoadomicilio.com.ve