DISEÑO Y ELABORACION DE UN PULSIOXIMETRO PARA QUE BRINDE UN ANALISIS PRECISO DE LA CANTIDAD DE OXIGENO Y METAHEMOGLOBINA EN LA

SANGRE, DIRIGIDO PRINCIPALMETNE A PERSONAS CON FALENCIAS EN SU SALUD, DE TODO TIPO, MEDIANTE LA UTILIZACIÓN DEL PROGRAMA

CROCODILE TECHNOLOGY PARA SU VERSIÓN VIRTUAL, Y MATERIALES BIODEGRADABLES PARA SU VERSIÓN FÍSICA.

MARIANA VILLEGASHEIDY VANESSA CORTES DANIELA RIVERA CONDE

VANESA DE LA CRUZ PAVASBRAYAN ARLEX MORENO

INSTITUCIÓN EDUCATIVA COLEGIO LOYOLAPARA LA CIENCIA E INNOVACIÓN

TECNOLOGÍA Y EMPRENDIMIENTO

MEDELLÍN2011

DISEÑO Y ELABORACION DE UN PULSIOXIMETRO PARA QUE BRINDE UN ANALISIS PRECISO DE LA CANTIDAD DE OXIGENO Y METAHEMOGLOBINA EN LA

SANGRE, DIRIGIDO PRINCIPALMETNE A PERSONAS CON FALENCIAS EN SU SALUD, DE TODO TIPO, MEDIANTE LA UTILIZACIÓN DEL PROGRAMA

CROCODILE TECHNOLOGY PARA SU VERSIÓN VIRTUAL, Y MATERIALES BIODEGRADABLES PARA SU VERSIÓN FÍSICA.

BRAYAN ARLEX MORENODANIELA RIVERA CONDE

MARIANA VILLEGASHEIDY VANESSA CORTES

VANESA DE LA CRUZ PAVAS

Proyecto 8º

Asesor:

Docentes Colegio Loyola

INSTITUCIÓN EDUCATIVA COLEGIO LOYOLAPARA LA CIENCIA E INNOVACIÓN

TECNOLOGÍA Y EMPRENDIMIENTO

MEDELLÍN2011

CONTENIDO

INTRODUCCIÓN1. DATOS GENERALES2. RESUMEN3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA3.1. Justificación del estudio3.2. Antecedentes del problema3.3. Pregunta de investigación3.4. Viabilidad y factibilidad de la investigación4. MARCO REFERENCIAL4.1. MARCO TEÓRICO4.1.1. Oxihemoglobina4.1.2. Metahemoglobina4.1.3. Componente Electrónico4.1.3.1. Circuito4.1.3.2. Partes del Circuito4.2. MARCO CONCEPTUAL4.2.1. Pulsioxímetro/oxímetro de pulso 4.2.2. Historia4.2.3. Como es4.2.4. como funciona4.2.5. Para qué sirve4.2.6. Como se utiliza4.2.7. Pulsoximetria/ oximetria de pulso4.2.8. limitaciones del procedimiento4.2.9. Riesgos del procedimiento4.3. MARCO CONTEXTUAL4.3.1. ubicación sociodemográfica4.3.2. reseña histórica5. OBJETIVOS5.1. Objetivo general5.2. Objetivos específicos6. DISEÑO METODOLÓGICO 6.1. Tipo de investigación 6.2. Formulación de la hipótesis (sólo si aplica) y definición de las variables 6.3. Selección de la muestra 6.4. Métodos y técnicas de investigación 6.5. Análisis e interpretación de los datos 7. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS8. CRONOGRAMA 9. RECURSOS 10.ASPECTOS DE SEGURIDAD11.ASPECTOS ÉTICOS 12.CONSIDERACIONES AMBIENTALES13.CONCLUSIONES14.GLOSARIO

15.WEBGRAFIA Y BIBLIOGRAFIA16.ANEXOS

INTRODUCCIÓN

El macro proyecto tiene como propósito realizar un dispositivo medico, en este caso un pulsioxímetro que tendrá como intención garantizar análisis de muy buen resultado en el ámbito de la salud, innovando y mejorando sus componentes para este resultado, utilizando distintos software como AUTO CAD para su diseño virtual y Crocodile Technology para realizar su componente eléctrico, los cuales ayudaran para dar un resultado físico. Al igual debe de presentarse de forma física en una carpeta en donde se llevara paso a paso su realización y la investigación que ha ayudado a realizarlo, de igual forma se presentan los elementos que deben completar la Propuesta de Digitación, tales como la descripción del problema, sus antecedentes, el planteamiento de los objetivos específicos, sus matrices de planeación, la justificación y la formulación de la primera parte del marco de referencia, que comprende el marco teórico, el marco conceptual y el marco contextual.

El trabajo quiere dar a conocer por medio de investigaciones y resultados, las falencias que presenta dicho dispositivo como aquellos elementos ya sean climáticos o los mismos componentes de la sangre que impiden un buen análisis por parte de este.

Esta propuesta permite que la comunidad de la institución educativa colegio Loyola para la ciencia e innovación pueda ser eficiente en cuanto a la hora de realizar un trabajo de investigación, fortalecer aspectos como el trabajo colaborativo, siendo fundamental para todo proceso de instrucción y formación en el desempeño de las competencias laborales, creando un vinculo entre los estudiantes los cuales se complementaran para lograr los objetivos a llegar con este.

1. DATOS GENERALES

- TÍTULO DEL PROYECTO: Diseño y elaboración de un pulsioxímetro para que brinde un análisis preciso de la cantidad de oxigeno y metahemoglobina en la sangre, dirigido principalmente a personas con falencias en su salud, de todo tipo, mediante la utilización del programa Crocodile Technology para su versión virtual, y materiales biodegradables para su versión física.

- DATOS DEL INVESTIGADOR PRINCIPAL 1:

Nombre completo: Mariana Villegas BedoyaGrado: OctavoInstitución educativa: Colegio Loyola Para La Ciencia Y La InnovaciónTeléfono: 5806171Correo electrónico: Marih.vibe@gmail.com

- DATOS DE LOS DEMÁS INTEGRANTES: Nombre completo: Heidy Vanessa Cortes NavarroGrado: OctavoInstitución educativa: Colegio Loyola Para La Ciencia Y La InnovaciónTeléfono: 4820842Correo electrónico: navarro.cortes100@gmail.com  Nombre completo: Daniela Valentina Del Sol Rivera CondeGrado: OctavoInstitución educativa: Colegio Loyola Para La Ciencia Y La InnovaciónTeléfono: 5807343Correo electrónico: dany6470@gmail.com Nombre completo: Vanesa De La Cruz PavasGrado: OctavoInstitución educativa: Colegio Loyola Para La Ciencia Y La InnovaciónTeléfono: 2335062Correo electrónico: vanedelacruz12@gmail.com Nombre completo: Brayan Arlex MorenoGrado: OctavoInstitución educativa: Colegio Loyola Para La Ciencia Y La InnovaciónTeléfono: 2145115Correo electrónico: brian.arlex.12@gmail.com

- NOMBRE DEL PROFESOR ASESOR E INSTITUCIÓN EDUCATIVA: Luz Marina Sierra Osorio, Colegio Loyola Para La Ciencia Y La Innovación

- ÁREA TEMÁTICA DEL PROYECTO Tecnología, emprendimiento, ciencias naturales, física, sociales, matemáticas.

- CATEGORÍA DEL PROYECTO Salud

- ADULTO RESPONSABLE ADMINISTRATIVO PARA EL MANEJO DE RECURSOS FINANCIEROS Y FÍSICOS: Luz Elena Bedoya, 5806171

- DURACIÓN DEL PROYECTO: 12 meses

- VALOR TOTAL DEL PROYECTO: $ 100.000

- APORTES POR OTRAS ENTIDADES O PERSONAS: Luz marina sierra, Robinson Salazar, Marcos Quintana, Hernán Darío Villegas, Nora Orrego, Joel Muriel, Daniel Sánchez, Clementina Buitrago, Alexander Franco Builes.

- VALOR SOLICITADO: $ 100.000

-¿EL PROYECTO HA SIDO PRESENTADO EN OTROS PROGRAMAS DE INVESTIGACIÓN ESCOLAR?: no

- ¿EL PROYECTO ES CONTINUACIÓN DE UNA PROPUESTA PRESENTADA ANTERIORMENTE?: no

2. RESUMEN

La investigación implica apreciar la importancia de un pulsioxímetro en un contexto medico clínico, como herramienta para monitorear con precisión y exactitud el pulso oximétrico, que a menudo se considera la quinta muestra vital, la saturación de oxigeno y la metahemoglobina, en la sangre.

A través de la renovación del pulsioxímetro común, partiendo de suplir una necesidad y mejorar incluso una debilidad del producto, se pretende brindar comodidad, y precisión a la hora de realizar una medición de la saturación de oxigeno en la sangre, y hacer posible la medición, así mismo, de la metahemoglobina, que en estos dispositivos normalmente se representa como una limitación.

Se llevaran acabo dos diseños del dispositivo, uno virtualmente, mediante el programa Crocodile Technology, generador virtual de circuitos, y finalmente, se realizara otro modelo físico para presentar como resultado final de nuestra investigación con el uso de materiales biodegradables y de alta calidad.

Este nuevo modelo de utilidad del pulsioxímetro, permite un monitoreo mas preciso, manejable y útil para los usuarios del producto; Ya que implica una función doble del pulsioxímetro, pues además de cumplir con su función normal, medir la saturación de oxigeno en la sangre, también mide la metahemoglobina.

ABSTRACT

The investigation involve appreciate how important is a Pulse oxymeter in a medical context, as a tool for monitor precise and accurately the oxymetric pulse, that often is consider the fifth vital shows, oxygen saturation and Methemoglobin, what in these devices usually be represented like a limitation.

Through the renewal of the common pulse oxymeter, starting with filling a need and improve even a weakness of the product, is intended to provide comfort and precision when making a measurement of the saturation of oxygen in the blood, and enable the measurement, likewise, of methemoglobin, these devices usually depicted as a constraint.

It took just two designs of the device, one virtually through the Crocodile Technology programme, virtual generator circuit, and finally was made another physical model to present as a final result of our research with the use of biodegradable materials and high quality.

This new model of the pulse oxymeter utility, allows a monitoring more precise, manageable and useful for the users of the product; that implies a double function of the pulse oxymeter, because in addition to complying with its normal function, measure saturation of oxygen in the blood, also measuring methemoglobin.

3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

En Los pulsioxímetros comunes se presentan varias limitaciones, una de estas es que no es posible la medición de la metahemoglobina, un derivado de la hemoglobina, por lo tanto se transforma en un gran proyecto tratar de convertir esta limitación en algo posible.

El tratar de hacer que el pulsioxímetro realice la medición de la metahemoglobina conlleva a una investigación para entender el funcionamiento y la estructura de un dispositivo como tal, identificar cual es la razón por la que no mide la metahemoglobina, y modificarlo, logrando así un dispositivo mas versátil, cómodo y mas llamativo por su capacidad de realizar cosas diferentes y nuevas que el común.

También esta como parte del problema reconocer la importancia de la metahemoglobina en la salud, como parte fundamental en la sustentación del proyecto, ya que en si se debe tener una razón importante para demostrar la utilidad de un dispositivo que realice las funciones ya especificadas.

3.1. Justificación del estudio

Con este proyecto se propone realizar el diseño e innovación de un pulsioxímetro, que contribuya al desarrollo en el sector económico, creativo e innovador del país; con miras a fortalecer conocimientos sobre enfermedades de tipo respiratorio, además se hace necesario implementar una capacitación en asistencia sobre las enfermedades respiratorias (IRAS) para los alumnos de grado octavo y comunidad educativa del Colegio Loyola.

El diseño de proyecto gira en torno a las entidades de salud como hospitales, consultorios, y centros de salud de todo tipo; como eje central y a las distribuidoras como facilitadores del proceso de venta.

En general el proyecto se enfoca en innovar el diseño actual de un pulsioxímetro común, ya que el pulsioxímetro común presenta algunas falencias en las mediciones de la hemoglobina y metahemoglobina; también algo esencial en la innovación de este dispositivo es que va a medir de forma indirecta la carboxihemoglobina.

No solo la finalidad de este proyecto es innovar un pulsioxímetro por las falencias que presenta, también se quiere hacer este producto para las personas de bajos recursos de las entidades hospitalarias.

3.2. Antecedentes del problema

Debido al seguimiento que se ha ido realizando, a un gran análisis sobre las limitaciones y discapacidades que tiene un pulsioxímetro común, se han detectado un gran número de falencias, por ejemplo:

Movimiento:

Ésta es una fuente de error potencial y puede reducir perceptiblemente la exactitud de SP y de las lecturas de O2. El excesivo movimiento del artefacto puede conducir al abandono del uso del pulsioxímetro. Se han observado errores de hasta el 20% en los estudios simulados del artefacto bajo movimiento. Los pulsioxímetros pueden utilizar diversos algoritmos para detectar y eliminar el movimiento del artefacto. Hay que tener en cuenta, por tanto, la necesidad de reducir el movimiento del artefacto tanto como sea posible.

Recientemente existe una técnica innovadora, una tecnología de extracción de señal, que ha introducido una mejora en la extracción de la señal verdadera del artefacto, obteniendo niveles de ruido y perfusión bajos. Los nuevos algoritmos para procesar las señales rojas e infrarrojas permiten conocer el ruido común a ambas señales y eliminarlo.

Mala posición:

Si la sonda del pulsioxímetro se coloca incorrectamente sobre el dedo o el lóbulo del oído, éstos pueden obtener lecturas erróneas en concentraciones de SO2 bajas.

Dependencia del pulso y perfusión del sitio:

Por su misma naturaleza, los pulsioxímetros son pulso-dependientes y requieren un pulso de ritmo regular y un lugar con la perfusión adecuada. Así el volumen cardiaco, una vasoconstricción o una hipotermia baja pueden hacer muy difícil distinguir la señal verdadera del ruido de fondo.

¿Qué tipo de sondas?:

La opción de la sonda depende claramente de la aplicación, y las sondas son fabricadas para su uso en el oído, el dedo, la nariz o la frente. Comparado los datos de varios tipos de pulsioxímetro, las sondas en el dedo son, dentro de (0,2 - 1,7) %, más exactas que valores obtenidos usando las sondas en el oído, la nariz o la frente. En niños, parece que el tipo de sonda no tiene ningún efecto significativo en la exactitud.

Interferencia de sustancias:

Existen sustancias que interfieren con la absorción de la luz en los 660 y 940 nm:

El azul de metileno, el carmín de añil o el verde del indocianina causan una gran inexactitud ya que absorben, de manera significativa, energía a los 660 nm.

Los pigmentos de la piel pueden afectar a la exactitud y cualquier efecto puede depender del lugar donde se coloque la sonda. Los problemas, tales como SP bajo,

lecturas de O2, parecen ocurrir, con más frecuencia, en pacientes con pigmentación oscura de la piel que en pacientes con pigmentación ligera.

De manera similar, en pacientes críticamente enfermos, se registran mayores inexactitudes en SP y lecturas de O2 en pacientes de color con respecto a los pacientes blancos. Las razones por las que la pigmentación de la piel causa un SP y lecturas de O2 menos exactas no se comprenden.

Luz ambiente

La luz ambiente normal no afecta a SP, ni a las lecturas de O2, ya que los led’s se ajustan para la luz ambiente. Las luces quirúrgicas fluorescentes y del xenón del arco, así como luz brillante del sol, se ha comprobado que causan falsos niveles de SP bajo, así como falsas lecturas de O2. Este problema se resuelve envolviendo la sonda con un blindaje opaco.

Los pulsioxímetros están calibrados para la hemoglobina del adulto (la hemoglobina A) y asume que la carboxihemoglobina y la metahemoglobina se encuentran en pequeñas cantidades. Si los niveles de carboxihemoglobina son altos, se puede observar un efecto peligroso, que consiste en que, tanto los niveles de SP, como de O2 son la suma de los niveles de Sa, del O2 y de la carboxihemoglobina (como porcentaje).Ya que los pulsioxímetros miden la carboxihemoglobina como la hemoglobina completamente oxigenada, éstas dan lugar a la sobrestimación del Sa verdadero y del O2. La metahemoglobina interfiere de manera similar en la exactitud de la medida de la oxigenación de la hemoglobina, conduciendo a la sobrestimación del SP y del O2.

Complicaciones

Hay algunos informes sobre problemas con los pulsioxímetros cuando se utilizan conjuntamente con otros equipos o con tratamientos médicos. Se han observado lecturas bajas de la saturación cuando un estimulador periférico de los nervios se utilizó en el mismo brazo en el cual estaba el pulsioxímetro. Una de las complicaciones más serias del pulsioxímetro es que puede mostrar un falso sentido de seguridad, ya que hay situaciones en las que el pulsioxímetro no es el problema sino que viene determinado por quién los utiliza.

Alarma

Las falsas alarmas pueden ser muy comunes en la configuración de cuidado intensivo. Los pulsioxímetros se programan generalmente con un nivel de SP por debajo del valor por defecto y la alarma sobre O2 fijada en ~90%.

Según estos estudios los dispositivos médicos como este han venido presentando estas falencias y limitaciones unos años después de sus creaciones, ya que se han descubierto por sus utilidades a largo plazo.

Después de las investigaciones realizadas sobre las ¨Discapacidades¨ de este dispositivo médico, se ha encontrado que la mayor limitación o discapacidad es la dificultad para medir con exactitud la metahemoglobina; lo que se pretende, al innovar el pulsioxímetro, que las mayores falencias y limitaciones como esta ya no se presenten.

3.3. Pregunta de investigación

¿Que características debe de tener un pulsioxímetro para  medir la metahemoglobina en la sangre?

3.4. Viabilidad y factibilidad de la investigación

Antes de iniciar el proyecto se plantearon los puntos a favor, y las dificultades al llevarlo acabo; afortunadamente se dedujo que es un proyecto viable, pues cuenta con una disponibilidad de tiempo de aproximadamente siete horas semanales, la cantidad de once docentes realizando el acompañamiento, al igual que cuatro instructores del Sena, en su restructuración, la dotación de los laboratorios que cuentan con diversos equipos de materiales para resolver las diferentes guías y trabajos, equipos como materiales de telecomunicación, Kit. De electrónica, computadores, voltímetros, Protoboard, visores, sensores, entre muchos otros materiales que se utilizan para realizar trabajos de diferentes maneras, que ayuden en la creación del pulsioxímetro, que el proyecto se va desarrollar.

Aparte de lo utilizado en los laboratorios también se cuenta con un determinado número de computadores con acceso a Internet y a muchos programas y recursos que son utilizados para realizar los diseños virtuales del dispositivo; en diferentes programas como Auto CAD Y Crocodile Technology.

4. MARCO REFERENCIAL

4.1. MARCO TEÓRICO

4.1.1. Oxihemoglobina

Es la hemoglobina cuando está unida al oxígeno, dando el aspecto rojo intenso característico de la sangre arterial. Cuando pierde el oxígeno, se denomina hemoglobina reducida, y presenta el color rojo oscuro de la sangre venosa. El equilibrio entre hemoglobina reducida y oxihemoglobina es lo que hace posible el reparto de oxígeno en el organismo.

4.1.2. Metahemoglobina

Son formas alteradas de la hemoglobina, una proteína presente en los glóbulos rojos que transporta el oxígeno y el dióxido de carbono entre los pulmones y los tejidos corporales.

4.1.3. Componente Electrónico

4.1.3.1. Diagrama de Bloques (Circuito)

4.1.3.2. Partes del Circuito

Estas son las partes del circuito del pulsioxímetro:

Interruptor:Un interruptor es parte de un circuito eléctrico, el que permite interrumpir el paso de la corriente, o también desviarlo a otro conductor. Su expresión más sencilla consiste en dos contactos de metal inoxidable y el actuante. Los contactos, normalmente separados, se unen para permitir que la corriente circule. El actuante es la parte móvil

que en una de sus posiciones hace presión sobre los contactos para mantenerlos unidos.

Zumbador:Es un transductor electroacústico que produce un sonido o zumbido continuo o intermitente de un mismo tono. Sirve como mecanismo de señalización o aviso, y son utilizados en múltiples sistemas como en automóviles o en electrodomésticos.

El zumbador o campana eléctrica es un electroimán que se conecta y desconecta automáticamente muchas veces por minuto. Esto hace que la armadura vibre y produzca un zumbido.

Resistencias:Cualquier material natural ofrece oposición al paso de la corriente eléctrica a través de ella. Este efecto se llama resistividad.

Los materiales conductores presentan una resistividad casi nula, los aislantes no permiten el flujo de corriente y los resistivos presentan cierta resistencia. Las resistencias son componentes eléctricos pasivos en lo que la tensión que se les aplica es proporcional a la intensidad que circula por ellos.Generalmente la resistencia de un material aumenta cuando crece la temperatura. También la resistencia de conductor es proporcional a la longitud de ésta e inversamente proporcional a su sección.

Capacitor (Electrolíticos Y Cerámicos)

- Cerámico: Los capacitores electrolíticos. Tienen la nomenclatura 10Mf Tiene una banda que señala a la terminal regulativa. Esto se significa que los capacitores electrolíticos tienen polaridad. Los capacitores cerámicos no tienen polaridad. Tienen nomenclatura expresada en picofaradios

- Electrolítico: El capacitor electrolítico es un elemento polarizado, por lo que sus terminales no pueden ser invertidas. Generalmente el signo de polaridad viene indicado en el cuerpo del capacitor.

- Diodos: El diodo es un dispositivo de dos terminales que, en una situación ideal, se comporta como un interruptor común con la condición especial de que solo puede conducir en una dirección. Tiene un estado encendido, el que en teoría parece ser simplemente un circuito cerrado entre sus terminales, y un estado apagado, en el que sus características terminales son similares a las de un circuito abierto.

- Transistores: Dispositivo semiconductor que permite el control y la regulación de una corriente grande mediante una señal muy pequeña. Existe una gran variedad de transistores. 

- Amplificador Operacional 324: El amplificador operacional es un dispositivo lineal de propósito general el cual tiene la capacidad de manejo de señal desde f=0 Hz hasta una

frecuencia definida por el fabricante, tiene además limites de señal que van desde el orden de los nV, hasta unas docenas de voltio (especificación también definida por el fabricante). Los amplificadores operacionales se caracterizan pro su entrada diferencial y una ganancia muy alta, generalmente mayor que 105 equivalentes a 100dB.

- Potenciómetro: Los potenciómetros y los reóstatos se diferencias entre si, entre otras cosas, por la forma en que se conectan. En el caso de los potenciómetros, éstos se conectan en paralelo al circuito y se comporta como un divisor de voltaje. Ver la figura.

- Led: es un dispositivo semiconductor que emite luz incoherente de espectro reducido cuando se polariza de forma directa la unión PN en la cual circula por él una corriente eléctrica.

- 74123 Data Sheet: es una "Hoja de Datos" con las características técnicas de un circuito integrado. En la hoja de datos, el fabricante vuelca todas las características relacionadas con el circuito integrado y en muchos casos, adjuntan además algunas graficas de comportamiento de ese integrado con respecto a las tensiones, corrientes y condiciones de temperatura.

- Display 8 Dígitos: controlador con display de 8 dígitos

4.2. MARCO CONCEPTUAL

4.2.1. Pulsioxímetro/oxímetro de pulso

Este es un aparato por medio del cual se realiza la medición no invasiva del oxígeno transportado por la hemoglobina en el interior de los vasos sanguíneos. Este emite una luz que la piel, hueso y sangre absorbe, provocando en estos una alteración, esto permite mandarle señales al circuito.

4.2.2. Historia

En 1935 Matthes desarrollo el primer dispositivo de longitud de onda para medir la saturación de oxigeno con filtros rojos y verdes, los cuales luego fueron cambiados a filtros rojos e infrarrojos. Este fue el primer dispositivo para la medición de la saturación de oxígeno.

En 1949 Wood adicionó una capsula a presión para exprimir la sangre fuera de la oreja y así obtener la puesta en cero en un esfuerzo por obtener la saturación absoluta de oxigeno cuando la sangre era readmitida. El concepto era similar al Pulsioximetro actual pero fue difícil de implementar debido a las fotoceldas y fuentes de luz inestables. Este método no fue usado clínicamente. En 1964 Shaw ensambló el primer oximetro de medición absoluta usando ocho longitudes de onda de luz, comercializado por Hewlett Packard, su uso fue limitado a funciones pulmonares y a laboratorios de sueño, esto debido a su costo y tamaño.

La Pulsioxiometría fue desarrollada en 1974, por Takuo Aoyagi y Michio Kishi, bioingenieros de Nihon Kohden usando la relación de absorción de luz roja a infrarroja de componentes pulsantes en el sitio de medición. Un cirujano, Susumu Nakajima y sus asociados probaron por primera vez el dispositivo en pacientes, lo cual fue reportado en 1975. Este dispositivo fue comercializado por Biox en 1981 y Nellcor en 1983. Biox fue fundada en 1979 e introdujo el primer Pulsioximetro en 1981. Biox se enfocó inicialmente en cuidados respiratorios, pero cuando descubrió que sus dispositivos estaban siendo usados en quirófanos para monitorear los niveles de oxígeno, Biox expandió sus recursos de mercadeo para enfocarse en quirófanos a finales de 1982. Un competidor, Nellcor (ahora parte de Covidien, Ltd.), comenzó a rivalizar con Biox por el mercado de los quirófanos en 1983. Antes de la introducción de este dispositivo, la oxigenación de un paciente sólo podía ser medida por medio de gases en la sangre arterial, un único punto de medición, el cual toma algunos minutos de proceso en un laboratorio (En ausencia de oxigenación, los daños cerebrales comienzan en 5 minutos, con muerte cerebral posterior dentro de otros 10 a 15 minutos siguientes). Sólo en estados unidos fueron gastados 2 billones anuales en está medición. Con la introducción de la Pulsioximetría, fue posible la medición no invasiva y continúa de la oxigenación del paciente, revolucionando la práctica de la anestesia y mejorando en gran medida la seguridad del paciente.

En 1987, el estándar de cuidado para la administración de la anestesia general en los Estados Unidos, incluyó la Pulsioximetría. El uso del Pulsioximetro se extendió rápidamente en el hospital, primero en quirófano y posteriormente en las salas de recuperación y unidades de cuidados intensivos. La Pulsioximetría es de gran valor en la unidad de neonatos donde los pacientes precisan la determinación continua del nivel de oxigenación, pues pueden presentar efectos secundarios por exceso de oxigeno.

En 2008, la precisión y capacidad del pulsioximetro fue mejorada y se adoptó el término Pulsioximetria de alta resolución (HRPO) por parte de MASIMO y Dolphin Medical. Un área de particular interés es el uso de la Pulsioxiometría en la realización de detección y pruebas de apnea del sueño de forma portátil y en casa.

En 2009, fue introducido el primer Pulsioximetro para la yema del dedo con conectividad Bluetooth por parte de Nonin Medical, permitiendo a los médicos monitorear el pulso y los niveles de saturación de oxigeno en sus pacientes. Este dispositivo permite que los pacientes puedan comprobar su estada de salud a través de registros en línea y el uso de sistemas de telemedicina para el hogar.

4.2.3. Como es

Un oxímetro de pulso es un instrumento de medición particularmente conveniente y no invasivo. Normalmente, tiene un par de pequeños diodos emisores de luz (LED) de cara a un fotodiodo (Un fotodiodo es un semiconductor construido con una unión PN) (Se denomina unión P-N a la estructura fundamental de los componentes electrónicos comúnmente denominados semiconductores, principalmente diodos y transistores), sensible a la incidencia de la luz visible o infrarroja) a través de una porción traslúcida del cuerpo del paciente,

generalmente un dedo o el lóbulo de una oreja. Uno de los LED es de color rojo, con longitud de onda de 660 nm, y el otro está en el infrarrojo, 905, 910, o 940 nm.

4.2.4. como funciona

El pulsioxímetro se basa en que el color de la sangre varía dependiendo de lo saturada de oxígeno que se encuentre, debido a las propiedades ópticas del grupo hemo de la molécula de hemoglobina. Cuando la molécula de hemoglobina libera oxígeno, pierde su color rosado, adquiriendo un tono más azulado y deja pasar menos luz roja. Así pues, el pulsioxímetro determina la saturación de oxígeno midiendo espectrofotométricamente el "grado" de azules de la sangre arterial y expresa esta "azules" en términos de saturación. Dado que la cantidad de oxihemoglobina está relacionada con la coloración roja de la sangre, siendo ésta más fuerte cuánto más oxihemoglobina contiene la sangre, y más tenue cuanta menos oxihemoglobina hay presente. Debido a que la absorción de luz de los tejidos y de la sangre venosa es constante, cualquier cambio en la absorción de la luz, entre un tiempo dado y uno posterior, se debe exclusivamente a la sangre arterial. Los pulsioxímetros miden la relación, en un intervalo de tiempo, entre las diferencias de absorción de las luces rojas e infrarrojas. Esta relación se vincula directamente con la saturación de la oxihemoglobina.

4.2.5. Para qué sirve

La pulsioximetría puede permitirnos evaluar si los niveles de oxígeno (o saturación de oxígeno) en la sangre son adecuados en diversas circunstancias como en una cirugía, otros procedimientos que involucren sedación (por ejemplo, la broncoscopio), el ajuste de oxígeno complementario según sea necesario, la eficacia de los medicamentos para los pulmones y la tolerancia del paciente a niveles mayores de actividad. Otras razones pueden incluir, entre otras, las siguientes:

ventilación mecánica: uso de un respirador para sustentar la respiración

apnea del sueño: períodos de interrupción de la respiración durante el sueño

problemas médicos, como infarto de miocardio, insuficiencia cardíaca congestiva,

anemia, cáncer del pulmón, asma o neumonía

4.2.6. limitaciones del procedimiento

• Alteraciones de la hemoglobina (MetHb o COHb). • Colorantes y pigmentos en la zona de lectura (uñas pintadas). • Fuentes de luz externa. • Hipoperfusión periférica. • Anemia. • Aumento del pulso venoso. • No detecta hiperóxia. • No detecta hiperventilación.

Los aparatos actuales son muy fiables, cuando el paciente presenta saturaciones superiores al 80%. Las situaciones que pueden dar lugar a lecturas erróneas son:

1. Anemia severa: la hemoglobina debe ser inferior a 5 mg/dl para causar lecturas falsas. 2. Interferencias con otros aparatos eléctricos.

3. Contrastes intravenosos, pueden interferir si absorben luz de una longitud de onda similar a la de la hemoglobina.

4. Luz ambiental intensa: xenón, infrarrojos, fluorescentes...

5. Mala perfusión periférica por frío ambiental, disminución de temperatura corporal, hipotensión, vasoconstricción... Es la causa más frecuente de error ya que es imprescindible para que funcione el aparato, que exista flujo pulsátil. Puede ser mejorada con calor, masajes, terapia local vasodilatadora, quitando la ropa ajustada, no colocar el manguito de la tensión en el mismo lado que el transductor.

6. El pulso venoso: fallo cardíaco derecho o insuficiencia tricuspídea. El aumento del pulso venoso puede alterar la lectura, se debe colocar el dispositivo por encima del corazón.

7. La hemoglobina fetal no interfiere.

8. Obstáculos a la absorción de la luz: laca de uñas (retirar con Acetona), pigmentación de la piel (utilizar el 4º dedo o el lóbulo de la Oreja).

4.3. MARCO CONTEXTUAL

4.3.1. Ubicación sociodemográfica

El proyecto o dispositivo medico anteriormente mencionado se está desarrollando en la Institución Educativa Colegio Loyola Para La Ciencia Y La Innovación, se encuentra sobre la Autopista norte en el barrio Toscana. La dirección es carrera 64 nº113 a04, al lado de un monta llantas y diagonal a “Muebles Juventud”

4.3.2. Reseña histórica

El Colegio Loyola era conocido anteriormente como el Colegio San Ignacio De Loyola. Esta es su historia y/o reseña histórica.

El Colegio San Ignacio de Loyola fue fundado el 11 de diciembre de 1885. Inicio labores en el antiguo edificio de la Plazuela de San Ignacio con 200 estudiantes, de los cuales 30 eran internos. En 1957 se trasladó a la nueva sede ubicada en el sector del Estadio.

En 1955 se fundó la sección infantil en Miraflores, dirigida por las religiosas españolas Siervas de San José quienes prestaron su servicio hasta el año 1979. En el año 1966 la sección infantil se trasladó al sector Nueva Florida. En 1984 comenzó el preescolar con 150 estudiantes. En 1994 se inició la experiencia de coeducación con enfoque de género. 

Durante estos 122 años de labores, jesuitas y laicos, han trabajado con tenacidad fundamentados en la espiritualidad ignaciana, siguiendo el criterio del "Magis": ser más para servir mejor. Su razón de ser gira en torno a la Formación Integral desde las diversas dimensiones de la persona. 

La tradición educativa que tiene el Colegio en la ciudad ha llevado a trabajar en pro del mejoramiento continuo. Las más altas condecoraciones gubernamentales y educativas a nivel nacional y regional lo confirman. El 12 de diciembre de 2005, el Colegio recibió del ICONTEC el certificado de Gestión de Calidad bajo la norma ISO 9001:2000. El 22 de febrero de 2006 FENALCO SOLIDARIO otorgó a la institución la certificación en Responsabilidad Social, reconocimiento que desafía a seguir formando hombres y mujeres para los demás y con los demás, capaces de asumir un compromiso solidario y comunitario en la construcción de una sociedad más justa y participativa. En mayo de 2006 el Colegio recibió el premio "Excelencia Educativa" por parte de la Alcaldía de la ciudad, por sus resultados en las Pruebas de Estado. Finalmente, en agosto de 2006, FENALCO Antioquia le otorgó su máxima condecoración: "El Mercurio de Oro"

5. OBJETIVOS

5.1. Objetivo General

Diseñar un pulsioxímetro, para que logre brindar un análisis preciso de la cantidad de oxigeno y metahemoglobina en la sangre, este dispositivo esta dirigido principalmente a personas con falencias en su salud.

5.2. Objetivos Específicos

- Utilizar Crocodile Technology para una versión virtual y materiales biodegradables para una versión física.

- Mejorar la calidad de vida del comprador, provocando el interés en los diferentes clientes del país, con propuestas innovadoras como se presenta este en aplicativo medico, que permita participar activa y plenamente en el mejoramiento medico, motivando a las diferentes entidades  para mejorar el monitoreo de oxigeno en la sangre, con creatividad a través de las asignaturas, afrontando con responsabilidad los retos que se impongan al momento de ensamblar el dispositivo.

- El dispositivo busca ser mejorado con ayuda de las áreas que vienen presentándose con mayor  intensidad con respecto a la creación  del dispositivo medico y ayudando a la formación que la institución quiere desarrollar en los estudiantes.

6. DISEÑO METODOLÓGICO

6.1. Tipo de investigación

El proyecto esta enmarcado dentro distintas áreas de conocimiento, la investigación es diseñada con el fin de mejorar las falencias que tiene el pulsioxímetro, se encontró durante la investigación que este dispositivo medico con tan importante función presenta muchas desmejoras que afectan el resultado de los análisis y por consiguiente al paciente

6.2. Formulación de la hipótesis

Si logramos medir la metahemoglobina en la sangre posiblemente esta ya no seria una limitación del pulsioxímetro

6.3. Selección de la muestra

Objetivo de investigación:

El mayor objetivo que se quiere con dicha investigación es mejorar las falencias de dispositivos médicos como el pulsioxímetro para así poder lograr con estos buenos exámenes, garantizándole tranquilidad al usuario

Delimitar La Población:

Va dirigida especial mente a pacientes que sufren de enfermedades respiratorias

6.4. Métodos y técnicas de investigación El proyecto al ser un trabajo propuesto por la institución, presenta dsiponibilidad de tiempo, ya que en el PEI se reserva un tiempo semanal en el cual se trabaja completamente en este, con docentes experimentados en estos ámbitos de la educación quienes nos han a ayudado a guiar dicho proyecto, ademes se debe agregar que la investigación se complemento en libros y enciclopedias y un recurso muy importante que es el Internet.

7. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

8. CRONOGRAMA

ACTIVIDAD Ene Feb. Mar. Abr. May Jun. Jul Ago Sep Oct. Nov.

investigación de términos del proyecto

X x X x x x x x x x x

diseño del dispositivo

x x x x

ensamble de dispositivo

x x

9. PRESUPUESTO

El costo final del proyecto se estipula en 200.000$.

Contando impresiones, hojas y papelería en general, para la parte de anteproyecto e investigaciones: 70.000$

En su siguiente etapa, es decir, ensamble y diseño un total de 100.000

- 1 x resistencia 150 Ω- 1 x resistencia 180 KΩ- Capacitor de 4.7 µF- Capacitor de 2 µF- Capacitor330 KΩ- Amplificador operacional TL082- 10K- 10M- 4 x Cablesitos- Led infrarojo- Led

Diseño, exterior un total de 30.000

10.ASPECTOS DE SEGURIDAD

Se deben tener muy en cuenta los aspectos de seguridad, ya que son de suma importancia para evitar problemas futuros. Uno de los principales aspectos que se tendrán en cuenta, es revisar que el cambio de la estructura y el hecho de agregar nuevas funciones al dispositivo no causen ningún problema al momento de arrojar los resultados o reacciones diferentes en los pacientes.Al agregarle al dispositivo como nueva e innovadora función la medición directa de la metahemoglobina podrían ocurrir problemas y fallas en el momento en el que el pulsioxímetro arroja los resultados, se debe tener muy en cuenta y tener un especial cuidado con este problema, porque si llega a ocurrir alguna falla o error se podrá ver perjudicado el paciente. Se han hecho muchas investigaciones, y se descubrió que alterar los componentes y el funcionamiento del pulsioxímetro, si puede afectar los resultados, decidimos hacer varias pruebas primero para estas seguros de nuestro dispositivo y hacer todos los cambios necesarios para que el pulsioxímetro trabaje de la manera que deseamos, de manera adecuada.

11.ASPECTOS ÉTICOS

Al realizar y dar comienzo a la creación de este proyecto, no se afectan las emociones o valores de las personas, no se les daña o agrede tanto física como moralmente, porque los cambios realizados se ejercen directamente al proyecto y no a las personas, y solo necesitamos de ellas al momento de intentar verificar si el dispositivo evalúa bien o no con los nuevos cambios. Lo cual no es riesgoso para la salud de los pacientes y las personas que colaboren porque solo se les harán exámenes que no importa si estén bien o no, porque solo son de prueba y al paciente no se le medicaran o aconsejaran cosas hasta no estar seguros de los resultados arrojados.

12.CONSIDERACIONES AMBIENTALES

El proyecto no se enfoca principalmente en el medio ambiente, sino que su enfoque está centrado en la salud de las personas, más específicamente las enfermedades respiratorias. Por este motivo, no hemos afectado al medio ambiente, al contrario, hemos contribuido al cuidado de este, porque al incorporar dos dispositivos médicos en uno se ahorran barios materiales y arduos trabajos; además utilizamos para la creación de cada aparato materiales reutilizables y orgánicos, que contribuyen bastante al cuidado del planeta.

13.CONCLUSIONES

14.GLOSARIO

DISPOSITIVO: Aparato, artificio, mecanismo, artefacto, órgano, elemento de un sistema.

DISPOSITIVO MEDICO: Se define como dispositivo médico a cualquier instrumento, aparato, aplicación, material o artículo, incluyendo software, usados solos o en combinación y  definidos por el fabricante para ser usados directamente en seres humanos, siempre que su acción principal prevista en el cuerpo humano no se alcance por medios farmacológicos, inmunológicos o metabólicos, aunque puedan concurrir tales medios a su función; con el propósito de diagnóstico, prevención, seguimiento, tratamiento o alivio de una enfermedad, daño o discapacidad; de investigación o de reemplazo o modificación de la anatomía o de un proceso fisiológico, o de regulación de la concepción

CIRCUITO: un circuito es un conjunto de conductores que recorre una corriente eléctrica, y en el cual generalmente hay intercalados aparatos productores o consumidores de dicha corriente.

COMPONENTE ELECTRÓNICO: Se denomina componente electrónico a aquel dispositivo que forma parte de un circuito electrónico. Se suele encapsular, generalmente en un material cerámico, metálico o plástico, y terminar en dos o más terminales o patillas metálicas. Se diseñan para ser conectados entre ellos, normalmente mediante soldadura, a un circuito impreso, para formar el mencionado circuito.

ENFERMEDADES RESPIRATORIAS: Las enfermedades respiratorias o IRAS, son una de las principales causas de consulta y hasta de muerte en la población. Las enfermedades respiratorias son causadas por microbios que están en el ambiente o en las gotitas de saliva o moco, que una persona enferma arroja al toser, hablar o estornudar

HEMOGLOBINA: La hemoglobina es una proteína que contiene hierro y que le otorga el color rojo a la sangre. Se encuentra en los glóbulos rojos y es la encargada del transporte de oxígeno por la sangre desde los pulmones a los tejidos.

OXIHEMOGLOBINA: Es la hemoglobina cuando está unida al oxígeno, dando el aspecto rojo intenso característico de la sangre arterial. Cuando pierde el oxígeno, se denomina hemoglobina reducida, y presenta el color rojo oscuro de la sangre venosa. El equilibrio entre hemoglobina reducida y oxihemoglobina es lo que hace posible el reparto de oxígeno en el organismo.

OXÍGENO: Es de gran interés por ser el elemento esencial en los procesos de respiración de la mayor parte de las células vivas y en los procesos de combustión. Es el elemento más abundante en la corteza terrestre. Cerca de una quinta parte (en volumen) del aire es oxígeno. El oxígeno gaseoso no combinado suele existir en forma

de moléculas diatónicas, O2, pero también existe en forma triatómica, O3, llamada ozono.

METAHEMOGLOBINA: Son formas alteradas de la hemoglobina, una proteína presente en los glóbulos rojos que transporta el oxígeno y el dióxido de carbono entre los pulmones y los tejidos corporales.

METAHEMOGLOBINEMIA: Es un trastorno sanguíneo en el cual una cantidad anormal de hemoglobina se acumula en la sangre. La hemoglobina es la molécula transportadora de oxígeno que se encuentra en los glóbulos rojos. En algunos casos de metahemoglobinemia, la hemoglobina es incapaz de transportar el oxígeno de manera efectiva a los tejidos corporales.

15. BIBLIOGRAFIA Y WEBGRAFIA

Noguerol Casado MJ*, Seco González A*, Sergas. A Coruña. (España). Técnicas en AP: Pulsioximetría. Rescatado el día 3 de septiembre de http://www.fisterra.com/material/tecnicas/pulsioximetria/pulsioximetria.pdf

Quirumed. España. Electro medicina. Pulsioxímetros. Rescatado 3 de septiembre de http://www.quirumed.com/es/Catalogo/ver/450/Pulsioximetros

Dr. Sánchez Suen Kwok Ho. Viernes 4 de septiembre del 2009. Historia del pulsioxímetro. Rescatado el día 3 septiembre de http://anestesiacendeisss.blogspot.com/2009/09/historia-del-pulsioximetro.html

Ruiz Villena Cristina, Martínez Cano Leticia, Saura Piqueras Laura, Ballesteros Garrido Maria Jesús. Pulsioxímetro. Rescatado el dia 4 de septiembre de http://www.seeic.org/sociedad/premio/uno.pdf