Ventilador pulmonar cubano: Claves de su diseño

La noticia fue motivo de tranquilidad y, sobre todo, de orgullo: en el mes de octubre, Cuba tendría 500 equipos de ventilación pulmonar de fabricación propia (250 de una variante invasiva e igual cantidad de una no invasiva), según declararon a varios medios de prensa autoridades del Centro de Neurociencias de Cuba (CNEURO).

Para alcanzar en tan poco tiempo este resultado, fue necesario el trabajo de un equipo multidisciplinario conformado por especialistas del propio Centro, la Empresa Grito de Baire de la Unión de Industrias Militares (UIM), la Empresa Combiomed-Tecnología Médica Digital, el Centro para el Control Estatal de Medicamentos, Equipos y Dispositivos Médicos (CECMED) y la Oficina Nacional de Diseño (ONDi), entidad que el pasado julio celebró sus 40 años.

Cada una de estas instituciones aportó un saber hacer indispensable para que nuestro país pudiera disponer de un equipo médico vital en tiempos de COVID-19 y beneficioso en cualquier momento.

Innovación de Urgencia

Cuando ya era inminente la llegada de la pandemia provocada por el SARS-CoV-2 al país, desde el gobierno se hizo un llamado para generar respuestas urgentes a problemáticas que podría enfrentar el sistema de salud cubano en presencia de la enfermedad. Esto hizo que en el Centro de Neurociencias de Cuba se gestaran varias acciones a partir de alianzas intersectoriales, que incluyeron a las formas de gestión no estatal.

Se acometió el rescate y reparación de equipos y el desarrollo de medios de protección personal; a la par, se presentó una propuesta para el desarrollo de un ventilador de emergencia, el cual engrosaría el número de los existentes en las terapias creadas para la COVID-19.

Ya se evidenciaba que el precio de muchos insumos y equipamientos se encontraba al alza en el mercado o se había restringido la posibilidad de acceder a ellos, dada la enorme demanda.

Para acrecentar la complejidad de dicho escenario, las empresas suizas imt Medical ag y Acutronis, proveedoras de ventiladores a Cuba, habían sido adquiridas por la estadounidense Vyaire Medical Inc, por lo que la venta de estos equipos a nuestra nación se suspendió, “gracias” al bloqueo.

Desarrollar un ventilador pulmonar propio se hacía más necesario que nunca.

Ernesto Velarde Reyes, jefe del Departamento de Electrónica de CNEURO, cuenta cómo, en la institución en la que labora, recibían con alarma las noticias que llegaban de otros lares. “Sabíamos de médicos que tenían que tomar la dolorosa decisión de escoger a qué paciente ventilar y a cuál dejar morir, pues no había equipos para cubrir toda la demanda”.

La participación en un censo de los ventiladores existentes en el país, en colaboración con el Centro Nacional de Electromedicina (CNE), Combiomed y autoridades del MINSAP, les permitió tener una mayor claridad de la situación.

“Observamos que se contaba con equipamiento moderno de alta gama, pero también con otros modelos con muchos años de uso y con máquinas de anestesia, las cuales ventilan, pero no soportan largos regímenes de trabajo. En sentido general, nuestros números no eran peores que los de Italia y Reino Unido, pero no podíamos confiarnos”, comenta.

“A raíz de la convocatoria de las autoridades de nuestro país, nos concentramos, junto a las instituciones mencionadas, en la reparación de los equipos de este tipo que sufrían desperfectos y en el desarrollo urgente de un ventilador cubano; pues debíamos evitar a toda costa que un paciente que requiriera ventilación mecánica no la tuviera”.

“En esta misión nos enfrascamos, al inicio, dos ingenieros electrónicos, tres automáticos, un biomédico y un mecánico. Luego se incorporaron los ingenieros mecánicos de la UIM Grito de Baire y los diseñadores de la ONDi. Fue fundamental también para el grupo el trabajo del Departamento de Calidad de CNEURO, que chequeó el cumplimiento de todas las rigurosas normas de seguridad que se aplican a estos equipos”.

De la necesidad al hecho

El equipo coordinado por CNEURO realizó un estudio del tipo de ventilador de emergencia que podría ser fabricado en la Isla, a partir de las condiciones materiales y productivas existentes. La experiencia ―y el olfato― de más de 40 años desarrollando equipos médicos, los hizo decantarse, entre todas las alternativas disponibles, por el principio de funcionamiento liberado por el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), para “automatizar” el uso de un respirador manual.

Conscientes de la necesidad de insertar el diseño desde las etapas iniciales del proyecto, directivos del Centro de Neurociencias solicitaron tempranamente a la ONDi su colaboración.

A tres semanas de iniciado el trabajo, ya existía una maqueta funcional con un desarrollo bastante avanzado, y es en este momento —21 de abril— que se sumaron al equipo dos diseñadores de la Unidad de Desarrollo de la Oficina.

La cofradía que se generó entre los diversos especialistas propició que en pocos días se presentara una propuesta de diseño para el equipo y para la interfaz gráfica de su aplicación informática. Esta primera entrega generó importantes debates técnicos que contribuyeron a madurar la visión de lo que debía ser y hacer este equipo, y todas las exigencias a las que debía responder dada su función y contexto de uso.

A partir de los debates técnicos se levantaron nuevos requisitos de diseño, tanto para el hardware como para la aplicación software. Importante fue el análisis del “chasis” interno, la definición de zonas funcionales (motor, mecánica, eléctrica, electrónica, respirador, accesorios, etc.), la identificación de limitaciones productivas y de los materiales disponibles.

También se estudiaron las normas internacionales y nacionales para el diseño de equipos médicos, así como aspectos relacionados con los acabados, la visualidad, la ergonomía, entre otros.

Con todo ello, en apenas tres semanas de trabajo, se llegó a una nueva aproximación del diseño final del equipo, que fue presentada a CNEURO y Grito de Baire como paso previo a la fabricación de un prototipo funcional.

El nuevo tope hizo emerger visiones diferentes en cuanto al modo de abordar la producción de las partes y piezas. En un inicio se insistió mucho en que las soluciones entregadas por los especialistas de la ONDi debían adaptarse, en lo posible, al diseño mecánico desarrollado por los ingenieros de Grito de Baire. No obstante, al poco tiempo se demostró la factibilidad del diseño propuesto, prácticamente en todos sus detalles.

Modelación en 3D realizada por los diseñadores de la ONDi a partir de los requerimientos identificados. Cortesía CNEURO.

Finalmente se desarrollaron los planos ejecutivos para la producción de dicha propuesta. Una vez concluida, el resultado y la calidad de las terminaciones sorprendió a todas las partes y la aceptación fue total.

Hasta este punto, habían transcurrido prácticamente cuatro semanas de trabajo, tiempo récord para el desarrollo de un proyecto de diseño de un equipo médico.

Diseño de la aplicación

Una de las prestaciones pensadas para el ventilador se centró en una aplicación de software que permitiera el control de todas las funciones del equipo y el ajuste de sus parámetros. Como se mencionó anteriormente, los especialistas de la ONDi intervinieron también en el diseño de interfaces para esta aplicación médica, lo cual se desarrolló en paralelo al proyecto ya comentado.

En el propio CNEURO se había trabajado una primera interfaz de usuario de forma emergente, que permitió validar conceptos con la maqueta funcional. A raíz de esa experiencia, y de conjunto con la Oficina, se determinaron los principales elementos a visualizar en pantalla.

Se consideró el uso de una pantalla táctil para introducir los datos y parámetros y, junto con ello, las limitaciones que los usuarios activos del equipo (personal médico) podrían tener a partir de la utilización de medios de protección en manos (guantes) y rostro (nasobuco, máscaras y espejuelos o gafas).

Fueron tomados en cuenta referentes visuales de equipos homólogos y códigos visuales establecidos en aplicaciones móviles (principalmente a nivel iconográfico, tipográfico, de color y acabados). Se fusionaron elementos y se logró un diseño simple, equilibrado y ajustado a las funciones y uso previstos.

La pauta gráfica conceptualizada para esta aplicación se puso a consideración de los especialistas de CNEURO y, tras ser aprobada, se desarrollaron cada uno de los elementos de la interfaz. La relación de trabajo establecida, prácticamente a distancia, se caracterizó por el intercambio constante y la retroalimentación.

Con los propios elementos diseñados, los profesionales del Centro de Neurociencias generaron una app para dispositivos móviles que permite mantener una comunicación constante con el equipo y agiliza la toma de decisiones. Este constituye un valor añadido que ha sido muy bien valorado por diferentes expertos.

De manera conjunta se desarrolló la gráfica aplicada al producto, específicamente la relacionada con sellos o etiquetas informativas, cuya primera versión se incorporó al prototipo. A ello se sumó, recientemente, el estudio con la propuesta para el embalaje y su gráfica correspondiente.

Gráfica aplicada al producto para sellos o etiquetas informativas. Cortesía CNEURO.

¿Punto de llegada o de partida?

El haber logrado, en tan poco tiempo, poner a disposición del sistema de salud nacional un ventilador propio constituye una meta de las que invitan a ser replanteadas una vez vencidas, de las que obligan a cuestionarse si es posible ir más allá.

Luego de que el primer prototipo del equipo fuera un hecho, CNEURO y la ONDi continuaron trabajando en otros elementos que complementaran sus prestaciones. En tal sentido, se realizaron tres propuestas de solución de mesa para el soporte y transportación del ventilador, a partir de los materiales que podrían hallarse en el país.

Solución de mesa para el soporte y transportación del equipo. Cortesía CNEURO

Un ventilador de emergencia, diseñado y producido en Cuba, puede contribuir a salvar una vida más allá del escenario de la COVID-19. Todos los que han tenido que ver con el enfrentamiento a la pandemia causada por el SARS-CoV-2, tanto desde el punto de vista de la prevención como de la atención a pacientes confirmados, se han empeñado para que la necesidad del uso de estos equipos se reduzca al mínimo. No obstante, contar con máquinas como estas en los diferentes niveles de la atención sanitaria es una garantía, a la que se suma el hecho de que sean de factura nacional, con el consiguiente ahorro que ello representa.

Este ventilador significa una victoria frente al bloqueo de los EE. UU., quien ni siquiera con el llamado de la Organización Mundial de la Salud a la cooperación internacional como única vía para frenar el flagelo puso a un lado las criminales sanciones que impone al pueblo cubano hace más de medio siglo.

Este equipo médico es, además, otra muestra de los buenos frutos que producen las alianzas intersectoriales, los encadenamientos de talento y voluntades, así como el buen uso de los escasos recursos materiales que tenemos.

Si en apenas dos meses fue posible disponer del primer prototipo —y más recientemente otras unidades fabricadas pasan por los rigores establecidos para su registro, en aras de contar en octubre con el primer lote producido—, ¿cuánto más no podría hacerse por la soberanía tecnológica de nuestro país? ¿Cuánta innumerable riqueza no podría salir de la sabiduría colectiva y materializarse, de la mejor manera posible, tomando en cuenta al Diseño? ¿De cuántos productos no podríamos sentir el orgullo de decir: Esto es hecho en Cuba?

Ventilador pulmonar cubano

Modelación en 3D realizada por los diseñadores de la ONDi a partir de los requerimientos identificados. Cortesía CNEURO.

Modelo de embalaje propuesto y su gráfica. Cortesía CNEURO.

Tomado de Cubadebate

¿Se acaba la era postantibiótica?

El uso de Inteligencia Artificial en la búsqueda de antibióticos ha descubierto el primero de ellos en 30 años, y es superpotente cuando en una ya lejana ocasión tocábamos el tema de la llamada era postantibiótica, sabíamos que comenzaba una incómoda espera hasta tener próximas noticias sobre el asunto. La resistencia de las bacterias a los medicamentos más potentes llegó a un triste auge desde los años 90, y recientemente se estimó que cerca de 700 000 personas mueren en el mundo anualmente por problemas directamente vinculados a esta farmacorressistencia, un problema que mostraba su cara desde mediados del siglo pasado, con los primeros registros.

Para empeorar las cosas, estudios como el liderado por el economista británico Jim O’Neill nos avisaba que, en caso de no hallar nuevos tipos de antibióticos, para el 2050 unos diez millones de personas comenzarían a morir anualmente a causa de enfermedades infecciosas que antes podíamos dominar. Por su parte la Organización Mundial de la Salud y otras entidades similares alertaban que el problema se consideraba una de las mayores amenazas a la salud global, la seguridad alimentaria y el desarrollo.

El contexto era triplemente triste al constatarse que las grandes productoras de medicamentos del mundo estaban más interesadas en producir los mismos fármacos y cobrar por su venta que en financiar investigaciones para hallar antibióticos nuevos. La mayoría de los antibióticos modernos son de origen natural y los fármacos sintéticos que se han logrado producir son modificaciones de los ya existentes, que no surgen de investigaciones realmente nuevas.

Finalmente la suma de todos esos factores llevó a un estado de estancamiento en la lucha por hallar maneras de enfrentar los patógenos. Se hizo un incómodo silencio en esta sección para abordar el tema, ese silencio que suele preceder a la desesperanza.

Pero dos décadas han sido demasiado tiempo en el tema postantibiótico, y esta vez se vuelve titular la maravilla: el hallazgo de un nuevo y potente antibiótico, gracias a la creciente colaboración entre la máquina y el hombre de ciencia.

Alivio se escribe con H de…

Halicina. Así se llama el hito, que tiene diversas aristas positivas. Por un lado, los investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) descubrieron que el nuevo antibiótico es capaz de combatir a la mayoría de las bacterias, incluso las que son resistentes a los antibióticos modernos. Además, es el primer fármaco de este tipo descubierto en 30 años, y por si fuera poco, fue hallado por la colaboración del equipo científico con la inteligencia artificial (IA).

Para lograrlo, los investigadores utilizaron un poderoso algoritmo que analizó 107 millones de compuestos químicos en apenas tres días. El algoritmo fue capaz de detectar varios antibióticos que pueden matar bacterias, específicamente de una manera diferente a como lo hacen los fármacos que ya existían.

En una segunda etapa, era necesario realizar pruebas en animales. Para ello la molécula halicina se aplicó a la infección de ratones afectados por A. baumannii, y en especial una cepa de la bacteria que ha infectado a muchos soldados y se ha registrado como extremadamente farmacorresistente, pero la halicina logró eliminar por completo las infecciones en un día.

Para James Collins, profesor de Ingeniería Médica y Ciencia del MIT, uno de los mayores hitos de este descubrimiento es que el hallazgo se dio precisamente a partir de una búsqueda por parte de una supercomputadora. Precisamente esa naturaleza colaborativa dio nombre a la molécula antibiótica, pues Halicina proviene de Hal, el nombre de una supercomputadora en la película 2001: Una odisea del espacio.

Se acaba la era postantibiótica

La era postantibiótica

La IA suele representarse gráficamente como ciborgs o robots, pero realmente se trata de computadoras a gran escala con algoritmos muy potentes. Foto: Tomada de Pinterest

«Queríamos desarrollar una plataforma que nos permitiera aprovechar el poder de la inteligencia artificial para marcar el comienzo de otra era de nuevos fármacos antibióticos. Nuestro enfoque reveló esta increíble molécula, posiblemente uno de los antibióticos más poderosos que se han descubierto», celebró Collins.

Otro de los rasgos interesantes de este estudio fue que el algoritmo utilizado se asemejaba a los patrones neuronales del cerebro humano. Los investigadores lo entrenaron para analizar la estructura de 2 500 moléculas, incluidos 1 700 fármacos, y 800 productos naturales con diversas estructuras y una amplia gama de bioactividad, entre los cuales tenían que detectar solo aquellos que tenían las mejores características antibacterianas para matar a la bacteria E. Coli.

Luego seleccionaron a cien candidatos para probarlos físicamente y así llegaron a los resultados, en un proceso contrastivo que hubiera tardado años de haberse realizado solo con la participación humana.

«En términos de descubrimiento de antibióticos, esto es absolutamente pionero», señaló al respecto Regina Barzilay, investigadora principal del proyecto del MIT.

En el futuro el paso que se debe dar es la prueba en humanos de la halicina. Según Collins, «este estudio va más allá de la simulación teórica y presenta resultados preclínicos, que son esenciales junto con los ensayos clínicos posteriores para demostrar claramente la eficacia y seguridad de estos nuevos medicamentos “descubiertos” por la inteligencia artificial».

IA contra Farmacorresistencia

El descubrimiento de los medicamentos antimicrobianos fue uno de los logros médicos más significativos del siglo XX, con la llegada de la penicilina. Foto: Telesur

El uso colaborativo de máquinas para contrastar y detectar patrones va ganando cada vez más respeto en el mundo científico. Con la tutoría y el estricto seguimiento de todo el proceso, la IA ha llegado a regalarnos resultados recientes tan halagueños como los xenobots, recientemente anunciados en este espacio, y la detección de cáncer de mama a través de mamografías que las computadoras logran leer mejor que los doctores.

Específicamente en el campo de la farmacoterapia, se afirma que el uso de máquinas para acelerar el descubrimiento de medicamentos puede ayudar a abaratar la búsqueda de nuevos antibióticos y paliar la reticencia de las grandes corporaciones que se niegan a investigar debido a los enormes costos.

Esta investigación actual se publica apenas unas semanas después de que otra molécula descubierta por IA se convirtiera en la primera de su tipo en utilizarse en ensayos en humanos, específicamente en el tratamiento para pacientes con trastorno obsesivo compulsivo.

En el futuro será cada vez más común que el talento científico humano se combine con máquinas bien programadas para diagnosticar, pero también para analizar y tratar problemas de salud. Sin dudas, interesante era la que proseguirá a la postantibiótica, y esperemos, por qué no, que sea más ventajosa en varios sentidos.

Tomado de Juventud Rebelde

Disponible aplicación desarrollada por Infomed sobre el COVID-19

Una nueva aplicación para dispositivos móviles desarrollada por Infomed, con información actualizada y fiable sobre la enfermedad por el nuevo coronavirus COVID-19, está disponible desde este jueves en ApkLis.

COVID-19-InfoCU se nutre de los contenidos disponibles en el sitio Infecciones por coronavirus, y ofrece a los profesionales del Sistema Nacional de Salud y a la población en general información básica sobre la familia de los coronavirus, las infecciones que causan y lo más reciente en cuanto al desarrollo de este patógeno: casos confirmados, muertes asociadas y países afectados.

Facilita el acceso directo a la información originada desde el Ministerio de Salud Pública de Cuba, que incluye estrategias e indicaciones, documentos normativos y recursos especializados de información.

La apk pone a la mano de los usuarios publicaciones de la Organización Mundial de la Salud (OMS), la Organización Panamericana de la Salud (OPS) y medios de comunicación, nacionales e internacionales, referentes al tema.

En la sección de Actualidad se podrá acceder al boletín Al Día y a la sección de actualidad del sitio Infecciones por coronavirus, de la red de portales temáticos de Infomed, en la que se sigue, paso a paso, todo lo que acontece en cuanto al COVID-19.

También están disponibles documentos concernientes a la vigilancia: alertas y actualizaciones epidemiológicas, preparación y respuesta a emergencias causadas por brotes epidémicos, entre otros.

COVID-19-InfoCU compendia recursos en red que abordan la temática en Infomed y otros sitios relacionados.

Esta iniciativa forma parte de la estrategia adoptada por Cuba para la vigilancia y control de la enfermedad y responde al llamado de la OMS a proporcionar información personalizada y confiable sobre el brote, originado en la ciudad China de Wuhan el 31 de diciembre del pasado año.

En una sesión informativa este 26 de febrero, el Director General de la OMS, Dr. Tedros Adhanom Ghebreyesus, subrayó que «estamos en una pelea que se puede ganar si hacemos lo correcto. Todos los países deben estar preparados para detectar casos de manera temprana, aislar pacientes, rastrear contactos, brindar atención clínica de calidad, prevenir brotes hospitalarios y prevenir la transmisión comunitaria».

– Descargar la aplicación desde ApkLis
– Descargar la aplicación desde Infomed
(sólo para usuarios de la red de salud de Cuba)

Lic. Yeni Ortega Betancourt
Centro Nacional de Información de Ciencias Médicas. Infomed

FUENTE: CNICM-Infomed