Tesis profesional presentada por Nydia Ivette Domínguez Martínez

Licenciatura en Ingeniería en Electrónica y Comunicaciones. Departamento de Computación, Electrónica y Mecatrónica. Escuela de Ingeniería y Ciencias, Universidad de las Américas Puebla.

Jurado Calificador

Presidente: M.C. Juan Antonio Navarro Martínez
Vocal y Director: MC. José Mariano Fernández Nava
Secretario: Dr. Rubén Alejos Palomares

Cholula, Puebla, México a 17 de mayo de 2007.

Resumen

Este trabajo es una tesis de instrumentación electrónica que usará conceptos médicos y fisiológicos para caracterizar un problema y, aplicar los conocimientos electrónicos y científicos necesarios en su implementación. Ésta propuesta surge del interés de aprovechar recursos tecnológicos en el área de salud y rehabilitación, con el fin de optimizar servicios, aplicando así un sentido crítico y humano en la tecnología. En el presente documento se reporta el diseño y la construcción de un espirómetro digital de bajo costo como una herramienta de evaluación básica de la capacidad respiratoria. El espirómetro es el instrumento ideal para valorar la mecánica ventilatoria en estudios de neumología que permite el análisis, determinación y monitoreo de diversas enfermedades respiratorias humanas como asma, embolias pulmonares, bronquitis y deficiencias respiratorias. La importancia de la espirometría radica en ser una herramienta en la detección oportuna de enfermedades respiratorias; por ejemplo, una enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC), por diagnóstico sintomático sería identificada como tal hasta que los pulmones se encuentran funcionando al 50% de su rendimiento. La evaluación del sistema respiratorio es una acción que debe ser considerada indispensable a nivel internacional, pues la prevalencia de enfermedades respiratorias en el mundo está por encima del 10% de la población mundial [Toledo, 2001]. De acuerdo con el INEGI, en México, las enfermedades respiratorias son la tercera causa de muerte de infantes.

Un problema de importancia en México es la escasez de proveedores nacionales de instrumentación biomédica. Al ser los espirómetros equipos importados, los costos son elevados y la falta de apoyo por parte de los distribuidores para su mantenimiento, además de complicaciones en la calibración dificultan su uso. El espirómetro desarrollado es un instrumento portátil, de fácil manejo y computarizado que cumple con las normas americanas dadas por la Sociedad Americana del Tórax (ATS) y con los requerimientos de la población mexicana. Por medio de electrónica digital y un neumotacógrafo de flujo, se adquiere y procesa el flujo espiratorio. Acorde a las necesidades tecnológicas presentes, la información es procesada y controlada computacionalmente por medio de una interfaz USB. A través de un programa realizado mediante programación gráfica en Labview?, software de National Instruments, se presentan las mediciones gráficamente en un espirograma volumen-tiempo y flujo-volumen. Se presentan además parámetros de la mecánica ventilatoria como son FEV1 (Volumen Espiratorio Forzado en el primer segundo), FVC (Capacidad Vital forzada), y FEM (Flujo Espiratorio Máximo).

Índice de contenido

Portada (archivo pdf, 28 kb)

Glosario (archivo pdf, 9 kb)

Capítulo 1. Introducción a la espirometría (archivo pdf, 27 kb)

  • 1.1 Antecedentes
  • 1.2 Viabilidad y Características del Proyecto

Capítulo 2. Concpetos médicos y fisiológicos (archivo pdf, 113 kb)

  • 2.1 El Sistema Respiratorio
  • 2.2 Volúmenes y Capacidades Pulmonares
  • 2.3 Evaluación del Funcionamiento Ventilatorio
  • 2.4 Espirometría
  • 2.5 Resumen del Capítulo

Capítulo 3. Leyes físicas y el funcionamiento del sistema respiratorio (archivo pdf, 95 kb)

  • 3.1 Introducción
  • 3.2 Flujo Laminar y Turbulento en la Respiración
  • 3.3 Número de Reynolds
  • 3.4 Ley de Poseuille
  • 3.5 Resumen del Capítulo

Capítulo 4. Conceptos técnicos e instrumentales (archivo pdf, 95 kb)

  • 4.1 Introducción
  • 4.2 Mediciones de Flujo
  • 4.3 Neumotacógrafos
  • 4.4 Requerimientos en la Construcción de Neumotacógrafos de Resistencia Neumática
  • 4.5 Galgas Extensiométricas
  • 4.6 Resumen

Capítulo 5. Construcción del espirómetro digital (archivo pdf, 345 kb)

  • 5.1 Introducción
  • 5.2 Construcción mecánica del Neumotacógrafo
  • 5.3 Acondicionamiento de la señal
  • 5.4 Conversión de la señal a digital
  • 5.5 Procesamiento de la Señal realizado en Labview
  • 5.6 Graficación de Datos Previamente Almacenados
  • 5.7 Resumen

Capítulo 6. Resultados del trabajo realizado (archivo pdf, 216 kb)

  • 6.1 Introducción
  • 6.2 Funcionamiento del Programa de Adquisición
  • 6.3 Funcionamiento del Programa de Lectura de Datos Espirométricos Almacenados
  • 6.4 Resumen

Capítulo 7. Resultados del trabajo reliazado (archivo pdf, 22 kb)

Referencias (archivo pdf, 19 kb)

Apéndice A. Parámetros de referencia empleados en la espirometría (archivo pdf, 16 kb)

Domínguez Martínez, N. I. 2007. Diseño y Construcción de un Espirómetro Digital con Interfaz en Labview. Tesis Licenciatura. Ingeniería en Electrónica y Comunicaciones. Departamento de Computación, Electrónica y Mecatrónica, Escuela de Ingeniería y Ciencias, Universidad de las Américas Puebla. Mayo. Derechos Reservados © 2007.