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Drone Desfibrilador
Carátula…………………………………………………………………………………..1
Índice…………………………………………………………………………………......2
Resumen…………………………………………………………………………….......3
Marco Teórico…………………………………………………………………………...3
Planteamiento del problema………………………………………………………….9
Objetivo…………………………………………………………………………………..10
Hipótesis…………………………………………………………………………………10
Desarrollo………………………………………………………………………………..10
Resultados………………………………………………………………………………13
Analisis e interpretacion de los
resultados………………………………………………………………………………..14
Conclusiones……………………………………………………………………………14
Fuentes de Información……………………………………………………………….15
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Drone Desfibrilador
Resumen
El drone desfibrilador es un nuevo e innovador apoyo para la enseñanza de la
medicina que se enfocará sobre todo a la Opción Técnica de Urgencias Médicas
(TUM), como parte del proyecto “Aprende en tu Casa y ven a la Escuela a hacer la
Tarea”, puesto que al construir este simulador los estudiantes podrán contar con la
experiencia para el uso adecuado de un Desfibrilador Externo Automático (DEA), el
cual tendrá como innovación en este proyecto el estar integrado a un drone para
una mayor facilidad en el transporte de este, simulando a la hora del aprendizaje
una urgencia, el tutorial para contruirlo y programarlo estara en la Web Didáctica
http://www.leticbots.com.mx/Urgencias%20Medicas/index.html en la que aprenden los
estudiantes TUM.
Marco Teórico
Antecedentes
A lo largo del tiempo han surgido nuevos inventos, y uno de los más recientes y de
mayor uso son “los drones”. Estos tuvieron sus comienzos en los modelos
construidos y volados por inventores como Cayley, Stringfellow, Du Temple y otros
pioneros de la aviación. Las primeras aeronaves no tripuladas fueron construidas
durante y después de la Primera Guerra Mundial, el desarrollo de los drones fue de
la mano del de los misiles como forma de guiar los explosivos hacia un objetivo
mediante seguimiento de este.
El primer drone fue el "Aerial Target" en el año de 1916 que era controlado
mediante radiofrecuencia AM baja para que de esta manera se pudiera afinar la
puntería de la artillería antiaérea. Por otro lado, el drone de asalto de la fábrica
Naval Aircraft Factory llamado “Project Fox” instaló una cámara de televisión en la
aeronave y una pantalla para su visualización en la aeronave de control. En 1942
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fue lanzado exitosamente un ataque torpedo sobre un destructor a 20 millas del
avión de control TG2. El Navy Bureau of Aeronautics propuso entonces un
programa para fabricar 162 aviones de control y 1000 drones de asalto.
Los drones son aquellas aeronaves o vehículos aéreos no tripulados (VANT) de
tamaño pequeño o mediano que se controlan de forma remota, están equipados con
distintos tipos de componentes los principales son:
Marco o chasis: Este es, la estructura del drone, el cual le da la forma y en
donde todas las otras partes se instalan y aseguran, en general el chasis es
construido con carbono ya que este es ligero y tiene gran resistencias a
impactos.
Placa controladora o cerebro: La función de esta parte es la de brindarnos la
ubicación GPS, velocidades de los motores, de los giróscopos y
acelerómetros, los procesa y da las órdenes oportunas para mantener la
estabilidad de la aeronave, además de transmitir convenientemente a cada
motor las órdenes del piloto.
Motores: Estos son los encargados del empuje, el cual permite que el drone
pueda elevarse y desplazarse en el aire.
Hélices: Son las propelas que impulsan el drone, estas giran el sentido de su
corte y doblez transversal, ya que un par debe girar a la derecha y el otro par
a la izquierda, con esto se logra la contrarotación cancelando la vibración y
la fuerza de giro sobre su eje.
ESC: Los ESC (Electronic Speed Control) o Controladores de Velocidad
Electrónicos regulan la potencia eléctrica para lograr controlar el giro de los
motores con agilidad y eficiencia.
Radio receptor: Es el módulo que recibe la señal del mando remoto del piloto,
este receptor a su vez transmite por cables las señales al controlador de
vuelo.
Baterías: Proporcionan la energía necesaria para hacer funcionar el equipo.
Son componentes muy pesados por lo que es esencial que sean capaces
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de tener una buena relación peso/capacidad para maximizar la autonomía de
vuelo del drone.
Gps: Se encarga de dar a conocer la ubicación, altitud y velocidad exactas
del multirotor.
Hoy en día estos son protagonistas del mundo de la defensa y ataques específicos,
gracias a su alta tecnología, son capaces de identificar objetos y personas, buscar
armas o bombas e incluso irrumpir en comunicaciones para averiguar información
también tienen otros usos pacíficos, por ejemplo para crear mapas exactos,
obteniendo imágenes y coordenadas confiables y de alta resolución, en el área
climática, los drones tienen la capacidad de acercarse a tormentas y huracanes,
reuniendo información muy valiosa.
Los drones, también juegan un rol clave en el cuidado de animales en peligro de
extinción, son capaces de ubicarlos, identificarlos y encontrar rápidamente posibles
amenazas, deteniendo estas a tiempo; estos pequeños equipos modernos, también
se han utilizado para el rescate de personas, encontrando rápidamente a gente
extraviada y dando las coordenadas para ir a su auxilio.
Con esto se puede comprobar que el futuro de aviación son los drones gracias a sus
múltiples utilidades las cuales llegan a facilitar la vida de un ser humano, además
son fáciles de maniobrar, y la fabricación de estos no es muy compleja, por lo que
cualquier persona podría elaborar su propio drone.
Por otro lado, enfocándonos ahora en un contexto totalmente diferente tenemos que
la desfibrilación es el uso terapéutico de la corriente eléctrica liberada en grandes
cantidades por periodos breves de tiempo, por lo tanto se entiende como
desfibrilador al aparato con la capacidad de detectar y tratar arritmias graves del
corazón (cuando este fibrilla) que pueden conllevar a un paro cardiorespiratorio o
incluso a una muerte súbita cardíaca; la descarga eléctrica despolariza
temporalmente al miocardio, terminando una fibrilación ventricular (FV) u otras
arritmias y logrando la recuperación de la actividad eléctrica.
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El desfibrilador consta de:
Una fuente de energía como alimentación (corriente directa o baterías).
Un condensador que puede cargarse de un nivel de energía determinado.
Palas o electrodos que se colocan sobre el tórax para suministrar la
descarga.
Los desfibriladores pueden dividirse en internos y externos:
Los internos reciben el nombre de “desfibrilador automático implantable” (DAI),
“cardiodesfibrilador” o “desfibrilador cardioversor implantable” (DCI), los cuales son
fijos.
Consta de un generador de pulso y electrodos que se injertan en la zona pectoral y
que se encarga de leer y registrar la actividad eléctrica del corazón, este registro
queda almacenado en su memoria para la posterior lectura de un cardiólogo. Se
trata de una gran ayuda a la hora de conocer las características de la arritmia de la
persona afectada para un mejor ajuste de la medicación, además de poder salvarle
la vida en caso de una fibrilación ventricular. Estos pueden subdividirse en:
Desfibrilador monocameral: Trata solo una cámara cardíaca. Dispone de un
generador de impulsos y de un electrodo en el ventrículo derecho.
Desfibrilador bicameral: Trabaja en dos cámaras cardíacas. También dispone
de un generador de impulsos, pero de dos electrodos: uno conectado al
ventrículo derecho y otro a la aurícula derecha.
En los externos existen dos clasificaciones dentro de este tipo de desfibriladores:
Por el tipo de descarga y por el tipo de usuario.
Tipos de descarga del desfibrilador (relacionado con el tipo de onda que generan).
Monofásicos: La corriente tiene una sola polaridad, viaja en una sola
dirección, desde una parte del electrodo a la otra. Al utilizar una onda
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monofásica precisan altas dosis de descarga, se suelen administrar 3
choques de 200, 300 y 360 J.
Bifásicos: Son más actuales, requieren 2540% menos de energía y, por lo
tanto, crean un menor daño miocárdico. La corriente eléctrica tiene un doble
paso por el organismo, cambia de polaridad durante el choque, de forma que
viaja en dirección opuesta a la descarga inicial durante una parte del choque
(aproximadamente 30%) y consigue sincronizar una mayor masa miocárdica.
Se administran 3 choques de 150 J.
Tipos de operador o usuario (los desfibriladores pueden ser Manuales,
Automáticos o Semiautomáticos).
Manuales: El Desfibrilador Externo Manual (DEMs), requiere ser manejado
por personal altamente cualificado, que sepa manejar sus complejas
funciones. En Europa, sólo se autoriza el uso de DEMs a personal sanitario
entrenado.
Automáticos: Los Desfibriladores Externos Automáticos (DEA) son
desfibriladores que aplican la descarga sin previo aviso. Éstos no suelen
usarse, pero sí su terminología europea “DEA”, que se emplea de forma
general para denominar a los DESA (Desfibrilador Externo Semiautomático),
por lo que, debe emplearse el término DEA en vez de DESA para referirnos a
este tipo de desfibriladores.
Semiautomáticos: Estas unidades analizan la señal del electrocardiograma
(ECG) del paciente y notifica al operador si la desfibrilación es o no
necesaria. El operador es el encargado de la activación del equipo y de
realizar la descarga.
Dicho todo lo anterior, nos centraremos en lo que es el Desfibrilador Externo
Automático (DEA), debido a que es aquel que está a mayor alcance de nosotros en
situaciones de urgencia por no ser fijo. Este desfibrilador dispone de una
programación inteligente, que permite el fácil uso de este con el mínimo de
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entrenamiento, dado que va dando una serie de instrucciones de lo que se debe o
no hacer al momento de aplicarse; no requiere un diagnóstico clínico previo. Los
DEA se han adaptado a los protocolos del Plan Nacional y Europeo de Reanimación
Cardiopulmonar Básica.
Estas máquinas tienen almohadillas o paletas para colocarlas sobre el pecho
durante una emergencia potencialmente mortal. Dichas máquinas revisan
automáticamente el ritmo cardíaco y dan un choque súbito si, y sólo si, éste se
necesita para hacer que el corazón recobre su ritmo correcto. Al usar un DEA, se
deben de seguir las instrucciones al pie de la letra.
Modo de uso del desfibrilador DEA:
1) Conectar los electrodos al paciente de la forma en que el DEA lo indique.
2) No tocar al paciente mientras se está analizando el ritmo.
3) Si detecta un ritmo fibrilante, este se cargará y nos pedirá retirarnos del paciente un
mínimo de un metro para que éste aplique el choque. Cuando se realiza la descarga
nadie debe de tocar al paciente.
4) Posterior al choque, se producirá una contracción brusca en el tórax, lo que nos
indicará que la descarga se ha aplicado.
5) Es fundamental que el masaje cardiaco se interrumpa lo menos posible, antes y
después de la desfibrilación.
6) Una vez que el corazón ha entrado en paro, el desfibrilador nos lo anunciará y
entonces podrá aplicarse la maniobra de RCP.
La supervivencia sin alteraciones neurológicas es posible si la desfibrilación se
desarrolla dentro de los 6 minutos luego de haber realizado la RCP (Reanimación
Cardiopulmonar) óptima previa; la RCP realizada mientras se espera el
desfibrilador pareciera prolongar la FV (Fibrilación Ventricular) y contribuye a la
preservación del corazón y de la función cerebral, pero cabe señalar que el masaje
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cardiaco por sí solo no convertirá la FV en ritmo normal. Durante una emergencia
causado por un evento de paro cardiorespiratorio uno de los mayor obstáculos es el
tiempo que se tarda en llegar la asistencia a la escena o la localización inaccesible
por cualquier circunstancia, obstáculos en el que el drone puede ayudar a salvar la
vida comprometida.
Alex Momont, ingeniero holandés, por la Universidad de Delft, ha creado un
prototipo, en el que hay lugar para un desfibrilador, con la función de tratar y
diagnosticar paradas cardiorrespiratorias; el artefacto cuenta con seis hélices y
puede volar hasta 100 kilómetros por hora (pensado así para que este llegue a la
emergencia antes que la ambulancia), además de que es capaz de dirigirse a la
escena, localizando el origen de la llamada por medio de un GPS, el prototipo
cuenta también con un micrófono y una cámara para permitir, una vez que el drone
llegue al lugar donde está la víctima, que el personal médico dé instrucciones a
quienes estén con ella para que logren usar el desfibrilador correctamente.
Como bien se mencionaba antes, la principal razón por la que se ocasiona la muerte
en los pacientes es el lapso relativamente largo que necesitan los socorristas para
llegar al lugar, de más de quince minutos, cuando la muerte en esos casos se
produce tras cuatro a seis minutos, el prototipo bautizado por ahora como
“Ambulance Drone” podría llevar un desfibrilador en un minuto en una zona de 12
kilómetros cuadrados, logrando aumentar las posibilidades de sobrevivir de 8% a
80%.
Tenemos noticias que hay una normatividad, donde indican que los drones no
deben sobrevolar cerca de un ser humano, sin embargo, en estos casos de
emergencia, la Cruz Roja ya está haciendo uso de este tipo de dispositivos.
Planteamiento del Problema
Debido a la falta de recursos en el colegio, para los materiales respectivos de ciertas
Opciones Técnicas, los alumnos de Urgencias Médicas solo cuentan con el
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conocimiento teórico del uso de un DEA, y a pesar de ser útil, es necesario que
interactuen con un simulador para tener mayor experiencia en el tema, el cual está
fuera de su alcance.
Objetivo
Este proyecto tiene como propósito el crear un nuevo modelo de drone, el cual
tenga integrado un simulador de desfibrilador que se utilizará con la finalidad de que
los alumnos de la Opción Técnica de Urgencias Médicas puedan aprender de forma
didáctica la aplicación correcta de un desfibrilador al paciente que lo requiera,
además de transportarlo de una manera más rápida y eficaz.
Hipótesis
En este proyecto se logrará elaborar un drone, el cual contiene un simulador de
DEA, obteniendo con esto un aprendizaje total del uso del desfibrilador, tanto en el
ámbito práctico como teórico, que les servirá posteriormente en sus respectivas
prácticas.
Desarrollo
Materiales para armar un drone:
QUAD Cuadro 1 Q450 V3 Glass Fiber Quadcopter Frame 450mm Integrated
PCB Version
Transmisor 1 Hobby King 2.4Ghz 6Ch Tx & Rx V2 (Mode 2)
Hélice 1 8045 SF Props 2pc CW 2 pc CCW Rotation (Blue)
ESC 4 Turnigy Multistar 15A V2 ESC With BLHeli and 2A LBEC 23S
Conector 1 3.5mm Gold Compact Connector (10pairs)
Cables 0.
5
10CM Male to Male Servo Lead (JR) 26AWG (10pcs/set)
Hélice Accesorio 4 Turnigy Park300 Series Accessories Pack
Motor 4 hexTronik 24gram Brushless Outrunner 1300kv
10
Velcro Strap 0.
33
Scorpion Lipoly Lock Strap 230mm (Medium) x 3
Batería 1 Turnigy 2200mAh 3S 30C Lipo Pack
Cargador 1 Turnigy Accucell6 50W 6A Balancer/Charger LiHV Capable
Foam 0.
1
Peelnstick foam double sided tape 10x5inch 4mm thick
Thread Locker 0.
1
HK171 Thread Locker & Sealant Medium Strength (Blue)
Bateria AA 8 Bateria AA
Cinchos Nylon 20 Cinchos de Nylon
Piloto
automático
1 HKPilot32 Autonomous Vehicle 32Bit Control Set with Telemetry
and GPS (915Mhz)
Cámara 1 X8C23 Camera
Controlador de
desfibrilador
1 Arduino nano
LEDs 8 LEDs indicadores
Módulo
Grabador
1 LSD1820 y data ship
El procedimiento que se realizó para el armado del drone es el siguiente:
1. Se ensambla el frame del drone.
2. Se coloca la controladora de vuelo.
3. Se instalan los motores en el frame del drone.
4. Después conectamos los motores a un ESC los cuales se encargaran de
variar la velocidad del drone.
5. Conectamos los ESC a la controladora de vuelo.
6. Se conecta el GPS a la controladora de vuelo.
7. El transmisor es conectado a la controladora de vuelo.
8. Se coloca una cámara en la parte inferior del drone la cual servirá para la
grabación y monitoreo de lo que sucede alrededor del drone.
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9. Se configura la controladora de vuelo con ayuda del programa llamado
”Mission Planner”, con esto damos por entendido que se configuran 2
motores que giren conforme a las manecillas del reloj y 2 motores los cuales
giren en contra de las manecillas del reloj y con esto se pueda controlar la
altura y dirección.
10.En este paso se colocan las hélices las cuales se colocan cuidando el tipo de
rotación de estas.
11.Se adapta al drone para la colocación y soporte del peso para el simulador
desfibrilador.
12.Se coloca el arduino nano en el frame del drone.
13.Se conecta el Módulo LSD1820 y se conecta al arduino nano según el data
sip.
14.Los leds se conectan al arduino nano.
15.Se configura el arduino nano para que haga funcionar el desfibrilador.
Para la elaboración de este drone nosotros tuvimos que capacitarnos en torno al
Sistema Circulatorio y Respiratorio con ayuda de personal de Urgencias Médicas y
nos explicaron los procesos que ocurren en cada uno de estos sistemas, además la
utilidad que tienen los desfibriladores.
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Resultados
En este proyecto, después de percatarnos de las complicaciones que conllevaba
que el drone cargará y transportará un desfibrilador, se logró elaborar un drone con
desfibrilador integrado, en base a la problemática e hipótesis que se abordaron en el
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mismo y mostró excelentes resultados en el aprendizaje didáctico de los alumnos,
por lo que podemos decir que la hipótesis es correcta.
Análisis e interpretación de Resultados
Durante el ensamblaje del drone pudimos notar ciertas dificultades: tuvimos que
coordinar los motores debido a que estos deben ir colocados de manera específica
para que con ayuda de las hélices corten el aire y permita que el drone se eleve,
además, observamos que el material del que se hace es muy importante puesto
que este va a decidir el peso y la resistencia del drone, por ello utilizamos un
armazón de carbono para tener mejor eficiencia en el momento de volar; además de
que se tuvo que tener mucho cuidado al momento de nivelar el drone para que este
no se fuese de lado durante el vuelo; los drones necesitan bastante precisión para
que estos puedan tener un buen funcionamiento y así cumplan la función para la
que fueron creados.
En la construcción de un drone, el peso y tamaño son fundamentales, así que entre
menos peso y tamaño tengan los componentes de esté será, mejor, razón por la
cual se decidió integrar el simulador en el propio drone.
Conclusión
Los drones hoy en día se consideran una innovación para mejorar nuestra calidad
de vida. Este tipo de tecnología en conjunto con artefactos como el desfibrilador se
puede hacer mucho para salvar muchas vidas, ya que, simplifica mucho el tiempo
del transporte y el acceso a zonas de difícil acceso por humanos.La elaboración de
este proyecto implicó la investigación en diversos temas. Primeramente el
preguntarnos qué es un drone y qué es un desfibrilador, así como, en el aspecto de
las urgencias médicas. A lo largo del proyecto se apreciaron muchos aprendizajes y
tal vez el mayor reto que tuvimos fue el que el drone pudiera aguantar el peso del
desfibrilador. Este proyecto va encaminado a que los alumnos de urgencias médicas
puedan realizar sus prácticas de manera adecuada simulando una urgencia,en la
cual apliquen sus conocimientos aprendidos en la Opción Técnica de Urgencias
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Médicas con ayuda del drone desfibrilador, el cual incluye el Desfibrilador Externo
Automático(DEA) y el drone manufacturado por los integrantes de este equipo. La
experiencia fue enriquecedora al poder hacer este proyecto de forma
interdisciplinaria , al poder juntar la tecnología con la medicina para beneficio y
aprendizaje de los alumnos.
Liga del video del proyecto “ Dron Desfibrilador”
https://www.youtube.com/watch?v=pnvxmPvWQw
Fuentes de información
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Development and Deployement». John Wiley & Sons Ltd. Chichestser (Reino
Unido).
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VALAVANIS, K. P. y VACHTSEVANOS, G. J. Editores (2015): «Handbook of
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2010. Resuscitation 2010, 81, 130552.
Rodríguez de Viguri N, López Mesa J y Ruano Campos M. Manual de soporte
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http://mexico.cnn.com/tecnologia/2014/10/28/undroneambulanciapodriasalvarvidasencaso
sdeparocardiaco
http://www.fac.org.ar/edicion/guias_rcp/Cap8.pdf
http://dronecenter.blogspot.mx/p/informacionbasica.html
https://droningpage.wordpress.com/2014/10/19/quepartescomponenundronemultirotor/
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