Desarrollo de sistema automatizado para la reanimación cardiopulmonar en lactantes

Abstract

La reanimación cardiopulmonar (RCP) en lactantes es un procedimiento crítico para restaurar la circulación y oxigenación en emergencias. Sin embargo, la ejecución manual presenta limitaciones como fatiga del personal y variabilidad en la calidad de las compresiones. Este proyecto busca desarrollar un dispositivo automatizado de RCP para lactantes, proporcionando una alternativa que garantice compresiones torácicas precisas y consistentes, reduciendo errores humanos y mejorando la calidad de la atención médica neonatal. Para el desarrollo del dispositivo, se establecieron parámetros técnicos mediante medición experimental de la fuerza y profundidad de compresión en colaboración con un pediatra. Se diseñaron y evaluaron dos mecanismos de compresión: manivela-corredera y leva. Estos fue-ron modelados en software especializado y fabricados en MDF mediante corte láser, mientras que las levas fueron impresas en 3D optimizando densidad y dimensiones para mejorar su resistencia. Se ensambló una carcasa estructural para soportar el mecanismo y se realizaron pruebas en un entorno controlado con un maniquí de simulación neonatal. Los resultados indicaron que el dispositivo no logró realizar compresiones torácicas consistentes, ya que la variabilidad en la aplicación de fuerza y velocidad afectó la uniformidad del proceso. Sin embargo, estas inconsistencias permitieron identificar mejoras en el diseño, como ajustes en la distribución de peso y calibración del mecanismo de compresión. Se concluye que, aunque el prototipo no alcanzó la precisión deseada, representa un avance en la automatización de la RCP y proporciona una base sólida para futuras mejoras en ingeniería biomédica aplicada a la reanimación neonatal.

Cardiopulmonary resuscitation (CPR) in infants is a critical procedure for restoring circulation and oxygenation in emergencies. However, manual execution has limitations such as staff fatigue and variability in compression quality. This project aims to develop an automated CPR device for infants, offering an alternative that ensures precise and consistent chest compressions, reduces human error, and improves neonatal medical care. To develop the device, technical parameters were established through experimental measurements of compression force and depth in collaboration with a pediatrician. Two compression mechanisms were designed and evaluated: a crankslider and a cambased system. These mechanisms were modeled using specialized software and manufactured in MDF th-rough laser cutting, while the cams were 3D printed, optimizing density and dimensions for improved durability. A structural casing was assembled to support the mechanism, and tests were conducted in a controlled environment using a neonatal simulation mannequin. The results showed that the device did not achieve consistent chest compressions, as variability in applied force and speed affected uniformity. However, these inconsistencies allowed for the identification of key design improvements, including better weight distribution and enhanced calibration of the compression mechanism. Although the prototype did not reach the expected precision, it provides a solid foundation for further development and refinement. This research contributes to the field of biomedical engineering by exploring the automation of neonatal CPR, highlighting critical areas for improvement in future iterations, and offering insights into optimizing mechanical resuscitation techniques for better neonatal care outcomes.