Cellnex “conecta” un respirador de campaña al internet de las cosas

Colabora en el desarrollo de un mecanismo en 3D asequible y con producción fácilmente escalable.

La insuficiencia respiratoria es una de las complicaciones más graves del COVID-19 y la falta de respiradores se ha convertido en uno de los principales retos del mayor desafío sanitario de nuestra era.

Desde que comenzase la crisis, científicos, ingenieros, universidades, empresas, emprendedores o instituciones de todo el mundo han aunado esfuerzos para desarrollar a toda prisa aparatos de respiración mecánica para tratar de paliar la falta de recursos y evitar el colapso de las urgencias y las UCIs médicas.

En este contexto se enmarca la producción en colaboración público privada del respirador de campaña Leitat 1, fabricado con impresoras 3D industriales en la incubadora del Consorci de la Zona Franca de Barcelona, homologado en estudio clínico por la Agencia Española del Medicamento y probado y en funcionamiento en UCIs catalanas.

“El proyecto nace del reto de la situación de epidemia en el que no hay suficientes máquinas para atender a enfermos que necesitan ser intubados y ventilados mecánicamente. No hay suficientes máquinas para poderlos atender y no hay manera – por la situación creada por la pandemia – de obtenerlos comercialmente de forma masiva y seguramente tampoco de financiar el coste de las máquinas homologadas y comerciales”, explica en una entrevista el Doctor Esteve Trias.

Bajo el encargo de Catsalut y utilizando al centro tecnológico Leitat como núcleo central para atraer empresas, tecnologías o soluciones necesarias, en menos de una semana los promotores presentan un prototipo fundamentado en un trabajo previo de la Universidad de Texas y basado en un concepto tan rudimentario como eficaz.

“Se basa fundamentalmente en coger un ambú mecanizado – el globo de aire que, junto con el ejercicio de las manos permite la reanimación insuflando aire al paciente – y ver de qué manera lo mecanizamos sustituyendo la intervención humana y conectándolo a un tubo endotraqueal para intubar al paciente y ventilar mecánicamente”.

El coordinador de la Unidad de Terapias Avanzadas del Hospital Clínic de Barcelona explica que el reto se consiguió en pocos días utilizando tecnología de impresión 3D para sustituir las manos de la persona que presiona el ambú “por unas manos impresas en 3D que podemos mecanizar con un motor y se pueden regular perfectamente para controlar los parámetros de ventilación”.

El prototipo se ajustó para ofrecer garantías de seguridad y eficiencia, estableciendo controles de presión, de flujo o de volumen para poder parametrizarlos y desarrollando un mecanismo para medir, mediante una columna de agua, la resistencia de la respiración del paciente.

“Se trata de una fórmula muy rudimentaria, que estudiábamos en la facultad en los primeros respiradores mecánicos, pero ha demostrado seguridad y eficacia, con una respuesta inmediata”.

Este respirador de emergencia está homologado por la Agencia Española del Medicamento dentro de un estudio clínico que parece demostrar la seguridad y eficacia de una solución con un coste de fabricación inicial de 5.000 euros que, en caso de escalarse para una gran producción podría bajar sustancialmente.

Aunque por el momento se han producido alrededor de 100 unidades completamente funcionales y repartidas en distintos hospitales de Cataluña, está previsto fabricar al menos otras 400.

Cuando las cifras de infecciones y pacientes graves parecen haber disminuido, el respirador permite también a los hospitales cierta “reconstrucción” al poder devolver los ventiladores a las zonas de cirugía y anestesia a las que pertenecían y que estaban paralizadas.

El dispositivo, que a diferencia de otros respiradores más sofisticados, no reacciona a la respiración espontánea y solo puede usarse en pacientes sedados e intubados (conocida como ventilación invasiva, la norma en los enfermos graves por Covid-19), no es equivalente a los dispositivos comerciales cuyo coste oscila entre los 70.000 y 100.000 euros, pero podría ser homologado para situaciones de emergencia.

“El sistema no puede dotarse de miles de dispositivos comerciales para tenerlos en un cajón a un coste de millones de euros que la sanidad seguramente necesita para otras cosas a largo plazo”, explica Trías. “Por eso, sería fantástico conseguir la homologación definitiva de este respirador ya que en 72 horas se podrían proveer máquinas de forma masiva a todos los centros, con una capacidad de producción de entre 50 y 100 unidades al día que se podría estandarizar según la necesidad”.

Aunque los efectos de la pandemia parecen haber remitido, el especialista explica que el proceso avanza no sólo para dar respuesta inmediata a un posible rebrote en otoño, sino también para poderlo exportar a otros países que lo necesiten.

“Nos han preguntado en diferentes países, sobre todo en regiones de momento con menos incidencia que en Europa y estamos pidiendo un certificado de exportación del prototipo. En países en vías de desarrollo, la idea sería exportar directamente los equipos y en países que tengan capacidad tecnológica, podríamos simplemente hacerles la transferencia tecnológica para que ellos puedan producirlo in situ”.

Conectados al Internet de las Cosas

Cellnex, que en un principio participó en el proyecto aportando fondos, quiso contribuir también con sus soluciones en el ámbito de las telecomunicaciones que, previsiblemente y previa homologación, serán incluidas en las siguientes versiones del respirador.

Aprovechando sus conocimientos en redes de comunicación e internet de las cosas, un equipo de ingenieros de la empresa se planteó el reto de encontrar una solución que, garantizando la seguridad y eficiencia requeridas para la homologación, recogiese los datos del respirador en tiempo real y los transportase para su análisis a través de una aplicación.

“Tras diversos análisis, decidimos investigar la posibilidad de leer en tiempo real los datos que generaba el respirador, mediante la incorporación de una solución de hardware y software conectada en el propio respirador que, adicionalmente, se encargaba de enviar dicha información al instante hacia la plataforma de gestión de datos “SmartBrain” de Cellnex dónde se trata y visualiza con posterioridad mediante una aplicación, accesible desde cualquier lugar o dispositivo”, explica Juanjo González Bermejo, Head of IoT & Smart Corporate Business Line de la compañía.

En el primer prototipo –Leitat 1- el médico tenía que acercarse al respirador para ver cómo iba funcionando o interactuar a través de alarmas de sonido. La comunicación entre objetos que buscaba Cellnex pretende un diálogo más amigable o sencillo y sin las limitaciones de tener que estar presente.

”En los hospitales convencionales, los respiradores comerciales ya están conectados de forma que cualquier incidencia llega inmediatamente al centro de enfermería, pero este tipo de respiradores pensados para hospitales de campaña no disponen de las tecnologías y comunicaciones tan desarrolladas, así que nuestro objetivo era buscar la fórmula de facilitar ese trabajo”.

En Cellnex optaron por utilizar una red wifi para poner en comunicación a los respiradores con el servidor, al estar garantizada su funcionalidad y falta de alteraciones en entornos médicos. “En la siguiente fase, en la que recogemos toda la información en tiempo real para interpretarla y realizar una aplicación usable y válida desde un punto de vista médico, trabajamos directamente con el Doctor Trias para que tuviera sentido el análisis desde el punto de vista médico/clínico”, explica el ingeniero de sistemas.

“Para nosotros es muy interesante la aportación de Cellnex porque la conexión centralizada nos aportará mucho valor en tres sentidos”, argumenta Trias. “El fabricante y el promotor pueden conocer permanentemente el funcionamiento de la máquina al instante. En la parte clínica, permitiría un control centralizado y algo tan fundamental para nosotros como un control parametrizado de los pacientes. En tercer lugar, si este sistema de Big Data fuera capaz de vincular la información que me da el ventilador con la información clínica del paciente, podría demostrar a largo plazo las equivalencias y las frecuencias”.

Para llevar a cabo estos trabajos, Cellnex ha contado con la colaboración de dos empresas especializadas, NearbySensor y Quantion, con las que colabora de forma habitual en el ámbito del internet de las cosas. Su especialización en la captura y tratamiento de información con procesos Edge por un lado (NearbySensor) y en el desarrollo de aplicaciones software por el otro (Quantion), han facilitado el desarrollo y ejecución del proyecto bajo unas condiciones y tiempos muy exigentes.

Carlos Ruano

Periodista y fundador de Newsbub