Diseño y desarrollo de un dispositivo electrónico portátil no invasivo para prevenir los casos de muerte súbita en neonatos y lactantes

Abstract

El presente prototipo consiste en el diseño y desarrollo de un dispositivo electrónico portátil no invasivo para prevenir los casos de muerte súbita en neonatos y lactantes, tomando en cuenta aquellos factores que pueden ocasionar la muerte súbita del lactante, tales como el apnea de sueño, posición al dormir del lactante, sobrecalentamiento, entre otros. Como componentes para el sistema, se emplearon un sensor de fuerza resistiva, electrodos superficiales, un termistor para la temperatura, un acelerómetro digital, un sensor ambiental y micromotores. A partir de los componentes utilizados se obtienen la frecuencia respiratoria, la frecuencia cardiaca, el posicionamiento del lactante, la temperatura del lactante, la humedad relativa y temperatura ambientales, junto a una etapa de realimentación que permitirá despertar al lactante cuando capte una disminución de la frecuencia respiratoria (menor a 20 respiraciones por minuto), a través de los micromotores. Posteriormente, los sensores son incorporados a una chaqueta para lactantes, donde las señales obtenidas son procesadas a través de un microcontrolador y enviadas mediante el módulo Bluetooth (BT) correspondiente a una PC, en el cual, se observarán las señales y valores numéricos por medio de una interfaz gráfica de usuario (GUI) desarrollada mediante el uso de software orientado a objetos y técnicas de programación. El prototipo fue probado en tres lactantes, con edades de 3 meses, 12 meses y 18 meses de edad. En ese sentido, se utilizó la chaqueta en cada lactante para captar las mediciones de los sensores utilizados durante el estado de sueño profundo en cada uno de ellos, donde el prototipo tuvo la capacidad de detectar los eventos adversos a la salud del paciente, accionando los micromotores a fin de que el propio lactante pueda adoptar una posición correcta al dormir y así mantenerlo a salvo.

The present prototype consists of the design and development of a non-invasive portable electronic device to prevent cases of sudden death in neonates and infants, taking into account those factors that can cause sudden infant death, such as sleep apnea, position infant sleep, overheating, among others. As components for the system, a resistive force sensor, surface electrodes, an integrated temperature circuit, a digital accelerometer, an environmental sensor and micromotors were used. From the components used we obtain the respiratory rate, heart rate, infant positioning, infant temperature, and relative humidity and ambient temperature and the feedback stage that will allow the infant to wake up when it captures a decrease in respiratory rate (less than 20 breaths per minute), through the micromotors. Subsequently the sensors are incorporated into a jacket for infants, then the signals are processed through the microcontroller and sent via the Bluetooth module (BT) to a PC which, we will observe the signals and numerical values through a graphical user interface (GUI) developed by object-oriented software and programming techniques. The prototype was tested in three infants with the following ages 3 months, 12 months and 18 months of age. In this sense, the jacket was used in each infant to capture the measurements of the sensors used during the deep sleep state in each one of them, where the prototype had the ability to detect adverse events in the patient's health, activating the micromotors so that the infant can adopt a correct position when sleeping and thus keep the infant safe.