TAREAS DE INFORMATICA

Implante coronario inalámbrico

Un sensor inalámbrico desarrollado por la compañía CardioMEMS, con sede en Atlanta, redujo un 39% el número de hospitalizaciones en pacientes con insuficiencia cardíaca. El pequeño implante monitoriza la presión de fluido en la arteria pulmonar y transmite los datos de forma inalámbrica a los médicos, permitiéndoles ajustar en consecuencia la medicación de los pacientes.

Los investigadores afirman que el sensor podría reducir significativamente los costes de atención sanitaria y mejorar la calidad de vida de las personas con insuficiencia cardíaca congestiva. El dispositivo es uno de los diversos prototipos que están desarrollando CardioMEMS y otras compañías de implantes médicos para proporcionar monitores inalámbricos personalizados de forma continua para estos pacientes.

El dispositivo se implanta en la arteria pulmonar, un área que conlleva un bajo riesgo de coagulación. Es más pequeño que otros implantes en desarrollo porque no requiere una batería o un cable para tomar lecturas de presión. Dos aros de metal lo sujetan a los lados de la arteria y un transductor de presión registra el flujo de los fluidos que circulan a través de los vasos sanguíneos. El sensor está alimentado externamente por un receptor incorporado a una almohada. Cuando el paciente se acuesta sobre la almohada, el sensor se activa para realizar las mediciones y enviarlas de manera inalámbrica a un ordenador, en donde los médicos pueden revisar los datos.

En un ensayo clínico de seis meses de duración publicado este mes en la revista Lancet, se implantó el dispositivo a 550 pacientes de 64 centros de Estados Unidos y se les pidió que realizaran una lectura una vez al día. Los pacientes se dividieron en dos grupos. El primero recibió instrucciones de medicación de los médicos que supervisaban los datos del sensor. El segundo recibió instrucciones de médicos que dependían de los indicadores tradicionales como el peso y la tensión arterial. Durante los seis meses, los pacientes del primer grupo experimentaron un 39% menos de hospitalizaciones que los del segundo.

Vasos sanguíneos sintéticos

Unos vasos sanguíneos sintéticos que se pueden hacer con antelación y almacenar hasta que llegue el momento de la cirugía podría ayudar a los pacientes que se sometan a cirugía cardíaca y hemodiálisis, entre otros. Laura Niklason, anestesióloga e ingeniera biomédica de la Universidad de Yale, y sus colaboradores han cultivado unos vasos sanguíneos utilizando células humanas y los han probado en babuinos, demostrando que no provocan rechazo inmunológico y evitan las complicaciones comunes de los vasos sintéticos, tales como la coagulación, la ruptura o la contracción con el paso del tiempo. Los investigadores esperan que estos estudios demuestren que los vasos son lo suficientemente seguros como para recibir el permiso de la Food and Drug Administration (FDA) de los EE.UU. para iniciar los ensayos clínicos.

Durante la cirugía de bypass, los médicos que buscan eludir las arterias bloqueadas por lo general utilizan los vasos de una pierna o un brazo del paciente . Pero las personas que padecen enfermedades vasculares o que ya se han sometido anteriormente a otras operaciones pueden no disponer de vasos adecuados. Las otras opciones tienen complicaciones: los injertos de donantes a menudo son rechazados por el sistema inmunológico del receptor, los vasos artificiales de plástico presentan unas tasas elevadas de formación de coágulos sanguíneos y otros problemas, y los vasos desarrollados a partir de tejido del propio paciente tardan más de seis meses en madurar.

Niklason afirma haber resuelto este problema. Utilizando una técnica que desarrolló en el MIT en la década de 1990, los investigadores combinaron unas estructuras tubulares con células musculares lisas. Las células segregan colágeno y otras moléculas de tejido conectivo entorno a la estructura, formando los vasos sanguíneos. Una descompuesta la estructura, los vasos se lavan con un detergente que elimina las células, dejando solo los tubos fibrosos de colágeno.
Puesto que los tubos no contienen células vivas, no desencadenan ninguna respuesta inmunológica y tienen una vida útil de más de un año.

Un ordenador de un milímetro cúbico

Un nuevo sensor informático inalámbrico de apenas un milímetro cúbico de tamaño se podría implantar, con el tiempo, en los ojos de las personas con glaucoma, para realizar lecturas de presión las 24 horas del día y transmitir los datos a los médicos.

El nuevo dispositivo incluye un procesador, memoria, un sensor de presión, una célula solar, una batería de litio de película delgada y un transmisor en un diminuto rectángulo de vidrio. Los investigadores de la Universidad de Michigan informaron sobre el dispositivo a principios de esta semana en la “Internacional Solid-State Circuits Conference” celebrada en San Francisco.
El sensor realiza lecturas de presión cada 15 minutos y almacena los datos en la memoria hasta que se pueden enviar a un dispositivo externo. La célula solar, que mide sólo 0,07 milímetros cuadrados, recarga constantemente la batería y necesita 1,5 horas de luz solar o 10 horas de luz interior para cargarla por completo.

Dennis Silvestre, un ingeniero eléctrico de la Universidad de Michigan, señala que la principal dificultad de la reducción del dispositivo no fue el tamaño de los circuitos, sino la pequeña cantidad de energía que la batería era capaz de proporcionar. Por lo que fue necesario diseñar cada componente para que utilizara la menor cantidad posible de energía.

El resultado es un sensor que consume sólo 5,3 nanovatios de media. Pero el ahorro de energía tiene un coste. El procesador funciona a tan solo 100 kilohercios (en comparación con el de alrededor de 1 gigahercio disponible en un teléfono inteligente), la memoria tiene una capacidad de apenas 4000 bits y el transmisor inalámbrico tiene un alcance de tan sólo unos 10 centímetros. Sin embargo, eso es suficiente para realizar una lectura de la presión y almacenarla durante varios días.

Coches híbridos mas baratos

La Agencia de Protección Ambiental (EPA) de los EE.UU. y el Grupo Chrysler se han asociado para probar un sistema híbrido hidráulico para monovolúmenes que podría ser más barato que los sistemas híbridos convencionales y ahorrar más gasolina. La EPA y Chrysler invertirán un total de 4 millones de dólares (2 millones de dólares cada uno) en el proyecto y esperan empezar las pruebas en carretera el próximo año.

Los híbridos convencionales ahorran gasolina, en parte, utilizando la energía de frenado para cargar una batería. Un híbrido hidráulico capta energía utilizando una bomba hidráulica, en lugar de los frenos de fricción convencionales, para frenar el vehículo. La bomba impulsa el fluido hacia el interior de un tanque, comprimiendo el aire, de modo que se pueda utilizar para ayudar a propulsar el vehículo.

Los sistemas hidráulicos son voluminosos y ruidosos, lo que ha limitado su uso a vehículos de gran tamaño como los camiones de basura. Pero son atractivos debido a que las bombas y los tanques de almacenamiento de aire son baratos en comparación con las baterías. Además, los híbridos hidráulicos tienen el potencial para grandes mejoras en la economía de combustible que no sea híbrido batería, ya que los sistemas hidráulicos pueden almacenar energía muy rápidamente, lo que les permite capturar más energía de frenado. Mientras que los sistemas híbridos de batería convencionales para monovolúmenes podrían mejorar la economía de combustible en un 25% en comparación con los coches a gasolina, los sistemas hidráulicos podrían mejorarla entre un 30% y un 35% en la mayoría de las condiciones, afirma David Haugen, director del grupo de desarrollo tecnológico del laboratorio nacional de vehículos y emisiones de combustible de la EPA. En la conducción urbana, la mejora podría ser de hasta un 60%.

Para que el sistema funcione en vehículos monovolumen, los ingenieros tendrán que encontrar el modo de incorporar los voluminosos tanques de almacenamiento de aire --que ocupan más espacio que el depósito de gasolina del vehículo-- sin restar espacio de carga o de pasajeros y sin comprometer la seguridad.