RELAX VIEW: un software para el análisis del comportamiento de la relajación muscular en la anestesia profunda.

Transcripción

1 RELAX VIEW: un software para el análisis del comportamiento de la relajación muscular en la anestesia profunda. A. R. Fernández 1, M. E. Cartaya 2, L. Rodríguez 3, J. Folgueras 4. RESUMEN: En este trabajo se describen las particularidades de RELAX VIEW, un software dirigido a los especialistas en Anestesiología, que les permite analizar y procesar la información obtenida de un monitor de relajamiento muscular, aplicado al paciente durante el acto quirúrgico, una vez concluido este. Implementado sobre Visual Basic 5.0 para Windows, brinda múltiples opciones para el manejo de los datos con una interfaz única y transparente para el usuario. Fácil de emplear y totalmente amistoso, es especialmente útil para documentar la Historia Clínica del paciente, para acumular criterios y evidencia experimental durante el estudio de algún nuevo relajante, así como en la formación posgraduada de nuevos especialistas en Anestesiología. Palabras clave: Anestesiología, relajamiento neuromuscular, procesamiento fuera de línea, corriente supramáxima. INTRODUCCIÓN Durante el desarrollo de las intervenciones quirúrgicas que se realizan bajo el efecto de la anestesia profunda es usual administrarle al paciente un relajante muscular para que el campo operatorio se mantenga sin movimiento, facilitando la tarea del cirujano. El anestesiólogo necesita conocer la profundidad real del relajamiento en cada instante de tiempo para tomar las acciones adecuadas: intubar o extubar al paciente, administrar una dosis adicional de relajante o suministrarle un antídoto para contrarrestar la acción del relajante si el acto quirúrgico llega a su fin. El monitoreo del grado de relajación del paciente puede realizarse si se mide la respuesta motora del paciente al estímulo, por ejemplo, midiendo la aceleración del dedo pulgar cuando se excita el nervio mediano con patrones de estímulos eléctricos de uso común en Anestesiología [1]. Los patrones de estímulos que suelen emplearse son los siguientes: [2-6] Pulso Simple (Single Twitch) 1 segundo (ST 1 s) Pulso Simple10 segundos (ST 10 s) Tren de Cuatro (Train of Four) 15 segundos (TOF) Tren de Cuatro 5 minutos (TOF slow) Conteo Post-Tetánico (Post Tetanic Count) (PTC) Es útil que un monitor del grado de relajación muscular almacene las respuestas del paciente a los estímulos durante todo el acto quirúrgico, de forma que las mismas puedan ser analizadas a posteriori sin que de ello dependan, ni la vida, ni la seguridad del paciente. Este análisis garantiza la documentación adecuada de la historia clínica, así como el análisis minucioso de todos los eventos ocurridos. Para ello se emplean programas específicos que brindan las herramientas y facilidades necesarias para el procesamiento que desee realizar el operador. Un ejemplo de un sistema de éste tipo es el empleado con un monitor comercial actual [7]. El análisis fuera de línea es especialmente útil para la investigación del comportamiento de los pacientes ante un nuevo tipo de relajante muscular, puesto que permite documentar adecuadamente las respuestas del paciente en el tiempo, incluyendo la copia dura de todo el proceso. Especial importancia reviste el empleo de los datos almacenados para la enseñanza, ya sea de pregrado o de postgrado, pues permite analizar casos reales con el detenimiento y el tiempo necesarios, sin la presión existente en el quirófano. Los autores del trabajo participan en el desarrollo de un nuevo monitor de relajamiento muscular, denominado RELAX M [8], para el cual han desarrollado un software de alto nivel que permite el análisis fuera de línea de los datos referentes al grado de relajación muscular del paciente. Este software, nombrado RELAX VIEW permite mostrar las respuestas individuales a cada estímulo, utilizando una interfaz amistosa y fácil para el usuario, organizando y mostrando los datos almacenados por el RELAX M en su memoria interna. 1. Licenciada en Cibernética Matemática, Instituto Central de Investigación Digital, La Habana, Cuba, adria@me.icid.edu.cu 2. Licenciada en Ciencia de la Computación, Instituto Central de Investigación Digital, La Habana, Cuba, mary@me.icid.edu.cu 3. M. Sc. en Sistemas Digitales, Aspirante a Investigador, Instituto Central de Investigación Digital, La Habana, Cuba, layla@me.icid.edu.cu 4. Dr. en C. Físico-Matemáticas, Investigador Titular, Instituto Central de Investigación Digital, La Habana, Cuba, folguera@me.icid.edu.cu 10

2 MATERIALES Y MÉTODOS RELAX VIEW ha sido implementado sobre Visual Basic 5.0 para Windows y permite extraer los datos de la memoria del monitor, conectado mediante un puerto serie con la microcomputadora en que se ejecuta el programa, almacenándolos en archivos. Estos datos se pueden representar en forma gráfica o tabular disponiéndose, además, de una serie de opciones para su análisis y manejo. El sistema se ha organizado funcionalmente en dos grandes módulos tal y como se ha representado gráficamente en la Figura 1. Módulo de adquisición de datos Menú principal Menú principal La ventana principal del sistema contiene un menú en el que se agrupan las diferentes funciones que brinda RELAX VIEW. Algunas de estas pueden considerarse de propósito general como: Abrir un archivo. Cerrar un archivo. Administrador de archivos. Imprimir y configurar impresora. Organizar ventanas (mosaico horizontal, mosaico vertical y cascada). Ayuda en línea. Otras funciones están orientadas específicamente al procesamiento de los datos que el software manipula: Leer memoria. Exportar archivo. Copiar hacia el clipboard. Zoom adentro y Zoom afuera. Configurar ambiente. Módulo de visualización y procesamiento de los datos Figura 1. Diagrama en bloques de RELAX VIEW, mostrando los dos módulos que lo componen. Para mejorar la interfaz con el usuario y facilitar el trabajo de éste último, al sistema se le ha incluido una barra de herramientas a través de la cual se accede directamente a las funciones de uso más frecuente. Módulo de adquisición de datos En este módulo se encuentran los procedimientos y las funciones empleados en la comunicación asincrónica entre RELAX VIEW y el monitor a través del puerto serie seleccionado por el usuario (COM1 o COM2), la cual se realiza a una velocidad de Baud. La memoria del monitor es una memoria serie de 8 Kbyte, que permite el almacenamiento de los datos de varios pacientes, identificados mediante un código ubicado al inicio de los datos correspondientes a cada uno de ellos. Los datos almacenados para cada paciente incluyen: el valor del tiempo en que se aplicó cada estímulo durante la monitorización, la temperatura superficial de la mano del paciente, el tipo de estímulo aplicado, las respuestas a estos estímulos, etc. Estos valores son escritos en la memoria en paquetes con la siguiente estructura: Byte de inicio de paquete. Byte de modo, que brinda la siguiente información: Tipo de estímulo. Anchura del pulso. Estado de la batería. Si se transmitió el byte de temperatura o no. Si se transmitió el byte de intensidad de la corriente o no. Si el evento fue marcado por el anestesiólogo en el monitor. 2 bytes con la información del tiempo en horas, minutos y segundos, en que ocurrió el evento. Byte(s) de respuestas que contienen el valor de la respuesta del paciente al estímulo aplicado. La cantidad de bytes enviados depende del tipo de estímulo. Byte de intensidad de corriente. Byte de temperatura. Byte de fin de paquete. La transmisión de los datos desde el monitor se realiza de manera cíclica hasta tanto no sea presionado el interruptor "Fin de Comunicación" del monitor. Durante el proceso de transmisión - recepción el sistema lee 8 Kbyte de datos y crea, en la memoria de la microcomputadora, una imagen de estos, lo cual permite el procesamiento de la información fuera de línea, de forma que el monitor puede emplearse en otros pacientes una vez terminada la comunicación. 11

3 El tratamiento posterior que se realiza con estos datos almacenados consiste en: Identificación de la zona de datos correspondiente a cada paciente. Extracción, decodificación, análisis y validación de cada paquete. Almacenamiento de los datos en el archivo correspondiente al paciente que se está procesando. Los archivos generados por RELAX VIEW tienen extensión RLX y son tablas de Microsoft Access. Se brinda la posibilidad de que el usuario incorpore de manera opcional a cada uno de ellos algún texto con información específica. Módulo de visualización y procesamiento de los datos Con los datos almacenados, los resultados pueden mostrarse en dos ventanas: la ventana de datos y la ventana gráfica. Ambas pueden exhibirse, al unísono o de forma independiente (ver Figura 2). La primera representa los datos en una tabla cuyas filas contienen las respuestas al patrón de estímulo aplicado, conjuntamente con los demás datos recogidos por el monitor. En cambio, la ventana gráfica representa cada patrón de estímulo aplicado en dos gráficos bidimensionales de barras: un gráfico completo y una región ampliada del propio gráfico. Ambos muestran en el eje horizontal, con escalas diferentes, los valores del tiempo en que se efectuó la monitorización del paciente y en el eje vertical los valores numéricos acerca del estado de relajación del paciente. Figura 2. Interfaz de RELAX VIEW. En la parte superior se muestra la ventana de datos y en la parte inferior se encuentra el gráfico completo. En la región intermedia aparece una ampliación de la zona comprendida alrededor del cursor gráfico que aparece señalado en la figura con una flecha. 12

4 RESULTADOS Y DISCUSIÓN Orientado a organizar el trabajo de los especialistas con la información obtenida del monitor de relajamiento muscular RELAX M, RELAX VIEW garantiza una interfaz única que permite emplear las numerosas opciones del sistema con la mayor transparencia para el usuario. En la Figura 2 se muestra un ejemplo ilustrativo del contenido de uno de los archivos de datos. En la ventana de datos se brinda una información detallada acerca de los datos de interés para cada respuesta del paciente a un patrón de estímulos específico, que comprende: Tiempo: Es el tiempo en el que se efectuó la monitorización al paciente. Este campo siempre estará visible en la ventana de datos. Marca: Aparece el símbolo "*" en aquellas respuestas que, durante la monitorización, fueron marcadas por el especialista. Tipo de estímulo: Muestra el patrón de estímulo aplicado. Contracción 1 (Twitch 1): Valor de la respuesta para las estimulaciones con Pulso Simple (1 s y 10 s) y con Post Tetanic Count. Para la estimulación con Tren de Cuatro (15 s y 5 min) muestra el valor de la primera respuesta. El valor se muestra en % en relación con el correspondiente al obtenido antes de suministrar el relajante muscular. Post Tetanic Count. Para la estimulación con Tren de Cuatro (15 s y 5 min) muestra el valor de la primera respuesta. El valor se muestra en % en relación con el correspondiente al obtenido antes de suministrar el relajante muscular. Contracciones 2, 3 y 4 (Twitch 2, Twitch 3, Twitch 4): Valores de la segunda, tercera y cuartas respuestas a la estimulación con Train of Four (15 s y 5 min), referidos en % con respecto al valor de la respuesta al primer pulso de este patrón de estimulación Contador de contracciones: Número de respuestas registradas para el patrón de estimulación Post Tetanic Count después de aplicar los 50 Hz durante 5 min. se calcula de la siguiente forma: Relación del TOF=(100*(Twitch 4)/(Twitch 1))% Temperatura: Temperatura de la piel (en C) correspondiente al lugar donde está ubicado el sensor. Anchura del pulso: Duración del pulso seleccionado. Los valores de anchura de pulso que se suministran son 200 µ ó 300 µ. Estado batería: Indica si el voltaje terminal de la batería es normal (OK) o si está con voltaje bajo (Baja) Corriente de estimulación: Valor de la corriente de estimulación (en la gama de 0-80 ma). Corriente supramáxima: Valor de la corriente supramáxima (en la gama de 0-80 ma). Modos de operación En la ventana gráfica se muestran las respuestas registradas durante cada monitorización, según el patrón de estímulo, lo que brinda una mayor flexibilidad para el especialista, que dispone de toda la información y funciones necesarias para realizar los análisis que estime pertinente. Para el trabajo con la ventana gráfica están disponibles dos modos de operación: Modo normal: Se muestran las respuestas obtenidas de todos los patrones de estímulo. Modo tendencia: En el gráfico se presentan las respuestas de los patrones Single Twitch (1 s y 10 s) y Post Tetanic Count. En el caso del patrón Train of Four (15 s y 5 min) solamente se señala la primera respuesta y un punto sobre esta, que representa el valor de la Relación del TOF, como se indica en la Figura 3. Otras características Además de las respuestas del paciente, aparecerá la curva de temperatura, si el usuario así lo indicó en la configuración del ambiente del sistema. Mediante el cursor, señalado en las Figuras 2 y 3, se puede recorrer todo el gráfico de respuesta en respuesta para distintos valores de tiempo. La información correspondiente a la respuesta señalada con el cursor aparece resaltada en la ventana de datos. Relación del TOF: Si se registraron las cuatro respuestas y la primera de ellas es de al menos el 20%, 13

5 Figura 3. Ventana gráfica configurada en modo de tendencia. El cursor, señalado con una flecha indica la respuesta a un estímulo TOF. Obsérvese que en este modo sólo se representa la primera respuesta y, mediante un punto colocado sobre la misma, el valor de la Relación del TOF. La curva continua representa la variación de la temperatura. Adicionalmente al sistema se le han incorporado herramientas para agilizar el análisis del gráfico, algunas de las cuales son: La ampliación o reducción de la imagen del gráfico completo. Recorrido del archivo siguiendo las marcas establecidas por el especialista durante la monitorización. La comunicación a través del clipboard del sistema operativo Windows con otros softwares, lo que posibilita exportar la imagen de la ventana gráfica y/o el contenido de la tabla que exhibe la ventana de datos hacia documentos de Microsoft Word, hojas de cálculos Microsoft Excel, diapositivas de Power Point o hacia otros sistemas. El programa se validó mediante el empleo de varios ficheros de datos que simulan los datos grabados en memoria para intervenciones quirúrgicas hipotéticas. En las figuras mostradas en el trabajo se ha hecho uso de los resultados obtenidos a partir de uno de estos ficheros. Las pruebas realizadas hicieron evidentes la facilidad de uso y el carácter amistoso de la interfaz, que permiten una rápida familiarización del usuario con las posibilidades del sistema. Estos resultados permiten afirmar que RELAX VIEW se corresponde con el estado del arte actual en este campo y refuerza el criterio de que constituye una poderosa herramienta para el anestesiólogo para la evaluación del comportamiento, fuera de línea, del relajamiento de los pacientes. 14

6 CONCLUSIONES El trabajo presentado constituye una poderosa herramienta para el anestesiólogo en el análisis del comportamiento de la relajación de los pacientes sometidos a un acto quirúrgico bajo anestesia profunda. De fácil empleo por el especialista, su interfaz amistosa le permite a éste documentar la Historia Clínica del paciente, considerando las respuestas del mismo a cada estímulo aplicado. Con el empleo de RELAX VIEW se facilita el estudio e investigación de nuevos relajantes musculares, así como la determinación de la posología de los mismos, acumulando evidencia experimental y elaborando nuevos criterios. De especial utilidad en la formación de nuevos especialistas en Anestesiología, permite el análisis fuera de línea de casos reales y su estudio posterior. REFERECIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. Rodríguez, L.; Folgueras, J.; Díaz, M.: "Medición de la aceleración del dedo pulgar: Una aplicación médica", Universidad, Ciencia y Tecnología, Venezuela, Vol. 2, No. 8, 9-11, ( 1998). 2. Crul, J. F.: "Meuromuscular Monitoring", Organon Teknika N. V., Belgium, ( 1996). 3.Ali, H.H., Savarese, J.J.: "Monitoring of neuromuscular function", Anesthesiology, 45, (1976). 4. Ali, H.A., Savarese, J.J., Lebowitz, P.W, Ramsey, F.M.: "Twitch, tetanus and train-of-four as indices of recovery from nondepolarizing neuromuscular blockade", Anesthesiology, 54, , (1981). 5.Viby-Mogensen, J., Howardy-Hansen, P., Chaemmer- Jorgensen, B., Ording, H., Engbaek, J., Nielson, A.: "Posttetanic count (PTC). A new method of evaluating an intense non-depolarizing neuromuscular blockade", Anesthesiology, 55, (1981). 6.Viby-Mogensen, J.: "Clinical assessment of neuromuscular transmission", British Journal Of Anaesthesiology, 54, (1982). 7. Biometer: "TOF Guard, Intelligent Neuromuscular Transmission Monitor", Rodríguez, L.: "Medición de la aceleración del dedo pulgar: Una aplicación médica", Tesis de Maestría, La Habana, (1998). 15

7 Diseño e implementación de la cama de un tomógrafo de resonancia magnética de imágenes. Carlos Díaz Novo 1, Alberto López Delis 2 RESUMEN:Se presenta la tecnología de construcción de la cama para un tomógrafo de RMI, sus especificaciones técnicas en lo que se refiere a la autonomía mecánica y el bloque de la electrónica de control. El presente trabajo es la base para la realización práctica del cálculo, diseño, construcción, introducción de nuevos materiales y componentes electrónicos, puesta a punto y caracterización de los sistemas de movimiento. Palabras Claves: Tomógrafo, Resonancia Magnética de Imágenes, Sistema Mágnetico, Posicionamiento, Tabla Portapaciente, Motor de Paso, Microcontrolador. encuentra la Resonancia Magnética de Imágenes (RMI), la cual además de permitir la visualización del interior de los cuerpos opacos, en particular el cuerpo humano, brinda la posibilidad de obtener información única en su tipo de la estructura y la cinética molecular del cuerpo investigado. El sistema de excitación y recepción está integrado, entre otras cosas, por un conjunto de bobinas y una electrónica especializada, que tienen como función provocar la perturbación de la magnetización primeramente y recibir a posteriori la señal inducida por ella en las bobinas de recepción cuando esta retorna a su posición de alineamiento inicial. Esta señal es recibida y procesada por el sistema, presentándose finalmente en el display en forma de imágenes. 2 3 INTRODUCCIÓN Dentro de los métodos más novedosos, prometedores y menos invasivos de diagnóstico en la medicina se encuentra la Resonancia Magnética de Imágenes (RMI), la cual además de permitir la visualización del interior de los cuerpos opacos, en particular el cuerpo humano, brinda la posibilidad de obtener información única en su tipo de la estructura y la cinética molecular del cuerpo investigado. En una estación de RMI se pueden identificar varios sistemas fundamentales: el sistema magnético, el sistema de excitación y recepción de radio frecuencia, el sistema de gradientes, el procesador de imágenes y el display. En muchos casos en el sistema magnético, el principal componente es un electroimán como se muestra en la Figura 1, encargado de crear un campo magnético estático, denotado por B0 y cuya inducción se mide en Tesla (T). Este campo provoca la polarización de los momentos magnéticos de determinados núcleos y la consecuente magnetización del objeto investigado. Dentro de los métodos más novedosos, prometedores y menos invasivos de diagnóstico en la medicina se Figura 1. Conjunto del sistema magnético (1), cama (2), tubo de gradientes (3), bastidor (4). Asociado al sistema que genera el campo principal B0 está el sistema de posicionado del paciente, donde se encuentra como elemento principal la cama como se muestra en la Figura 1. Un diseño adecuado del mismo permite colocar de manera rápida y con precisión milimétrica al paciente dentro del imán en una posición ergonometrícamente cómoda. La posición milimétrica es imprescindible para la ubicación correcta de las estructuras anatómicas y la reproducibilidad de los estudios. Un bloque electrónico y las posibilidades mecánicas del movimiento de la cama lo garantizan Sección de Diseño Mecánico. Centro de Biofísica Médica. Universidad de Oriente. novo@cbm.uo.edu.cu 2 Sección de Electrónica. Centro de Biofísica Médica. Universidad de Oriente. alberto@cbm.uo.edu.cu 16