Innovación para pacientes con insuficiencia renal

Para la extracción de muestras sanguíneas durante los tratamientos de hemodiálisis, se requieren piquetes constantes que pueden llegar a desgastar las venas del paciente. En México, la Fundación Mexicana del Riñón ha informado que son cerca de 60 mil personas quienes llevan a cabo estos tratamientos sustitutivos de la función renal —ya sea diálisis peritoneal o hemodiálisis.

En la búsqueda de métodos menos invasivos que puedan mejorar la calidad de vida del paciente que requiere hemodiálisis frecuente, un equipo de estudiantes de la Unidad Profesional Interdisciplinaria de Ingeniería, campus Zacatecas, del Instituto Politécnico Nacional (UPIIZ IPN) generó y patentó una herramienta que mide los niveles de creatinina en la sangre al inicio y al final del tratamiento de hemodiálisis, además de generar gráficas para su correspondiente seguimiento y disminuir considerablemente el costo del análisis.

Esta herramienta consiste en un sistema embebido —llamado así porque utiliza hardware y software—, cuyo hardware se encarga de capturar los valores de creatinina a partir de una muestra sanguínea y los envía a una aplicación web para que estos datos estén disponibles tanto para el médico como para el paciente.

Este proyecto, llamado “Sistema de medición y monitoreo de creatinina en la sangre pre y postratamiento de hemodiálisis”, es realizado como trabajo terminal por Eduardo Daniel Benítez Banegas y Arturo Alejandro Delgado Castañeda, estudiantes de ingeniería en sistemas computacionales (ISC) de la UPIIZ IPN, quienes son asesorados por el maestro en ingeniería Umanel Azazael Hernández González, maestro en tecnologías de la información José Luis Ávila Díaz y la químico farmacéutica bióloga Verónica Esparza Cordero.

“Uno de nuestros asesores ha padecido de este problema de salud, por lo que nos sugirió la construcción de este sistema, hecho con la finalidad de evaluar los niveles de creatinina antes y después de la hemodiálisis, para analizar si dicho tratamiento está funcionando o no. Cabe mencionar que este proyecto también puede ser utilizado por cualquier persona que desee conocer sus índices de creatinina, ya que otras enfermedades frecuentes en nuestro país, como hipertensión y diabetes, pueden propiciar una falla renal, por lo que tendría un alto beneficio para la sociedad mexicana”, describió Arturo Delgado.

El estudiante expuso que otro de sus objetivos es la reducción de costos, ya que aunque existen otros dispositivos en el mercado capaces de detectar los valores de la creatinina, no se encuentran en el territorio mexicano y, en caso de querer adquirir uno de segunda mano, oscilaría entre los ocho a quince mil pesos. Además, estos dispositivos utilizan un sistema de medición de química seca —tiras reactivas— para la medición de la creatinina, que cuestan alrededor de tres mil trescientos pesos mexicanos para 25 pruebas, por lo que su uso finalmente es costoso para un paciente promedio en México.

Otro método para medir los valores de creatinina consiste en asistir a un laboratorio u hospital para el análisis sanguíneo, cuyos resultados tendrán un costo de alrededor de doscientos pesos, por lo que es sumamente complicado evaluar estos niveles antes y después de cada sesión de hemodiálisis. El costo por cada prueba con la herramienta creada en la UPIIZ IPN se estima en 15 pesos mexicanos.

“Tuvimos la fortuna de conocer a un nefrólogo del estado de Zacatecas y nos comentó sobre la utilidad de este sistema dentro de la medicina aplicada, de tal manera que un especialista pueda tomar decisiones sobre el tratamiento de un paciente, para subirle o bajarle horas en la sesión de hemodiálisis o inclusive quitarle la sesión. Cabe recalcar que son sesiones desgastantes tanto física como psicológicamente, puesto que los pacientes en tratamiento de hemodiálisis son conectados en una máquina, la cual extrae la sangre, la regresa depurada y limpia, son procesos que duran un tiempo promedio de cuatro horas, y hay pacientes a quienes se les aplica hasta tres veces por semana. Lo que buscamos es mejorar la calidad de vida del paciente”, comentó Arturo Delgado.

El equipo de estudiantes acentuó el privilegio de ser asesorados por personas altamente capacitadas para el desarrollo y creación de este proyecto, además de recibir el interés por parte de especialistas médicos que los han motivado a su fortalecimiento.

“Entre otros hallazgos importantes de este proyecto, yo considero que es haber estudiado el método tradicional de la química clínica aplicada a la fotometría y simplificar los pasos que tradicionalmente son efectuados en un laboratorio clínico, en un aparato tan pequeño. Lograr este análisis es algo que como estudiantes de ingeniería en sistemas es un orgullo, porque estamos ayudando a resolver problemas de un tratamiento de salud”, expuso.

¿Cómo funciona este sistema?

Eduardo Benítez indicó que el módulo de dispositivo de hardware consta de un aparato móvil de tamaño similar a una laptop que realiza las funciones efectuadas en un laboratorio clínico, desde centrifugar, incubar la muestra, hasta analizarla con un espectrofotómetro. Esta técnica es la utilizada en los laboratorios.

Al extraer la sangre del paciente al inicio de la hemodiálisis, una pequeña muestra será tomada para verificar y medir los niveles de creatinina, que serán monitoreados y graficados en el software. Esto disminuirá el desgaste a las venas, ya que será menor el número de piquetes al paciente, cuando a partir de la misma hemodiálisis se haga la evaluación.

“Investigamos en artículos científicos, en libros y otras fuentes, y no hemos encontrado nada parecido a lo que nosotros estamos haciendo. Hay dispositivos como el glucómetro que son muy pequeños, pero carecen de la interacción con software, a través del cual nosotros ponemos las gráficas al alcance del paciente y del médico, para facilitar la generación de expedientes clínicos y la decisión de mantener las sesiones de hemodiálisis. Todos estos datos estarán disponibles en la página web que creamos”.

Para la construcción del hardware, el equipo utilizó una Raspberry Pi —microcontrolador basado en Linux—, a donde se envían las señales de voltaje, incubación, centrifugación y el uso del espectrofotómetro. Esta programación se hace con el lenguaje Python, que envía esta información —niveles de creatinina— a una base de datos situada en software —página web responsiva— que los obtiene, interpreta y grafica para mostrar al usuario los mensajes informativos sobre los niveles de creatinina, que finalmente servirán como herramienta para que el médico pueda tomar decisiones o el paciente los conozca.

“Enfocamos este proyecto principalmente en los médicos, para su toma de decisiones, así como para pacientes informados —para evitar generar pánico sobre los resultados obtenidos—. Actualmente ya hemos concluido la primera parte del proyecto, que consistió en el análisis y diseño del sistema. En la segunda parte terminaremos la versión 1 de este prototipo, en diciembre de 2018; sin embargo, si nos contactara alguien interesado en adquirirlo, nos podemos comprometer a buscar el apoyo correspondiente para construir y entregar una nueva versión”.

Además de este proyecto, este equipo de estudiantes planea continuar en la construcción de prototipos que mejoren los tratamientos tanto de la insuficiencia renal como de otras enfermedades frecuentes en México.

Fuente: CONACYT.