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Prototipo auxiliar para el reprocesamiento de endoscopios en el Hospital San Vicente Fundación. Yenifher Sánchez Durango Trabajo de grado presentado para optar al título de Bioingeniera Asesores Jonathan Gallego Londoño, Bioingeniero, M.Sc Bioingeniería Mauricio Ernesto Andrade Maquilón, M.Sc Ingeniería clínica Universidad de Antioquia Facultad de Ingeniería Bioingeniería Medellín, Antioquia, Colombia 2022 Cita Yenifher Sánchez Durango [1] Referencia [1] Y. Sánchez Durango, “Prototipo auxiliar para el reprocesamiento de endoscopios en el Hospital San Vicente Fundación”, Trabajo de grado profesional, Bioingeniería, Universidad de Antioquia, Medellín, Antioquia, Colombia, 2022. Biblioteca Carlos Gaviria Díaz Repositorio Institucional: http://bibliotecadigital.udea.edu.co Universidad de Antioquia - www.udea.edu.co Rector: John Jairo Arboleda Céspedes Decano: Jesús Francisco Vargas Bonilla Jefe departamento: John Fredy Ochoa El contenido de esta obra corresponde al derecho de expresión de los autores y no compromete el pensamiento institucional de la Universidad de Antioquia ni desata su responsabilidad frente a terceros. Los autores asumen la responsabilidad por los derechos de autor y conexos. https://co.creativecommons.org/?page_id=13 https://co.creativecommons.net/tipos-de-licencias/ Agradecimiento: Agradezco y dedico la elaboración de este proyecto a mi familia, que con esfuerzo me han enseñado que con paciencia y dedicación se pueden alcanzar los sueños, a mis amigos, profesores y asesores del Hospital San Vicente Fundación, que en el transcurso por la universidad han aportado su granito para ayudarme a ser la persona que soy hoy en día. A ellos y a la Universidad de Antioquia muchas gracias por ayudarme a formar una profesional íntegra tanto en el área académica como en el ámbito personal. TABLA DE CONTENIDO RESUMEN ....................................................................................................................................... 9 1. INTRODUCCIÓN ........................................................................................................... 13 2. OBJETIVOS .................................................................................................................... 16 2.1 Objetivo general .............................................................................................................. 16 2.2. Objetivos específicos ....................................................................................................... 16 3. MARCO TEÓRICO ........................................................................................................ 17 3.1 Endoscopio ...................................................................................................................... 17 3.1.1 Partes de un endoscopio ........................................................................................... 17 3.1.2 Limpieza y desinfección del endoscopio. ................................................................ 18 3.1.3 Detergentes y desinfectantes .................................................................................... 21 3.1.4 Esterilización ............................................................................................................ 23 3.2 Impulsión de fluidos ........................................................................................................ 23 3.2.1 Bombas ..................................................................................................................... 24 3.3 Válvula............................................................................................................................. 26 3.3.1 Clasificación según el tipo de válvula ...................................................................... 26 3.2.2 Clasificación según el accionamiento ...................................................................... 28 3.3.3 Diámetro nominal de paso (DN) .............................................................................. 28 3.3.4 Presión nominal (PN) ............................................................................................... 28 3.4 Pérdida de carga ............................................................................................................... 29 3.5 Relé .................................................................................................................................. 30 3.6 Arduino UNO .................................................................................................................. 31 4. METODOLOGÍA ............................................................................................................ 32 4.1 Análisis del proceso de reprocesamiento de endoscopios ............................................... 32 4.2 Selección de componentes ............................................................................................... 41 4.3 Ensamblaje y fabricación ................................................................................................. 46 4.4 Verificación del funcionamiento ..................................................................................... 48 5. RESULTADOS Y ANÁLISIS ........................................................................................ 50 5.1 Selección de componentes ............................................................................................... 50 5.2 Ensamblaje y fabricación ................................................................................................. 50 5.3 Verificación del funcionamiento ..................................................................................... 55 6. CONCLUSIONES ........................................................................................................... 58 7. REFERENCIAS .............................................................................................................. 60 LISTA DE TABLAS TABLA I. Tabla comparativa de algunos displays que se tuvieron en cuenta para la selección del prototipo auxiliar. ........................................................................................................................... 43 TABLA II. Tabla comparativa de algunas bombas de agua que se tuvieron en cuenta para la selección del prototipo auxiliar. ..................................................................................................... 44 LISTA DE FIGURAS Fig. 1. Partes de un endoscopio [5] ............................................................................................. 17 Fig. 2. Flujograma de desinfección de endoscopio ..................................................................... 18 Fig. 3. Esquema de los canales internos de un endoscopio que detalla la conexión con el accesorio de irrigación para la desinfección manual [6]. ............................................................................... 19 Fig. 4. Montaje de bombas de desplazamiento oscilante. [11] ................................................... 25 Fig. 5. Montaje de bombas de desplazamiento positivo rotatorias. [11] ................................... 26 Fig. 6. Pasos para el prototipo auxiliar para el reprocesamiento de endoscopios ....................... 32 Fig. 7. Proceso de limpieza previa de los endoscopios por parte del personal ........................... 33 Fig. 8. Prueba de impermeabilidad de los endoscopios por parte del personal .......................... 34 Fig. 9. Limpieza manual de los endoscopios por parte del personal. .........................................36 Fig. 10. Enjuague posterior a la limpieza de los endoscopios por parte del personal. ................. 38 Fig. 11. Desinfección de alto nivel de los endoscopios por parte del personal. ........................... 39 Fig. 12. Enjuague posterior a la desinfección de alto nivel de los endoscopios por parte del personal. …………………………………………………………………………………………..40 Fig. 13. Secado y almacenamiento de endoscopios por parte del personal. ................................. 41 Fig. 14. Componentes elegidos para crear el prototipo auxiliar para el reprocesamiento de endoscopios. ................................................................................................................................... 50 Fig. 15. Secuencia de opciones que se presenta en la pantalla ..................................................... 51 Fig. 16. Esquema de conexión de la pantalla con el Arduino UNO. ............................................ 52 Fig. 17. Esquemático del prototipo auxiliar para el lavado de endoscopios. ................................ 53 Fig. 18. Montaje real del prototipo auxiliar para el reprocesamiento de endoscopios. ................ 53 Fig. 19. Diseño en 3D del prototipo auxiliar para el lavado de endoscopios. .............................. 54 Fig. 20. Impresión 3D del prototipo auxiliar para el lavado de endoscopios ............................... 54 Fig. 21. Montaje de la carcasa con los componentes seleccionados. ............................................ 55 Fig. 22. Resultado final del prototipo funcional auxiliar para el reprocesamiento de endoscopios………………………………………………………………………………………55 Fig. 23. Pruebas en seco del funcionamiento del prototipo. ......................................................... 56 Fig. 24. Conexiones del prototipo al endoscopio. ......................................................................... 56 Fig. 25. Verificación del funcionamiento del prototipo con el endoscopio en el servicio de endoscopia. ..................................................................................................................................... 57 Fig. 26. Verificación del estado del desinfectante con las tiras de control. .................................. 57 Prototipo auxiliar para el reprocesamiento de endoscopios… 9 RESUMEN Un endoscopio es un dispositivo médico que permite al personal de salud aumentar el campo visual al interior del organismo del paciente, permitiendo la obtención de imágenes directas del cuerpo en lugares donde sería imposible introducir algún instrumento. En el Hospital San Vicente Fundación de Medellín tiene 25 endoscopios, 18 equipos para vía digestiva y 7 para vía aérea, llevando a cabo un aproximado de 7.880 procedimientos de endoscopia al año, lo que corresponde a una gran cantidad de procedimientos, por lo cual es importante tener presente la funcionalidad y el proceso de lavado de los endoscopios, ya que todos los pacientes deben ser considerados como una fuente potencial de infección, y todos los endoscopios deben ser descontaminados con el mismo grado de rigurosidad después de cada procedimiento endoscópico. La falta de cumplimiento con las recomendaciones puede no solo provocar la transmisión de patógenos, sino también dar lugar a errores en el diagnóstico, mal funcionamiento de los instrumentos, y acortamiento de su vida útil. Por este motivo se planteó la creación de un prototipo funcional que sirva de forma auxiliar para el reprocesamiento de endoscopios, de manera que se desarrollará en tres etapas. Previamente al desarrollo, fue necesario un estudio de campo sobre el proceso de reprocesamiento que se lleva a cabo en el hospital, de manera que se tuviera un contexto claro de las fases de lavado, detergentes, desinfectantes utilizados y el tiempo empleado para estas actividades. La primera etapa del desarrollo del prototipo consistió en seleccionar los componentes electrónicos, mecánicos y estructurales que harían parte del prototipo funcional, realizando consultas en tiendas electrónicas, páginas web y con terceros que proporcionan información sobre los posibles componentes que podrían ser implementados, de manera que se pudieran tener varias opciones y realizar una selección adecuada. Posteriormente, se procede a implementar la segunda etapa del desarrollo, la cual corresponde a ensamblar y fabricar el prototipo funcional basado en la elaboración del código y articulación de los componentes, donde la programación de la pantalla en Arduino era un paso muy importante, para esto se debió instalar varias librerías y buscar información sobre los comandos necesarios para su programación. El código está dividido en varias funciones que permiten visualizar la interfaz, el manejo del touch y el contador de tiempo regresivo, de manera que los auxiliares u operarios que realicen el proceso de lavado de los equipos puedan escoger entre Prototipo auxiliar para el reprocesamiento de endoscopios… 10 dos opciones, 3 minutos para la fase de lavado con jabón enzimático y 5 minutos para la implementación del desinfectante, por último, se realiza el montaje y fabricación de la carcasa que alberga el prototipo. La última etapa del desarrollo consiste en verificar que el funcionamiento del prototipo funcional fabricado cumpla con el protocolo de reprocesamiento de endoscopios establecido por el hospital, tomando un control de calidad con las citillas de verificación, que proporcionan información del estado del desinfectante y la correcta implementación de los protocolos en el hospital, de manera que si hay un cambio de color en este insumo, puede ser porque no se sigue adecuadamente el protocolo de limpieza del hospital. Palabras clave — Endoscopio, prototipo, reprocesamiento, ensamble, detergente, desinfectante, limpieza Prototipo auxiliar para el reprocesamiento de endoscopios… 11 ABSTRACT An endoscope is a medical device that allows health care personnel to increase the visual field inside the patient's body, allowing direct images of the body to be obtained in places where it would be impossible to introduce any instrument. The San Vicente Fundación Hospital in Medellín has 25 endoscopes, 18 for the digestive tract and 7 for the airway, carrying out approximately 7,880 endoscopy procedures per year, which corresponds to a large number of procedures, so it is important to keep in mind the functionality and washing process of the endoscopes, since all patients should be considered as a potential source of infection and all endoscopes should be decontaminated with the same degree of rigorousness after each endoscopic procedure. Failure to comply with the recommendations may not only result in the transmission of pathogens, but also lead to errors in diagnosis, instrument malfunction, and shortened instrument life. For this reason, the creation of a functional prototype to serve as an auxiliary form for the reprocessing of endoscopes was proposed so that it would be developed in three stages. The first to the development, it was necessary to conduct a field study on the reprocessing process carried out in the hospital, in order to have a clear context of the washing phases, detergents, disinfectants used, and the time used for these activities. The first stage of the prototype development consisted of selecting the electronic, mechanical, and structural components that would be part of the functional prototype, by consulting electronic stores, web pages, and third parties that provide information on the possible components that could be implemented, so that several options could be available and an adequate selection could be made. Subsequently, we proceeded to implement the second stageof development, which corresponds to assembling and manufacturing the functional prototype based on the development of the code and articulation of the components, where the programming of the screen in Arduino was a very important step, for this we had to install several libraries and seek information on the necessary commands for programming. The code is divided into several functions that allow visualizing the interface, the handling of the touch, and the countdown timer, so that the assistants or operators who perform the washing process of the equipment can choose between two options, 3 minutes for the washing phase with enzymatic soap and 5 minutes for the implementation of the disinfectant, finally, the assembly and manufacture of the case that houses the prototype is performed. The last stage of the development Prototipo auxiliar para el reprocesamiento de endoscopios… 12 consists of verifying that the functioning of the manufactured functional prototype complies with the endoscope reprocessing protocol established by the hospital, taking quality control with the verification cells, which provide information on the state of the disinfectant and the correct implementation of the protocols in the hospital, so that if there is a color change in this input, it may be because the hospital's cleaning protocol is not properly followed. Keywords — Endoscope, prototype, reprocessing, assembly, detergent, disinfectant, cleaning Prototipo auxiliar para el reprocesamiento de endoscopios… 13 1. INTRODUCCIÓN Un endoscopio es un dispositivo médico que se utiliza para observar el interior de una cavidad del organismo, existen diferentes tipos de endoscopios según su fin diagnóstico o terapéutico y están clasificados en rígidos y flexibles, el primero está compuesto principalmente por un telescopio tubular el cual no tiene capacidad de flexión, mientras que el segundo está compuesto de un tubo largo y flexible, ofreciendo una amplia visión de la cavidad que está siendo explorada, estos últimos pueden ser de fibra óptica o videoscopios, los primeros tienen una lente ocular que permite que la imagen sea vista directamente a través de una cámara montada en el endoscopio y los segundos permiten transmitir las imágenes directamente a un monitor, lo que posibilita una visión clara de la zona de estudio. En el Hospital San Vicente Fundación de Medellín hay 25 endoscopios que están divididos de la siguiente manera, 18 equipos para vía digestiva, de los cuales 14 son para pacientes adultos y 4 para pacientes pediátricos, los demás equipos son para la vía aérea [1]. En el hospital se llevan a cabo 7.880 procedimientos de endoscopia al año, los cuales están divididos de la siguiente manera, pacientes adultos 6.000, pacientes pediátricos 800, neumología 400, pacientes de consulta externa 280 y 400 en otros, este examen es importante para el diagnóstico de síntomas digestivos como acidez, vómitos, náuseas, dificultad para tragar, sangrados o dolor en el abdomen, diarreas, estreñimiento entre otros y permiten prevenir la gastritis, hemorroides, infecciones del año, inflamaciones del recto o fisuras, úlceras o tumores. Por otra parte, el Hospital también realiza procedimientos de fibrobroncoscopia o broncoscopias pulmonares que se solicitan tras haber detectado alguna anomalía en una radiografía o en un TAC torácico y sirven para para extraer cuerpos extraños del interior de los pulmones o para quitar secreciones de moco que obstruyen la ventilación pulmonar[2],[3]. Al ser estos síntomas tan comunes en la población Antioqueña y en el resto del país es necesario que los médicos realicen una evaluación de la evolución del paciente y se apoyen de estos dispositivos para hacer un diagnóstico y posterior tratamiento de la enfermedad, lo que significa para el hospital un gran volumen de programación de estos procedimientos y un gran volumen en el reprocesamiento de los equipos que son utilizados. Además de la cantidad de Prototipo auxiliar para el reprocesamiento de endoscopios… 14 procedimientos, es importante tener presente la funcionalidad y el proceso de lavado, ya que todos los pacientes deben ser considerados como una fuente potencial de infección, y todos los endoscopios y dispositivos accesorios deben ser descontaminados con el mismo grado de rigurosidad después de cada procedimiento endoscópico. La falta de cumplimiento con las recomendaciones puede no solo provocar la transmisión de patógenos, sino también dar lugar a errores en el diagnóstico, mal funcionamiento de los instrumentos, y acortamiento de su vida útil. El prototipo auxiliar para el reprocesamiento de endoscopios pretende optimizar el tiempo que los operarios y auxiliares de enfermería emplean en este proceso, puesto que el reprocesamiento de estos equipos requiere de diferentes etapas, prelimpieza, limpieza, enjuague y desinfección, lo que les demora entre 20 a 30 minutos por equipo. Si se tiene en cuenta la cantidad de procesos, tiempo y recursos como el agua, se evidenciará que es mucho el tiempo y los recursos que se pueden ahorrar en el reprocesamiento de estos equipos con la ayuda del prototipo, ya que al solo conectar el equipo al endoscopio, este hace que recircule las soluciones de enjuague y desinfección de forma más efectiva, reemplazando la forma manual de las aplicaciones de inyecciones en los canales de los endoscopios por una recirculación automática de las soluciones con tiempos ya establecidos, de manera que puedan emplear ese tiempo ahorrado en otras de sus tareas como operarios, mejorando el rendimiento de todo el proceso. Actualmente se están incursionando en el mercado nuevos proyectos de lavado para los endoscopios como el SCOPE BUDDY que también es una herramienta auxiliar para el lavado de endoscopios, el hospital por su parte quería ser innovador y crear su propio prototipo para proporcionar un lavado continuo del canal del endoscopio[4]. Para la creación del prototipo se analizó el reprocesamiento de los endoscopios en algunos de los servicios del hospital con el fin de observar cómo se desarrollaban las etapas de limpieza, enjuague y desinfección, posteriormente se hizo una búsqueda en diferentes lugares, como sitios web, tiendas de electrónica y con terceros, de manera que se pudiera obtener información de los posibles componentes para la conformación del prototipo y así poder realizar la clasificación de esta información para seleccionar de acuerdo a varios parámetros los elementos a adquirir. Luego, se creó el código de funcionamiento de la pantalla elegida, con su correspondiente microcontrolador para el control de los diferentes elementos electromecánicos, después se Prototipo auxiliar para el reprocesamiento de endoscopios… 15 articularon las diferentes partes y se inspeccionó el funcionamiento de todo el sistema, por último, se realizó el diseño de la carcasa, el cual alberga a todos los componentes de tal manera que quedaran bien distribuidos y separadas las partes húmedas de las electrónicas, se realizan pruebas de montaje con todos los elementos y la carcasa y se implementa del prototipo en un servicio del hospital. En este informe se muestra el objetivo general y los objetivos específicos, luego se presenta la metodología que especifica los diferentes procesos que permiten alcanzar los objetivos planteados, estos son, el análisis del proceso de lavado de los endoscopios, realización de la búsqueda bibliográfica, en tiendas o con terceros acerca de los diferentes componentes que se requieren en el prototipo, selección de los componentes adecuados para la a conformación del prototipoy la compra de repuestos, realización del diseño de los planos de funcionamiento, creación del código de programación para el control de los componentes electromecánicos y electrónicos escogidos, ensamblado de los componentes mecánicos con los electrónicos, realización de pruebas de funcionamiento del sistema e implementación de su uso en un servicio del hospital, todo esto está basado en el marco teórico que finalmente permite la identificación de los procesos importantes para realizar el prototipo, posteriormente se observan las conclusiones que muestran el alcance que se obtuvo con el proyecto. Prototipo auxiliar para el reprocesamiento de endoscopios… 16 2. OBJETIVOS 2.1 Objetivo general Crear un prototipo funcional que sirva de forma auxiliar para el reprocesamiento de endoscopios en el hospital San Vicente Fundación. 2.2. Objetivos específicos o Seleccionar los componentes electrónicos, mecánicos y estructurales que harán parte del prototipo funcional. o Ensamblar y fabricar el prototipo funcional basado en la elaboración de planos, código y articulación de componentes. o Verificar que el funcionamiento del prototipo funcional fabricado cumpla con el protocolo de reprocesamiento de endoscopios establecido por el hospital. Prototipo auxiliar para el reprocesamiento de endoscopios… 17 3. MARCO TEÓRICO 3.1 Endoscopio Es un dispositivo médico que se utiliza para observar dentro de una cavidad u órgano corporal, se introduce por la boca, la nariz o el recto. Existen diferentes tipos de endoscopios que se diferencias según el fin diagnóstico o terapéutico y están clasificados de la siguiente manera, gastroscopio, colonoscopio, duodenoscopio, enteroscopio, ecoendoscopio, broncoscopio y laringoscopio[5]. 3.1.1 Partes de un endoscopio Fig. 1. Partes de un endoscopio [5] Sección de conexión: Permite conectar el endoscopio a la torre y así poder suministrar luz, energía, suministros tales como aire o agua y transmitir las imágenes capturadas por el sensor alojado en el extremo distal[6]. Sección de control: Alberga todas las funciones necesarias para la correcta navegación del endoscopio mediante los mandos arriba, abajo, derecha, izquierda, botones de control de captura de imagen, magnificación, funciones de cromoendoscopia, válvulas para insuflación, irrigación, aspiración[6]. Prototipo auxiliar para el reprocesamiento de endoscopios… 18 Sección de inserción: compuesta de tres partes diferenciadas, el tubo de inserción, la parte curva en la cual alberga el sistema de flexión del endoscopio y el sensor y el extremo distal donde se alojan las salidas del canal de trabajo, canal de irrigación, canal de limpieza, lentes de las guías de luz y lentes del sensor[6]. 3.1.2 Limpieza y desinfección del endoscopio. A continuación, en la Fig. 2, se muestra un flujograma el cual permite entender el proceso que se realiza durante la limpieza y desinfección del endoscopio en el Hospital. Fig. 2. Flujograma de desinfección de endoscopio. Limpieza mecánica: Es la fase más importante, ya que en esta se eliminan más del 90% de los agentes infecciosos e inorgánicos que quedan en el endoscopio después de realizar un procedimiento, debe realizarse antes de 30 minutos de haber terminado la exploración para evitar la formación de biofilms. Se realiza de forma manual y su eficacia depende en gran medida del personal, por lo que debe realizarse metódicamente. Para la limpieza mecánica del endoscopio es necesario tener en cuenta los siguientes nombres de la distribución de canales y partes del endoscopio como se muestra en la siguiente imagen. Prototipo auxiliar para el reprocesamiento de endoscopios… 19 Fig. 3. Esquema de los canales internos de un endoscopio que detalla la conexión con el accesorio de irrigación para la desinfección manual[6]. Limpieza en la sala de exploración: Una vez terminado el procedimiento con el paciente y antes de desprender el endoscopio de la fuente de luz/video y del procesador, los auxiliares de enfermería deben limpiar la superficie externa del endoscopio desde la sección de los controles hasta el extremo distal con un paño empapado de detergente enzimático, luego se succiona a través del canal de trabajo 250 ml por 30s de detergente enzimático presionando la válvula de succión y posteriormente se extrae y se verifica que el canal de trabajo no esté bloqueado, finalmente se desconecta y en un recipiente se transporta a la sala de desinfección[7]. Limpieza en la sala de desinfección: Cuando se transporta el equipo de la sala de procedimientos a la sala de desinfección, lo primero que se debe hacer es examinar que no haya irregularidades en la superficie o abolladuras que puedan ser causa de rotura de la funda externa del endoscopio. Se deben retirar las válvulas, realizar el test de fugas manual, sumergir el equipo y limpiar la superficie externa y accesorios con detergente enzimático. Es importante que los canales de aspiración y de biopsia se limpien con ayuda de un cepillo que tenga un diámetro correspondiente al del canal de trabajo, este cepillo se debe ingresar a través del orificio de aspiración y dirigirse en dos direcciones, perpendicular y oblicua, Prototipo auxiliar para el reprocesamiento de endoscopios… 20 de manera que por cada canal se pueda pasar un mínimo de 2 veces. El extremo distal se cepilla con un cepillo corto, prestando especial atención al orificio de insuflación/lavado, también se utiliza este cepillo corto para la limpieza de los orificios de las válvulas y se introduce por el orificio de instrumentación. Posteriormente se deben aclarar los canales de aspiración, aire-agua e instrumentación mediante la irrigación de agua con una pistola o jeringuillas[7]. Enjuague y secado: Siempre se debe enjuagar y secar entre la limpieza y la desinfección para evitar posibles reacciones y eliminar la columna de detergente remanente dentro del canal, instilando agua-aire por medio de una jeringa de manera que se enjuague el endoscopio y las válvulas. Limpiar y enjuagar el recipiente antes del próximo procedimiento. Luego se debe secar con aire a presión los canales y superficies externas [7]. Desinfección de alto nivel manual: En esta fase se debe sumergir el endoscopio, pistones, capuchón de la punta y la válvula en un desinfectante de alto nivel, de manera que se pueda irrigar los canales con una jeringa de 60ml evitando la pérdida del desinfectante por los mismos, esto con el fin eliminar la totalidad del aire que se encuentra dentro y asegurar el contacto del desinfectante con toda la superficie interna, sumergiendo el equipo en el desinfectante por el tiempo sugerido por los fabricantes, posteriormente, se debe retirar la solución de desinfección barriendo profusamente con un chorro de aire antes de enjuagar y es importante que siempre se determine si la solución desinfectante sigue siendo efectiva analizándola con una tira de test suministrada por el fabricante [7]. Almacenamiento: Para el almacenamiento se puede colgar el equipo en un placard de almacenamiento bien ventilado, asegurar que las válvulas estén bien secas y lubricadas de ser necesario, guardarlas por separado [7]. Enjuague y secado final: Después de la desinfección, expulsar la columna del desinfectante que estuvo dentro de los canales del endoscopio utilizando una jeringa con aire, retirar el endoscopio del desinfectante y enjuagar profusamente los canales y Prototipo auxiliar para el reprocesamiento de endoscopios…21 superficies externas con agua, descartar el agua de enjuague después de cada uso / ciclo, enjuagar los canales con alcohol etílico al 70% o alcohol isopropílico, secar con oxígeno o aire comprimido filtrado a no más de 21psi o instilando aire con jeringa o aspirando aire [7]. 3.1.3 Detergentes y desinfectantes Detergentes: Para la limpieza de los endoscopios es recomendable utilizar detergentes que contengan enzimas, así como sustancias antimicrobianas, que no produzca espuma, ya que estas pueden inhibir el contacto del fluido con la superficie del equipo y anular el campo de visión para el personal encargado de realizar el reprocesamiento. El detergente seleccionado debería aflojar eficazmente el material orgánico y no orgánico, de modo que en el proceso de lavado se pueda retirar completamente el material no deseado. Los detergentes contienen surfactantes que reducen la tensión superficial facilitando la remoción de los restos, 𝐻2𝑂2 que afloja eficazmente los restos, proteasas que descomponen los restos proteicos a subunidades más pequeñas y más solubles, amilasas que catalizan la degradación del almidón, lipasas que descomponen los restos que contienen grasa, compuestos de amonio cuaternario, biguanidinas, alcoholes o aldehídos. Los detergentes que contienen aldehídos no deben ser utilizados para la limpieza, ya que desnaturalizan y coagulan las proteínas. Asimismo, los detergentes basados en compuestos de amino o glucoprotamina en combinación con glutaraldehído para la desinfección no deben ser utilizados, ya que las reacciones químicas pueden producir la formación de residuos de colores. Deben descartarse los detergentes enzimáticos después de cada uso ya que estos productos no son microbicidas y no retrasarán la multiplicación microbiana[7]. Desinfectantes: Un buen desinfectante debe ser efectivo contra una amplia gama de agentes, virus y proteínas priónicas, además de ser compatible con el material de los endoscopios, sus accesorios y reprocesadores. Los desinfectantes deben ser utilizados a la temperatura sugerida por el fabricante y analizados regularmente con tiras de tests para asegurar una correcta actividad y activación de los productos[7]. Prototipo auxiliar para el reprocesamiento de endoscopios… 22 • Glutaraldehído: El método estándar de desinfección es la inmersión durante 20 minutos en una solución de glutaraldehído (GA) al 2%, las soluciones de este desinfectante deben estar en concentraciones de 2.4 % a 2.6 % y tienen una vida útil máxima de 14 días. Las ventajas de GA son que es efectivo, relativamente barato, no daña los endoscopios, los accesorios o equipos de reprocesamiento automatizado. Sin embargo, puede causar irritaciones, problemas alérgicos y provocar dermatitis, conjuntivitis, irritación nasal y asma [7]. • Ortoftalaldehído El Ortoftalaldehído (OPA) es un desinfectante altamente eficaz que contiene benzenodicarboxaldehído del 1,2% al 0.55%, destruye completamente todas las bacterias viables comunes en 5 minutos de exposición y elimina parcialmente a la especie Bacillus. Es un desinfectante bueno porque no produce emanaciones tóxicas ni necesita activación, es estable a valores de pH que varían de 3 a 9. El OPA puede irritar la vía respiratoria o los ojos, por este motivo es recomendable utilizarlo en áreas bien ventiladas y mantenerlo en recipientes herméticos, sus principales ventajas son los altos niveles de desinfección que se obtienen a los 12 minutos, su larga vida útil (2 semanas), sus propiedades no tóxicas y el hecho de estar aprobada por APIC y por FDA [7]. • Ácido peracético Comparado con GA, el ácido peracético (PAA) tiene una eficacia biocida similar o mejor. Se recomienda un tiempo de contacto de 5 minutos para la destrucción de las bacterias vegetativas y los virus, Virus de Hepatitis B, VIH, la actividad esporicida requiere inmersión durante 10 minutos para PAA 0.35. Con respecto a la seguridad del personal se sostiene que PAA produce menos irritación que GA y que es más inocuo para el medio ambiente. Una de las principales desventajas de PAA es que es menos estable que GA y su vida útil es de 12-18 meses dependiendo de las condiciones de almacenamiento. La concentración de PAA debe Prototipo auxiliar para el reprocesamiento de endoscopios… 23 verificarse con los kits de análisis apropiados que detectan la concentración efectiva mínima contra todo un rango de patógenos esperados [7]. 3.1.4 Esterilización Se utiliza la esterilización fundamentalmente para procesar los accesorios del endoscopio y se logra mediante métodos físicos o químicos. La presión bajo vapor, el calor seco, el gas de óxido de etileno, el peróxido de hidrógeno, el gas plasma y los productos químicos líquidos son los principales métodos de esterilización utilizados en las dependencias sanitarias. Cuando se utilizan productos químicos con la finalidad de destruir toda forma de vida microbiológica, incluyendo las esporas fúngicas y bacterianas, se los refiere como esterilizantes químicos. Los endoscopios flexibles no toleran las altas temperaturas de procesamiento (> 60 °C) y no pueden ponerse en autoclave o ser desinfectados utilizando agua caliente o vapor subatmosférico. Sin embargo, pueden ser esterilizados siempre y cuando hayan sido limpiados minuciosamente y se cumpla con los criterios de procesamiento del fabricante. Si bien el valor de la esterilización parecería ser obvio no hay evidencia disponible indicando que la esterilización de los endoscopios flexibles mejore la seguridad de un paciente reduciendo el riesgo de transmisión de infección [7]. 3.2 Impulsión de fluidos El desplazamiento de fluidos, líquidos o gases que fluyen de forma espontáneamente, se desarrolla por lo general en sistemas de flujo con trayectorias largas que poseen conducciones rectas, cilíndricas y con variedad de diámetros o uniones, de tal modo que la energía total disminuye en la dirección del flujo. De lo contrario, es necesario introducir energía al sistema desde el exterior de manera que este aporte de energía pueda garantizar al fluido para conseguir el desplazamiento necesario, la altura a que deba elevarse y la presión con que se requiera al final de su recorrido. Este aporte de energía al sistema se puede hacer mediante dispositivos tales como bombas, compresores, sopladores y ventiladores [8]. Prototipo auxiliar para el reprocesamiento de endoscopios… 24 3.2.1 Bombas Es una máquina hidráulica que transforma la energía con la que es accionada en energía hidráulica del fluido incompresible que mueve, su función es incrementar la presión del líquido, añadiendo energía al sistema hidráulico, con el fin de moverlo de una zona de menor presión o altitud a otra de mayor presión o altitud. Al incrementar la energía del fluido, se aumenta su presión, su velocidad o su altura, variables que están relacionadas con el principio de Bernoulli [8]. Las bombas tienen una gran cantidad de criterios para su clasificación, como lo son la diversidad de aplicaciones, materiales de construcción, configuración mecánica, tipo de movimiento y principio de activación por el cual se le adiciona energía a la bomba. Bajo este criterio las bombas pueden dividirse en dos grandes grupos que son bombas de desplazamiento positivo y bombas rotodinámicas [9]. 3.2.1.1 Tipos de Bombas. Bombas de desplazamiento positivo: En las bombas de desplazamiento positivo, la transferencia de energía al fluido es hidrostática, de modo tal, que existe un cuerpo de desplazamiento que reduce el espacio lleno de fluido y lo bombea a la tubería, ejerciendo presión sobre el fluido. Al aumentarel espacio de trabajo, este se vuelve a llenar con fluido. El trabajo realizado Ws es el resultado del producto de la fuerza de desplazamiento F y la distancia de desplazamiento s. Esta ecuación también puede expresarse como el producto de la cilindrada Vs y la presión de elevación p. 𝑊𝑠 = 𝐹 ∗ 𝑠 = 𝐴 ∗ 𝑝 ∗ 𝑠 = 𝑉𝑠 ∗ 𝑝 La potencia transmitida al fluido se calcula a partir del caudal volumétrico Q y la presión de elevación p. 𝑃 = 𝑄 ∗ 𝑝 Prototipo auxiliar para el reprocesamiento de endoscopios… 25 En las bombas de desplazamiento positivo por lo general el caudal es independiente de la altura de elevación, lo que las hace ideales en aplicaciones donde se requiera inyección o dosificación, tienen buena capacidad de aspiración, son adecuadas para altas presiones y fluidos con alta viscosidad. Por otro lado, al no poseer un límite de presión es necesario una válvula de seguridad o limitadora de presión para controlar esta variable y son poco apropiadas si se requiere un número alto de revoluciones [10]. Las bombas de desplazamiento positivo se dividen en oscilantes y rotatorias (ver Fig. 4 y Fig. 5 respectivamente). Las bombas de desplazamiento positivo rotatorio disponen de más áreas de trabajo que las oscilantes, ya que se llenan y vacían uniformemente, gracias a su desplazamiento rotatorio. Las bombas de desplazamiento positivo oscilantes poseen una construcción más compleja, ya que el funcionamiento rotatorio tiene que transformarse en un mecanismo de biela-manivela, un mecanismo de excéntrica o un mecanismo de leva. Además, se requiere como mínimo una válvula de presión para evitar que el fluido se desplace a la inversa [10]. Fig. 4. Montaje de bombas de desplazamiento oscilante [10]. Prototipo auxiliar para el reprocesamiento de endoscopios… 26 Fig. 5. Montaje de bombas de desplazamiento positivo rotatorias [10]. Bomba de diafragma: Las bombas de diafragma o de membrana son del tipo de bombas oscilantes de desplazamiento positivo, que utiliza una combinación de la acción recíproca de un diafragma de goma, termoplástico o PTFE y válvulas adecuadas en ambos lados del diafragma para bombear un fluido. Su funcionamiento consiste en aumentar el volumen de una cámara contenida en la bomba, haciendo que el diafragma se mueve hacia arriba, posterior a esto, la presión disminuye y el líquido se introduce en la cámara. Cuando la presión de la cámara aumenta más tarde debido a la disminución del volumen libre, el diafragma se mueve hacia abajo y el líquido que se extrajo previamente se expulsa. Finalmente, el diafragma subiendo una vez más atrae fluido hacia la cámara, completando el ciclo [11]. 3.3 Válvula Una válvula es el dispositivo que intercepta, distribuye o regula su caudal de un fluido comprimido [12]. 3.3.1 Clasificación según el tipo de válvula Válvulas de interceptación o cierre: Son componentes fundamentales dentro de los sistemas termohidráulicos modernos, ya que permiten regular el flujo de manera que la temperatura del fluido no sea demasiado alta y no presente riesgo de daños al sistema con un aumento de presión, estas válvulas son necesarias tanto para garantizar la seguridad de las personas en contacto y su alrededor, como para garantizar una mayor durabilidad, el funcionamiento de las válvulas se basa en un fluido diatérmico que se conecta al obturador Prototipo auxiliar para el reprocesamiento de endoscopios… 27 por medio de una varilla, cuando la temperatura es demasiado alta, la varilla empuja el obturador y conduce al cierre del tubo. Existen varios tipos de estas válvulas, pero las más comunes son las válvulas de compuerta, de bola o esfera y las de mariposa [12]. Válvulas de compuerta: Se caracterizan por una cuña que se mueve perpendicularmente respecto a la dirección del flujo, las válvulas de bola, son la más comunes y se basan en la rotación de un obturador esférico con una cavidad cilíndrica coaxial al flujo, de manera que cuando está abierto, ocupa una parte de la tubería, mientras que si se cierra, bloquea completamente el flujo y por último están las válvulas de mariposa, donde el obturador es un disco que gira alrededor de un eje perpendicular a la dirección del fluido, de tal manera que si la válvula está en la posición completamente abierta, las pérdidas de presión son mínimas, mientras que en las posiciones parcialmente abiertas habrá pérdidas muy elevadas [12]. Válvulas de distribución: Son aquellas que desvían el flujo del fluido comprimido sin variar la presión ni el caudal. Las válvulas de distribución están compuestas de una parte operativa que permite la distribución del aire y una parte de mando, el cual realiza el operador. Según su construcción se distinguen dos tipos, válvulas de asiento, las cuales se abren y se cierran mediante bolas, discos, placas o conos, y se aseguran por medio de juntas elásticas. Estas válvulas tienen gran duración ya que hay pocos elementos de desgaste y su fuerza de accionamiento es bastante elevada, las válvulas de corredera se abren y se cierran mediante correderas cilíndricas, planas o circulares y la seguridad de estas no es tan buena como en las válvulas de asiento, ya que siempre se debe dejar un pequeño espacio entre la corredera y el cilindro. Además, al no tener que vencer una resistencia de presión y fluido o muelle, la fuerza de accionamiento es menor [13]. Válvulas de regulación: Son unas válvulas especialmente diseñadas para controlar el paso del agua, las cuales disponen de un elemento interior que se desplaza mediante un volante y con el que se regula a voluntad la cantidad de fluido que pasa por la válvula. Dentro de estas válvulas se podría incluir las válvulas de equilibrio. En función de las características de la instalación, las válvulas de equilibrado se encargan de originar las Prototipo auxiliar para el reprocesamiento de endoscopios… 28 pérdidas de carga adecuadas para garantizar una correcta distribución del fluido por toda la instalación [14]. 3.2.2 Clasificación según el accionamiento Válvulas de accionamiento manual: Requieren de un operador, que hace referencia a la parte de mando de la válvula y pueden ser de accionamiento (conmutación de la válvula) o reposicionamiento (vuelta de la válvula a la posición de reposo). Válvulas de accionamiento eléctrico o electrónico: Denominadas electroválvulas o válvulas de solenoide, son dispositivos que responden a pulsos eléctricos, donde gracias a la corriente que circula a través del solenoide que poseen, es posible abrir o cerrar la válvula para el control de los fluidos. Cuando circula corriente por el solenoide se genera un campo magnético que atrae el núcleo móvil y al finalizar el efecto del campo magnético, el núcleo vuelve a su posición, en la mayoría de los casos, por efecto de un resorte. Las electroválvulas son más fáciles de controlar mediante programas de software y son ideales para la automatización industrial, además, suelen implementarse en lugares de difícil acceso ya que pueden ser accionadas por medio de acciones eléctricas [15],[16]. 3.3.3 Diámetro nominal de paso (DN) Corresponde a la sección mínima de paso, el cual se expresa en milímetros y deberá ser igual al de la tubería donde vaya instalada la válvula. Existen válvulas con paso total, lo que quiere decir que el paso interior es igual al de la tubería y válvulas de paso reducido, donde el paso interior es un diámetro menor que el de la tubería. Cuando el paso se reduce más de un 5% respecto al DN, se considera que es una válvula de paso reducido [14]. 3.3.4 Presión nominal (PN) Vieneexpresada en bar o kg/cm2 es la presión hidráulica máxima que un componente es capaz de resistir en utilización a largo plazo y a una temperatura de servicio establecida. La presión normal de trabajo continuo, acostumbra a ser entre un 50% y un Prototipo auxiliar para el reprocesamiento de endoscopios… 29 60% de la presión nominal, por motivos de seguridad, ya que no es recomendable trabajar siempre al máximo [14]. 3.4 Pérdida de carga Es la pérdida de energía por el rozamiento continuo con la tubería y por la fricción que ocurre en el paso de accesorios o dispositivos, que serán vistos como obstáculos en la conducción, los cuales pueden ser, la propia tubería, válvulas, derivaciones, codos, manguitos, estrechamientos, cambios de dirección, cambios de sección, etc. La pérdida de carga resulta ser entonces, la diferencia de presión entre dos puntos para un determinado caudal, en el caso de las tuberías horizontales la pérdida de carga se manifiesta en la disminución de presión del flujo [17]. La pérdida de carga depende principalmente de la longitud, ya que al estar está en mayor proporción, mayor pérdida de carga habrá, depende también del caudal que circula por la tubería, puesto que a mayor caudal se van a presentar mayores pérdidas, también se ve influenciada por el material con el que está hecha la tubería, pues cuanto más rugoso es, se dará más pérdida de carga por la fricción entre el fluido y el material, por último, el tipo de fluido y su densidad. Existen dos tipos de pérdidas de carga, pérdida de carga por fricción, también conocidas como pérdida lineal o continua, y pérdida de carga localizada, conocidas como pérdida singular o en accesorios. Expresión de la pérdida de carga: ℎ𝑝é𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎𝑠 = ℎ𝑓 + ℎ𝑙 Dónde: • hpérdidas: pérdida de carga • hf: pérdidas continuas • hl: pérdidas localizadas Pérdidas continuas: Ocurren por los rozamientos del fluido con las tuberías y dependen de parámetros como longitud y rugosidad de la tubería, y la velocidad, viscosidad o densidad del https://valvulasarco.com/lineas-de-negocio/agua/ https://blog.valvulasarco.com/como-evitar-fugas-de-fluidos-con-juntas-de-estanqueidad Prototipo auxiliar para el reprocesamiento de endoscopios… 30 fluido. Se suele tomar con mayor importancia a las pérdidas continuas que a la localizadas, siempre y cuando estas no superen el 5% de las pérdidas totales se pueden despreciar [17]. Pérdidas localizadas: Son las causadas por el cambio de movimiento que experimenta el fluido cuando cambia de dirección. Se les conoce también como pérdidas en accesorios, accidentales o singulares. A diferencia de la pérdida continua, no son causadas por la fricción, sino por fenómenos de turbulencia originados en puntos específicos de los sistemas de tuberías. Estos puntos pueden ser: válvulas, codos, cambios de dirección, juntas, derivaciones, etc [17]. Expresión de las pérdidas localizadas: ℎ𝑙 = 𝑘 𝑣2 2𝑔 Dónde: • hl: pérdida de carga localizada • k: coeficiente determinado en forma empírica para cada tipo de punto. En válvulas depende del grado de apertura y del tipo de válvula • v: velocidad media del agua, antes o después del punto singular. Se expresa con la unidad m/s • g: gravedad. 3.5 Relé La función predominante del relé es que sirve de interruptor para detener el paso de la corriente dentro del circuito donde se encuentra operando, su funcionamiento obedece a la de una interruptor, cuando está cerrado deja que la corriente circule por él, y cuando está abierto el interruptor no hay un lugar físico para que circule la corriente por el relé, este dispositivo puede ser electromecánico o de estado sólido pero el funcionamiento es el mismo, servir de interruptor para el paso de la corriente, uno es más utilizado para semiconductores y no posee desgaste de partes móviles como el otro, como se explica a continuación [18]. Prototipo auxiliar para el reprocesamiento de endoscopios… 31 Relé de estado sólido: El relé de estado sólido a diferencia del relé electromecánico no posee partes móviles, igualmente funciona como interruptor y conmuta entre los estados abierto y cerrado, a diferencia del relé electromecánico no sufre de deterioro mecánico cuando hay una maniobra de apertura o cierre. Es utilizado para procesos que necesiten una operación continua de los contactos y su velocidad de cambio de estado para el paso de la corriente se da en nanosegundos, son utilizados generalmente en semiconductores como tiristores y transistores [18]. Relés electromecánicos: El relé electromecánico está compuesto principalmente de 3 componentes las cuales son el núcleo, la bobina y el electroimán, sigue el comportamiento de un interruptor el cual cierra o abre el paso del circuito para la conducción de la corriente, el funcionamiento consiste en la generación del campo magnético producido por la corriente la cual circula por la bobina generando un cambio en el estado de relé, haciendo que se transforme en un imán proporcionando una potencia dependiendo del porcentaje de la fuerza que produce la corriente [18]. 3.6 Arduino UNO El Arduino es una plataforma de código abierto, la cual utiliza hardware y software para la elaboración de circuitos electrónicos, con el software desarrollado se puede incorporar en un microcontrolador un programa informático libre mediante IDE (entorno de desarrollo integrado), que es un entorno de desarrollo en el que cualquier persona pueda desarrollar placas de manera libre y autónoma para el campo de acción que lo requiera. Arduino es una plataforma de código abierto, la cual utiliza hardware y software para la elaboración de circuitos electrónicos, con el software desarrollado se puede incorporar en un microcontrolador un programa informático libre mediante IDE (entorno de desarrollo integrado), que es un entorno de desarrollo en el que cualquier persona pueda desarrollar placas de manera libre y autónoma para el campo de acción que lo requiera. El conector de alimentación que Arduino dispone de un puerto de alimentación externo que permite hacer funcionar la placa sin utilizar un ordenador. El voltaje recomendado de alimentación de la placa está entre 7V y 12V [19]. Prototipo auxiliar para el reprocesamiento de endoscopios… 32 4. METODOLOGÍA Para la creación del prototipo funcional que sirva de forma auxiliar para el reprocesamiento de endoscopios en el hospital San Vicente Fundación, se siguieron los pasos que se muestran en la Fig. 6Fig. 6. Fig. 6. Pasos para el prototipo auxiliar para el reprocesamiento de endoscopios 4.1 Análisis del proceso de reprocesamiento de endoscopios El hospital San Vicente Fundación de Medellín cuenta con 25 endoscopios que se encuentran distribuidos en los servicios de gastroenterología, consulta externa, neumología y quirófanos. Para analizar el proceso de lavado de los endoscopios se visitó el servicio de endoscopia del Hospital San Vicente fundación, donde se pudo observar el reprocesamiento de estos equipos Análisis del proceso de lavado de los endoscopios Realizar búsqueda bibliográfica, en tiendas o con terceros sobre los diferentes componentes que se requieren para la creación en el prototipo Seleccionar los componentes más adecuados para la replicación y posible compra de repuestos Realizar el diseño de los planos de funcionamiento Crear el código de programación para el control de los diferentes componentes electromecánicos y electrónicos escogidos Ensamblar todos los componentes mecánicos y electrónicos Realizar pruebas de funcionamiento e implentar su uso en un servicio del hospital Prototipoauxiliar para el reprocesamiento de endoscopios… 33 y los tiempos que los auxiliares u operarios emplean en ello. Haciendo uso de una guía que se emplea en el Hospital, se evidenció el seguimiento de los siguientes pasos y tiempos que se emplean en este servicio. Pre-Limpieza Fig. 7. Proceso de limpieza previa de los endoscopios por parte del personal En esta fase los auxiliares despejan los restos macroscópicos con un paño impregnado de solución enzimática, luego, ellos deben de aspirar el detergente a través del canal de trabajo (250 mL/minuto) asegurándose de que no esté tapado e irrigar los canales con aire y agua, verificando que no hayan quedado bloqueados por el agua. Posteriormente, deben de observar que no haya marcas de mordidas u otras irregularidades en la superficie del tubo de inserción, retirar el endoscopio del procesador de video/fuente de luz y llevarlo a la sala de reprocesamiento. Prototipo auxiliar para el reprocesamiento de endoscopios… 34 Prueba de impermeabilidad Fig. 8. Prueba de impermeabilidad de los endoscopios por parte del personal Esta prueba se realiza para verificar que el endoscopio no posea ninguna fuga que pueda comprometer el interior del equipo, primero las auxiliares revisan que el probador de fugas no tenga torceduras, rotos, cortes u orificios por donde se pueda salir el aire, luego deben cerciorarse que el pin del conector este bien puesto, para luego presurizar el endoscopio y observar cómo se Prototipo auxiliar para el reprocesamiento de endoscopios… 35 infla el rubber que es la parte distal del tubo de inserción. Cuando se cumplan los anteriores pasos, pueden sumergir el equipo 30 segundos y evidencias que no hay burbujas. Limpieza manual Prototipo auxiliar para el reprocesamiento de endoscopios… 36 Fig. 9. Limpieza manual de los endoscopios por parte del personal. Esta limpieza remueve más del 99% de los microorganismos y se realiza para cada endoscopio antes de la desinfección de alto nivel. El primer paso que realizan consiste en examinar el estado de los instrumentos de lavado, chequeando que los cepillos tengan suficientes cerdas y no tengan dobleces. Posteriormente deben sumergir el equipo en el detergente enzimático para continuar con el proceso de cepillado por el canal de succión, este canal está dividido en dos caminos, si se inserta el cepillo con un ángulo de 90° se va a limpiar la parte del tubo universal, que es el que va hacia el conector del equipo y si se inserta el cepillo con un ángulo de 45° se procede a limpiar la parte del tubo de inserción del equipo. También se debe introducir el cepillo de limpieza por el cilindro de succión y el puerto del canal de instrumentos, como se puede ver en la Fig. 9 y no se debe insertar el cepillo en el canal de aire-agua. Para la inyección del detergente enzimático, se procede a poner un tapón al canal de trabajo, el cilindro de aire-agua y al cilindro de succión, luego se conecta el tubo de inyección a la entrada del conector de succión y al tubo auxiliar de agua a la entrada, donde con una jeringa de 30ml se inyecta la solución y se deja al equipo en remojo por un tiempo preestablecido. Prototipo auxiliar para el reprocesamiento de endoscopios… 37 Enjuague y secado Prototipo auxiliar para el reprocesamiento de endoscopios… 38 Fig. 10. Enjuague posterior a la limpieza de los endoscopios por parte del personal. Luego de dejar el endoscopio por 3 minutos en el detergente enzimático, el personal debe retirar el equipo y llevarlo hacia la poceta de lavado donde ya tienen represada cierta cantidad de agua potable, allí lo sumergen y le quitan todo el detergente que se encuentra en la superficie. De la misma manera que se inyectó el detergente enzimático en la fase anterior, se inyecta el agua que va permitir el enjuague toda la solución que se encuentra en el interior del endoscopio y posteriormente se hace lo mismo, pero inyectando aire con la jeringa o con la pistola de aire de manera que no quede ningún fluido por dentro del equipo y por último se seca con un paño, antes de realizar la desinfección de alto nivel. Desinfección de alto nivel Prototipo auxiliar para el reprocesamiento de endoscopios… 39 Fig. 11. Desinfección de alto nivel de los endoscopios por parte del personal. El endoscopio debe estar completamente sumergido en el desinfectante y se debe realizar una inyección de esta misma solución por el conector de succión y el tubo auxiliar de agua, de la misma manera que se hizo en el proceso de limpieza, pero en este caso el tiempo de reprocesamiento es de 5 min. Enjuague Prototipo auxiliar para el reprocesamiento de endoscopios… 40 Fig. 12. Enjuague posterior a la desinfección de alto nivel de los endoscopios por parte del personal. Luego de dejar el endoscopio por 5 minutos en el desinfectante, el personal debe retirar el equipo y llevarlo hacia la poceta de lavado donde ya tienen represada cierta cantidad de agua potable, allí lo sumergen y le quitan todo el desinfectante que se encuentra en la superficie. Luego, se inyecta el agua que va permitir el enjuague de toda la solución que se encuentra en el interior del endoscopio. Secado y almacenamiento Prototipo auxiliar para el reprocesamiento de endoscopios… 41 Fig. 13. Secado y almacenamiento de endoscopios por parte del personal. Se inyecta aire con la jeringa o con la pistola de aire de manera que no quede ningún fluido por dentro del equipo y se seca con un paño todas las superficies del equipo, de manera que no queden gotas y que todos los contactos eléctricos queden secos. Para el almacenamiento de los equipos se debe tener un espacio ventilado y con soportes para que los equipos puedan reposar en posición neutral, para evitar angulaciones. Los accesorios también se deben de secar y colocar en un lugar seguro. 4.2 Selección de componentes Después de observar el proceso de reprocesamiento de los equipos, se realizó una búsqueda los posibles componentes que pudieran ser parte del prototipo funcional, se realizó una búsqueda Prototipo auxiliar para el reprocesamiento de endoscopios… 42 sobre los posibles elementos que pueden conformar el prototipo, realizando consultas en tiendas electrónicas, páginas web y con terceros que proporcionaron información sobre los posibles componentes que podrían ser implementados, con el fin de reunir varias opciones y así poder realizar una selección adecuada de los componentes, de manera que para selección de algunos componentes se realizó un cuadro comparativo de las características técnicas más importantes para la selección y lo demás se analizaron por separado. Los primeros elementos escogidos fueron el microcontrolador y la pantalla, ya que, para controlar la bomba, la válvula y el buzzer, se debía tener previamente la programación del microcontrolador. La elección del microcontrolador se hizo en base a los siguientes criterios, que fuera fácil de utilizar, con un entorno de programación intuitivo, de uso libre, que no requiriera ninguna licencia o valor adicional, económico, y que se encontrara mucha información y ejemplos de diferentes proyectos ya realizados que pudieran servirde ejemplo para realizar el código. Se eligió el microcontrolador Arduino UNO porque Arduino es una plataforma de código abierto, con un lenguaje muy intuitivo, fácil de manejar y con mucha documentación y ejemplos que sirven de referencia, además porque es uno de los microcontroladores más económicos, en comparación de Raspberry Pi y PSoC que son más costosos. El principal motivo de su elección es porque es comercial y económico, lo cual permite garantizar rápidamente su repuesto. Es importante mencionar que en el Hospital también se han realizado proyectos donde utilizan este microcontrolador, entonces ya existe una familiarización con este componente. Teniendo definido el microcontrolador se eligió una pantalla que fuera compatible con este componente, asimismo que tuviera un tamaño adecuado para que las personas visualizarán bien la interfaz, en vista de que esta sería el único componente con el que se va interactuar para poner en marcha el funcionamiento del prototipo, además se tuvieron en cuenta la resolución, la parte comercial y el precio. Para la elección de la pantalla se hizo el siguiente cuadro comparativo (TABLA I), el cual contiene los factores más importantes que se necesitaron para la escogencia de la misma, entre estos se tuvo en cuenta que el tipo de pantalla fuera TFT, puesto que son el tipo de pantalla más comercial y su principal ventaja en comparación con otros tipos de pantalla como OLED, plasma y combinaciones de estas, es su ahorro de energía y buena resolución. Otro factor muy importante era el tamaño, ya que al ser el único medio de interacción con el personal del Prototipo auxiliar para el reprocesamiento de endoscopios… 43 hospital, se pretendía que se tuviera un área de contacto lo suficientemente grande para mostrar las opciones de manera que quedaran bien distribuidas y fácil de ver a simple vista, de este modo y aunque en el hospital también se han realizado proyectos que involucran a la pantalla ILI9341 de 2.8” se considera que esta y la pantalla LCD S6D0154X poseen tamaños reducidos, se descartan también las pantallas que no son compatibles con Arduino UNO, ya que en el momento de hacer la clasificación no se sabía qué microcontrolador se iba a seleccionar, quedando entonces las pantallas ILI9488 y ILI9486, donde por su economía y ser más comercial en el mercado se decide optar por la pantalla ILI9488. TABLA I. Tabla comparativa de algunos displays que se tuvieron en cuenta para la selección del prototipo auxiliar. Características Visualizador Nombre ILI9341 / HX8347 LCD S6D0154X Nextion NX8048K050 ILI9488 5" HDMI Touch Display ILI9486 Tamaño 2.8” 2,4” 5” 3.5” 5” 4” Tipo TFT TFT TFT TFT TFT TFT Voltaje de trabajo 5V 5V 5V 3.3-5V 5V 3.3-5V Compatibilidad Arduino UNO, Leonardo, Uno Plus, Nucleo, XNuncleo Raspberry Pi A+, B+, Pi 2 y Arduino Display HMI Arduino Uno Raspberry Pi Raspberry Zero Arduino UNO, Leonardo, Uno Plus, Nucleo, XNuncleo Para la elección de la bomba de agua se hizo el siguiente cuadro comparativo (TABLA II), el cual contiene los factores más importantes que se necesitaron para la escogencia de la misma, Prototipo auxiliar para el reprocesamiento de endoscopios… 44 realizando previamente una consulta de los tipos de bombas que existen en el mercado, estructuras y las características técnicas que estas reunían, al mismo tiempo que se iban buscando en sitios web y tiendas. Se buscaba una bomba de agua con estructura de diafragma, ya que estas son las más comerciales y adecuadas para bombear el agua, otros factores muy importantes que se buscaron fueron el caudal, ya que se requería una bomba de agua que posea buena descarga de agua. De acuerdo con la TABLA II, la bomba de agua marca Flojet cumple con el mayor caudal, seguida de la bomba de agua Hooshing, las otras, aunque también poseen la misma estructura de diafragma, quedan descartadas debido a que podían quedar rezagadas al momento de impulsar el agua, porque lo que se pretende es inyectar la máxima cantidad de líquido en menor tiempo por los conductos del endoscopio de tal manera que esto se asemeja a la inyección que los operarios realizan con las jeringas. La presión también era un factor importante ya al tener un endoscopio con varios canales de trabajo para ser limpiados, no es recomendable que la bomba introduzca mucha presión al sistema, puesto que esto puede afectar internamente al equipo, por tanto se debe buscar una bomba que brinde una presión más parecida a la proporcionada por la jeringa, de acuerdo con lo anterior se eligió la bomba de agua Flojet, la cual posee además de esas características una vida útil alta y materiales resistentes, lo cual es importante para la exposición de los detergentes y desinfectantes que van a recircular por esta. TABLA II. Tabla comparativa de algunas bombas de agua que se tuvieron en cuenta para la selección del prototipo auxiliar. Características Bomba de agua Marca Flojet Hooshing GOOD PUMPs Ad209- 1230c Generic OEM Estructura Bomba de diafragma Bomba de diafragma Bomba de diafragma Bomba de diafragma Bomba de diafragma Presión máxima 50 psi 116 psi 130 psi - - Prototipo auxiliar para el reprocesamiento de endoscopios… 45 Caudal máximo 108 l/min 5l/min 3 - 6 l/ min 240l/ h 750l/h Alimentación: 12VDC- 4.4 A 12VDC 12vdc-6A 12VDC- 400 mA DC24V- 1350 MA Vida útil del Motor 3-5 años 3-5 años - 20000 h - Posteriormente se decidió que se necesitaba una válvula para dividir el caudal de salida y que la presión con la que saldría el agua no fuera tan fuerte para no hacer ningún daño o afectara algún componente y el tipo de válvula. Para la elección de la válvula primero se hizo una búsqueda bibliográfica de los diferentes tipos que existen en el mercado, esto para tener mayor dimensión y poder hacer una elección acertada en cuanto a lo que se requiere para el funcionamiento del prototipo. Para esto se eligió una electroválvula que regulará el agua que sale de la bomba, de manera que cuando la bomba empiece a absorber el agua y coja un poco de ventaja, de manera que permita el paso del fluido impulsado por la bomba en estos segundos. La válvula que se escogió es muy comercial y de material resistente. Adicionalmente, se llegó a la conclusión que se necesitaban dos relés para la activación de la bomba de agua y la válvula, de modo que estos elevarán la corriente que sale por las salidas del Arduino, hacia cada uno de los actuadores. Se buscó información de los tipos de relés, sus ventajas y desventajas, de modo que se llegó a la conclusión de elegir un el relé de estado sólido por encima del electromecánico, ya que posee una velocidad de conmutación mayor y no tienen partes móviles, ni componentes mecánicos, el material con el que está hecho no se desgasta con el tiempo, hay ausencia de cualquier ruido acústico, a pesar de que su valor económico es mayor y no son tan comerciales como los electromecánicos, son elementos más duraderos en el tiempo. Se compraron dos relés, uno para la bomba de agua, el cual maneja una corriente mayor de 40A y para la válvula uno de 10A, donde la entrada y la salida fuera DC-D. Para la elección de la fuente, primero se tuvo en cuenta una fuente de alimentación tipo cargador de 12V, pero esta pesaba mucho y era de grandes dimensiones, con lo que se optó por adquirir una fuente de poder que permita distribuir mejor la corriente a todos los componentes, ya Prototipo auxiliar para el reprocesamiento de endoscopios… 46 que estás tienen varias salidas de voltaje quese pueden regular. Las mangueras que se eligieron para la circulación de las soluciones son de silicona, este al ser un polímero inorgánico derivado del polisiloxano, se caracteriza por ser un material inodoro e incoloro, extrema flexibilidad y elasticidad, lo cual es conveniente para realizar cualquier tipo de instalaciones, es un material muy estable y una amplia resistencia química, lo que la hace compatible con la mayoría de producto que se fabrican en la industria farmacéutica y alimentaria. Para el buzzer y switch no se realizó una elección como tal, sino que se adquirió más según el tamaño y patrones estéticos. Los pines de entrada y salida del prototipo, se tomaron de uno de los repuestos de un equipo del hospital. 4.3 Ensamblaje y fabricación Para la programación de la pantalla en arduino se instalaron varias librerías como la librería MCUFRIEND, Adafruit GFX y TouchScreen library, luego de su instalación se procedío a realizar la calibración de la pantalla, cargando el ejemplo de TouchScreen_Calibr_native de la librería MCUFRIEND previamente instalada, dando como resultado la obtención de unos valores de LET, RT, OP Y BOT, además de YP, XM, YM Y XP, los cuales se debían poner en el código, ya que son necesarios para que la función de mapeo que arroja los valores de las posiciones del touch sean los correctos y se pueda identificar rápidamente cuando se toca cualquier opción en la pantalla. Después de la calibración, se procedió a la creación del código, para esto fue necesario la búsqueda de documentación de las bibliotecas y ejemplos que estuvieran relacionados con la creación de botones, adquisición de las posiciones de X y Y, manejo de las funciones que se requerían para presentar las diferentes pantallas, además de la programación del contador de tiempo regresivo. Para esto, fue necesario primero establecer las posibles variables que se necesitan para su correcto funcionamiento, entre estas variables se definieron las dimensiones de la pantalla, el tiempo que va emplear la bomba y la válvula, los botones y otras variables como las unidades de tiempo que van a descender, fue necesario definir las salidas que se van a emplear en el Arduino y la configuración de la pantalla que se hace con los datos tomados de la calibración. Prototipo auxiliar para el reprocesamiento de endoscopios… 47 El código se pensó para que estuviera conformado por varias funciones, de manera que hubiera una función que permitiera obtener la posición de los píxeles actualizada, siguiendo el ejemplo button_simple de la librería MCUFRIEND, la cual retorna la posición de los píxeles y otra función que permitiera conocer el estado de activación de los botones, en ella se utilizaron funciones como press, contains, drawButton , justPressed y demás que se obtienen de la documentación de la librería Adafruit GFX, así mismo, una función que permitiera mostrar el contador de tiempo, de manera que descendiera los segundos y los minutos para cada tiempo, 3 minutos para jabón enzimático y 5 minutos para el desinfectante. Con relación al diseño de la interfaz se pretendía tener dos funciones, una función para representar los gráficos de la pantalla, mostrar el fondo y la posición de los botones, y otra función para establecer los mensajes que se van a mostrar en la posición deseada, además de sus colores, al igual que una función para el accionamiento de los actuadores, bomba de agua y válvula, en esta se tuvo en cuenta que se pudiera ver cuando estaban activados, a modo de tener un control y visualización más clara del prototipo, ya que aún no se habían conectado los componentes. Se escogieron una gama de colores azules porque a diferencia del blanco se pueden observar mejor en la pantalla y tienen mejor contraste. Luego de tener la programación de la pantalla se realizó el montaje y cableado de todos los componentes de tal manera que la parte positiva del voltaje se identificara con color rojo y la tierra con color blanco, al realizar este montaje se midió continuidad de todos los componente con la tierra, se midió que la salida de voltaje del Arduino estuviera entre el rango de 4.5V a 5V y también se verificó que el led indicativo que tienen los relés se encendiera al momento de conmutar la corriente que pasa por estos, luego, se procedió a soldar y realizar todo el montaje. La realización de la carcasa se hizo en colaboración con la empresa DAMSTECH, de manera que el diseño quedará dividido en dos compartimientos, separar la zona húmeda de la parte electrónica, para evitar que, si en algún momento ocurre una fuga de agua, los elementos que conduzcan corriente no se vean afectados. El diseño se realizó en el software SHARP 3D Y CURA, que permiten crear modelos 3D mecánicos y técnicos, son softwares fáciles e intuitivos de manejar y tiene una plataforma que le permite a los estudiantes poder realizar su descarga. El material Prototipo auxiliar para el reprocesamiento de endoscopios… 48 utilizado es PLA, y se procuró que las medidas fueran lo más reducido posible para que no quedara tan grande y engorroso el prototipo. 4.4 Verificación del funcionamiento Primero se realizaron pruebas de funcionamiento con la pantalla, debido a que al principio no se reconocía bien cuando se presionaba la pantalla, por este motivo se realizó varias veces las pruebas de calibración, donde se sacó una ponderación de los valores que está arrojaba, con lo que mejoró notablemente el reconocimiento de los pixeles cuando se oprimía la pantalla. Posteriormente se realizaron pruebas para ver si el motor y la válvula estaban encendidos, quedando de esto, la necesidad de crear los dos rectángulos que indican cuando los dos actuadores están o no encendidos. Para la verificación del funcionamiento del prototipo sin la carcasa, se verificó que en el montaje realizado estuvieran todos los valores de voltaje correspondientes en todas las salidas, desde las del Arduino hasta los relés, la entrada de la bomba de agua, el buzzer y la válvula. Posteriormente, se realizaron pruebas donde se pudiera encender la bomba y que circulara el agua, de manera que se hicieron varios ensayos seleccionando varias veces los tiempos de 3 minutos y 5 minutos, así como de presionar el botón detener varias veces para ver si sí estaba funcionando adecuadamente, así mismo que con el botón de regresar. Con respecto a la verificación de que el prototipo funcional ya creado cumpliera con los protocolos de reprocesamiento establecidos por el hospital, se acudió a una reunión con el departamento de epidemiología, donde se obtuvo la información de los implementos de limpieza y desinfección que se utilizan en el hospital, así como de los estudios que se pueden realizar para comprobar la efectividad de los mismos elementos, de hecho para utilizar el jabón enzimático que actualmente se utiliza, la empresa DinMed realizó un estudio de cultivos de vigilancia a patógenos en el hospital. En cuanto al prototipo, se debe tener en cuenta que este como tal no es una lavadora de endoscopios, sino una herramienta de ayuda de forma auxiliar para optimizar o reducir dos pasos de los 7 pasos que tiene el reprocesamiento de los endoscopios, también es importante mencionar, que en el hospital se lleva a cabo un protocolo o guía de limpieza, como se muestra en el análisis Prototipo auxiliar para el reprocesamiento de endoscopios… 49 del lavado de endoscopio mostrado en la metodología y un control de calidad, donde se realiza seguimiento a la toma de datos que se debe tener en el servicio, de manera que se guarden los datos del paciente, el equipo utilizado, la fecha y el procedimiento que se llevó a cabo. El control o
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