Ventilador volumétrico, modelado y simulación del sistema pulmonar

Abstract

La elaboración del modelo matemático a partir de un sistema real observado en el campo de la aplicación de la Ingeniería Electrónica y Mecánica (Neumática) aplicado a la medicina como lo es este sistema Ventilador Volumétrico, nos lleva al estudio de la fisiología pulmonar, porque es sobre este sistema que actúa el ventilador, por ello este informe presenta la descripción de sus partes principales, los que conllevan al objetivo principal del sistema, el cual es proporcionar un ciclado artificial de aire al paciente. De primera intención se presenta la descripción de la fisio anatomía respiratoria humana, seguida de la descripción del equipo bio-médico, ventilador volumétrico, exponiendo los detalles de su funcionamiento neumático, el que consta de un circuito de aire ó gas del paciente el cual es controlado por otro circuito de aire de control separado del anterior el que a su vez es controlado electrónicamente al cual tiene acceso el medico u operador por intermedio de un panel desde el cual introduce los parámetros dentro de los cuales funcionará el sistema de acuerdo a la evaluación clínica del paciente a controlar. Después de ello se expone las ecuaciones que describen la fisiología del pulmón tanto en su papel de regulador biológico de 02 como de bomba aspirante e impelente de aire mezclado, exponiendo las ecuaciones que gobiernan el transporte e intercambio gaseoso en el alveolo, según el fenómeno físico de la difusión haciendo un seguimiento matemático del transporte de oxígeno en la sangre. Finalmente se deducen las ecuaciones que se usarán en el modelo de la planta ventilador - pulmón, tanto en la fase inspiratoria como en la fase espiratoria para luego realizar su simulación.