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Universidad Latina de Costa Rica Departamento de Ingeniería Instrumentación Biomédica 2

Elaborado por: Luis Rodríguez Zúñiga Kevin Meza Murillo

Cámara Hiperbárica

Profesor: Ing. Sebastián Madrigal Solano

Fecha de entrega: 10 de Julio 2017

Tabla de contenido Introducción ................................................................................................................................... 3 Historia ............................................................................................................................................ 4 Principio de Funcionamiento Anatómico y Fisiológico .................................................. 6

Principio de funcionamiento anatómico........................................................................................ 6 Principio de funcionamiento Fisiológico ....................................................................................... 7

Principio de Funcionamiento de la Cámara Hiperbárica ............................................... 8

Partes del equipo .................................................................................................................................... 9

Tipos de cámaras hiperbárica .............................................................................................. 14 Cámara Hiperbárica Monoplaza .................................................................................................... 14 Cámara Hiperbárica Multiplaza ..................................................................................................... 14

Uso Cámara Hiperbárica ......................................................................................................... 16 Diagrama de flujo ...................................................................................................................... 18 Mantenimiento ........................................................................................................................... 19 Conclusiones ............................................................................................................................... 20 Bibliografía .................................................................................................................................. 21

Introducción Nacida en el ámbito del buceo para tratar los casos de descompresión, la llamada Medicina Hiperbárica es por hoy, por sus contrastados efectos curativos, una alternativa eficaz en el tratamiento de múltiples y variadas dolencias. Se basa en la utilización de oxígeno puro administrado de forma intermitente y en un ambiente presurizado. Sin efectos secundarios, esta terapia ayuda a oxigenar completamente el organismo con los consiguientes efectos beneficiosos para la salud. Todos sabemos que el organismo necesita oxígeno para vivir y que de ello depende el correcto funcionamiento de nuestros órganos vitales. Por eso se ha recomendado siempre a la gente que haga ejercicio, aprenda a respirar o visite lugares donde el aire no esté viciado a fin de que su cuerpo lo asimile lo mejor posible. Claro que la cantidad de oxígeno que asimilamos depende en buena medida de la presión atmosférica porque cuanto mayor es ésta más fácil resulta respirar. Eso explica que las personas que viven en regiones altas tengan más dificultad para respirar y sea más sencillo al nivel del mar donde la presión es mayor.

Historia El Oxígeno es el elemento vital que sostiene la vida humana. Cada célula del cuerpo lo necesita para completar los procesos metabólicos que dan vida y energía al organismo. Hace muchos años, estudiando este elemento natural, se desarrolló el principio de la OXIGENACION HIPERBARICA, dimensionado a partir de la Ley de Henry: “El volumen de un gas que se disuelve en un líquido es proporcional a la presión parcial de dicho gas”. El primer uso documentado de la cá mara hiperbárica es anterior al descubrimiento del oxígeno, en 1662 el clérigo britá nico Henshaw (fisió logo y médico) intuye que el aumento de la presión del aire podría aliviar algunas lesiones agudas, mientras que, segú n él, las presiones bajas podrían ser útiles en las patologías cró nicas. Henshaw construyó una cámara que fue híper e hipobá rica. Todavía no existía ninguna razó n científica para aplicar este tratamiento. Dos médicos europeos, Junod en 1834 y Pravaz en 1837, marcaron hitos en terapias hiperbáricas con los primeros baños con aire comprimido que se extendieron por Europa con gran éxito. En 1834, el médico francé s Junod construye una cá mara hiperbá rica para tratar afecciones pulmonares. El doctor Pravaz instaló una cámara hiperbárica para 12 personas en Lyon. La primera Cámara Hiperbárica se construyó en Canadá en 1860 y un año después se utilizó en EEUU para el tratamiento de desórdenes nerviosos. A mediados del siglo pasado se aceleraron los estudios del Oxígeno en el campo de la aviación y el buceo marino, especialmente por la NASA. Trascendidas esas investigaciones a la comunidad científica, se incrementaron sus aplicaciones en las diferentes especialidades que ofrece la medicina moderna en todo el mundo. Hoy con las nuevas tecnologías y materiales, se brindan tratamientos hiperbáricos con equipos de media presión (1.4 ATA o más) permitiendo que el paciente no corra riesgos y se beneficie con al aumento en los niveles de Oxigeno en los tejidos.

Tratamiento hiperbárico para buzos. Se refiere cuando los buzos marinos alcanzan grandes profundidades y se ven sometidos a cambios de presión, pueden sufrir embolia gaseosa. El tratamiento que ofrece la cámara hiperbárica es simular altas presiones atmosféricas y administrar al paciente oxígeno puro, que esté libre de otros gases que estén presentes en el aire ya sea nitrógeno, dióxido de carbono y entre otros. La función de este oxígeno en el cuerpo es disminuir el tamaño de las burbujas que son producto de los accidentes de buceo, donde los niveles de nitrógeno aumentan producto del ascenso rápido a la superficie. Cuando se aumenta la presión dentro de la cámara, el oxígeno disuelto en los líquidos también aumenta, con ello podemos evitar los episodios hipoxicos (disminución de los niveles de oxígeno en la sangre).

Principio de Funcionamiento Anatómico y Fisiológico Principio de funcionamiento anatómico Para que se realice el proceso de respiración se tiene que tomar en cuenta los siguientes órganos: 

Nariz: Es el encargado de calentar, humidificar y filtrar el aire que entra a través de las fosas nasales.



Pulmones: El dióxido de carbono y el oxígeno son intercambiados.



Bronquios: Estos dos tubos cartilaginosos conducen el aire desde la tráquea a los alveolos pulmonares.



Bronquiolos: Los bronquiolos son los encargados de controlar la distribución el aire en los pulmones.



Alveolos: Se conoce como la parte funcional de los pulmones donde se realiza el intercambio gaseoso entre el aire y la sangre.

Este proceso va a tener tres tipos de respiración importantes son las siguientes 

Respiración Externa

Se inicia con la inspiración por medio de la nariz al llegar a los pulmones el aire se distribuye en los alveolos, parte del oxígeno se transporta a los vasos sanguíneos y luego a los glóbulos rojos y el dióxido de carbono que estaba presente en la sangre es eliminado del cuerpo por medio de la expiración. 

Respiración Interna

Los glóbulos rojos de la sangre son los encargados de transportar el oxígeno de los vasos sanguíneos a los alveolos hasta el corazón y después distribuirlo por las arterias a todas las células del cuerpo. Se utiliza oxígeno y se origina dióxido de carbono como desecho. El dióxido de carbono es atrapado por los glóbulos rojos, parte por el plasma y es transportado por las venas cavas hasta el corazón y después hacia los pulmones para ser expulsado.



Respiración Celular

Funciones metabólicas dentro de la célula, que permite obtener energía de las moléculas. Consume oxígeno y se produce dióxido de carbono y agua durante la síntesis de ATP. Produce la energía que el cuerpo necesita y además mantiene la temperatura del cuerpo humano a los 37°C.

Principio de funcionamiento Fisiológico 

Ley de Henry

La cantidad de gas que se encuentra disuelta en un líquido es directamente proporcional a la presión parcial que ejerce el gas sobre el líquido. 

Ley de Boyle-Marriote

El volumen de un gas es inversamente proporcional a la presión que soporta a una temperatura constante. Efectos fisiológicos de la oxigenación hiperbárica en el organismo 

Según la ley de Boyle-Marriote

Aumento de la presión ambiental: el aumento de la presión disminuye el volumen de los espacios aéreos cerrados en el interior del organismo. 

Según la ley de Henry

Aumento de la presión parcial del oxígeno: Cuando se respira oxígeno hiperbá rico, se disuelve en el plasma sanguíneo una cantidad elevada de oxígeno y esto produce un aumento paralelo de la presió n arterial de dicho gas. Condiciones terapé uticas cifras superiores a 2000mmHg.

Principio de Funcionamiento de la Cámara Hiperbárica Al respirar oxígeno puro en un medio hiperbárico se produce un aumento progresivo de la presión arterial de oxigeno que puede llegar a superar los 2000 milímetros de mercurio, el volumen de oxígeno disuelto y transportado por el plasma aumenta en más de 20 veces. Con esto se logra un nivel de oxigenación muy eficaz en los tejidos para los tratamientos necesarios. La duración de los tratamientos con cámara hiperbárica es muy variable y se establecen en función de las necesidades de los pacientes y el tipo de instalaciones en las que se realizan las sesiones. Estas pueden durar hasta 90 minutos. Una cá mara hiperbá rica está construida con planchas de acero que se encuentran soldadas, casi siempre son en forma de cilindro, cuenta con una serie de sistemas que permite el aumento de la presió n y la descompresió n de la cá mara. -

La cá mara debe de tener un suministro de aire a presió n, la cual proviene del exterior por medio de un compresor.

-

El aire comprimido se suministra de forma controlada.

-

El proceso de aumento y disminució n de presió n se lleva a cabo por medio de tuberías

Ventajas: 

Brinda una más rápida curación o recuperación.



Disminuye el consumo de medicamentos, curaciones y días de internamiento.



Evita o aminora el nivel de las amputaciones.



Logra una más rápida incorporación a la vida laboral y social.



Las contraindicaciones y efectos secundarios propios del uso de esta terapia son pocos, bien definidos y de fácil control.

Desventajas: Absolutas: 

Claustrofobia



Toxicidad demostrada al oxígeno.



Incompatibilidad

con

ciertos

medicamentos

como

son:

Dexorubicín,

Disulfiram, Cisplastinium y Sulfamylon. Relativas: 

Infecciones Respiratorias Agudas del Tracto Respiratorio (Superior e Inferior)



Enfermedad Pulmonar Obstructiva Crónica.



Enfisema Pulmonar con retención de CO2.



Enfisema Bufoso Pulmonar



Neumotórax no tratado



Epilepsia.



Hipertensión Arterial descompensada.



Embarazo (1er. Trimestre).



Glaucoma de Ángulo estrecho.

Partes del equipo Las partes de una cámara hiperbárica son: Cuerpo Principal Normalmente es un cilindro cerrado en sus extremos por un casquete esférico abierto uno de ellos por una escotilla de acceso a la cámara. Este cilindro está construido generalmente en acero de un espesor suficiente para soportar presiones de hasta 6 atm., necesarias para determinados tratamientos de buceadores. Debe ser totalmente estanco y ha tenido que ser sometido a una prueba hidráulica de estanqueidad. En su interior podemos encontrar: 

Uno o varios asientos y camillas, dependiendo el número de ellas de la capacidad de la misma, para el accidentado y acompañante.



Mascarillas para suministro de oxígeno.



Un sistema de iluminación interior, en las dos estancias, que se realiza desde el exterior debido a que debe evitarse toda posibilidad de chispa eléctrica, como pueden ser bombillas, ya que en su interior tendremos bien aire a presión u oxígeno puro, lo que representa un riesgo serio de explosión. Por este motivo

todos los aparatos eléctricos existentes en su interior, así como el sistema de comunicaciones con el exterior, están protegidos con circuitos anti chispa. 

Mandos internos para poder manejar el suministro de gas y exhaustación del mismo.



Tuberías y válvulas que permiten la entrada y salida del gas.



Esclusas que permiten el paso desde el exterior de objetos, medicamentos o alimentos, sin por ello alterar la presión interior.



Sistemas de calefacción y anti-incendios.



Sistemas de comunicación con el exterior.



Portillos o mirillas para observar la evolución del paciente y paso de la luz, etc.

La esclusa para paso de alimentos y material, será doble, y estará dotada de un pequeño manómetro y de un cerrojo del tipo bayoneta o de palomilla. Antecámara La mayoría de las cámaras disponen de una segunda escotilla colocada en el interior del cuerpo principal que nos genera un nuevo compartimiento denominado antecámara o camarín. Este segundo compartimiento, al estar aislado por el segundo portillo del cuerpo principal, nos permite en un momento determinado presurizarlo a la misma presión que se encuentre el cuerpo principal, permitiendo la entrada y salida de personal durante los tratamientos. Básicamente este compartimiento consta de los mismos elementos que el cuerpo principal. También se emplean cámaras no provistas de antecámara pero la tendencia es a construirlas con cámara y antecámara por las ventajas que esta conlleva. La escotilla de la cámara que permite el acceso a la misma desde el exterior está diseñada para soportar la presión en un solo lado, estando este diseño basado en un sólo marco de puerta liso con diferentes sistemas de bisagras y cierres. La escotilla que permite el paso de la antecámara a la cámara está diseñadas soportar presiones por ambos lados. Suelen disponer de un cierre tipo bayoneta,

consiguiéndose el cierre de la puerta de forma hermética mediante juntas de goma. Pueden estar suspendidas mediante doble bisagra en forma de horca, permitiendo su manipulación desde ambos lados de la escotilla. El marco de la puerta puede ser: 

Circular: De fácil construcción y diseño sencillo aunque incómodo.



Rectangular: Facilita el acceso, aunque es menos resistente a los aumentos de presión.

Cuadro de Control Todas las Cámaras Hiperbáricas de cierto tamaño deben contar con un cuadro de control que permita de una manera cómoda al camarista tener en todo momento información del comportamiento de la cámara y elementos de la misma. Proporcionará información sobre el estado de la batería de botellas, calefacción, alumbrado, etc. El cuadro de control deberá contar generalmente con: 

Manómetros: Uno por cada compartimiento, cámara y antecámara. Deberán ser de fácil lectura. Estarán graduados en bares, equivalentes en metros de la columna de agua, y en Kg/cm2. Será conveniente contar con un segundo manómetro de precisión para una lectura más precisa sobre todo en las profundidades menores. Se dispondrá de un manómetro que indique la presión de oxígeno en la línea de distribución.



Cronómetro: Necesario para el control de tiempo de re compresión y descompresión.



Caudalímetro: Nos permite controlar la ventilación de la Cámara Hiperbárica. El ventilar (inyectar aire a la cámara a la vez que exhaustivos la misma cantidad que entra) cobra especial importancia cuando utilizamos oxígeno en su interior.



Oxímetro: Nos permite medir la concentración de oxígeno en tantos por ciento.



Termómetro: Nos informa de la temperatura de la cámara



Sistemas de comunicación: Este debe ser doble y permitir su utilización sin tener que interrumpir la actividad que se esté desarrollando dentro de la cámara. Un teléfono o interfono nos puede servir



Válvulas de presurización: Una de ellas será para ataque (presurización) y otra para exhaustación (despresurización), para cámara y antecámara.



Válvulas de ventilación: Están constituidas por dos válvulas, de ataque y exhaustación para cámara y antecámara, siendo menor el caudal que se aporta con estas válvulas.

Silenciadores Durante la recompresión nos podemos encontrar en el interior de la cámara con niveles altos de ruidos. Estos ruidos se pueden disminuir en gran medida si se colocan silenciadores en los orificios por los que entra el gas a alta velocidad. Sistemas humificadores Su instalación es muy conveniente en las cámaras grandes especialmente para disminuir el incremento de humedad. Absorbente de dióxido de carbono En las grandes cámaras, no es suficiente la ventilación para remover el anhídrido carbónico y eliminarlo, y tampoco es eficaz cuando se emplean mezclas de gases. Conseguiremos la eliminación del anhídrido carbónico mediante la colocación de un absorbente del gas mencionado en la cámara. Aplicaciones del Equipo Para enfermedades por descompresión, embolismo gaseoso tejido dañado por radiación, heridas con retardo de cicatrización, entre otras. Mediante esta

información, se puede hacer un seguimiento de que tan frecuente ocurren este tipo de situaciones cuales son las que recurren a mayor demanda e le país, para poder establecer si se requieren más equipos o solo si con ellos basta.

Tipos de cámaras hiperbárica Cámara Hiperbárica Monoplaza Las Cámaras Hiperbáricas Monoplazas son diseñadas para el manejo de un paciente a la vez. Son construidas normalmente con 50% de acero y 50% de acrilico pulido. El oxigeno baña totalmente al paciente ingresando por los poros y teniendo una mejor sensación de bienestar general. Tienen las siguientes las características: - Ocupan menor espacio que una cámara multiplaza. - No necesitan compresor eléctrico usualmente de corriente trifásica para presurizarlas pues se presurizan con oxigeno. - Al ser utilizado un acrílico cilíndrico transparente se elimina la sensación de claustrofobia. - Puede utilizarse sistema de entretenimiento en forma adjunta (TV,video,audio,etc) - Al ser presurizada con oxigeno el paciente no necesita utilizar la molesta mascarilla para respirar dicho oxigeno la cual debido a su alto costo (promedio $1600 a 1700 dlls cada mascarilla). - En caso de pacientes sometidos a cirugía plástica de hecho es la cámara ideal para ser utilizada debido a que no hay contacto de la mascarilla con la cara. - Los pacientes pediatricos se tranquilizan pues sus padres están a la vista y se pueden comunicar con ellos. - En caso de bebes prematuros o con sufrimiento fetal la enfermera o el medico pueden entrar a la cámara con los bebes. En caso de interrupción de energía eléctrica no hay problema pues no se necesita electricidad para su manejo. - Este tipo de cámara hiperbárica es el ideal en caso de pacientes con quemaduras. - La comunicación de dos vias entre paciente-medico o paciente-enfermera se realiza por un sistema de intercomunicador intrinsecamente seguro, evitando de esta manera el riesgo electrico. - Las Camaras Hiperbaricas Monoplaza estan certificadas bajo las normas ASME PVHO1.

Cámara Hiperbárica Multiplaza

La cámara Multiplaza se presuriza con aire proveniente del exterior utilizando compresores eléctricos trifásicos que utilizan NO aceite derivado de petróleo como lubricante, sino aceite vegetal o mineral así como filtros especiales para la eliminación de olor y partículas nodeseadas. -Esta cámara esta diseñada para dar terapia a grupos de máximo 5 pacientes simultáneamente que deban ser PRESURIZADOS A LA MISMA PRESION ATMOSFERICA. -Para su uso es necesaria un área mayor debido a que debe haber un área para la instalación del compresor , tanque de almacenamiento, y tanques de oxigeno que deben estar separados de la cámara hiperbárica a por lo menos 10 metros así como tubería para transportar el oxigeno, el aire comprimido y la descarga de aire proveniente de la cámara hiperbárica. -Para que su uso sea económicamente conveniente deberá tener un flujo de pacientes constante, en caso contrario el introducir solo uno o dos pacientes a la cámara encarece el costo de la sesión. Los 2 Tipos de Cámara Hiperbárica deben utilizar oxigeno, ya sea directamente o por mascarillas, Dicho oxigeno puede ser proveniente de cilindros de alta presión o bien proveniente de Cilindros de baja presión o Deward.

Uso Cámara Hiperbárica Tipo I (son aceptadas por UHMS, FDA, Medicare, Soc. Americana de Medicina) 

Enfermedad por descompresión: También llamada enfermedad de la cámara hiperbárica o enfermedad del buzo y es un trastorno en el cual el nitrógeno, disuelto en la sangre y los tejidos debido a la alta presión, forma burbujas cuando la presión disminuye. Síntomas:



Embolismo gaseoso: La embolia gaseosa es bastante rara y de origen accidental. Es debida a la presencia de burbujas de gas, normalmente aire, en el torrente sanguíneo. El gas puede entrar en el torrente sanguíneo durante una cirugía, por un traumatismo o al inyectar un producto en la sangre. La embolia gaseosa es un accidente bien conocido en el mundo del submarinismo cuando se realiza una ascensión demasiado rápida y es debida a burbujas de nitrógeno.



Osteomielitis crónica refractaria: Corresponde a la infección crónica del hueso. Secuela de una osteomielitis aguda o secuela de una osteomielitis provocada por vía directa (fracturas expuestas, cirugía ósea infectada)



Intoxicación por monóxido de carbono y humo: El monóxido de carbono (CO) es un gas sin olor ni color, pero muy peligroso. El CO se encuentra en el humo de la combustión (expulsado por automóviles y camiones, candelabros, estufas, fogones de gas y sistemas de calefacción). Una persona puede envenenarse al respirarlos.



Mionecrosis Clostridial: también llamada gangrena gaseosa, es una infección poco habitual que causa la destrucción y muerte de las fibras musculares. Suele ser un proceso de evolución rápida que en muchas ocasiones provoca la muerte del individuo afectado.



Infección necrotizante de tejidos blandos: Es un tipo de infección bacteriana rara pero muy grave que puede destruir los músculos, la piel y el tejido subyacente.

Tipo II (Recomendadas)



Guillain Barre: Es un problema de salud grave que ocurre cuando el sistema de defensa del cuerpo (sistema inmunitario) ataca parte del sistema nervioso por error. Esto lleva a que se presente inflamación de nervios que ocasiona debilidad muscular o parálisis y otros síntomas.



Otitis maligna del diabético: Es un trastorno que involucra infección y daño de los huesos del conducto auditivo externo y en la base del cráneo.



Infarto agudo de miocardio: El infarto de miocardio es una patología que se caracteriza por la muerte de una porción del músculo cardíaco que se produce cuando se obstruye completamente una arteria coronaria.



Angina de pecho Rebelde a tratamiento: La angina se define como el dolor, opresión o malestar, por lo general torácico, atribuible a la isquemia miocárdica transitoria.

Diagrama de flujo

Mantenimiento 

Para asegurarse un mantenimiento correcto de la cámara hiperbárica se deben de seguir los siguientes lineamientos:



Toda cámara hiperbárica debe contar con protocolos de seguridad y emergencia.



Se deben realizar revisiones periódicas (definidas por el fabricante) de los sistemas de operación y seguridad para asegurar un funcionamiento eficaz (manómetros,

mirillas,

mantenimiento

e

inspecciones

regulares

a

compresores, instrumentos de purificación de aire, tomas y filtros de compresor, otros). 

Se deberá mantener control de los siguientes parámetros: concentraciones de O2 y CO2, presión, temperatura y humedad.



La cámara deberá contar con registros periódicos de los siguientes parámetros: concentraciones de O2 y CO2, presión, temperatura y humedad.



Los instrumentos de medición de la cámara hiperbárica (manómetros, medidor de O2, medidor de CO2, termómetros e higrómetro u otro especificado), deberán ser sometidos a calibración una vez al año.

Conclusiones Se investigó el uso de la Cámara hiperbárica en pacientes con diferentes enfermedades como: diabetes, heridas que tardan en cicatrizar, entre otras. Se conoció sobre las diferentes partes que integran a la cámara hiperbárica. Además se comprendió que hay diferentes tipos de cámaras hiperbáricas y sus diferencias a la hora de colocar pacientes en ellas.

Bibliografía http://www.medicalexpo.es/prod/oxyhealth-europe/product-93831-645455.html http://www.biotecnomedica.com/index.php?option=com_content&view=article&id= 12:camaras-multiplazas&catid=1:inicio&Itemid=1 http://www.biotecnomedica.com/index.php?option=com_content&view=article&id= 11:camaras-monoplazas&catid=1:inicio&Itemid=1 http://institutomedicinahiperbarica.es/wp-content/uploads/HISTORIA-DE-LAMEDICINA-HIPERBARICA.pdf http://www.ulcemed.com/2016/09/20/tipos-camaras-hiperbaricas-mercado/ http://www.medicinahiperbarica.com.ar/camara_hiperbarica.html