DISEÑO Y CONSTRUCCIÓNDE UNPROTOTIPOELECTRÓNICODE TOMOGRAFÍA DE IMPEDANCIA ELÉCTRICA ORIENTADO A LA EVALUACIÓN DELA SOBRECARGAHÍDRICAENELCUERPOHUMANO

Abstract

La sobrecarga hídrica en el cuerpo humano es un factor de riesgo que puede llevar a complicaciones mucho más graves, aumentando la tasa de mortalidad en pacientes que lo padecen, este factor afecta a pacientes con problemas cardíacos, cirrosis, insuficiencia renal, edemas, dificultad respiratoria, etc. Existen métodos para evaluar la composición corporal, sin embargo, resultan ser invasivos y riesgosos para el cuerpo humano. En ese contexto, evaluar con precisión los niveles de hidratación es crucial para una intervención médica oportuna a esta afección, para ello se propone un método no invasivo que sea capaz de evaluar la sobrecarga hídrica en el cuerpo humano. En ese sentido, este estudio presenta el diseño y construcción de un prototipo electrónico basado en tomografía de impedancia eléctrica (TIE), enfocado a la evaluación de la sobrecarga hídrica en el cuerpo humano, una técnica no invasiva que permite estimar la distribución de impedancia dentro de un cuerpo. El sistema desarrollado incluye un circuito de adquisición de señales, un módulo que inyecta corriente alterna de baja intensidad y un programa para reconstruir imágenes. Este estudio buscó, además establecer una configuración del sistema mediante una caracterización aplicando el uso de modelos o pruebas experimentales, donde se validaron el funcionamiento y los valores de impedancia del sistema TIE para evaluar la sobrecarga hídrica en personas a través de una prueba de concepto. Para alcanzar estos objetivos, se emplea la metodología cuantitativa que comprende cinco fases: mapeo sistemático de la literatura, diseño del prototipo de TIE, caracterización del prototipo electrónico de TIE, evaluación de la sobrecarga de volumen mediante una prueba de concepto y documentación. Este enfoque permite determinar las características de la señal de corriente alterna, número de electrodos de contacto superficial y algoritmos para reconstruir imágenes de impedancia. Los resultados principales demostraron que el prototipo funcionó correctamente, logrando reconstrucciones preliminares de la distribución de impedancia en modelos físicos que simularon distintos niveles de conductividad eléctrica. Además, fue capaz de estimar y diferenciar la impedancia global de las regiones torácica y abdominal en dos personas con diferente índice de masa corporal (IMC). Adicionalmente, se encontró que la impedancia global presenta un comportamiento directamente proporcional al porcentaje de tejido adiposo, e inversamente proporcional a la masa magra del cuerpo humano. En conclusión, el sistema TIE presentado muestra resultados relevantes en las pruebas de validación y de concepto siendo una herramienta útil para la aplicación de estatécnica en diversos campos de la medicina biomédica, estableciendo así su potencial como dispositivo accesible y seguro para la monitorización clínica no invasiva.