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Entrevista con el equipo de desarrollo de alveo

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Entrevista con Matthias van der Staay (CTO, IMT) y Harri Friberg (CEO, IMT Analytics)

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Para entender mejor qué les llevó a tomar la decisión de desarrollar un simulador pulmonar avanzado, hablamos con Matthias van der Staay, Director Técnico de IMT, y Harri Friberg, Director General de IMT Analytics, sobre los retos y complejidades técnicas que entraña la ingeniería de un componente vital para la formación y la ingeniería.

--- ¿Qué inspiró el desarrollo de alveo como nuevo concepto de simulador pulmonar? ----

Harri Friberg: Los simuladores pulmonares tradicionales tienen limitaciones para reproducir el complejo comportamiento de los pulmones humanos, especialmente en condiciones dinámicas. Reconocimos la necesidad de un simulador más realista, adaptable y de alta fidelidad que imitara la mecánica pulmonar de forma realista. Además, no estábamos satisfechos con la capacidad de los simuladores actuales para simular situaciones de fuga, especialmente cuando diseñábamos ventiladores para nuestros clientes de imt. La compensación de fugas es una de las tareas más difíciles a la hora de desarrollar o mejorar un ventilador, por lo que una simulación de fugas realista es esencial para la calidad del ventilador.

--- ¿En qué se diferencia alveo de los simuladores pulmonares existentes en el mercado?

Matthias van der Staay: A diferencia de los simuladores convencionales accionados por pistón, alveo utiliza tecnología accionada por turbina para controlar con precisión el flujo de aire y la distensibilidad. Además, puede ajustarse dinámicamente a diferentes condiciones en tiempo real, algo que los conceptos tradicionales no consiguen.

---- ¿A qué retos se enfrentaron a la hora de diseñar un nuevo enfoque de la simulación pulmonar? ---

Matthias van der Staay: El mayor reto fue conseguir capacidad de respuesta en tiempo real manteniendo al mismo tiempo un diseño compacto y eficiente. Los sistemas accionados por pistón tienen un movimiento lineal sencillo, pero las turbinas necesitan algoritmos de control precisos para simular con exactitud la distensibilidad pulmonar. También teníamos que garantizar la compatibilidad con las pruebas de ventiladores y los escenarios de formación médica.

---- ¿Podría explicarnos los principios científicos básicos de alveo y cómo reproduce con mayor precisión el comportamiento pulmonar? ----

Harri Friberg: alveo se basa en un control del flujo de aire accionado por turbina, que puede adaptarse instantáneamente a los cambios en la resistencia y la distensibilidad pulmonares. Utiliza sensores avanzados y circuitos de retroalimentación para ajustar dinámicamente la presión, el volumen corriente y los caudales, proporcionando una respuesta más fisiológica que los sistemas accionados por pistón.

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*** Tecnología y ventajas de la simulación por turbina ***

---- Los simuladores pulmonares tradicionales suelen utilizar mecanismos accionados por pistones. ¿Qué limitaciones ve en este enfoque? ----

Matthias van der Staay: Los simuladores accionados por pistón son mecánicamente rígidos, lo que significa que no pueden ajustarse rápidamente a los cambios en la dinámica respiratoria. Tienen dificultades para simular patrones respiratorios irregulares, como los que se observan en pacientes con SDRA o enfermedades pulmonares obstructivas.

--- ¿Qué ventajas tiene la tecnología de turbina frente a los modelos de pistón? ----

Matthias van der Staay: Las turbinas ofrecen adaptabilidad en tiempo real, un control preciso del flujo de aire y la posibilidad de reproducir con mayor exactitud el comportamiento pulmonar específico de cada paciente. También permiten diseños más compactos sin sacrificar el rendimiento. Simular la respuesta inmediata a los cambios en las condiciones pulmonares también es mejor. Las turbinas reproducen mejor que los pistones mecánicos los patrones respiratorios específicos del paciente, incluidos los patrones irregulares o las asincronías, y el control preciso del volumen tidal, la presión y el flujo.

--- ¿Cómo gestiona alveo los cambios rápidos en los patrones respiratorios en comparación con los sistemas basados en pistones? ----

Matthias van der Staay: El simulador controla continuamente el flujo de aire y los cambios de presión, ajustando al instante la velocidad de la turbina para imitar las variaciones naturales de la respiración, algo que los modelos basados en pistones no pueden hacer con eficacia.

---- ¿Puede el dispositivo simular condiciones pulmonares más complejas o respuestas antes complicadas con simuladores basados en pistones? ----

Harri Friberg: Absolutamente. alveo puede simular variaciones casi ilimitadas de condiciones pulmonares como SDRA, EPOC y asma, incluso la distensibilidad pulmonar variable dentro de la misma prueba, lo que no es factible con los modelos tradicionales basados en pistones.
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*** Oportunidades para los fabricantes de ventiladores ***

--- ¿Cómo pueden los fabricantes de ventiladores utilizar alveo para mejorar el desarrollo y las pruebas de sus productos? ---

Matthias van der Staay: Proporcionamos un entorno de pruebas muy realista que permite a los fabricantes de respiradores ajustar sus dispositivos en diferentes condiciones pulmonares, lo que reduce el tiempo y los costes de desarrollo.

--- ¿De qué manera contribuye alveo a mejorar los algoritmos de los ventiladores y el desarrollo de software? ----

Harri Friberg: alveo proporciona retroalimentación de alta fidelidad en tiempo real y escenarios de fuga realistas, lo que ayuda a las empresas de ventiladores a optimizar los algoritmos de soporte de presión, control de volumen, ventilación adaptativa y de bucle cerrado.

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*** Potencial de futuro y hoja de ruta ***

--- ¿Hacia dónde cree que se dirige el futuro de la simulación pulmonar y cómo encaja el simulador en esa visión? ---

Harri Friberg: El futuro está en la simulación específica del paciente basada en la inteligencia artificial (IA). Este dispositivo es el primer paso hacia la creación de modelos pulmonares totalmente adaptativos que reaccionen de forma dinámica.

--- ¿Tienen previsto integrar la IA o el aprendizaje automático en alveo? ---

Matthias van der Staay: Con el lanzamiento de alveo, ya ofrecemos un modelo de respuesta fisiológica totalmente adaptable y trabajamos constantemente para mejorarlo y adaptarlo a escenarios más realistas. La IA desempeñará un papel esencial en este proceso, ayudando a los ventiladores a aprender y ajustarse de forma dinámica.

--- ¿Hay alguna próxima mejora o versión de alveo que esté en desarrollo? ---

Harri Friberg: Hemos empezado a desarrollar una versión avanzada del software que servirá principalmente para la investigación y el desarrollo de ventiladores; ya se está preparando un software neonatal específico. Además, pretendemos explorar la simulación con fines veterinarios, que a menudo se pasa por alto, y habrá más novedades tras el lanzamiento a finales de este año.

Gracias, Matthias y Harri, por estos interesantes comentarios; ¡esperamos con impaciencia el lanzamiento de alveo!