Evaluación de un sistema de emulación de sonidos cardíacos y respiratorios en el contexto de la adaptación neonatal y escenarios clínicos básicos en la atención del recién nacido
Autor: Pedraza Alfonso, Diana Patricia
Asesor: Cabarcas Santoya, Martha Eugenia (Thesis advisor)
Fecha: 2015
Programa: Bogotá - Medicina - Especialidad en Anestesiología y Reanimación
Facultad: Facultad de Medicina

Resumen: El resumen es una presentación abreviada y precisa (la NTC 1486 de 2008 recomienda. En este trabajo se hace un recuento de la historia del arte de la simulación clínica y de la  simulación neonatal para posteriormente describir los desarrollos propios de la  Universidad Nacional de Colombia. En una prueba piloto se evalúa un sistema de emulación de sonidos cardiacos y respiratorios neonatales, el 70% de los evaluadores  consideró que el maniquí es similar a un recién nacido, en cuanto a textura y color el  60% evaluó este ítem como similar a la realidad y el 80% aseguró que las  características del cordón umbilical son poco similares a la realidad y que se debían ser mejoradas. Un 80% de los expertos consideró que los sonidos son muy similares a la  realidad y al evaluar las situaciones clínicas de bradicardia, taquicardia, paro cardiorespiratorio, normal, bradipnea y polipnea, la tasa de acierto entre los evaluadores fue 0.97. El emulador evaluado puede complementar las prácticas del taller de simulación neonatal respondiendo en costos e interactividad a la filosofía de la Universidad Nacional de Colombia.

Evaluación de un sistema de emulación de
sonidos cardiacos y respiratorios en el
contexto de la adaptación neonatal y
escenarios clínicos básicos en la atención
del recién nacido
Diana Patricia Pedraza Alfonso
Universidad Nacional de Colombia
Facultad de Medicina
Departamento de Pediatría
Bogotá, D.C.
2015Evaluación de un sistema de
emulación de sonidos cardiacos y
respiratorios en el contexto de la
adaptación neonatal y escenarios
clínicos básicos en la atención del
recién nacido
Diana Patricia Pedraza Alfonso
Código: 274315
Trabajo de grado presentado para optar al título de Especialista en Perinatología y
Neonatología
Director:
Dr. Luis Carlos Méndez Córdoba
Universidad Nacional de Colombia
Facultad de Medicina
Departamento de Pediatría
Bogotá, D.C.
2015A mi familia por apoyarme en este largo
camino lleno de satisfacciones y sacrificios, al
Profesor Luis Carlos Méndez Córdoba por su
estímulo y apoyo incondicional, a todos los
recién nacidos y padres quienes nos
enseñan que todo es posible.Agradecimientos
A todos los miembros del Grupo de Investigación en Electrónica de Alta Frecuencia y
Telecomunicaciones (CMUN) de la Universidad Nacional de Colombia por la oportunidad
de trabajar en equipo en el desarrollo y evaluación del emulador neonatal, en especial a
los Ingenieros Electrónicos Camilo Andrés Ruiz Beltrán desarrollador del emulador y
Yury Estepa Avellaneda por su colaboración al desarrollo de este trabajo.
A los profesores del Departamento de Pediatría y de la División de Neonatología,
quienes contribuyeron con su ejemplo, responsabilidad, conocimiento, tenacidad y
entrega a mi formación profesional así como al Instituto Materno Infantil y a la
Fundación Hospital de la Misericordia.Resumen y Abstract VII
Resumen
El resumen es una presentación abreviada y precisa (la NTC 1486 de 2008 recomienda
En este trabajo se hace un recuento de la historia del arte de la simulación clínica y de la
simulación neonatal para posteriormente describir los desarrollos propios de la
Universidad Nacional de Colombia. En una prueba piloto se evalúa un sistema de
emulación de sonidos cardiacos y respiratorios neonatales, el 70% de los evaluadores
consideró que el maniquí es similar a un recién nacido, en cuanto a textura y color el
60% evaluó este ítem como similar a la realidad y el 80% aseguró que las
características del cordón umbilical son poco similares a la realidad y que se debían ser
mejoradas. Un 80% de los expertos consideró que los sonidos son muy similares a la
realidad y al evaluar las situaciones clínicas de bradicardia, taquicardia, paro
cardiorespiratorio, normal, bradipnea y polipnea, la tasa de acierto entre los evaluadores
fue 0.97. El emulador evaluado puede complementar las prácticas del taller de
simulación neonatal respondiendo en costos e interactividad a la filosofía de la
Universidad Nacional de Colombia.
Palabras clave: Simulación clínica, simulación neonatal, emulación, evaluación,
aprendizaje.VIII Evaluación de un sistema de emulación de sonidos cardiacos y respiratorios
en el contexto de la adaptación neonatal y escenarios clínicos básicos
en la atención del recién nacido
Abstract
This paper will examine the main theoretical and practical elements of clinical simulation
history and art, as well as neonatal simulation, under the scope of Colombian National
University research and practical developments in those fields. In a pilot test, a neonatal
heart and breathing sounds emulator system is evaluated with the following results: 70%
of researchers considered the test dummy as similar to a newborn in color and texture,
60% evaluated this aspect as similar to reality and simulation for later describe neonatal
own developments of the National University of Colombia is made. In a pilot test an
emulation system for cardiac and neonatal respiratory sounds is evaluated, 70% of the
evaluators considered that the dummy is like a newborn, in texture and color 60% rated
this item as being similar to reality and 80% indicated that the umbilical cord features are
less similar to reality and should be improved, 80% of experts considered that sounds are
highly similar to reality and when evaluating clinical situations of bradycardia, tachycardia,
cardio respiratory arrest, normal, bradypnea and polypnea, their succes rate was 0.97.
Tested emulator can support and complement neonatal simulation workshop practices
according to Colombian National University guidelines in terms of costs and interactivity.
Keywords: Clinical simulation, neonatal simulation, emulation, evaluation, learningContenido IX
Contenido
Pág.
Resumen ........................................................................................................................ VIVI II
Lista de figuras ................................................................................................................ X X
Lista de tablas ................................................................................................................ XIX I
Introducción .................................................................................................................... 1 1
1. Definición del problema ........................................................................................... 3 3
2. Objetivos ................................................................................................................... 5 5
2.1 General .............................................................................................................. 5 5
2.2 Específicos ......................................................................................................... 5 5
3. Marco referencial ...................................................................................................... 7 7
3.1 Conceptos básicos ............................................................................................. 7 7
3.2 Recuento histórico del desarrollo de la simulación ................................................ 101 0
3.3 Maniquíes de entrenamiento y simuladores pediátricos y neonatales ................... 131 3
3.4 Desarrollos propios ............................................................................................... 191 9
3.5 Descripción del sistema de emulación de sonidos cardiacos y respiratorios ......... 232 3
3.6 Estudios de verificación y validación en simulación .............................................. 272 7
4. Metodología ............................................................................................................ 313 1
5. Resultados y discusión ......................................................................................... 333 3
5.1. Resultados ........................................................................................................... 333 3
5.2. Conclusiones ....................................................................................................... 363 6
A.Anexo: Formato I de evaluación ............................................................................... 373 9
B.Anexo: Formato II de evaluación .............................................................................. 414 3
Bibliografía .................................................................................................................... 474 9Contenido X
Lista de figuras
Pág.
Figura 3.1:Victor ICU Newborn. ..................................................................................1 3
Figura 3.2:Procedimientos que permite practicar Victor ICU Newborn . ....................1 4
Figura 3.3:Newborn HAL S3010. ................................................................................1 5
Figura 3.4:Sim Baby TM . ............................................................................................1 6
Figura 3.5:SimNewB . .................................................................................................1 7
Figura 3.6:NeoNatalie . ...............................................................................................1 8
Figura 3.7:Primer simulador desarrollado para emular rubicundez y cianosis . .........1 9
Figura 3.8:Interfaz gráfica de programador de medicamentos . ...................................2 0
Figura 3.9:Interfaz gráfica Neosim . ............................................................................2 1
Figura 3.10: Interfaz docente del simulador . ..............................................................2 2
Figura 3.11:Maniquí de entrenamiento sistema hemodinámico . .................................2 2
Figura 3.12:Componentes del sistema de emulación de sonidos cardiacos y 24
respiratorios . ..............................................................................................................
Figura 3.13: Diagrama de bloques que esquematiza el funcionamiento del 25
emulador……………… .................................................................................................
Figura 3.14: Evaluación inical del emulador …………………………………….……. 27
Figura 5.1: Características de los evaluadores ………………...…………………….. 33
Figura 5.2: Expericiencia de los evaluadores ...……………………………………….. 34XI
Lista de tablas
Pág.
Tabla 3.1: Escenarios clinicos planteados …………....................................................... 26
Tabla 5.1: Evaluación de las características del maniquí ……………………………….... 34
Tabla 5.2: Evaluación de la calidad de los sonidos ……………………………………..... 35
Tabla 5.3: Acierto inter evaluador en las situaciones clínicas planteadas ………….….. 35Introducción
La atención neonatal se desarrolla en ambientes dinámicos y complejos dados por la
necesidad de actuar contra el tiempo, con sistemas de monitoreo muy sensibles y
pequeños, con nuevas evidencias científicas, con alta carga emocional, con dilemas
éticos y, además la necesidad de trabajar en equipo. Como resultado la probabilidad de
cometer errores aumenta, por lo que desde el año 2010 la Academia Americana de
Pediatría (AAP) y la Asociación Americana del Corazón (AHA), recomiendan que la
simulación sea una herramienta de enseñanza imprescindible en el ámbito neonatal
para mejorar los resultados. 1
En el mercado existen diversos maniquíes de entrenamiento, el más conocido es Sim
NewB® en su versión estándar y avanzada fabricado por Laerdal® en asociación con la
Academia Americana de Pediatría (AAP). Se trata de un simulador interactivo diseñado
para adaptarse a los requerimientos de entrenamiento de los programas de resucitación
neonatal, con un costo, en la versión avanzada completa para el 2013 de 31.303
dólares, precio que no incluye los kit de accesorios, consumibles, monitores ni licencias.
Dentro de sus especificaciones cuenta con sonidos normales y anormales respiratorios y
cardiacos que son generados por el maniquí, programados según el escenario clínico y
que se auscultan con un fonendoscopio convencional. 2, 3
En el año 2009 el Profesor Luis Carlos Méndez Córdoba, Pediatra Perinatólogo y
Neonatólogo se une al Grupo de Investigación en Electrónica de Alta Frecuencia y
Telecomunicaciones (CMUN) de la Universidad Nacional de Colombia en la línea de
investigación Simulación y Emulación de Sistemas Biológicos para Entrenamiento en
Áreas de las Ciencias de la Salud con el objetivo de crear simuladores y emuladores
neonatales que se utilicen en la Adaptación Neonatal Inmediata y que se adapten en
costos e interactividad a la filosofía, visión y metodología de la escuela de Perinatología
y Neonatología de la Universidad Nacional de Colombia, con tecnología local y
disponible.2 Introducción
Este trabajo hace un recuento de los orígenes de la simulación, la etapas
evolutivas de su desarrollo, las categorías de la simulación clínica y grados de
fidelidad de la misma, se describen los simuladores comerciales disponibles en la
actualidad para posteriormente describir los desarrollos propios en el campo de la
simulación y emulación neonatal logrados por el Grupo CMUN y a la vez grupo de
expertos evalúa en una prueba piloto el sistema de emulación de sonidos
cardiacos y respiratorios desarrollado para los emuladores neonatales.
Se plantea la simulación clínica como herramienta educativa que desde la
academia contribuya a disminuir la mortalidad neonatal al lograr un entrenamiento
adecuado en habilidades clínicas que solo se adquieren con la práctica verificada,
como la auscultación cardiaca y respiratoria en el contexto de la adaptación
neonatal inmediata, reconociendo oportunamente situaciones clínicas básicas que
de no ser identificadas, investigadas sus causas y tratadas ponen en riesgo al
recién nacido en las primeras horas de vida, todo esto en un ambiente seguro sin
poner en riesgo al recién nacido.1. Definición del problema
Los primeros 28 días de vida – el periodo neonatal- representan la etapa más vulnerable
para la supervivencia de un niño. Según la Organización Mundial de la Salud en el
2013, cerca del 45 % de las muertes en menores de 5 años ocurrieron en este periodo a
pesar de que a nivel mundial la mortalidad neonatal ha disminuido 2% cada año desde el
1990, de 33 a 21 muertes por cada 1000 nacidos vivos. 4 Según el Análisis de la
Situación de Salud del 2013 en Colombia la tendencia es similar, la mortalidad neonatal
constituye el 63% de las muertes infantiles a pesar de la reducción de la mortalidad
neonatal que pasó de 9.55 en el 2007 a 7.81 por cada mil nacidos vivos en el año
2011.5
Dado que el 75% de las muertes neonatales ocurren en la primera semana de vida y
cerca del 36% ocurren en las primeras 24 horas de vida, se estima que hasta dos tercios
de estas muertes podrían ser prevenidas si personal médico experto realiza medidas
eficaces durante el nacimiento y durante la primera semana de vida. 4 Se ha planteado
como meta que para el año 2035, cada país debería tener 10 o menos muertes
neonatales por cada 1000 recién nacidos vivos o diez o menos nacidos muertos por
cada 1000 nacimientos.6 Para ayudar a lograr esta meta, la simulación se convierte en
piedra angular en el entrenamiento medico sin poner en riesgo la vida del paciente.
Durante el periodo de formación universitaria de pre y post grado es fundamental
desarrollar las habilidades clínicas necesarias para reconocer situaciones clínicas como
dificultad respiratoria, taquicardia, bradicardia, apnea y paro que ponen en riesgo al
recién nacido durante la adaptación neonatal. Sin embargo, estas habilidades no
siempre es posible adquirirlas dada la baja exposición de los estudiantes principalmente
de pregrado a recién nacidos en estado crítico, estando generalmente como
observadores sin tener una vivencia real de la situación que amenaza al recién nacido.
Actualmente el taller de simulación neonatal durante la formación de pregrado, postgrado
en Pediatría y especialización en Perinatología y Neonatología de la Universidad4 Evaluación de un sistema de emulación de sonidos cardiacos y respiratorios
en el contexto de la adaptación neonatal y escenarios clínicos básicos
en la atención del recién nacido
Nacional de Colombia se realiza en el Centro de Simulación de la Clínica Santa Rosa,
futuro Hospital Universitario, con recursos técnicos limitados. Se cuenta con
simuladores de uso específico y baja tecnología: una cabeza para intubación orotraqueal
y un maniquí de cuerpo completo que no se adaptan a los conceptos de adaptación
neonatal propios de la escuela de Perinatología y Neonatología y sin contar con
simuladores de tareas complejas por los altos costos de los existentes en el mercado.
A partir de esta limitación desde el 2009 en el grupo de investigación CMUN trabajan de
forma interdisciplinaria Ingenieros Eléctricos y Electrónicos y Especialistas en
Perinatología y Neonatología en el desarrollo de simuladores y emuladores neonatales
con tecnología local y a un bajo costo que además se adapten a los conceptos y filosofía
de la escuela.
En el año 2013 se desarrolló un emulador de auscultación neonatal el cual no ha sido
evaluado aun por la comunidad médica, esta evaluación es necesaria para poder
continuar con el desarrollo y mejoramiento tecnológico de los desarrollos propios.2. Objetivos
2.1 General
Evaluar un sistema de emulación de sonidos cardiacos y respiratorios en el contexto de
la adaptación neonatal y escenarios clínicos básicos en la atención del recién nacido.
2.2 Específicos
Describir los orígenes de la simulación, las etapas evolutivas de su desarrollo, las
categorías de la simulación clínica, grados de fidelidad de la misma y simuladores
comerciales.
Exponer los desarrollos propios en el campo de la simulación y emulación neonatal
logrados por el Grupo CMUN.
Evaluar en una prueba piloto el emulador de sonidos cardiacos y respiratorios del Grupo
CMUN3. Marco referencial
3.1 Conceptos básicos
Simular es representar algo, fingiendo o imitando lo que no es. 7 En el área de la salud,
consiste en situar a un estudiante en un contexto que imite algún aspecto de la realidad
clínica. Es una técnica no una tecnología, para sustituir o ampliar las experiencias reales
a través de experiencias guiadas, que evocan o replican aspectos sustanciales del
mundo real de una forma totalmente interactiva 8. En un enfoque pedagógico la
simulación es un término genérico para la representación artificial de un proceso de la
vida real, que pretende lograr metas educativas por medio del aprendizaje de
experiencias.
La simulación crea un ambiente ideal para la educación, debido a que las actividades
pueden diseñarse para que sean predecibles consistentes, estandarizadas, seguras y
reproducibles. Sin embargo, no reemplaza los escenarios clínicos reales pero permite
que el estudiante aprenda, en medios controlados, contribuyendo a mejorar sus
habilidades clínicas y a disminuir la ansiedad ante la realización de un examen o un
procedimiento mejorando el cuidado y los desenlaces de los pacientes sin ponerlos en
riesgo.9
Emular, se refiere a imitar las acciones de otro procurando igualarlo o superarlo.
Emulación en el ámbito de la ingeniería es la simulación de equipos o de fenómenos por
medios artificiales como el modelado de software 7. En el contexto del trabajo de
investigación del Grupo CMUN, se ha definido un emulador como un maniquí modificado
con los componentes mecánicos, eléctricos o electrónicos de señales e imágenes
diseñados que lo hacen estructural y funcionalmente capaz de superar la realidad.8 Evaluación de un sistema de emulación de sonidos cardiacos y respiratorios
en el contexto de la adaptación neonatal y escenarios clínicos básicos
en la atención del recién nacido
En la literatura se han descrito varias categorías de simulación. 8, 9, 10, 11. Una de las
mas aceptadas es la de David Gaba 12, quien tomo los conceptos de la simulación en
aviación y los aplico a la sala de operaciones con el fin de mejorar el entrenamiento de
los anestesiólogos y lograr una mayor seguridad para el paciente. El clasifico la
simulación en:
-Simulación verbal, es simplemente un juego de roles.
-Simulación de pacientes estandarizados, son actores usados para evaluar las
habilidades en el interrogatorio, el examen físico, las habilidades comunicativas y
profesionalismo.
-Simulación de partes anatómicas, son modelos de partes del cuerpo en estado normal o
anormal, en esta categoría también se incluyen los simuladores modernos de tareas
quirúrgicas.
- Simulación de pacientes informáticos, son interactivos y pueden estar basados en
software o parte de un mundo virtual basado en Internet con un costo reducido.
-Simulación de pacientes electrónicos, son la forma más completa de simulación, puede
ser un maniquí o estar basado en realidad virtual aseguran una replicación del entorno
integral.
Otra clasificación es la realizada por Ziv, quien divide las herramientas de simulación en
cinco categorías principales:
-Simuladores de uso específico y de baja tecnología: En inglés part task trainers, son
modelos diseñados para replicar sólo una parte del organismo y del ambiente por lo que
sólo permiten el desarrollo de habilidades psicomotoras básicas. Por ejemplo, un brazo
para punción venosa o una cabeza para intubación traqueal.
-Pacientes simulados o estandarizados: Actores entrenados para actuar como pacientes.
Se utilizan para entrenamiento y evaluación de habilidades en obtención de la historia
clínica, realización del examen físico y comunicación.
-Simuladores virtuales en pantalla: Son programas computacionales que permiten
simular diversas situaciones, en áreas como la fisiología, farmacología o problemasMarco referencial 9
clínicos, e interactuar con el o los estudiantes. Su principal objetivo es entrenar y evaluar
conocimientos y la toma de decisiones. Una ventaja es que permite el trabajo de varios
estudiantes a la vez; de hecho, actualmente hay programas para entrenamiento de
trabajo en equipo.
-Simuladores de tareas complejas: Mediante el uso de modelos y dispositivos
electrónicos, computacionales y mecánicos, de alta fidelidad visual, auditiva y táctil se
logra una representación tridimensional de un espacio anatómico. Dichos modelos
generados por computadores son frecuentemente combinados con part task trainers que
permiten la interacción física con el ambiente virtual. Usados para el entrenamiento de
tareas complejas, permiten desarrollar habilidades manuales y de orientación
tridimensional, adquirir conocimientos teóricos y mejorar la toma de decisiones. Ha sido
utilizada ampliamente en cirugía laparoscópica y procedimientos endoscópicos.
-Simuladores de paciente completo: Maniquíes de tamaño real, manejados
computacionalmente que simulan aspectos anatómicos y fisiológicos, que permiten
desarrollar competencias en el manejo de situaciones clínicas complejas y para el trabajo
en equipo.8.
Un concepto importante y que ha sido objeto de discusión es el de fidelidad. La fidelidad
es la medida en la que la apariencia y el comportamiento del simulador o la simulación
coinciden con la apariencia o comportamiento del sistema simulado, determinando si la
simulación es de baja, intermedia o alta fidelidad.
- Simulación de baja fidelidad, se trata de modelos que simulan sólo una parte del
organismo, usados generalmente para adquirir habilidades motrices básicas en un
procedimiento simple o examen físico; por ejemplo, la instalación de una vía venosa
periférica o la auscultación cardiaca básica.
- Simulación de fidelidad intermedia, se combina el uso de una parte anatómica, con
programas computacionales de menor complejidad que permiten al instructor manejar
variables fisiológicas básicas con el objetivo de lograr el desarrollo de una competencia.
Por ejemplo, dispositivos para el entrenamiento de reanimación cardiopulmonar.10 Evaluación de un sistema de emulación de sonidos cardiacos y respiratorios
en el contexto de la adaptación neonatal y escenarios clínicos básicos
en la atención del recién nacido
- Simulación de alta fidelidad: Integra múltiples variables fisiológicas para la creación de
escenarios clínicos realistas con maniquíes de tamaño real. El fin es entrenar
competencias técnicas avanzadas y competencias en el manejo de crisis.8.
El termino fidelidad también ha sido usado para definir complejidad o tecnología; sin
embargo la fidelidad no es siempre proporcional a la tecnología utilizada. Por ejemplo,
cuando se realiza la entrevista médica a un paciente simulado, en el que además se le
tiene que examinar el rojo pupilar, se trata de una simulación de muy alta fidelidad ya que
se acerca mucho a la realidad, sin embargo, es un escenario de baja complejidad y
escasa tecnología. 8,11.
3.2 Recuento histórico del desarrollo de la simulación
La simulación tiene sus orígenes en la aviación. En 1929 y a raíz de la necesidad de
entrenar a los pilotos y a las altas tasas de accidentes aéreos atribuidos a error
humano, el estadounidense Edwin Link inventa y patenta el primer simulador de vuelo,
“la caja azul de entrenamiento de vuelo”, siendo para la época una forma fácil, segura y
menos costosa para enseñar a volar. En 1930 abre su propia escuela de aviación y
demuestra el valor educacional de su simulador. El despliegue militar de la Segunda
Guerra Mundial incrementa la necesidad de entrenamiento y Link desarrolla el Celestial
Navigation Trainer, un simulador para entrenamiento en bombardeo aéreo y el primer
modelo especifico de un aeroplano. En 1955 la Administración Federal de Aviación de
los Estados Unidos exigió que los pilotos se recertificaran por medio de la simulación
para mantener las licencias a pilotos comerciales.10
Los primeros avances relacionados con la simulación en medicina, se dieron en la
década de los sesenta. El origen de varios maniquíes que se utilizan en la actualidad en
todo el mundo es Resusci-Anne, desarrollado en los años 60 por el empresario noruego
dedicado a la creación de juguetes de plástico Asmund Laerdal motivado por el
anestesiólogo Bjorn Lind y el Dr. Peter Safar, con la finalidad de ayudar a los médicos a
comprender y practicar la respiración de boca a boca. Este simulador podía obstruir su
vía aérea y era necesario realizar hiperextensión del cuello para realizar ventilaciones
exitosas, posteriormente con la evidencia del masaje cardíaco se le agregó un resorteMarco referencial 11
interno en el tórax para que se pudieran practicar las compresiones en el mismo, así
nació la posibilidad de entrenar el «ABC» de la reanimación cardiorespiratoria.12
También a mediados de los años 60, el ingeniero de la Universidad del Sur de California,
el Dr. Stephen Abrahamson y un médico de la misma institución, el Dr. Judson Denson
desarrollaron a Sim One. Éste era un simulador altamente realista, controlado por una
computadora híbrida, ya que era digital y análoga y que mantenía características de alta
fidelidad como movimientos torácicos con cada ventilación, la capacidad de parpadear,
las pupilas se dilataban o contraían y la mandíbula se abría y cerraba. Los creadores
argumentaban que su utilidad era para enseñar a los residentes a realizar inducciones
anestésicas sin poner en riesgo a un paciente. Pero Sim One no tuvo aceptación, y
lamentablemente de Sim One sólo queda el registro en video, al parecer la tecnología era
muy cara en ese momento para su comercialización. 12, 13, 14, 15, 16,17.
En 1968, se presentó en una sesión científica de la American Heart Association el
simulador conocido como Harvey, que fue desarrollado por el Dr. Michael Gordon,
inspirado en su maestro el Dr. Proctor Harvey de la Universidad de Georgetown y con la
colaboración del Centro para la Investigación en Educación Médica (CRME). Este
simulador también presentaba características de alta fidelidad como poder obtener la
presión arterial por auscultación, pulsos, ruidos cardíacos en cuatro focos sincronizados
con el pulso y que varían con la respiración. También podía simular diferentes
enfermedades cardíacas al poder modificarse su presión, respiración y recreación de
ruidos cardíacos patológicos.
En 1987, el Dr. David Gaba y sus colegas de la Universidad de Stanford fabricaron el
primer prototipo de maniquí utilizado para estudiar el comportamiento humano en
anestesia llamado C.A.S.E. 1.2 (Comprehensive Anesthesia Simulation Environment).
Éste utilizaba diferentes herramientas como generadores de ondas con un monitor de
presión no invasiva unido a una computadora y a un maniquí donde se podían manipular
los signos vitales para simular eventos críticos. Posteriormente, se desarrolló el C.A.S.E.
2.0 que incluía un microprocesador de parámetros fisiológicos y que se integró en una
sala de operaciones real, con una máquina de anestesia real y con el resto del equipo de
una sala de operaciones real hicieron de éste, el primer simulador de alta fidelidad en un
ambiente realista.12 Evaluación de un sistema de emulación de sonidos cardiacos y respiratorios
en el contexto de la adaptación neonatal y escenarios clínicos básicos
en la atención del recién nacido
El sistema C.A.S.E. fue llevado a Boston en 1992, el objetivo evaluar el modelo educativo
con el simulador, durante 10 semanas de sesiones participaron especialistas, residentes
y enfermero(as) anestesiólogos de los hospitales afiliados a la Universidad de Harvard.
El éxito del mismo llevó a la creación del Centro para la Simulación en Anestesia, que
posteriormente cambió su nombre por el Centro para la Simulación Médica (Center for
Medical Simulation) y que fue el primero en adoptar estas tecnologías fuera de los
centros donde se desarrollaban. A partir de ese momento, diversas empresas de forma
independiente comenzaron a producir diferentes maniquíes y simuladores para capaciitar
médicos en diferentes especialidades. 10,12,15,17.
En la década de los 90 la compañía Gaumard Scientific se intereso en los eventos
críticos perinatales y desarrolló un simulador de parto que incluía un maniquí de un
recién nacido capaz de simular cianosis central y periférica, incursionando así la
simulación neonatal en ámbito educativo a través del programa de entrenamiento de la
Universidad de Stanford. Para el final de esta década, la simulación de pacientes
humanos y del manejo de crisis se extrapolo de la anestesiología a otras especialidades
como la medicina de guerra, cuidado intensivo, pediatría, emergenciología, cirugía,
traumatología e incluso a la odontología usando múltiples maniquíes de
simulación.10,18.
En el 2000, se comienzan a fabricar simuladores de fidelidad intermedia a la mitad del
costo de los de alta fidelidad. Laerdal introdujo el primer maniquí SimMan, creado para el
entrenamiento de habilidades relacionadas con la resucitación. Este maniquí generaba
sonidos cardiovasculares y respiratorios y le ofrecía al docente la posibilidad de
desarrollar escenarios o usar algunos predeterminados en el sistema. A su vez Medical
Education Techonologies Inc lanzo su maniquí de simulación. En el 2005 llegan al
mercado los maniquíes pediátricos informatizados y la compañía SIMA introduce un
monitor, 8 escenarios de entrenamiento y el software necesario para el proceso de
reanimación neonatal.10,17.
Es posible resumir la historia de la simulación en tres períodos históricos: 1) Los
precursores, desde 1929 hasta la década de los sesenta, marcada por los simuladores
de vuelo aunque también se cita otras aplicaciones en el ámbito militar y de la medicina;
2) Los pioneros, desde los sesenta a fines de los ochenta, partiendo con Laerdal,Marco referencial 13
Abrahamson, Gravenstein y Gaba, quienes desarrollaron simuladores complejos,
capaces de replicar características anatómicas y eventos fisiológicos; 3) La
consolidación, en las dos últimas décadas, con la aceptación creciente de la simulación
como un complemento y a veces como substituto ventajoso de la formación clínica. Se
desarrollan maniquíes de mayor sofisticación y a precios más accesibles, surgen
también un gran número de simuladores de tareas específicas quirúrgicas, diagnósticas y
de procedimientos. Paralelamente, se desarrolla la investigación sobre la utilidad de la
simulación clínica en el desarrollo de competencias clínicas 8.
3.3 Maniquíes de entrenamiento y simuladores
pediátricos y neonatales
Actualmente en el mercado existen varios maniquíes pediátricos y neonatales de
entrenamiento. Tellyes Scientific, empresa China del sector de la salud, desarrollo a
Victor ICU Newborn (EMI0300001ASC) que simula a un lactante de 6 meses se ilustra
en la Figura 3.1. Tiene componentes que le dan alto realismo como piel suave y
flexible, pupilas que cambian de tamaño automáticamente de acuerdo a la condición
incluyendo miosis, midriasis y pupilas normales, un software integrado permite examinar
el reflejo pupilar, generar cianosis, sonidos guturales y llanto.
Figura 3.1: Victor ICU Newborn.
Se puede entrenar el manejo de la vía aérea: mascara de ventilación, mascara laríngea,
intubación nasal y orotraqueal, simular laringoespasmo y broncoobstrucción, auscultar
sonidos respiratorios normales y patológicos, medir Co2 al final de la espiración y
saturación de oxihemoglobina en tiempo real mostrando cambios dinámicos. El tórax14 Evaluación de un sistema de emulación de sonidos cardiacos y respiratorios
en el contexto de la adaptación neonatal y escenarios clínicos básicos
en la atención del recién nacido
presenta movimiento espontaneo con la respiración, se puede conectar a un equipo de
monitoreo cardiovascular, responde a maniobras de desfibrilación y reanimación
cardiopulmonar, se pueden auscultar los sonidos intestinales y escuchar las flatulencias.
Permite realizar punciones venosas, palpar pulsos, realizar punción intraósea, punción
transfontanelar y monitorear en tiempo real la temperatura, además de interactuar con
equipos de monitoreo invasivo, bombas de infusión de medicamentos, cardio
desfibriladores (Figura 3.2). El costo actual en el mercado es de 50.000 dólares. 2.
Figura 3.2: Procedimientos que permite practicar Victor ICU Newborn ¡Error! Marcador
no definido.
Gaumard, Simulators for Health Care Education, desarrollo Newborn HAL S3010, el
modelo estándar incluye simulación de cianosis, movimientos respiratorios y permite
realizar la escala de Apgar (Figura 3.3). Está disponible en diferentes tonos de piel para
simular recién nacidos caucásicos, mestizos y de raza negra, una batería interna
recargable con autonomía de 4 horas, conexión por wireless a tabletas o computadoras
personales, entrenamiento automático, usa escenarios programados y permite crear
nuevos. La vía aérea permite ventilación con dispositivo bolsa-mascara, maniobra de
Sellick y visualización de cuerdas vocales, intubación nasal y orotraqueal, cuenta con
sensores para detectar intubación, controlar la frecuencia y profundidad de la respiraciónMarco referencial 15
y los movimientos del tórax, un detector de las compresiones torácicas, se auscultan los
sonidos respiratorios y cardiacos, palpación de onda de pulso, medida de presión arterial
por método palpatorio o auscultatorio, simulación de los ruidos de Korotkoff, conexión a
electrocardiógrafo de 12 canales, palpación del pulsos umbilical, braquial. Emite sonidos
de llanto, se puede simular convulsiones, tono y postura muscular cambiando los ángulos
de las extremidades. Inserción de sondas de alimentación, auscultación de ruidos
intestinales, cateterización de vasos umbilicales. El color y los signos vitales responden
a eventos hipóxicos, tiene genitales intercambiables y se puede practicar cateterización
vesical. Los signos vitales se grafican en un monitor y tiene programados 20 escenarios
clínicos basados en el esquema S.T.A.B.L.E. 19. El costo del simulador es de 59.119,93
dólares sin incluir el CD de soporte de los casos clínicos con un valor de 5.995 dólares
20,21.
Figura 3.3: Newborn HAL S3010.
Sim Baby TM, es un simulador manufacturado por Laerdal Corporation, representa un
lactante de 18-24 meses el cual se puede intubar y que se conecta a una interfaz
grafica.(Figura 3.4). Cuenta con una vía aérea que presenta cierta dificultad para la
intubación simulando una vía aérea difícil, el tórax se mueve con las respiraciones, se
pueden auscultar los sonidos respiratorios, los pulsos son palpables, emite sonidos
como quejido, llanto y tos y permite la canalización de de vasos periféricos y punción
intraósea 22.16 Evaluación de un sistema de emulación de sonidos cardiacos y respiratorios
en el contexto de la adaptación neonatal y escenarios clínicos básicos
en la atención del recién nacido
Figura 3.4: Sim Baby TM
Con el fin de mejorar el modelo anterior, Laerdal junto con la Academia Estadounidense
de Pediatría (AAP) diseña a SimNewB, representa de manera precisa a un recién nacido
a término, femenino, en el percentilo 50, que mide 21 pulgadas (53,3 cm) y pesa 7 lbs.
(3,170 kg), en versión estándar y una avanzada (Figura 3.5). Se pueden simular una
amplia variedad de condiciones del paciente, que varían desde un recién nacido cianótico
sin signos vitales, fláccido hasta un recién nacido vigoroso y llorando. La vía aérea está
diseñada para permitir la capacitación en el uso de dispositivos de presión positiva, tubos
endotraqueales y mascaras laríngeas. El cordón umbilical patentado tiene pulso como el
de la vida real, que puede evaluarse, cortarse y cateterizarse para acceso IV.
Es un simulador interactivo que responde a los escenarios de capacitación del
Programa de Resucitación Neonatal (NRP). Los escenarios pre programados brindan
capacitación estandarizada mientras que los escenarios personalizados y el instructor en
tiempo real controlan la adaptación del escenario a las necesidades del estudiante
individual.Marco referencial 17
Figura 3.5: SimNewB
Al tener características realistas y respuestas clínicas de un recién nacido como en la
vida real, SimNewB ayuda a los profesionales de la atención de la salud neonatal a
mejorar la dinámica del equipo, construir confianza y practicar en un ambiente libre de
riesgos, para su funcionamiento se requiere de SimPad™ System, software que se
vende por separado. Dentro de las ventajas de este simulador se encuentran: ayuda a
optimizar el entorno educativo al brindar experiencias de capacitación con simulación de
pacientes altamente realistas para la práctica del trabajo en equipo, liderazgo y
habilidades de comunicación, SimNewB está diseñado para integrarse fácilmente en
todos los programas de capacitación neonatales, al estar disponible en las versiones
Estándar y Avanzada, la capacitación escalable con SimNewB le permite a los
instructores variar las simulaciones desde la sala de partos hasta la sala de terapia
intensiva neonatal, el diseño innovador de la interfaz de usuario y los escenarios le
permite a los instructores controlar las respuestas del simulador a través de la sesión de
capacitación con sólo pulsar un botón en un control remoto portátil o una PC laptop, los
materiales de soporte de simulación del Programa de Resucitación Neonatal (incluidos
con la compra de SimNewB) se relacionan directamente con los materiales del curso del
NRP, facilitando el brindar simulaciones consistentes, reforzando los contenidos del NRP,
y permitiéndole a los instructores integrar fácilmente la simulación en el NRP y otros
programas de capacitación neonatal.
Su costo en el 2013 era de 31.303 dólares, precio que no incluye los kit de accesorios
(pupilas intercambiables, kid de anomalías congénitas ), consumibles ( cordón umbilical,
panel de cianosis, simulador de sangre, lubricante de vía aérea y piernas de reemplazo
con un precio aproximado de 1.000 dólares) , monitores ( Tablet PC Instructor 2.100
dólares, monitor SimPad portátil 3.000 dólares) ni licencias de software, por ejemplo la18 Evaluación de un sistema de emulación de sonidos cardiacos y respiratorios
en el contexto de la adaptación neonatal y escenarios clínicos básicos
en la atención del recién nacido
licencia del Neonatal Resuscitation Program Scenarios for SimNewB tiene un valor de
1.925 dólares, en total su precio puede oscilar como mínimo en 40.000 dólares. 3,25.
NeoNatalie de Laerdal Medical, es un simulador inflable diseñado para el aprendizaje de
las técnicas básicas de la resucitación neonatal (Figura 3.6). Desarrollado para
responder a los principales requerimientos de formación en los pasos iníciales de la
resucitación, durante los 10 primeros minutos de la vida del neonato, NeoNatalie es una
herramienta eficaz para optimizar la formación con la mejor relación calidad-precio.
Tiene un tamaño y apariencia realista, se puede rellenar con agua tibia (2 litros) para
darle un peso y una textura que se acerque a la realidad.
Incorpora características como la respiración espontánea, la posibilidad de palpación
umbilical y llanto, se puede utilizar en escenarios de aprendizaje (juego de roles), de
técnicas de cuidado post-parto normal, resucitación estándar y técnicas de resucitación
incluida ventilación con presión positiva y compresiones torácicas, el pecho solo se
levanta si la ventilación se efectúa correctamente. Una pera le permite simular el primer
grito del neonato, la respiración espontánea y el pulso umbilical.
Figura 3.6: NeoNatalie
NeoNatalie ha sido desarrollada para ayudar en el entrenamiento de millones de
personas que atienden partos en los países en vías de desarrollo en cursos de
resucitación neonatal como Helping Babies Breathe. Es un simulador neonatal de baja
tecnología y bajo costo, su costo en Europa es de 590 euros 23.Marco referencial 19
3.4 Desarrollos propios
Desde el año 2009 y como resultado del trabajo interdisciplinario entre el Departamento
de Ingeniería Eléctrica y Electrónica y la División de Perinatología y Neonatología y
dentro de la línea de investigación de implementación de la Tecnología de Identificación
por Radio Frecuencia y de Simulación y Emulación de Sistemas Biológicos para
Entrenamiento en Áreas de las Ciencias de la Salud, se han creado emuladores
neonatales con el objetivo de crear a futuro emuladores de paciente completo que se
adapten en costos, interactividad y pedagogía a la visión de la escuela de Perinatología
y Neonatología de la Universidad Nacional de Colombia.
Se han desarrollado cuatro tesis de grado y una de maestría. En diferentes etapas el
grupo ha trabajado de forma separada diferentes elementos del nuevo emulador: un
simulador de pantalla virtual que recrea frecuencia cardiaca, frecuencia respiratoria,
presión arterial sistémica y pulmonar, señal de pulso, temperatura cutánea y rectal y
registro electro cardiográfico de capnografía; sistema hidráulico para estimación de
presión venosa central, simulador de masaje inductor ventilatorio e interfaz de
administración de medicamentos y sistema hidráulico para estimación de presión venosa
central un emulador de sonidos cardiacos y respiratorios 17, 26, 27, 28, 29, 30,31.
El primer sistema desarrollado permitió emular condiciones relacionadas con el sistema
cardiovascular: frecuencia cardíaca y pulso; así como de algunas patologías y respuestas
del neonato frente a un procedimiento y/o la aplicación de un medicamento, entre las
cuales se encuentran: taquicardia, bradicardia, cianosis y fiebre. (Figura 3.7).
Figura 3.7: Primer emulador desarrollado por Grupo CMUN20 Evaluación de un sistema de emulación de sonidos cardiacos y respiratorios
en el contexto de la adaptación neonatal y escenarios clínicos básicos
en la atención del recién nacido
Este fue el primer acercamiento a la emulación de escenarios clínicos usando
herramientas de comunicación inalámbrica para favorecer el aprendizaje de los
estudiantes de las áreas de la salud. El objetivo principal era determinar los efectos de
aplicar un medicamento a un paciente neonatal, para un determinado escenario clínico,
teniendo una lista de medicinas predeterminada, el peso del paciente y la dosis
suministrada.
El sistema posee dos interfaces: interfaz docente e interfaz estudiante en práctica.
(Figura 3.8). La primera brinda la posibilidad de generar escenarios clínicos como
taquicardia, bradicardia, fiebre; modificando variables como frecuencia cardíaca,
temperatura, etc.
Figura 3.8: Interfaz gráfica del programador de medicamentos
La segunda interfaz le permite al estudiante en práctica ver señales gráficas de la
frecuencia cardíaca y del pulso, temperatura y elegir entre un listado de medicamentos,
la que considere adecuada para los síntomas que presenta 27,31.
Por otro lado, en el año 2010 se implementó un sistema de simulación interactivo de un
paciente neonato para entrenamiento médico, que contó con la representación de las
señales ECG, de pulso y de niveles de O (Saturación) y concentración de CO2
2
(Capnografía). (Figura 3.9). Este simulador genera estas señales, de forma muy
aproximada, usando ecuaciones diferenciales para representar los trazos y las relaciones
entre ellos 30,31.Marco referencial 21
Figura 3.9: Interfaz gráfica de Neosim
Los siguientes dos proyectos desarrollados seguirían la estructura del emulador
cardiovascular, aplicada a otros sistemas del recién nacido. A partir de entonces se ha
empleado como maniquí un modelo comercial de recién nacido elaborado por la Fábrica de
Muñecos Infantiles de Colombia, elaborado en PVC referencia “Dormilón”.
En el año 2012, se trabajó en la representación de tres escenarios clínicos relacionados con
el sistema respiratorio a través de un maniquí de entrenamiento que permitiera la aplicación
de medicamentos para tratar patologías respiratorias como apnea o bradipnea y taquipnea;
la representación de signos vitales como temperatura, frecuencia respiratoria, señal de pulso
y de capnografía, y la aplicación del llamado Masaje Inductor Respiratorio, técnica propia de
la Escuela de Medicina de la Universidad Nacional de Colombia. 28, 32,33.
Este trabajo también usó dos interfaces: interfaz docente y estudiante en práctica para su
manejo independiente. (Figura 3.10). A través de la primera se puede programar un
escenario clínico teniendo en cuenta los efectos de la aplicación de algún tipo de
medicamento a la madre (Relajante, Anestésico) en la respiración neonatal, y otras variables
como las temperaturas corporal y rectal, frecuencias respiratorias y saturación de oxígeno
por hemoglobina. Los cambios en las señales se realizan de forma gradual dependiendo del
escenario clínico presentado y de la medicina aplicada.22 Evaluación de un sistema de emulación de sonidos cardiacos y respiratorios
en el contexto de la adaptación neonatal y escenarios clínicos básicos
en la atención del recién nacido
Figura 3.10: Interfaz docente del simulador
Ese mismo año, se desarrolló un emulador de entrenamiento que permitiera el
aprendizaje relacionado con el sistema hemodinámico (Figura 3.11). El sistema permite
la representación de señales como la frecuencia cardíaca y la presión arterial, el manejo
de temperaturas y pesos corporales, a través de dos interfaces gráficas para docente y
estudiante. Así mismo, este sistema incluye el uso de bolsas con soluciones hidro
electrolíticas o hidro glucosadas para suministro de medicamentos y un sistema de
capacitancia y medición de volumen llamado buretrol.
Figura 3.11: Maniquí de entrenamiento sistema hemodinámicoMarco referencial 23
Estos dos últimos emuladores, recrearon los escenarios usando comunicación
inalámbrica, para que brindara un mayor realismo al ambiente de simulación y
aprendizaje al que se ve sometido el estudiante.
En el año 2013 se realizó una adecuación para unificar los sistemas cardiovascular y
respiratorio en un solo maniquí de entrenamiento, con el fin de brindar una herramienta
más versátil en el aprendizaje de los estudiantes de las áreas de la salud. A finales de
ese mismo año, se desarrolló un fonendoscopio que permite auscultar sonidos cardíacos,
vasculares y respiratorios, generados al interior del maniquí de entrenamiento, utilizando
seis puntos de auscultación (ampliables a ocho). Este último proyecto se integró a los
emuladores neonatales que se han elaborado en el grupo de investigación. 31.
Actualmente se está trabajando en optimizar desde el punto de vista tecnológico estos
desarrollos, hacerlos más robustos y reproducibles para posteriormente evaluarlos por
separado, realizar mejoras y unirlos en un solo maniquí conectado a la interfaz grafica.
3.5 Descripción del sistema de emulación de sonidos
cardiacos y respiratorios
El emulador consta de dos partes: el maniquí y los elementos electrónicos que se
encuentran en su interior, y la otra el fonendoscopio como tal (Figura 3.12).
El maniquí representa a un recién nacido a término de aproximadamente 40 semanas de
edad gestacional con un peso de 3800 gramos, longitud 49 cm y perímetro cefálico de 36
cm, referencia “Dormilón” elaborado en PVC por la Fabrica de Muñecos Infantiles de
Colombia en Bogotá, el cual se ha modificado con los componentes electrónicos
necesarios para el funcionamiento del emulador.24 Evaluación de un sistema de emulación de sonidos cardiacos y respiratorios
en el contexto de la adaptación neonatal y escenarios clínicos básicos
en la atención del recién nacido
Figura 3.12: Componentes del sistema de emulación de sonidos cardiacos y
respiratorios
El fonendoscopio es un modelo pediátrico que tiene un imán en el diafragma y un diodo
receptor de infrarrojos, que está adaptado para interactuar con el maniquí en puntos
específicos del tórax anterior y posterior para reproducir los sonidos cardiacos y
respiratorios, los puntos de auscultación por temas técnicos deben estar marcados o
previamente localizados al evaluador antes de la prueba ya que la localización debe ser
precisa para lograrse la emisión de los sonidos.
En la figura 3.13 se puede esquematizar su funcionamiento. El fonendoscopio activa la
comunicación por medio de infrarrojos al estar en contacto con puntos establecidos en el
maniquí, de esta manera la señal solo debe atravesar la piel del maniquí y la membrana
del estetoscopio asegurando la línea de vista entre estos y excluyendo los demás puntos.
Para este fin se pone un led emisor junto a un sensor hall en cada punto de auscultación.
Según el punto de contacto, se escuchan los signos vitales correspondientes a los
sistemas cardiovascular y respiratorio.Marco referencial 25
Figura 3.13: Diagrama de bloques que esquematiza al funcionamiento del emulador
Según el punto de auscultación escogido, se debe escuchar uno de los dos con mayor
intensidad. El microcontrolador se comunica con los sistemas que se implementaron en
trabajos anteriores, con esto se obtiene el caso clínico a emular, con este dato, se
selecciona un archivo de audio en formato WAV en la memoria SD. Dicho archivo
contiene los sonidos respiratorios y cardiacos diferenciados. Los sensores de contacto,
se activan con la cercanía de un imán y se encargan de detectar el punto de
auscultación. Con este dado el micro controlador procesa y mezcla los sonidos y luego
los envía mediante un infrarrojo modulado en PWM al fonendoscopio.
Las señales de audio fueron grabadas con la ayuda del Doctor Luis Carlos Méndez
Córdoba, de pacientes neonatos en el Hospital de Engativa usando un fonendoscopio
Littmann 4300 que ofrece una calidad de 4000 muestras por segundo y permite exportar
al formato WAV. Estos sonidos se modificaron usando software libre Audacity 29.
La velocidad de reproducción se varía según los escenarios clínicos que se
implementaron en trabajos previos, son 8 casos que se pueden ver en la siguiente tabla.
2826 Evaluación de un sistema de emulación de sonidos cardiacos y respiratorios
en el contexto de la adaptación neonatal y escenarios clínicos básicos
en la atención del recién nacido
Tabla 3.1: Escenarios clínicos programados
Los proyectos realizados se han validado desde el punto de vista técnico, reconociendo
el cumplimiento de sus especificaciones de diseño y operación.
En una evaluación inicial el doctor Luis Carlos Méndez Córdoba realizada el 27 de enero
de 2014, probó los seis puntos de auscultación existentes y recomendó ajustar las
mezclas de sonidos cardiacos y respiratorios (Figura 3.14). Entre sus comentarios afirmó
que se logro una fidelidad en el sonido que él no había escuchado en ningun otro
emulador. Sin embargo, un componente fundamental del desarrollo de este proyecto es
la evaluación y validación del sistema emulador por expertos de las áreas de las
Ciencias de la Salud.Marco referencial 27
Figura 3.14: Primera evalución clínica
3.6 Estudios de verificación y validación en simulación
El proceso de verificación en simulación consiste en comprobar que el modelo simulado
cumple con los requisitos de diseño para los que se elaboró. Se trata de evaluar que el
modelo se comporta de acuerdo a su diseño, este proceso de verificación de los
desarrollos propios en emulación realizados en la universidad ha sido superado en cada
uno de los modelos en la evaluación a que se han sometido desde el punto de vista de
la ingeniería.
La validación de sistemas se refiere a la etapa en la que se valoran las diferencias entre
el funcionamiento del simulador y el sistema real que se está tratando de simular. Una de
las formas más comunes de validar un modelo es la opinión de expertos, otros recursos
tiene en cuenta la exactitud con la que se predicen los datos, la exactitud en la predicción
del futuro, la comparación de falla del modelo de simulación al utilizar datos que hacen
fallar el sistema real, la aceptación y confianza en el modelo de la persona que hará uso
de los resultados que arroje el experimento de la simulación 35.28 Evaluación de un sistema de emulación de sonidos cardiacos y respiratorios
en el contexto de la adaptación neonatal y escenarios clínicos básicos
en la atención del recién nacido
Luego de una búsqueda en la base de datos Medline, con los términos MeSH Neonatal
Simulation and Validation, de un total de 30 artículos relacionados solo uno describe
un estudio en el que expertos validan un simulador neonatal. Se trata de un trabajo
realizado en el Centro de Educación en Medicina de la Escuela de Medicina Feineberg
en la Universidad de Northwestem en Estados Unidos publicado en Journal of Pediatric
Surgery en marzo del 2013, él se describe el desarrollo y la validación de un simulador
de alta fidelidad que anatómicamente se correlaciona con un modelo real de tejidos
bovinos para el entrenamiento de la corrección por vía toracoscópica de la atresia
esofágica/fistula traqueoseofágica en neonatos diseñado para el entrenamiento de
cirujanos pediatras.37. La validación se realiza por opinión de expertos que evalúan
atributos físicos, realismo de materiales, realismo de la experiencia, habilidad para usar
el simulador; estableciendo una escala de calificación de 1 a 5.
El instrumento de recolección de datos de este estudio se ha adaptado en un nuevo
formato que tiene en cuenta el nivel de entrenamiento del evaluador, los años de
experiencia y experiencias previas en simulación, consta de 16 preguntas de selección
múltiple o de completar y de 20 ítems, cada uno puede ser evaluado en una escala de 1
a 4. Estos 20 ítems califican en el maniquí: características físicas y realismo de los
materiales; en el fonendoscopio: características físicas y realismo de los materiales; en
los sonidos cardiacos y respiratorios: realismo de los sonidos; realismo de la experiencia.
En una escala de 1 a 4 que evalúa cualitativamente las características: 1) No es en
absoluto realista, 2) Carece de características importantes para ser útil, 3) Realismo
adecuado, pero se podría mejorar, 4) Muy realista, no es necesario realizar cambios.
Se calificara la relevancia para la enseñanza y la práctica clínica del emulador, la escala
cualitativa a usar incluye: 1) No la conoce; 2) No tiene valor; 3) Tiene algún valor; 4)
Tiene poco valor; 5) Tiene alto valor (Ver anexo B).
Con una escala similar se evalúa el realismo de la experiencia, para ello se adecuará en
la Unidad de Adaptación Neonatal del Hospital de la Victoria Sede Materno Infantil y en
el Hospital de Engativa una lámpara de calor radiante con el maniquí donde se
recrearán las situaciones clínicas y se evaluaran también las características físicas y el
realismo de los materiales del maniquí y del fonendoscopio. Para evaluar la validez de
las respuestas que se obtendrán en el test se aplicara la teoría del modelo de Rasch.Marco referencial 29
Esta segunda fase está actualmente en desarrollo, los cambios tecnológicos que
surgieron luego del estudio piloto incluyen hacer más robusto el sistema para garantizar
un óptimo funcionamiento de todos los elementos electrónicos necesarios así como
realizar cambios en el aspecto externo.4. Metodología
neonatal, así como de las tesis de grado sobre el tema realizadas en la Universidad
Nacional de Colombia.
Durante un año se trabajó de forma interdisciplinaria con los estudiantes de pregrado y
maestría de Ingeniería Eléctrica y Electrónica en el desarrollo de los emuladores. Como
resultado de este trabajo se realizo una compilación de los desarrollos propios en el área
de simulación neonatal, decidiéndose evaluar el modelo de emulación de sonidos
cardiacos y respiratorios.
Para la evaluación del modelo de emulación de ruidos cardiacos y respiratorios se
realizo una prueba piloto en el Hospital de la Victoria Sede Materno Infantil, se trata de un
estudio cualitativo de evaluación por criterio de expertos.
La hipótesis a probar es que el sistema de emulación de sonidos cardiacos y
respiratorios emula de forma adecuada situaciones clínicas básicas en el contexto de la
adaptación neonatal inmediata siendo muy similar a la realidad y puede constituirse en
una herramienta de entrenamiento y aprendizaje.
Se diseño un instrumento de recolección de datos donde las variables a evaluar en los
expertos fueron el nivel de entrenamiento y los años de experiencia; en el emulador el
aspecto general, la textura, el color, las proporciones corporales, el cordón umbilical y la
calidad de los sonidos cardiacos y respiratorios al momento de la auscultación. Se
establecieron las categorías: muy similar, similar y poco similar a la realidad para realizar
la evaluación del maniquí de entrenamiento y del emulador de los sonidos cardiacos y
respiratorios.32 Evaluación de un sistema de emulación de sonidos cardiacos y respiratorios
en el contexto de la adaptación neonatal y escenarios clínicos básicos
en la atención del recién nacido
Con un código binario se programaron en el emulador cinco estados clínicos a
identificar mediante la auscultación: bradicardia, apnea, paro cardiorespiratorio,
taquicardia, bradipnea, polipnea y normal. Inicialmente el maniquí se programó en
situación de normalidad y se indico al experto el momento en el que comenzaría la
variación de los sonidos, se dispuso de 20 segundos para identificar la situación clínica.
Aunque no era un objetivo del trabajo se evaluó la interfaz gráfica del sistema
respiratorio y del modulo de administración de medicamentos diseñado por el Grupo
CMUN, se realizaron preguntas abiertas para que el evaluador pudiera opinar de forma
libre y dar sugerencias que ayuden a mejorar el desarrollo de la misma.
Posteriormente se realizó la retroalimentación con los ingenieros para realizar las
mejoras técnicas y conceptuales del emulador.
Se considera que este estudio no tiene limitaciones éticas, se trata de una investigación
sin riesgo, según el Artículo 10 parágrafo A de la Resolución No. 008430 del 4 de
octubre de 1993 por la cual se establecen las normas científicas, técnicas y
administrativas para la investigación en salud 36.5. Resultados y discusión
5.1. Resultados
La prueba piloto fue aplicada a 10 profesionales de la salud: 2 Profesores de
Neonatología, 3 médicos pediatras cursando Especialización en Perinatología y
Neonatología y 5 residentes de Pediatría (Figura 5.1). Un 20 % de los evaluadores
fueron Docentes de Perinatología y Neonatología, 30 % pediatras residentes de
Perinatología y Neonatología y un 50 % residentes de Pediatría, todos de la Universidad
Nacional de Colombia.
Figura 5.1: Características de los evaluadores
Docentes Neo Residentes Neo Residentes Ped
0%
20%
50%
30%
En cuanto al nivel de experiencia (Figura 5.2.), el 80% tiene 1-5 años y un 20 % más de
20 años de experiencia.34 Evaluación de un sistema de emulación de sonidos cardiacos y respiratorios
en el contexto de la adaptación neonatal y escenarios clínicos básicos
en la atención del recién nacido
Figura 5.2: Experiencia de los evaluadores
La tabla 5.1 resume los resultados de la evaluación de las características del maniquí.
Cerca de tres cuartas partes (70%) de los evaluadores consideran que el maniquí es
similar a un recién nacido de las características descritas. En cuanto a la textura y el
color un poco más de la mitad (60 %) evaluó este ítem como simular a la realidad, y la
mayoría (80 %) aseguro que las características del cordón umbilical son poco similares
a la realidad y que se deben hacer mejoras en cuanto a la apariencia.
Tabla 5.1: Evaluación de las características del maniquí
Muy similar Similar Poco similar
Aspecto General 0% 70% 30%
Textura 0% 60% 40%
Color 10% 60% 30%
Cordón umbilical 0% 20% 80%
Al evaluar la calidad de los sonidos cardiacos y respiratorios (Tabla 5.2), la mayoría de
los expertos (80%) considera que los sonidos son muy similares a la realidad.Resultados y discusión 35
Tabla 5.2: Evaluación de la calidad de los sonidos
Muy similar Similar Poco similar
Sonidos cardíacos 80% 20% 0%
Sonidos respiratorios 80% 10% 10%
Casi todos los evaluadores (97%) coincidieron a la hora de reconocer por medio de la
auscultación las situaciones clínicas planteadas como se ilustra en la tabla 5.3.
Tabla 5.3: Acierto inter evaluador en las situaciones clínicas planteadas
Bradicardia Taquicardia Paro Normal Bradipnea Polipnea
Cardiorespiratorio
E1 ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓
E2 ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓
E3 ✓ X ✓ ✓ ✓ ✓
E4 ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓
E5 X ✓ ✓ ✓ ✓ ✓
E6 ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓
E7 ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓
E8 ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓
E9 ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓
E10 ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓
Dentro de las observaciones realizadas en la prueba de auscultación, uno de los
evaluadores considero que el sitio de la auscultación marcado no es el utilizado en la
práctica clínica, además que los sonidos respiratorios en el contexto de la adaptación
neonatal no se auscultan en el dorso dado que usualmente el recién nacido está en
posición supina y que no existía libertad para la ubicación del fonendoscopio lo que le
resta realismo al emulador.
Al evaluar la interfaz grafica del modulo de administración de medicamentos el 50 %
piensa que esta interfaz es amigable. Las observaciones que se realizaron incluyen
mejorar el color de los signos vitales y diferenciar el modulo de administración de36 Evaluación de un sistema de emulación de sonidos cardiacos y respiratorios
en el contexto de la adaptación neonatal y escenarios clínicos básicos
en la atención del recién nacido
medicamentos neonatal y crear otro modulo que represente la administración de
medicamentos a la madre. Además se sugirió agregar registro de pulso oximetría,
derivación DII de electrocardiograma e incluir medicamentos como dextrosa, solución
salina y bicarbonato.
5.2. Conclusiones
La simulación tuvo sus orígenes en la aviación y se extendió a la medicina con el
desarrollo de maniquíes para el entrenamiento del ABC de la reanimación
cardiorespiratoria, para posteriormente incursionar en la simulación de eventos
perinatales, neonatales y pediátricos en la década de los 90´s. Actualmente existe
suficiente evidencia que soporta su uso como una herramienta de aprendizaje
imprescindible para mejorar la atención de los recién nacidos, y así contribuir a
disminuir la mortalidad neonatal y mejorar los resultados a largo plazo.
En la prueba piloto realizada con expertos, entre ellos dos con más de veinte años de
experiencia, la mayoría de las características evaluadas fueron calificadas como
similares o muy similares a la realidad y el porcentaje de acierto en el reconocimiento de
las situaciones clínicas fue de casi el 100 %. También se concluyó que el emulador
necesita modificaciones tecnológicas para mejorar el aspecto especialmente del
cordón umbilical, miniaturizar los componentes electrónicos, reacomodar los puntos de
auscultación de los sonidos respiratorios y dar autonomía al evaluador a la hora de la
auscultación. Se realizó la retroalimentación a los ingenieros desarrolladores y
actualmente se están realizando los cambios tecnológicos necesarios antes de una
nueva evaluación por expertos, la validez de estas respuestas se evaluará con el
Modelo de Rash.
El emulador de sonidos cardíacos y respiratorios desarrollado, puede complementar las
prácticas del Taller de Simulación Neonatal integrándose a los maniquís ya existentes
que permiten practicar intubación orotraqueal y compresiones cardiacas pero no
auscultación, respondiendo en costos e interactividad a la filosofía de la Universidad
Nacional de Colombia además de contribuir a la investigación y el desarrollo de
tecnologías propias que den respuesta a problemas locales estimulando el trabajo en
equipo e interfacultades.A.Anexo: Formato I de evaluación
SISTEMA DE EMULACIÓN DE SONIDOS CARDÍACOS Y RESPIRATORIOS
EN EL CONTEXTO DE LA ADAPTACIÓN NEONATAL INMEDIATA YEN
ESCENARIOS CLÍNICOS
El maniquí de entrenamiento representa a un recién nacido a término de
aproximadamente cuarenta (40) semanas, con peso de 3800 gramos.
A. CARACTERÍSTICAS DEL MANIQUÍ
En la primera parte, se solicita marcar con una equis (X) la categoría que usted
considere para cada una de las siete variables relacionadas en la tabla siguiente:
MUY SIMILAR POCO
SIMILAR SIMILAR
ASPECTO
GENERAL
TEXTURA
COLOR
PROPORCIONES
CORPORALES
CORDÓN
UMBILICAL
SONIDOS
CARDÍACOS
SONIDOS
RESPIRATORIOS
Tabla 1. Evaluación Cualitativa Maniquí de Entrenamiento Neonatal38 Evaluación de un sistema de emulación de sonidos cardiacos y respiratorios
en el contexto de la adaptación neonatal y escenarios clínicos básicos
en la atención del recién nacido
INTERFAZ GRÁFICA
A continuación se presentaran una serie de preguntas. Responda SI o NO. Justifique su
respuesta.
1. ¿La interfaz gráfica es amigable (colores, distribución de módulos)?
2. ¿La interfaz gráfica representa adecuadamente las variables del sistema
respiratorio?
3. ¿Cree usted que la información presentada en la Interfaz Gráfica está
completa? En caso contrario, indique lo que agregaría.
4. ¿Le parece pertinente el módulo de administración de medicamentos
implementado en la Interfaz Gráfica?
B. ESCENARIOS CLÍNICOS
A continuación, usted deberá determinar el estado clínico en el que se encuentra
el maniquí de entrenamiento, luego de auscultar tras 20 segundos los ruidos
respiratorios y cardíacos.
Para esto se programará una frecuencia cardíaca y respiratoria determinada. Al
comienzo la frecuencia cardíaca y respiratoria del recién nacido estarán en una
situación clínica de normalidad y se indicará el momento en el que comienza la
variación de los sonidos.
1. ¿En qué estado se encuentra el neonato luego de su valoración clínica?
Marque con una equis (X), la opción correcta:
a) Bradicardia
b) Apnea
c) Paro cardiorespiratorio
d) Taquicardia
e) Normal
2. ¿En qué estado se encuentra el neonato luego de su valoración clínica?
Marque con una equis (X), la opción correcta:
a) Bradicardia
b) Apnea
c) Paro cardiorespiratorio
d) Taquicardia
e) Normal
3. ¿En qué estado se encuentra el neonato luego de su valoración clínica?
Marque con una equis (X), la opción correcta:Anexo A. Formato I evaluación 39
a) Bradicardia
b) Apnea
c) Paro cardiorespiratorio
d) Taquicardia
e) Normal
4. ¿En qué estado se encuentra el neonato luego de su valoración clínica?
Marque con una equis (X), la opción correcta:
a) Bradicardia
b) Apnea
c) Paro cardiorespiratorio
d) Taquicardia
e) NormalB.Anexo: Formato II de evaluación
EVALUACIÓN DE UN SISTEMA DE EMULACIÓN DE SONIDOS CARDÍACOS Y
RESPIRATORIOS
EN EL CONTEXTO DE LA ADAPTACIÓN NEONATAL Y ESCENARIOS CLÍNICOS BÁSICOS
EN LA ATENCIÓN DEL RECIÉN NACIDO
Necesitamos su ayuda para el desarrollo y validación de un nuevo emulador neonatal de sonidos
cardiacos y respiratorios. Por favor tome el tiempo necesario para responder las siguientes
preguntas:
1. NIVEL DE ENTRENAMIENTO:
Profesor de: Pediatría ____Neonatología ____
Pediatra ____Neonatólogo____
Residente de neonatología: Primer año _____Segundo año ____
Residente de pediatría: Primer año _____Segundo año _____Tercer año _____
Enfermera Jefe en unidad neonatal____
Interno especial de neonatología ____
Estudiante de octavo semestre rotando por Neonatología ____
2. AÑOS DE EXPERIENCIA:
<1 año ____1-5 años_____6-10 años_____>10-<15 años _____≥15 años _____Desconocida
_____
3. HA REALIZADO ALGUNA VEZ PRÁCTICAS DE SIMULACIÓN NEONATAL?
Sí___ No___
4. CONOCE EL NOMBRE DE ALGÚN MANIQUÍ DE SIMULACIÓN NEONATAL?
Sí ____No____
Nombre_______________
5. EN EL CONTEXTO DE SU PRÁCTICA CLÍNICA DURANTE LA ADAPTACIÓN NEONATAL
HA AUSCULTADO A UN RECIÉN NACIDO EN SITUACIÓN DE INESTABILIDAD?
Sí____ No___
6. CARACTERÍSTICAS DEL MANIQUÍ:
El maniquí representa a un recién nacido a término de 38-40 semanas con peso aproximado de
3500 gramos; por favor complete la siguiente tabla
No es en Carece de Realismo Muy realista, no
absoluto realista características adecuado, pero es necesario
importantes para se podría realizar cambios
(1) ser útil (2) mejorar (3) (4)42 Evaluación de un sistema de emulación de sonidos cardiacos y respiratorios
en el contexto de la adaptación neonatal y escenarios clínicos básicos
en la atención del recién nacido
CARACTERISTICAS
FÍSICAS
Aspecto general
Color
Peso corporal
Longitud corporal
Perímetro cefálico
Perímetro torácico
Perímetro abdominal
Proporciones corporales
Cordón umbilical
REALISMO DE LOS No es en Carece de Realismo Muy realista, no
MATERIALES absoluto realista características adecuado, pero es necesario
importantes para se podría realizar cambios
(1) ser útil (2) mejorar (3) (4)
Impresión general del
simulador
Piel
Cordón umbilical
Comentarios: Por favor
deje sus comentarios o
sugerencias para
mejorar las
características físicas
del maniquí y de los
materiales.
7. CARACTERÍSTICAS DEL FONENDOSCOPIO:
El fonendoscopio representa un modelo neonatal; por favor complete la siguiente tabla
No es en Carece de Realismo Muy realista, no
absoluto realista características adecuado, pero es necesario
importantes para se podría realizar cambios
(1) ser útil (2) mejorar (3) (4)
CARACTERÍSTICASAnexo B. Formato II Evaluación 43
FÍSICAS
Aspecto y realismo
de los materiales
Tamaño de la
campana
Comodidad al usarlo
Comentarios: Por favor
deje sus comentarios
o sugerencias para
mejorar las
características físicas
fonendoscopio.
8. PRUEBA DE AUSCULTACIÓN Y RECONOCIMIENTO DE ESCENARIOS CLÍNICOS:
A continuación, usted deberá determinar el estado clínico en el que se encuentra el maniquí de
entrenamiento por medio de la auscultación. Cuando se le pida reconocer ruidos cardiacos el
fonendoscopio debe estar ubicado en las marcas rojas, cuando se le pida reconocer los ruidos
respiratorios el fonendoscopio debe estar ubicado en las marcas azules. Inicialmente la
frecuencia cardíaca y respiratoria del recién nacido estarán en una situación clínica de normalidad
y se indicará el momento en el que comienza la variación de los sonidos.
Reconocimiento de situación clínica al auscultar sonidos cardiacos:
Escenario 1:
Apnea____ Bradicardia___ Paro cardiorespiratorio ____ Taquicardia____ Normal ____
Código: 010
Escenario 2:
Apnea ____ Bradicardia ____ Paro cardiorespiratorio ____ Taquicardia ____ Normal ____
Código: 100
Escenario 3:
Apnea ____ Bradicardia ____ Paro cardiorespiratorio ____ Taquicardia____ Normal ____
Código: 111
Escenario 4:
Apnea ____ Bradicardia____ Paro cardiorespiratorio ____ Taquicardia ____ Normal____
Código: 101
Reconocimiento de situación clínica al auscultar sonidos respiratorios
Escenario 1:
Normal ___ Taquipnea____ Paro cardiorespiratorio ____ Bradipnea ____
Código a determinar
Escenario 2:
Normal ___ Taquipnea____ Paro cardiorespiratorio ____ Bradipnea ____
Código a determinar
9. REALISMO DE LOS SONIDOS44 Evaluación de un sistema de emulación de sonidos cardiacos y respiratorios
en el contexto de la adaptación neonatal y escenarios clínicos básicos
en la atención del recién nacido
No es en Carece de Realismo Muy realista, no
absoluto realista características adecuado, pero es necesario
importantes para se podría realizar cambios
(1) ser útil (2) mejorar (3) (4)
REALISMO DE LOS
SONIDOS
CARDIACOS
Comentarios: Por favor
deje sus comentarios
o sugerencias sobre el
realismo de los
sonidos cardiacos
REALISMO DE LOS
SONIDOS
RESPIRATORIOS
Comentarios: Por favor
deje su comentarios
o sugerencias sobre el
realismo de los
sonidos respiratorios
10. REALISMO DE LA EXPERIENCIA
No la conoce No es en Carece de Realismo Muy realista, no
absoluto realista características adecuado, pero es necesario
(1) muy importantes se podría realizar cambios
(2) para ser real (3) mejorar (4) (5)
REALISMO DE LA
EXPERIENCIA
Comentarios: Por
favor deje sus
comentarios y o
sugerencias para
mejorar el realismo de
la experiencia con el
emulador
11. RELEVANCIA DEL EMULADOR PARA LA ENSEÑANZA Y LA PRÁCTICA CLÍNICA:
No la conoce No tiene valor Tiene algún valor Tiene poco Tiene alto valor
(2) (3) valor (4) (5)
(1)
VALOR DEL
EMULADOR COMO
HERRAMIENTAAnexo B. Formato II Evaluación 45
EDUCATIVA
VALOR DEL
EMULADOR COMO
HERRAMIETA DE
PRUEBA DE
HABILIDADES
12. POR FAVOR MARQUE LA O LAS AFIRMACIONES CON LAS QUE ESTÉ DE ACUERDO:
___ Este emulador necesita muchas modificaciones antes de ser considerado una herramienta
de entrenamiento.
___ Este emulador necesita pocas modificaciones antes de ser considerado una herramienta de
entrenamiento clínico.
___ Este emulador puede ser considerado como una herramienta de entrenamiento para
reconocer situaciones clínicas básicas en la adaptación neonatal pero necesita algunas
modificaciones.
___ Este emulador puede ser considerado con una herramienta de entrenamiento para reconocer
situaciones clínicas básicas en la adaptación neonatal y no necesita modificaciones.
13. ¿QUE CAMBIOS CREE QUE SON NECESARIOS PARA MEJORAR EL EMULADOR
NEONATAL? Por favor descríbalos en el espacio
GRACIAS POR SU TIEMPO Y SU DISPOSICIÓN. ESPERAMOS CONTARLE PRONTO ACERCA
DE NUESTROS AVANCES…
ANEXO SOLO PARA EL EVALUADOR
Uso o no de reloj para determinar los escenarios clínicos según el nivel de entrenamiento
Profesor de Pediatría: Si ___ No___
Profesor de neonatología : Si ___ No___
Pediatra: Si___ No___
Neonatólogo: Si ____ No____
Residente de neonatología:46 Evaluación de un sistema de emulación de sonidos cardiacos y respiratorios
en el contexto de la adaptación neonatal y escenarios clínicos básicos
en la atención del recién nacido
Primer año: Si____ No____
Segundo año: Si____ No____
Residente de pediatría:
Primer año: Si____ No____
Segundo año: Si____ No____
Tercer año: Si ____ No____
Enfermera Jefe en unidad neonatal: Si ___ No____
Interno especial de neonatología: Si____ No____
Estudiante de octavo semestre rotando por Neonatología: Si____ No____Bibliografía
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