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Desarrollo de conectores avanzados para cumplir los requisitos de los equipos médicos portátiles

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equipos medicos portatiles
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Son tiempos bastante difíciles para el sector médico, que se enfrenta a dificultades por la carencia de personal y de recursos. El envejecimiento demográfico en muchos países está elevando el nivel de exigencia a unos sistemas sanitarios que atraviesan las contrariedades causadas por los presupuestos ajustados y la escasez de personal. A todo ello se aúna la pandemia global de COVID-diecinueve, que ha añadido más presión a plantillas y equipos médicos.

equipo medico portatil
Figura 1: Ejemplo de moderno equipo médico portátil

El ámbito sanitario ha sufrido una esencial transformación a lo largo de la pasada década ya que, con el propósito de progresar la calidad de vida a todos los niveles, se ha puesto un mayor énfasis en la monitorización familiar de enfermedades crónicas e inclusive en aplicar tratamientos domiciliarios. Además de facilitar las cosas al paciente, esto también reduce los costes logísticos. Entre los parámetros que se miden en casa se encuentran los niveles de glucosa en sangre, la presión sanguínea y la saturación de oxígeno, al paso que el tratamiento domiciliario abarca en nuestros días aun procesos complejos como la diálisis. Sin embargo, esto añade nuevos desafíos en cuanto al diseño de los equipos y los componentes usados, tal como se resaltará en el artículo.

¿Qué supone este cambio para los proveedores sanitarios y los fabricantes de equipos? Las implicaciones son muy claras para la monitorización y el tratamiento domiciliario. En estas circunstancias, los equipos ya no son manejados por profesionales con capacitación médica sino más bien por personas sin experiencia previa en su empleo. También es importante potenciar la capacidad de contestación y acortar los tiempos de reacción, por eso una mayor parte de los equipos médicos estén en especial desarrollados para equipos de urgencia, personal médico de campo y primeros auxilios. Estos igual, del mismo modo que los destinados a uso doméstico, deben ser sólidos, ligeros y resistentes.

La tendencia hacia equipos portátiles de menor tamaño influirá sobre los componentes incorporados a dichos equipos, como los conectores y sus productos de cableado correspondientes. Los fabricantes de equipos deben ser capaces de adquirir los conectores convenientes a los suministradores mediante las redes de soporte establecidas por sus distribuidores. Conforme un reciente estudio efectuado por Verified Market Research, el mercado mundial de conectores médicos está en apogeo y experimenta un crecimiento de dos dígitos, con lo que según las previsiones ascenderá a cuatro.280 millones de dólares estadounidenses en 2026.

Objetivos principales al elegir conectores médicos

Dado el carácter crítico de las aplicaciones relacionadas con la medicina, la fiabilidad de interconexión a largo plazo es fundamental. Cuando el equipo sale del ambiente estable de un centro sanitario está sometido a una mayor exigencia. Por poner un ejemplo, cuando un equipo de urgencia médica reacciona velozmente a una situación que amenaza una vida existen más opciones de que el equipo caiga, sea golpeado o bien sacudido. Bajo estas circunstancias se requiere un mayor grado de durabilidad para evitar que los componentes fallen y por consiguiente asimismo el equipo, algo que por otra parte pondría en grave riesgo al paciente. La necesidad de que sea portátil asimismo quiere decir que existen limitaciones en lo que se refiere a tamaño y peso que hay que tomar en consideración.

Tamaño, peso y potencia

La naturaleza más compacta de los equipos médicos portátiles y la necesidad de que sean ligeros pueden tener grandes repercusiones desde la perspectiva de la interconexión. Para cumplir los requisitos de tamaño, peso y potencia, lo mejor puede ser decantarse por conectores capaces de proveer señales de potencia y datos. Este género de conectores cuentan con patillas de contacto especiales para cada una de estas funciones. Esto permite ahorrar espacio y reducir peso dentro de la carcasa al quitar un segundo par de cápsulas de conectores. Puesto que por las patillas de potencia circulan corrientes elevadas y se encuentran cerca entre sí, es esencial que se hallen dentro de un material aislante efectivo. Esto evita que broten problemas de contorneo entre las líneas de potencia y señal que podrían dañar a la precisión de los datos a la nutrición continua del dispositivo.

Interferencias electromagnéticas

Todos los equipos usados en centros de salud, viviendas geriátricas y hogares deben cumplir l exigente normativa sobre compatibilidad electromagnética (EMC). Por lo tanto requieren algún género de blindaje interno con la intención de que las señales o la potencia que atraviesan el conector y el cableado no interfieran con los datos en ningún punto del sistema. De igual modo, no se debe dejar que las fuentes de transmisión de interferencias externas perturben las señales en el interior del conector y el cableado. Se puede agregar una protección metálica a la parte posterior del conector, al paso que los cables se pueden revestir. El cableado correspondiente asimismo precisa un recubrimiento de malla. La protección frente al riesgo de descarga electrostática es otro aspecto que abordar con el objetivo de garantizar la seguridad del usuario en todo momento.

Factores ambientales

Los equipos destinados a urgencias o a personal de campo se usa en el exterior y está expuesto a todo tipo condiciones meteorológicas. El sellado hermético de las áreas expuestas puede ayudar a atenuar los posibles daños provocados por la entrada de líquidos. Los conectores asimismo deben ofrecer resiliencia en frente de altos niveles de humedad y fluctuaciones de temperaturas.

Los conectores corren el riesgo de padecer daños en el momento de establecer la conexión cuando el personal médico se enfrenta a inconvenientes urgentes o bien si los usuarios familiares no tienen experiencia en el uso del equipo. Un diseño inteligente del conector resulta de ayuda si ofrece una cierta tolerancia frente a conexiones incorrectas, de esta forma como para eludir que se realicen con la orientación incorrecta.

Debido a lo exigente de su función puede ser aconsejable el atornillado (u otro tipo de mecanismo de bloqueo) para acrecentar los niveles de unión del conector. Es preferible optar por uniones que se realicen de forma veloz y fácil puesto que el personal sanitario de emergencia acostumbra a moverse con velocidad. En algunos casos asimismo se optar por el denominado backpotting, un proceso consistente en vaciar la parte trasera del conector a la entrada del cable y rellenarla con resina epoxy (que entonces es endurecida). Esto resguarda los cables frente a tirones.

Ingeniería de interconexión fiable

Merced a su gran solidez mecánica y su formato sólido, los conectores ultrafiables de muy alta densidad de Harwin se usan en una amplia pluralidad de equipos médicos. Entre los proyectos más recientes que han recurrido a estas conexiones robustas se encuentran ventiladores portátiles, sistemas de diagnóstico por ultrasonidos, electroencefalogramas y numerosos sistemas de monitorización del paciente.

sistema de alarma
Figura 2: Versión con bloqueo de los conectores Datamate de Harwin utilizados para el cableado del sistema de alarma en un modelo de ventilador portátil

Los contactos de mecanización precisa incorporados a las series de conectores Datamate con paso de 2mm y Gecko con paso de 1,25mm de Harwin están muy optimizados para equipos médicos, en especial en modelos portátiles de pequeño tamaño. Estos contactos, basados en diseños con abrazaderas y 4 terminales, garantizan que no se rompa la integridad de la interconexión, aun cuando se somete a unas condiciones extremas en la aplicación. Los contactos usan cobre-berilio de alta calidad y ello permite que en estos diseños, aunque se vean expuestos a choques o vibraciones, siempre y en todo momento haya una conexión eléctrica por medio de una superficie de conexión como mínimo. La durabilidad de los conectores de Harwin también da un elevado número de ciclos de conexión (más de 500 para Datamate y más de mil para Gecko). Se recurre a un aislamiento termoplástico relleno de cristal líquido de alta calidad para aislar las patillas de contacto entre sí. Asimismo se hallan disponibles de forma opcional productos de cableado y cableado impreso flexible (FPC), que se fundamentan en una estructura de poliamida con recubrimiento de cobre adherido, por lo que son ideales cuando el espacio es reducido y el radio de curvatura es más pronunciado que con el cableado convencional. Las sujeciones de conexión previa al bloqueo de Gecko-S.L. asegura la unión de cada par, agilizando así el proceso de conexión al eludir que las conexiones consuman mucho tiempo.

En conclusión, es esencial escoger los conectores médicos apropiados para las aplicaciones emergentes que tienen sitio fuera del centro de salud. Deben diseñarse para miniaturizar el sistema ya que los proveedores del sector sanitario dependen cada vez más de equipos más pequeños y portátiles. Por tanto, estos conectores deben ofrecer una combinación de todas estas siguientes características: desempeño elevado, alta densidad, funcionamiento seguro y confiabilidad incuestionable.