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Revista Aristas Investigación Básica y Aplicada Vol. 4, Núm. 8. ISSN 2007-9478 Enero-Junio, 2015

Desarrollo, prueba y validación de un protocolo de actuación espirométrico para análisis y evaluación de la capacidad pulmonar. Adriana Lizbeth Muñoz Antea, María Magdalena Pantoja Sánchezb, Juan Andres Lopez Barrerasc. a Ingeniería en Gestión Empresarial. Tecnológico Nacional de México. Instituto Tecnológico de Tepic, Nayarit. [email protected] b Ingeniería en Gestión Empresarial. Tecnológico Nacional de México. Instituto Tecnológico de Lázaro Cárdenas, Michoacán. [email protected] c Ingeniería Industrial, Dr. Universidad Autónoma de Baja California, campus Tijuana. Facultad de Ciencias Químicas e Ingeniería. [email protected] Información del artículo

Historia del artículo: Recibido: 09 Marzo 2015 Aceptado: 11 Abril 2014 Publicado: 10 Agosto 2015 Palabras clave: Espirometría, Antropometría, Medicina del trabajo. Datos de contacto del primer autor: Amalia Carmina Salinas Hernández [email protected] + (52) 311-147 9107 México

Resumen La Secretaría de Trabajo y Previsión Social promueve a partir de este 2015 el nuevo Reglamento Federal de Seguridad y Salud el trabajo y, para la parte que nos ocupa, en sus artículos 42º y 43º, se obliga a los patrones a proteger y mejorar las condiciones de los trabajadores en relación con los Factores de Riesgo Ergonómico y Factores de Riesgo Psicosocial del centro de Trabajo, es decir, los compromete a adoptar medidas preventivas y diseñar lugares de trabajo seguros evitando en lo más mínimo el número de accidentes y lesiones ocasionadas por las mismas condiciones que la empresa genera. Esta problemática se agudiza más en la ciudad de Tijuana considerando que de las 901 industrias maquiladoras que existen en el Estado de Baja California, 552 de estas se encuentran en Tijuana. En los últimos años se ha detectado un incremento de condiciones de riesgo en áreas donde el trabajador se ve expuesto a zonas donde existen sustancias, vapores y partículas de polvo que se alojan en las vías respiratorias de los empleados y genera problemas físicos que deben ser atendidos por especialistas de la Salud Ocupacional. Palabras clave— Espirometría, Antropometría, Medicina del trabajo. Abstract The Ministry of Labor and Social Security has enacted the New Federal Safety and Health and Work, para Part that concerns us, in articles 42nd and 43rd, in itself an obligation Patterns one protect and improve the conditions of workers in Relation to ergonomic risk factors and Psychosocial Risk Factor Work Center, ie, it commits them to take preventive measures and Designing safe workplaces avoiding The Most minimum the number of accidents and injuries caused by the same conditions the version of that genre. This problem is particularly acute Is Tijuana considering from the place of the 901 maquiladoras that exist in the state of Baja California, 552 of these are in Tijuana. In recent years it has been detected an increase risk conditions in areas where the worker is exposed one areas where there are substances, vapors and dust particles that lodge in the airways of the employees and genres Physical problems that must be attended by specialists of Occupational Health. Keywords—Spirometry, anthropometry, occupational medicine.

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Revista Aristas Investigación Básica y Aplicada Vol. 4, Num. 7. ISSN 2007-9478 Enero-Junio, 2015

1. INTRODUCCIÓN La Universidad Autónoma de Baja California campus Tijuana todos los años abre sus puertas a alumnos de diferentes partes de la República Mexicana para participar en proyectos de investigación en cualquiera de las áreas de estudio que esta tiene por medio de diferentes programas de movilidad, por ejemplo el Programa Interinstitucional para el fortalecimiento de la Investigación y el Posgrado del Pacifico DELFIN en el cual las autoras participan vinculando al Instituto Tecnológico de Tepic y al Instituto Tecnológico de Lázaro Cárdenas por un periodo establecido de 7 semanas en el proyecto propuesto por el Dr. Juan Andres Lopez Barreras, un investigador de la institución que trabaja temas relacionados con la Antropometría, Ergonomía, y Biomecánica. En sus líneas de trabajo más clínicas se desarrolla con temas relacionados con la Espirometría y la Electrocardiografía. En el Estado de Baja California, en particular en la ciudad de Tijuana, es muy difícil encontrar Instituciones de Educación Superior (IES), que instruyan a los estudiantes de Ingeniería a realizar estudios de Espirometría con un claro énfasis no al aspecto clínico-patológico, sino con un énfasis ingenieril, para que una vez egresados estén lo suficientemente preparados para la industria y se enfoquen en el área de la salud laboral cubriendo estas necesidades que cada vez se demandan más. Por ejemplo, la Secretaria de Trabajo y Previsión Social promueve a partir de este 2015 el nuevo Reglamento Federal de Seguridad y Salud el trabajo y, para la parte que nos ocupa, en sus artículos 42º y 43º, se obliga a los patrones a proteger y mejorar las condiciones de los trabajadores en relación con los Factores de Riesgo Ergonómico y Factores de Riesgo Psicosocial del centro de Trabajo, es decir, los compromete a adoptar medidas preventivas y diseñar lugares de trabajo seguros evitando en lo más mínimo el número de accidentes y lesiones ocasionadas por las mismas condiciones que la empresa genera. Esta problemática se agudiza más en la ciudad de Tijuana considerando que de las 901 industrias maquiladoras que existen en el Estado de Baja California [6], 552 de estas se encuentran en Tijuana [5]. La actividad que atraen estas compañías transnacionales ha generado una importante cantidad de puestos de trabajo en diversos sectores productivos tanto de transformación como de prestación de servicios y que, a la vez ha provocado problemas relacionados con el inadecuado diseño de las actividades, equipos y espacios de trabajo en los que no se han considerado los rasgos antropométricos y fisiológicos de los empleados; además, el incremento de las lesiones músculo-esqueléticas, biomecánicas, incomodidad, excesiva carga física y mental que influye en la disminución de la calidad de los productos, la efectividad del trabajador y la eficiencia de las empresas. Finalmente, todo repercute en la realidad y la economía de las empresas Mexicanas [2].

En los últimos años se ha detectado un incremento de condiciones de riesgo en áreas donde el trabajador se ve expuesto a zonas donde existen sustancias, vapores y partículas de polvo que se alojan en las vías respiratorias de los empleados y genera problemas físicos que deben ser atendidos por especialistas de la Salud Ocupacional. 2. Antecedentes de la Espirometría A lo largo de la historia se han desarrollado diferentes hechos relacionados con las mediciones del sistema pulmonar [7]. A través del Centro Nacional de Información de Ciencias Médicas se advierten investigaciones de manera cronológica. Algunos experimentos relacionados con el tema de la Espirometría: Se puede considerar como inicio de la Espirometría el año 129 AC., cuando el medico griego Galeno de Pergamo realizaba mediciones de volúmenes pulmonares a través de su experimento con niños a los cuales sometía a respiraciones dentro y fuera de una vejiga, para con esto descubrir la variabilidad de respiración, obteniendo como conclusión que no se había variabilidad. Sin más, en esta época es de lo único que se tiene registro que sucedió de este tema, no fue hasta alrededor del año 1681 cando el físico matemático italiano Giovanni Alfonso Borelli intento medir el volumen de aire inhalado en una respiración, mediante un experimento que consistía en aspirar una columna de agua es un tubo cilíndrico y así midiendo el aire que era desplazado por el agua. Para aumentar la precisión de sus experimentos, Borelli se tapaba la nariz esto para evitar que el aire entrara o saliera de los pulmones, persistiendo esta técnica hasta la fecha para el mismo fin que es obtener los volúmenes pulmonares correctos y con esto los resultados sean más exactos. Posteriormente a principios del siglo XIX se conoce el intento de determinar los volúmenes pulmonares realizados por el químico ingles Humphry Davy mediante la medición residual y la técnica de disolución del gas hidrogeno. Sin embargo alrededor del año 1844 quien llevo a la práctica estos estudios fue el botánico, taxónomo y escritor inglés John Hutchinson, quien no solamente hizo el diseño del primer espirómetro sino que también fue capaz de realizar el desarrollo de los estándares normales basados en las mediciones hechas a 200 personas aproximadamente y no obstante a eso fue el primero en utilizar el término capacidad vital espiratoria. 2.1 Actualidades de la Espirometría. La Espirometría es un estudio rápido e indoloro en el cual se utiliza un dispositivo manual denominado "espirómetro" para medir la cantidad de aire que pueden retener los pulmones de una persona (volumen de aire) y la velocidad de las inhalaciones y las exhalaciones durante



la respiración (velocidad del flujo de aire). En la actualidad se define la Espirometría como una prueba básica de función mecánica respiratoria, es crítica para el diagnóstico y vigilancia de enfermedades pulmonares crónicas, como asma y la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC). Para realizar este tipo de pruebas es de suma importancia contar con artefacto especial que permite evaluar la eficiencia pulmonar de las personas llamado espirómetro. Es un equipo o dispositivo que mide el volumen y flujo de aire que entra y sale de los pulmones durante la ventilación, permite obtener el trazado o registro, volumen-tiempo y el de flujo volumen de respiración. Una vez contando con este dispositivo y con los conocimientos básicos necesarios, se puede dar inicio a las evaluaciones en diferentes ámbitos. El estudio de la función pulmonar basado en la Espirometría también es denominado Prueba Funcional Ventilatoria (PFV) [1]. 2.2 Clasificación de la Espirometría. La Espirometría se ha impuesto como una útil herramienta clínica aplicada ampliamente en la evaluación del estado funcional del sistema respiratorio [1] y es la prueba más sencilla que valora la mecánica ventilatoria, mide y registra volúmenes y flujos que una persona es capaz de desplazar. Esto depende del calibre de los bronquios, de las propiedades elásticas del tórax, pulmones y de la integridad de los músculos ventilatorios [3]. Existen dos tipos de Espirometría: simple y forzada.

1. La Espirometría simple: Su aplicación es básicamente académica. La distribución de los diferentes volúmenes y capacidades dependerá del patrón ventilatorio de cada paciente. [3]

2. La Espirometría forzada: Su mayor aplicación es

en la clínica, pues la medición del flujo depende de la presión elástica tanto del parénquima pulmonar, caja torácica y músculos respiratorios; el flujo de la resistencia de la vía aérea, por tanto esto refleja directamente las alteraciones de las diferentes estructuras que participan [3].

2.3 El problema de la Espirometría Se han establecido una serie de pasos para la aplicación de una Espirometría con la cual se logra obtener excelentes resultados [4]; no obstante a este planteamiento, se optó por modificarlo para demostrar que la selección del protocolo a ejecutar en una prueba espirométrica realizada a una estudiante de 21 años de edad con una altura de 172 cms. y con un peso de 63 kg, podría afectar directamente en los resultados esperados, considerando siempre como variable las medidas antropométricas. Por todo lo anteriormente expuesto, es considerado como prioridad conocer el perfil antropométrico del sujeto bajo estudio, el cual ayuda a evaluar y conocer su perfil

espirométrico. Es ahí donde radica la importancia de conocer el origen de estas variables por lo que para poder determinar la metodología es necesario responder a las siguientes cuestiones. ¿Cuál es el perfil antropométrico restringido del sujeto bajo estudio? ¿Cuál es el protocolo más conveniente para el estudio? El trabajo de investigación pretende dar a conocer a través de este proyecto si el perfil espirométrico para un apersona del género femenino tiene una correlación positiva con el nivel de esfuerzo exigido por el protocolo ejecutado; es decir, cómo varía o como incrementa el esfuerzo pulmonar de acuerdo a la actividad física. El protocolo se puso en práctica en las instalaciones de la Universidad Autónoma de Baja California en un lapso de 7 semanas comprendidas a partir del día 21 de Junio al 07 de Agosto del presente año. El propósito de la investigación está enfocado en llegar a conocer si el diseño de un protocolo influye en los resultados y la toma de decisiones, lo que dará pie para hacer propuestas de nuevos protocolos. Actualmente, en la UABC se cuenta con el equipo necesario para realizar pruebas respiratorias que ayuden a evaluar las condiciones y capacidad pulmonar de diferentes personas en ámbitos diferentes. 3. Metodología El procedimiento de preparación del experimento consiste en los siguientes pasos: 1. Tener al sujeto a analizar, esta persona no debe de

tener ninguna afección o enfermedad crónica pulmonar. Además, contar con el equipo y sus componentes adecuados como se muestra en la siguiente tabla.

Fig. 1 Componentes del equipo de Espirometría con

telemetría inalámbrica.

Fuente: Elaboración propia



En la imagen se puede ver el espirómetro portátil, una mascarilla que incluye un neumotacografo de flujo abundante para las pruebas. El extremo de los conductos HR transparentes están conectados al equipo. Tiene un sistema de Calibración Automático, no necesita Jeringa o Gases de Calibración, sin embargo pueden ser usados para verificar, si así lo desea. La técnica de muestreo provee una muestra de flujo continuo y no es sensitivo a cambios de presión y temperatura. El Neumotácografo y la Máscara proveen precisión y comodidad, sin conexiones difíciles, ni artefactos extraños para sujetarlos y la opción de Telemetría permite medir respuestas metabólicas verdaderas de las actividades físicas bajo condiciones reales.

2. Se realiza un análisis del sujeto bajo estudio para

generar un perfil antropométrico restringido del mismo sujeto de pruebas correspondientes (Edad, peso, estatura, aproximadamente 15 mediciones), esta información será necesaria para capturarse en el programa Brezze Suite en el paso número 10 para poder dar inicio con la calibración del VO2000 TM.

Fig. 2 Análisis Antropométrico


3. Se coloca el transmisor polar (cinturón que va a

la altura del esófago) como se muestra en la ilustración 2. El corazón de tu entrenamiento ahora es codificado. Su finalidad es muy simple: detectar la frecuencia cardiaca y transmitirla a un

monitor de entrenamiento Polar. Es delgado y ligero y, sin embargo tiene una precisión de electrocardiograma (ECG). Es resistente y está diseñado para cualquier ambiente lo cual permite que los estudiantes tengan múltiples posibilidades de utilizarlo para sus trabajos. Fig.3 Colocación del transmisor Polar


4. Se montan los cinturones de soporte del VO2000 TM

(ver Fig. 4) esto se tiene que hacer para poder sujetar con mayor seguridad el espirómetro y las baterías y así evitar que alguno de los movimientos que afecte los resultados esperados.

Fig. 4 Colocación de cinturones de soporte al sujeto de

prueba


5. Se sitúan las baterías (cargadas) en la base para

baterías (ver Fig. 5) asegurándose que realmente queden bien colocadas, para evitar que puedan desprenderse al estar realizando los movimientos del protocolo.

Para esta actividad se recomienda que sean dos personas las que apoyen la instalación del arnés para que se reduzca el tiempo y se incremente la seguridad de la instalación.



Fig. 5 Colocación de las baterías en la caja


6. Se coloca el VO2000 TM en su base correspondiente

(ver Fig. 6) ubicada en la espalda del sujeto de estudio.

Fig.6 Colocación del VO200 TM


7. Enseguida se conecta el cable de trasmisión de datos

(ver Fig. 7), este cable es el que toma el paciente mientras realiza la prueba para así medir el ritmo cardiaco.

Fig. 7 Colocación del cable HR


8. Se coloca la mascarilla al sujeto de estudio (ver Fig.

8) la cual está compuesta por el neumotacografo y el cordón que están conectados entre sí por medio de unos orificios específicos para poder realizar su

función principal que es la trasmisión de gases. Esta mascarilla contiene un clip que se adapta a la nariz y se introduce a la boca el neumotacografo para comenzar la prueba.

Fig. 8 Colocación de la mascarilla


9. Se conectan los cables de trasmisión de gases

conocido como cordón umbilical en sus colores correspondientes al VO2000 TM como se muestra en la Fig. 9.

Todos los accesorios deben ser cuidadosamente instalados para evitar fugas durante el proceso de intercambio de gases. Lo mismo debes hacerse al momento de reguardar todos los elementos en vista de que el costo del mantenimiento y reparación del equipo es muy costoso.

Fig. 9 Conexión de cable de transmisión


10. Se encienden los aparatos y se comienza la

sincronización del VO2000 TM y la computadora a través del software Brezze suite en el cual se introducen los datos que se obtuvieron en el paso número 2 para posteriormente dar inicio con la calibración del equipo.

11. Una vez sincronizado, se obedecen las instrucciones

de calibración que ordena el software como son la



rápida desconexión del cable medidor de oxigeno o también llamado cordón umbilical, la mejor indicación de que este paso se realizó correctamente es la visualización de la Fig. 11, en caso de que se muestre un mensaje diferente en la pantalla se tiene que repetir los pasos 9, 10 y 11 hasta lograr la visualización que se requiere.

Fig. 10 Iniciando captura de datos


El Programa BreezeSuite del VO2000 hace posible el hacer estudio metabólico de alta calidad en reposo y análisis de intercambio de gases respiratorios durante el ejercicio. Con pantalla y graficas configurables lo hace una herramienta muy poderosa durante las evaluaciones. Datos importantes como el umbral anaeróbico pueden ser detectados automáticamente, aún a partir de un test submáximo. Los datos son transmitidos en el intervalo de cada respiración. Los datos almacenados están en frecuencia respiratoria o en promedio basado en tiempo, a opción del usuario: Respiración por respiración: cada 3, 6 o 9 respiraciones. Datos por Tiempo: 10, 20, 30, 40, 50 o 60 segundos.

Fig. 11 Iniciando calibración

Fuente: Elaboración propia.

12. Después de que ya se dio exitosamente la calibración, se prosigue a dar inicio con la reconexión del cable medidor de oxigeno que proviene desde la mascarilla hacia el VO2000 TM.

Fig. 12 Reconexión de cable transmisor de oxigeno


4. PROTOCOLO

Tabla 1. Protocolo de actividades Actividad Segs. 1. Giros de Tobillos 30 2. Giros de Rodillas 30 3. Giros de Caderas 30 4. Flexión y extensión del Tronco 30 5. Flexión lateral del Tronco 30 6. Rotación del Tronco 30 7. Circunduccion del Tronco 30 8. Movimiento del Cuello lentamente 30 9. Circunduccion de los Hombros 30 10. Cruzar brazos por delante 30 11. Levantar y Bajar brazos 30 12. Flexo extensión de codos 30 13. Flexo extensión y rotación de las muñecas 30 14. Flexo extensión de los dedos de las manos. 30 15. Caminar suavemente en puntas y talones 30 16. Caminar con movimientos de bazos hacia adelante 40 17. Caminar elevando piernas 40 18. Caminando con el tronco flexionado hasta tocar los pies 40 19. Tratar elevando rodillas 40 20. Trote elevando talones hacia los glúteos 40 21. Correr, hacer círculos con brazos hacia adelante y atrás 40 22. Me desplazo lateralmente cruzando las piernas 40 23. Correr en zigzag 120 24. Realizo skippin en el puesto de salida 120 25. Trotar y subir escaleras 120 26. Dos saltos y caigo en semi-flexion 60 27. Saltar abriendo y cerrando brazos y piernas 60


13. Por último y una vez terminado el protocolo, se inicia con el análisis de resultados. Para esto se capturan los datos de salida, se elabora un informe que describa lo más apegado a la realidad las condiciones bajo las cuales se desarrolló el experimento y se envían a un técnico experto para que este mande su interpretación diagnostica acerca de los resultados obtenidos, en la Fig. 13 se puede observar el resultado de las gráficas de un día de evaluación.



Fig. 13 Grafica de resultados


5. RESULTADOS Y ANÁLISIS Una vez que se ha aplicado todo este procedimiento que sea descrito a lo largo de este documento, se inicia con el análisis de los resultados. Una vez obtenidas las gráficas y calculados los resultados se comparan con los valores teóricos según edad, sexo y peso, expresando el resultado final en forma de porcentaje. La atención se centra en la Espirometría dinámica. Ello está justificado por el hecho de que en último término, con la medición de los parámetros que se obtienen, se alcanza una evaluación del estado de la ventilación del sujeto, en un grado suficiente y satisfactorio. Siendo además casi utópico que en las empresas se disponga de un departamento que ofrezca un servicio médico con todos los equipos necesarios e indispensables para valorar por completo y de forma exhaustiva la función pulmonar. Las pruebas realizadas son una aproximación. Son muchas las tablas de valores teóricos utilizadas: CECA, MORRIS, KNUDSON, COTES, etc., la mayoría de ellas son de origen anglosajón que, por razones étnicas, poca relación guardan con la población mexicana, debido a este motivo, en la Universidad Autónoma de Baja California se inició un estudio de Condiciones del Trabajo en las industrias de la región para obtener valores teóricos propios de la población.

Fig. 14 Análisis de resultados


Fig. 15 Análisis de resultados




Fig. 16 Analisis de resultados

Fuente: Elaboración propia 6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Se han desarrollado exitosamente todas las etapas de la metodología planteada, excepto la revisión de los resultados por parte del personal médico de la Universidad. Esta etapa sigue en marcha. Dependiendo de las conclusiones se revisará nuevamente el protocolo planteado hasta lograr que los resultados reflejen en al menos un 90% la realidad del entorno simulado. 7. REFERENCIAS [1] Toledo, N., De la Peña, J., Yur, H., García, M., & Rodríguez, F. (2014). La Espirometría como herramienta de diagnóstico. Habana, cuba: ICID. Obtenido de http://www.bvs.sld.cu/revistas/bfm2/Volumenes%20anteriores.pdf/Vol2/no1/icid04101.pdf

[2] Bazán, R. F. (2012). Análisis de la relación entre ergonomía, calidad de vida y eficiencia de la producción en la industria maquiladora de Tamaulipas. México, DF: ANFECA. [3] Corona Hernández, M. d., Álvarez Cruz, E., & Segura Fernández, T. (2014). La Espirometría: Lo que el anestesiólogo debe saber. Revista mexicana de anestesiología, 327-328. [4] Garay Ramos, J., Castillo, F., Soto, M., Castro, E., Guevara, R., de Abrego, M., Alemán, X. (2009). Lineamientos técnicos para la realización de Espirometría. [5] García, C. (2013). Tiene más fábricas en el país Tijuana. [6] INEGI. (2015). Estadística integral del programa de la industria manufacturera, maquiladora y servicios de exportación. INEGI. [7] INFOMED. (14 de marzo de 2013). Neumología, Historia de la Espirometría. http://articulos. sld.cu/neumologia/2013/03/14/historia-de-la- espirometria/


http://www.bvs.sld.cu/revistas/bfm2/Volumenes%20anteriores.pdf/Vol2/no1/icid04101.pdf

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