Diseño de un Robot para Extracción de Muestras Sanguíneas por Venopunción.

Abstract

Los procesos de extracción de sangre por venopunción son de los procesos médicos más realizados, sin embargo, este conlleva consigo tanto riesgos económicos como riesgos para la salud para los flebotomistas. En cuanto a los riesgos económicos, las estadísticas dicen que solo en los Estados Unidos, los malos procesos de venopunción, como en los casos en los que el paciente presenta un difícil acceso a la vena, le cuestan al sistema de salud 4 mil millones de dólares al año. Y en cuanto a los riegos en la salud, según la Organización mundial de la salud (OMS), el tipo de accidente más común entre los flebotomistas es el pinchazo con agujas utilizadas, lo que deriva en un gran número de profesionales expuestos a agentes patógenos como el VIH, VHB y VHC, los cuales pueden llegar a ser mortales. Una solución a este problema no solo impactaría fuertemente en la economía de los sistemas de salud de los países, sino que también ayudaría a proteger la salud de los flebotomistas. Debido a la naturaleza del problema, en este trabajo se propone como solución el diseño de un robot (mecanismo), que sea capaz de llevar a cabo el proceso de la extracción de muestras sanguíneas por venopunción, debido a la precisión, repetibilidad y seguridad que estos ofrecen. Mas específicamente, el trabajo se centrará en el desarrollo de un modelo matemático que describa las variables cinemáticas y cinéticas del mecanismo, la optimización cinemática del mecanismo, y el diseño estructural de este. También se describirá brevemente el sistema de succión de sangre y la operación del mecanismo durante el proceso de venopunción. Como resultado del trabajo se obtuvo un mecanismo híbrido de 5 grados de libertad, compuesto por un mecanismo delta paralelo y un mecanismo serial de dos grados de libertad, también se obtuvo una descripción explicita del espacio de trabajo útil del mecanismo, así como un modelo matemático capaz de describir la dinámica de este.

Venipuncture blood collection processes are one of the most performed medical processes, however, it carries with it both economic and health risks for phlebotomists. As far as economic risks are concerned, statistics show that in the United States alone, bad venipuncture procedures, such as cases in which the patient has difficult access to the vein, cost the health system $4 billion a year. And as for health risks, according to the World Health Organization (WHO), the most common type of accident on phlebotomists is the puncture with used needles, resulting in a large number of professionals exposed to pathogens such as HIV, HBV and HCV, which can be fatal. A solution to this problem would not only strongly impact the economics of countries' health systems, also it help to protect the health of phlebotomists. Due to the nature of the problem, in this work is proposed as a solution the design of a robot (mechanism), which is capable of carrying out the process of blood sampling by venipuncture, due to the accuracy, repeatability and safety that it offer. Specifically, the work will focus on the development of a mathematical model that describes the kinematic and kinetic variables of the mechanism, the kinematic optimization of the mechanism, and the structural design of the mechanism. It will also briefly describe the blood suction system and the operation of the mechanism during the venipuncture process. As a result of the work, a hybrid mechanism of 5 degrees of freedom was obtained, composed of a parallel delta mechanism and a serial mechanism of two degrees of freedom, also an explicit description of the mechanism's useful working space was obtained, as well as a mathematical model capable of describing its dynamics.