domingo, enero 06, 2008

Un sistema automatizado gestiona el mayor proyecto medico del mundo.

Los acentos fueron obviados por cuestiones tecnicas.

Dos años han tardado los ingenieros en crear el UK Biobank, con 10 millones de muestras medicas.

Ingenieros de la empresa The Automation Partnership (TAP) han ideado el sistema que gestionara y vigilara el mayor proyecto medico del mundo. Se llama UK Biobank y almacenara muestras medicas de 500.000 pacientes para que cientificos de todo el mundo puedan estudiar las causas de enfermedades que provocan miles de muertes prematuras, como el cancer o el Alzheimer. Dos han sido los retos de este trabajo de ingenieria. Por un lado, evitar que se formara hielo en el recinto donde estaran las muestras y por otro diseñar los robots capaces de trabajar a una temperatura de 20 grados bajo cero. Por Raul Morales.


El experimento medico mas grande del mundo sera puesto en marcha el año que viene en la ciudad britanica de Manchester. Se llama
UK Biobank y recogera, almacenara y conservara un banco con los datos medicos de 500.000 pacientes anonimos. Muestras de orina y sangre seran congeladas a entre 20 y 80 grados bajo cero durante decadas para que cientificos de todo el mundo puedan estudiar como los genes, el estilo de vida y el medio ambiente repercuten en el riesgo de contraer una enfermedad.

El fin ultimo de este experimento es mejorar la prevencion, la diagnosis y el tratamiento del cancer, el Alzheimer, ciertas enfermedades cardiovasculares, la diabetes, la artritis y otras enfermedades que causan la muerte prematura de miles de personas.

UK Biobank, ademas de ser un gran proyecto medico, ha necesitado de un importante trabajo de ingenieria que ha durado mas de dos años. Las muestras se almacenaran en un gran contenedor del tamaño de un trailer y seran separadas, recuperadas y vigiladas por robots especialmente diseñados para esas funciones bajo temperaturas extremas.

Cubito de hielo

Los ingenieros involucrados en el proyecto encontraron un reto en diseñar un sistema automatizado capaz de trabajar a temperaturas tan bajas. De hecho, uno de sus grandes miedos era que todo el sistema se convirtiera un gran cubito de hielo.

La gran dificultad ha sido encontrar un sistema capaz de controlar y eliminar la humedad dentro, donde estan las muestras. Sin esto, “pensar en mantenerlas durante veinte o veinticinco años es imposible”, afirma Justin Owen, de la empresa
The Automation Partnership y responsable de la arquitectura del sistema, en una entrevista recogida por The Engineer.

Despues de intensas pruebas en un modelo a escala del banco, los investigadores descubrieron que si el congelador era purgado de aire, cualquier acumulacion de hielo desapareceria.

Otro reto era diseñar la instalacion de un congelador de ese tamaño. Una de las tecnologias convencionales usadas por la industria para la refrigeracion es una especie de alfombra que calienta el suelo, de tal modo que se previene la congelacion de este. Sin embargo, los ingenieros llegaron a la conclusion de que no era la mejor tecnologia para aguantar en un proyecto tan largo como este.

Por ello, decidieron confiar en una tecnologia antigua y testada: el hipocausto romano, que era el sistema de calefaccion del suelo utilizado sobre todo en las termas. En este caso, crearon una serie de rejillas de plastico bajo el suelo. Estas rejillas son capaces de soportar el peso de las cajas refrigeradas y ademas dejan filtrar el aire por debajo de estas.

Trabajar en el frio

Una vez creado este sistema para que en el Biobank no se formara hielo, los ingenieros se centraron en diseñar los robots que trabajarian dentro. El equipo de TAP diseño un robot de 1,5 toneladas para acceder a las muestras contenidas en los compartimentos congelados con nitrogeno liquido a una temperatura de 80 grados bajo cero.

Los robots manejan las muestras a una temperatura de 20 grados bajo cero para mantenerlas congeladas mientras son manipuladas. “Una de las piezas clave de la tecnologia que hemos desarrollado ha sido la manera de mantener la robotica a 20 grados centigrados bajo cero”.

Los robots, pues, trabajan aislados de la zona en la que estan los compartimentos llenos de muestras a 80 grados bajo cero. Eso planteaba nuevos problemas. “Cuando un robot tira de un cajon de los compartimentos que estan a 80 grados bajo cero, este se expande unos 3 milimetros debido a que pasa a otra estancia que esta a veinte grados bajo cero. Esta expansion provoca que el robot se pueda equivocar y no sepa donde se encuentra el cajon con total exactitud.

El equipo tubo que decidir si desarrollar un diseño rigido para los compartimentos con las muestras biologicas, de tal modo que los robots pudieran estar programados para entender esta situacion y no fallar a la hora de cogerlos. Asi, los robots tendrian que operar con compartimentos que pesarian cuatro toneladas, cuando estuvieran vacios, y treinta cuando estuvieran al maximo de su capacidad.

“Lo que decidimos finalmente fue diseñar una robotica un poquito mas inteligente y sofisticada”, comenta Frank Tully, que lidero a los ingenieros responsables de la robotica. Las operaciones hubieran sido mucho mas complicadas si los robots se hubieran visto obligados a manejar ese peso.

Tiradores grandes

El diseño final de los cajones se hizo con unos tiradores tan grandes como les fue posible para que los robots no pudieran perderlos en el proceso. Una vez que el robot coge el cajon puede abrirlo y, usando unos sensores, detectar su borde.

El robot esta capacitado para tomar decisiones activas en tiempo real, de tal modo que puede, efectivamente, detectar el borde y saber donde estan los portatubos con las muestras.
No es facil para un robot coger un tubo de ensayo de 1,4 milimetros entre muchos otros. “Tiene que moverse en una superficie de veintisiete metros de largo para encontrar exactamente un tubo con muestras entre otros diez millones”, afirma Rob Meaker, jefe del proyecto.

Cada uno de esos tubos de ensayo tiene un codigo de barras 2D en el fondo, de tal modo que el software de seguimiento del sistema sabe en todo momento donde se encuentra almacenado cada tubo.

El equipo de ingenieros que ha participado en este proyecto se muestra muy seguro porque han pasado mucho tiempo analizando el riesgo de fallos. “Estamos preparados a mas de un 90% ante un posible fallo”, comenta Meaker. Segun ellos, este sistema automatico es mucho mas seguro que uno manual, ya que es casi imposible que pierda una muestra o que rompa un tubo.

La automatizacion tambien permite una mayor densidad de almacenamiento. Esas 10 millones de muestras caben en un recinto de 27 metros de largo. Haciendolo manualmente, con nitrogeno liquido, se requeriria la mitad de un campo de futbol.

Finalmente, la naturaleza confidencial del proyecto hace de la automatizacion la mejor opcion. “Con los sistemas manuales, las muestras pueden mezclarse y este proyecto esta basado en una etica estricta. Cualquier persona puede retirar sus muestras biologicas en cualquier momento, y seria muy embarazoso para Biobank decir que no pueden encontrarlas”, apunta Meaker.

Fuente: Tendencias 21

1 comentario:

Peter P. dijo...

Estoy maravillado con los códigos de barras 2D, se pueden hacer muchas cosas, en mi caso necesitaba controlar la entrada y registro de personas en mi hospital, proceso que hacen los vigilantes a mano en un cuaderno... Me puse a investigar y encontré que podía leer el código de barras de la cédula colombiana (pdf417) y enviarlo automáticamente a Excel...

Lo que antes era un cuello de botella (proceso lento) ahora es uno de los procesos más ágiles que tengo!!!... Utilicé un lector especial de código de barras 2D y me va Excelente!!!, esta tecnología nos va a solucionar muchos problemas que tenemos en el control de nuestros procesos.

Para todos aquellos que lo quieran ver funcionando pueden entrar en:
http://www.capitalcolombia.com/sec-verificar_cedulas_colombianas
Me lo entregaron con el software BARRASCARTA (Súper!!) para imprimir códigos de barras utilizando impresoras estándar (las mismas que tenemos en nuestras oficinas), lo pueden descargar de: http://www.capitalcolombia.com/articulo/barrascarta

Ya le he comentado a varios amigos, entre ellos médicos que en su caso utilizan la tecnología 2D para acelerar el proceso de registro de sus pacientes y así concentrarse en la atención médica rápida y oportuna (salvando vidas).

Otros de mis amigos tienen agencias de ventas de celulares y ellos lo empezaron a utilizar para verificar la autenticidad de las cédulas colombianas ya que le pueden hacer Photoshop a la fotocopia del documento (modificaciones con programas de edición de fotos), pero no pueden alterar el codigo de barras 2D. En otras palabras la información que lee el lector debe coincidir con la que esta impresa en el documento o en la fotocopia.

Espero que les sirva este aporte ya que esta tecnología ayuda a el control de todos nuestros procesos.