aplicação de um sistema especialista para realização da diálise

APLICAÇÃO DE UM SISTEMA ESPECIALISTA
PARA REALIZAÇÃO DA
DIÁLISE PERITONEAL AUTOMÁTICA
Adolfo Cassoli Gomes
Centro Tecnológico
Mestrado em Automação- UFES
VITÓRIA-ES
Dr. Flã,io José Nobrega Silva
Centro Biomédico
Depto. Clínica MédicaINefrologia
HUCAM- UFES
Resumo: A Diálise Peritoneal Automática é geralmente considerada como um dos tratamentos mais atrativos
na residência dos pacientes urêmicos . Alguns fatores devem ser considerados quando da recomendação do
tratamento: necessidade médica do paciente, distância ao centro de diálise , ambiente familiar, apoio familiar e
capacidade fisica e emocional. Este trabalho propõe o desenvolvimento de um sistema de integrado
. hospital/residência utilizando a diálise peritoneal automática como opção viável para pacientes com
insuficiência renal crônica.
Palavras chave: Diálise Peritoneal Automática , Diálise Peritoneal. Insuficiência Renal Crônica.
Abstract:Automated peritoneal dialysis is currently considered as one of the most attractive home treatments
for uremic patients. Factors considered when making a treatment recommendation include: patient medicaI
needs. lifelike distance from a dialysis center. home environment. farnily support network and emotional and
physical capabilities. This paper proposes the development of the integrated system hospitallhome to make use
of automated peritoneal dialysis like practicable choice to patients with end-stage renal failure .
Key Words: Automated Peritoneal Dialysis. Peritoneal Dialysis. End-Stage Renal Failure.
INTRODUÇÃO
Aproximadamente 700.000 pessoas em todo
o mundo incluindo 200 .000 nos Estados Unidos e
cerca de 10.000 no Brasil sofrem de insuficiência
renal onde seus rins são incapazes de desempenhar
sua função vital de filtragem de substâncias tóxicas e
excesso de água da corrente sanguínea. Existem dois
tipos de tratamentos disponíveis para pacientes com
falência renal ou em estágio final de doença renal
ESRD (End Stage Renal Disease): transplante e
diálise (hemodiálise ou peritoneal).
o
transplante é a solução mais "natural"
hoje em dia para a falência renal. Contudo, a
"National Kidney Foudation" (USA) acredita que,
somente em tomo de 50% dos pacientes que fazem
tratamento de diálise apresentam condições fisicas
para um transplante ou decidem-se por esta opção de
tratamento. O período de espera por um rim saudável
pode durar de algumas semanas até doís anos ou
mais ; isto depende da disponibilidade do rim e da
compatibilidade genética com o doador.
331
, -
DIÁLISE PERITONEAL (DP)
HEMODIÁLISE (HD)
Esta forma de diálise ocorre dentro do
organismo do paciente. Existe uma membrana
delgada que envolve o abdomem denominada
pcritônio. Esta membrana também encobre outros
órgãos que se alojam dentro da cavidade abdominal.
como o estômago e o figado. Sendo semi-permeável.
permite que apenas certas substâncias passem através
dela. A DP utiliza esta membrana para filtrar o
sangue durante o processo de di álise. Para este
tratamento. um tubo denominado "cateter de
Tenckhoff" é cirurgicamente implantado através da
parede do abdomem. Uma solução especial para
diálise (que pode variar de 1 a 3 litros) é utilizada
para infusão dentro da cavidade peritoneal através do
cateter (fig. 2). A partir do processo de difusão e
osmose, toxinas e excesso de fluídos _passam do
sangue para a solução movendo-se através da
membrana. Após um tempo pré-determinado de
espera a solução é drenada da cavidade peritoneal c
substituida por uma solução nova. A drenagem e
reposição da solução para diálise peritoneal é
denominada de ciclo (fig. 3). Vários ciclos são
necessários para "limpeza" do sangue.
A diálise peritoneal pode ser . feita
manualmente ou utilizando uma máquina. Tubos de
Hemodiálise é o tipo de diálise que é feita
fora do corpo humano e utiliza o próprio suprimento
de sangue do paciente. Na Hemodiálise. uma
máquina que substitui "algumas funções de um rim"
é ligada ao sistema circulatório do paciente. ' O
sangue e uma solução dialisante fluem
continuamente na máquina. enquanto uréia.
creatinina e outras substâncias tóxicas e excesso de
água são retiradas do sangue através do processo de
difusão e osmose. O sangue é retirado do corpo.
forçado a circular pela máquina e retoma ao mesmo.
Apenas uma pequena fração do sangue permanece
fora do corpo por um reduzido intervalo de tempo.
Uma fistula (ligação feita cirurgicamente
entre uma veia e uma artéria) proporcionao acesso
aos vasos sanguíneos utilizando duas agulhas as
quais são colocadas dentro da fistula (uma na veia e
outra na artéria) ligadas por tubos plásticos a um
filtro especial. Este filtro especial é denominado de
_"rim artificial" ou dializador. O sangue é retirado da
circulação corpórea através de uma das agulhas.
sendo encaminhado para a filtragem. A outra agulha
proporciona o retomo do sangue filtrado para o
corpo. O sangue circula por um lado do filtro e uma
solução produzida na própria máquina passa pelo
outro -lado do filtro. Pelo processo de difusão e
osmose (ultrafiltração) a solução retira excesso de
água e toxinas do sangue. O filtro é confeccionado
com uma porosidade suficiente para permitir a
passagem de toxinas, porém. moléculas grandes
como células vermelhas (hemoglobina) não
conseguem passar pelos poros. O paciente necessita
em média de três sessões por semana. sendo que cada
sessão dura de 3 a 4 horas.
Conexão tu'o de
tram:flIrbrJa bolSll
J
Pressão
venosa
Saída
Fig.2
Heparina
l'C/
Bomba venosa
desangne
......
.......,.....
Drenagem
Fig. 1 Representaç ão simplificada do processo
de hemodiálise
Fig.3
332
da solução
conexão e bolsas contendo solução para diálise são
usadas somente durante as trocas .
Exitem duas técnicas básicas para diálise peritoneal:
1) Diálise
(CAPD)
Ju
-oJ
o
J
Peritoneal
Ambulatorial
Enquanto o paciente dorme, o equipamento
controla três fases do ciclo: infusão de solução para a
cavidade peritoneal, tempo de permanência da
solução no paciente e drenagem da solução dialisada.
Após a última infusão, de acordo com a prescrição
médica , poderá haver a permanência de solução na
cavidade peritoneal, durante todo o dia , a qual será
retirada no inicio de novo processo na noite seguinte.
As máquinas denominadas cicladoras, usam
a gravidade para infusão e drenagem da solução ,
como medida de segurança, providenciando também
o aquecimento da solução, próximo a temperatura
corporal antes da infusão .
O tratamento através da diálise peritoneal
automática permite várias combinações que podem
apresentar vantagens e desvantagens dependendo do
perfil de cada paciente.
Dentre as várias
alternativas, podemos citar as modalidades mais
utilizadas atualmente (fig. 5), que são:
Contínua
CAPD é o tratamento mais comum de
diálise peritoneal. É um processo manual que utiliza
a gravidade para efetuar a infusão e drenagem da
solução da cavidade peritoneal. Deve ser executado
em local limpo e bem iluminado. Utilizando a
técnica de CAPD o sangue está constantemente
sendo purificado. A solução desloca-se da bolsa
plástica atra vés do cateter e penetra na cavidade
peritoneal, permanecendo no abdomem com o cateter
fechado . Após algumas horas , a solução é drenada
para uma bolsa vazia . Então. o abdomem recebe
novo volume de solução atra vés do mesmo cateter. O
processo de diálise é iniciado outra vez. Este tipo de
auto-diálise é feito 7 vezes por semana , 4 a 5 vezes
por dia sem a utilização de qualquer máquina. Cada
troca dura em médica 30 minutos e é feita com
intervalos de 4 a 6 horas . A última troca é feita antes
de dormir e permanece no abdomem durante toda a
noite.
2) Diálise Peritoneal Automática(APD)
No processo de diálise peritoneal automática
as trocas de solução são feitas por uma máquina,
normalmente enquanto o paciente dorme . Essas
trocas são denominadas de ciclos. O paciente é
conectado à máquina próximo ao leito, onde
permanece por 8 a 10 horas cada noite (fig. 4)
I) Diálise Peritoneal Intermitente (IPD):
Tratamento feito com auxilio de uma
cicladora toda noite, enquanto o paciente dorme,
permanecendo de 8 a 12 horas . Durante o dia o
paciente fica livre do tratamento e a cavidade
peritoneal permanece vazia. A dose usual é de 15 a
20 litros por sessão. Para prover uma diálise
adequada dentro de um menor tempo de sessão de
tratamento (8 a 10 horas ), o paciente precisa
acrescentar uma ou duas trocas durante o dia . O
volume da solução nas trocas durante o dia deve ser
definido em função da condição do paciente, isto é,
um paciente com hernia pode tolerar no máximo 800
a 1000 ml de volume.
11) Diálise Peritoneal Cíclica Contínua (CCPD):
Este tratamento é feito continuamente.
Basicamente 3 trocas noturnas são feitas com auxílio
de uma cicladora. Durante o dia há permanência da
solução na cavidade peritoneal cuja duração é de 14 a
16 horas . A dose de referência para um paciente
adulto é de 7.5 a 9 litros por dia .
llI) Diálise Peritoneal em Maré (TPD):
Fig .4
o processo funciona da seguinte maneira:
Inicialmente . a cavidade peritoneal é preenchida
com um volume de solução selecionado que seja o
maior possível sem causar desconforto (podendo
chegar a 3 litros). Durante a fase de drenagem,
somente metade do dialisato é drenada, deixando-se
a outra metade na cavidade peritoneal. O próximo
333
volume de infusão (o volume da maré) é de l .f
litros. O próximo volume drenado é de cerca de 1.5
litros. e assim por diante. Os
ciclos
são
razoavelmente curtos. em geral totalizando menos de
20 minutos. com tempo de permanência para
substituição de somente a 6 minutos . Em geral. 26
a 10 litros de dialisado são trocados durante uma
sessão de 8 a 10 horas de diálise . Ao final. o cateter é
tampado e a cavidade peritoneal permanece vazia até
o próximo tratamento.
L
2000
TOP
Volume de troca
1000
Volume reserve
o
2000
lPO
1000
diálise peritoneal. respondendo por 27% a 55% dos
pacientes que interrompem seu tratamento nesta
modalidade.
Diferentes
técnicas
de
conexão
e
dispositivos tem sido desenvolvidos para evitar
contaminação incluindo antibióticos profiláticos.
sistemas germicidas utilizando radiação ultra-violeta.
e sistema de conexão em Y. Contaminação externa
de dispositivos do sistema de diálise. principalmente
na conexão. é provavelmente a maior fonte de
origem das bactérias que penetram na cavidade
peritoneal.
Para efetuar o diagnóstico clínico de
pcritonite. dois dos três critérios a seguir devem ser
combinados: sinais c sintomas de inflamação
peritoneal como dor abdominal. febre. vômito.
náusea. : turbidez da solução dialisada contendo mais
de 1(lO c élulas/ui. com predominância de células
polimorfonucleares (neutrófilos) ou identificação de
microorganismos através de cultura da solução
drenada .
CONSIDERAÇÕES SOBRE A DIÁLISE
PERITONEAL AUTOMÁTICA (APD)
2000
CAPO
1000
o
2000
1000
o
8:00
12:00
11;:00
20:00
4:00
24:00
8:00
Tempo
Fig. 5
Regimes de Diálise Peritoneal
(a) CCPO
(b) CAPO
(e) IPO
(d) TPO
PERITONITE
Peritonite ou infecção da membrana
peritoneal tem sido a mais frequente complicação no
processo de diálise peritoneal. Embora sua incidência
esteja diminuindo. hoje em dia . estima-se um
episódio por paciente por 12 a 18 meses Isto pode
refletir na alteração não somente das técnicas de
diálise como também nos avanços tecnológicos em
conexão e modalidades de diálise peritoneal, que tem
evoluído com o incremento de experiências nessa
forma de tratamento dialítico.
Como resultado. isto persiste como uma das
primeiras razões pará o insucesso da técnica de
334
Espera-se que uso da diálise peritoneal
automática tenha um grande crescimento durante
toda a próxima década . Existem mais de 7.000
pacientes em todo o mundo que utilizam essa forma
de tratamento. Nos Estados Unidos. 20% dos
pacientes que fazem diálise peritoneal usam APD.
O progresso da diálise peritoneal automática
está intimamente ligado ao aperfeiçoamento ' do
conhecimento medico sobre a fisiologia peritoneal e
evolução dos dispositivos de acesso peritoneal
automáticos. O estado da arte dos dispositivos para
APD tem incorporado programas computadorizados
capazes de distribuir com precisão tempos e volumes.
tomando possível a utilização de CCPO. NPD. IPD
ou TPO com diversas combinações de. tempo/volume
controlados.
A principal vantagem do APD é sua
flexibilidade . As sessões de tratamento podem ser
ajustadas para atender as conveniências e
particularidades de cada paciente. Comparado com o
CAPD. o número de conecções e desconecções são
menores durante o APD e isto tem resultado em
baixos níveis de peritonite. constatado em vários
centros de tratamento.
Qualidade de vida é um fator importante no
periodo pré-diálise e pode ser uma forte consideração
na decisão da escolha da modalidade de tratamento.
Manutenção da resistência fisica . apetite. e senso de
bem estar. bem como funções fisiológicas ótimas
favorece as relações interpessoais com familiares e
amigos com também a reabilitação e manutenção do
desempenho do paciente no seu local de trabalho .
cada conjunto de ciclos completados , num
determinado intervalo de tempo, pré definido
pela programação inicial (os dados são
reprocessados ' por. ex. após 7 dias de
monitoramento) relacionados com a base de
dados dos valores de depuração mínimos
recomendados . Caso haja necessidade, o
sistema especialista faz as alterações
necessárias das variáveis controladas, para
atingir os niveis de depuração prescritos para
o paciente .
PROPOSTA DE TRABALHO
o presente trabalho propõe o desenvolvimento de um
Sistema integrado
Hospital _ Residência
utilizando a Diálise Peritoneal Automática como
necessidade/opção
para
os
pacientes
com
insuficiência renal crônica .
Basicamente o sistema é composto por duas
centrais informatizadas que se interligam através de
uma linha telefônica (via modem). A central
localizada na residência do paciente apresentará a
seguinte configuração básica conforme diagrama de
blocos (fig. 6):
li
•
•
•
•
li
A central hospitalar apresentará
configuração básica (fig. 6):
Bloco
de
operação:
utiliza
um
microcontrolador responsável pela medição e
controle do volume de solução da infusão.
tempo de permanência da solução no paciente
e medição do volume de solução drenado do
paciente como também armazenamento dos
valores dos parâmetros controlados e medidos
a cada ciclo completo. durante todo o processo
diário durante vários dias. conforme
necessidade de monitoramento.
Bloco de comunicação: responsável pelo
envio dos dados monitorados a cada ciclo para
a central hospitalar e recebimento de novos
dados (se necessário) para correção da
programação que redefine os valores dos
parâmetros (tempo de permanência, volume)
para o início do processo de diálise
automática .
a
seguinte
•
Bloco Especialista: com as mesmas
características descritas anteriormente, porém
permitindo alterações na base de dados dos
parâmetros de referência do sistema remoto,
para depuração mínima referida ao paciente,
sendo
efetuada
pela equipe médica
responsável pelo tratamento.
•
Bloco de comunicação: recebe os dados
referentes aos parâmetros controlados no
processo remoto e envia novos dados que
permitem uma reprogramação nos parâmetros
de referência , caso haja necessidade de
alteração na modalidade do tratamento.
10)
HOSPITAL
11I1111 Em
Central
de Dados
Especialista
Bloco de Amostragem da Solução:
responsável pela medição automática da
concentração de determinados parâmetros que
influem na definição do volume de infusão.
tempo de permanência e volume drenado
.taxas de uréia . creatinina. glicose e excesso
de água drenada após cada ciclo de diálise)
como também na predição de possível
peritonite. através avaliação da turbidez e
contagem de neutrófilos (>50células/lll) na
solução drenada do paciente .
i Terminal de
i
: Programaçãol
RESIDÊNCIA
Bloco
Especialista:
responsável
pela
definição da dosagem adequada do processo
automático escolhido (CCPD. IPD. TPD ou
combinações) baseado nos valores medidos a
Fig. 6
335
Diagrama de Blocos
A preocupação com o [ator esterilização dos
pontos de conexão do paciente com o equipamento
não foi esquecido. Dispositivos para emissão de
radiação ultra-violeta nos pontos críticos de
acoplamento. serão acionados momentos antes do
início do ciclo. buscando eliminar a presença de
qualquer agente patogênico que possa penetrar no
organisno do paciente.
Deverá também existir um conjunto de
alarmes luminosos.sonoros e por caracteres em
. display indicando o ocorrido. e dependendo da
gravidade do problema sinalizarão/desligarão o
equipamento caso ocorra falhas que possam
prejudicar o êxito do tratamento. A central hospitalar
será prontamente alertada. que · tomará as devidas
providências. A duas centrais (hospital e residência)
possuem uma interface amigável com o operador.
através de um microcomputador padrão PC e de um
terminal de programação. respectivamente. que
permite o acesso ao sistema especialista para leitura
dos parâmetros controlados. emissão de relatórios e
alteração das referências quando necessário.
A velocidade de processamento dos dados
controlados/monitorados não é uma função crítica no
processo, pois no tratamento através da diálise
peritoneal automática, em quaisquer de suas
modalidades. cada fase do ciclo dura no mínimo
alguns minutos. Deste modo o custo computacional
fica sensivelmente reduzido. facilitando a utilização
de CPU com menor velocidade de processamento.
Em
suma .
percebemos
grandes
possibilidades de êxito no desenvolvimento deste
trabalho que certamente propiciará uma melhoria da
qualidade de vida do paciente com insuficiência
renal crônica, quer seja pela distância entre
residência e unidade hospitalar. por razões de
incapacidade fisica/limitações de ordem clínica ou
por opção própria do paciente. em função do estilo de
vida que leva, necessitando de maior liberdade de
ação . Por outro lado. a equipe médica é mantida
sempre em contato com todo o processo. permitindo
readequações do processo de diálise peritoneal.
procurando otimizar o custolbeneficio e propiciando
ao paciente uma sensação maior de liberdade. fora do
ambiente hospitalar. aumentando com isso sua
confiança e independência.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1] BAXTER HEALTHCARE CORPORATION .
Taking Care of Yourself: An Introduction to
Peritoneal Dialysis. McGaw Park. 1995.
336
12) BERNARDI. P. et aI. La dialisi peritoneaJe
aatomatizzata: 'Esperi enz a in 42 pazienti, Minerva
Urologica e Nefrologica. vA6 . n.1. p.43-47. marzo
1994.
131 BRANDES. 1. C. . et al . Otimization of
Dialysate Flow and Mass Transfer During
Automated Peritoneal Dialysis. American Journal
of Kidney Disease. \'.25. n-l . p. 603-610.1995 .
[4] CECIL. R. Tratado de Medicina Interna. 19a
edição. v. 2. Guanabara-Koogan. 1993.
[5] DAUGIRDAS. 1. T. : ING. T.S . Manual de
Diálise. 2a edição. MEDSI. Belo Horizonte. 1996 .
[6] DI PAOLO. N. et aI. Automatic Peritoneal
Dialysis. Nephon. 11.35. p.248-252. 1983 .
171 FLANIGAN. M . 1. et aI. Tidal Peritoneal
dialysis: Kinetics and Protein Balance. American
Journal of Kidney Diseases. v.22. n.5. p. 700-707.
1993.
[8] GUTMAN. . A. Automated peritoneal 'dialysis
for home use . The Quarterly Journal of Medicine. \ .
47. n.186. p.261-280. 1978.
[9] HAMBUGER- R. 1. . et aI. A Dialysis Modality
Decision Guide Based on the Experience of Six
Dialysis Centers. Dialysis & Transplantation. v 19.
n.2 . p.66-69. 1990.
[10) HENDERSON. L. W. Dialysis in the 21st
Century. American Journal of Kidney Diseases.
v.28. n .ô , p. 951-957. 1996.
KHANNA
R:
NOLPH.
K.
D.
[11]
OLEOPOULOS. D. G. The Essentials of Peritoneal
Dialysis. Kluwer Academic Publishers. 1993.
[12] LI. P. K. .et aI. Use of home automated
intermittent peritoneal dialysis in the treatment of
end stage renal failure. International Urology and
Nephrology, v.26. n .3. p. 353-358. 1994 .
[13] U.S . DEPARTMENT or HEALTH AND
HUMAN SERVICES. End-Stage Renal Disease:
Choosing a Treatment That's Ríght for You . Junc
1994.