Apresentação

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA
Tomógrafo
Um aparelho de baixo custo
Equipe:
Acary Moraes Neto
Allison França Maia
Leonardo Vilá Moura
Tiago Heinzen Dowsley
01/09/2009
Conteúdo
Apresentação ................................................................................................................................................ 3
Problemática ................................................................................................................................................. 4
Metodologia ................................................................................................................................................. 5
Desenvolvimento .......................................................................................................................................... 6
Esboços....................................................................................................................................................... 12
2
Apresentação
A tomografia computadorizada é um método de diagnóstico médico altamente confiável e
largamente utilizado nos dias atuais. Consiste no processamento geométrico digital usado na geração de
imagens tridimensionais do interior de objetos a partir de quantidades de raios-x tirados ao redor.
O princípio é o mesmo que o da radiografia convencional, segundo os quais tecidos com
composição diferentes absorvem a radiação X diferentemente. Ao serem submetidos por raios X, tecidos
mais densos (como o fígado) ou com elementos mais pesados (como o cálcio presente nos ossos)
absorvem mais radiação que os tecidos menos densos (como o pulmão).
3
Problemática
Atualmente o uso da tomografia computadorizada é largamente recorrido para diagnóstico
médico pelo fato de ser um método rápido e ser possível o estudo de secções transversais do corpo
humano vivo, ao contrário do que é dado pela radiologia convencional, que consiste na representação de
todas as estruturas do corpo sobrepostas. A nitidez e a alta capacidade de distinção entre dois tecidos são
portanto, as maiores vantagens da tomografia computadorizada.
A popularização do método recorre à necessidade de baratear custos de produção da
aparelhagem envolvida, dos gastos energéticos e os relacionados à manutenção do mesmo. Equilibrar
estes requisitos com a garantia de qualidade nos diagnósticos realizados é o objetivo maior do projeto que
segue.
4
Metodologia
É notável que há um nicho ainda desocupado nos diagnósticos modernos. O custo dos
equipamentos permanece alto ainda que nas três últimas décadas desenvolvimentos claros tenham sido
evidenciados. Embora a popularização tenha ocorrido, os custos dos diagnósticos ainda permanecem
elevados. Sob esta perspectiva é que se norteará todo o desenvolvimento do projeto que segue.
A proposta gerencial é baseada em um projeto com duração estimada de quatro meses, em que se
espera a idealização, desenvolvimento e concepção de um equipamento de tomografia de baixo custo. Os
recursos humanos necessários serão compostos por quatro membros, com disponibilidade diária para o
desenvolvimento, graduandos do curso de Engenharia de Controle e Automação.
5
Desenvolvimento
1. Levantamento de necessidades
a. Atributos do produto
Classes
Básicos
Ciclo de vida
Específicos
Comentários
Exames médicos de imagem com alta precisão.
Baixo custo de fabricação, fácil utilização e descarte adequado.
Ser automático, suportar paciente com até 200 kg, ser seguro e eficiente.
i. Atributos básicos
Atributos
Funcionalidade
Confiabilidade
Robustez
Segurança
Ergonomia
Estética
Impacto ambiental
Normalização
Legalidade
Patenteabilidade
Comentários
Exames médicos de imagem com alta precisão, operação automática.
A taxa de falhas devem ser mínimas, dentro das leis vigentes.
O diagnóstico deve ser independente de fatores externos.
Não comprometer a segurança do paciente e do operador da máquina e do
corpo clínico.
Deve oferecer conforto para o usuário.
Cores claras e formas arredondadas.
Material radioativo. Atender as normas da Comissão Nacional de Energia
Nuclear – CNEN.
Atender as normas do Conselho Federal de Medicina.
Deve atender as leis da Vigilância Sanitária sobre serviços de medicina
nuclear “in vivo”.
Já existe no mercado.
ii. Atributos do ciclo de vida
Atributos
Fabricabilidade
Montabilidade
Usabilidade
Mantenabilidade
Embalabilidade
Transportabilidade
Armazenabilidade
Reciclabilidade
Descartabilidade
Vendabilidade
Comentários
Baixo custo de fabricação.
Fácil e curto tempo de instalação (1 ou 2 dias), baixo custo de montagem.
Fácil operação e aprendizagem.
Manutenção complexa que deve ser realizada por pessoal capacitado.
Embalagem deve ser segura.
Desmontável. Material frágil e com agentes contaminantes, portanto de
difícil transporte.
Deve ser armazenado em ambiente específico.
Não pode ser reutilizado.
Alto nível de contaminação, descarte de acordo com a lei vigente.
Pequena produção, feita sob encomenda.
iii. Atributos específicos
Atributos
Geométricos
Cinemática
Forças
Energia
Comentários
Geometria retangular levemente arredondada nos cantos. Dimensões: Raio
do Gantry 230,0 cm; Abertura do Gantry 82,0 cm; Largura do Gantry 68,4
cm; Altura do Gantry 250 cm; Comprimento Gantry + mesa de exame 466
cm. Volume 27 m³.
Movimento de elevação e translação da cama e movimento de rotação e
inclinação do Gantry. Velocidades e acelerações dependentes da aplicação.
Torques necessários para girar em alta velocidade o raio-X, torque para
inclinar o Gantry em até 20º e para mover horizontalmente a mesa de exame
com um paciente de até 200kg deitado sobre ela.
Necessita de gerador de alta freqüência, com potência de pico de 100kW.
6
Materiais
Materiais resistentes de baixa densidade para a estrutura interna e externa do
tomógrafo.
Sensores captam a radiação emitida pela ampola, transformam em sinais
elétricos que são processados em forma de imagens.
Totalmente automático.
Construção em 15 dias.
Sinais
Automação
Tempo
Matriz ordenadora de necessidades
Ciclo de
Atributos básicos do produto
Funcionament Ergonomi Estétic Econômic Normalizaçã
vida
o
a
a
Produção
Ter
facilidade
na
montagem
Montagem
o
Ter custo
mínimo de
produção
Ter
mínimo
tempo de
produção
Produção
sem
desperdício
de
materiais
Tempo e
custo de
instalação
reduzidos
o
Seguir padrão
de produção
visando
qualidade
Uso
Manutenção
Fabricação
das partes da
peça deve ser
feita
separadament
e
Desmontável
Partes podem
ser
transportadas
separadament
e
Transporte
Armazenage
m
Função
Modular
Ter injetora de
contraste
acoplada a
mesa de exame
Interface
homemmáquina
simples e
objetiva
Deve ser o
mais silencioso
possível
Deve realizar
movimentos
suaves
Deve suportar
carga de até
200kg
Ter
cores
claras
Mesa de
exame
deve
confortável
e
levemente
arredondad
a
Ter
estrutura
leve
Ter
máxima
eficiência
energética
possível
Atender as
normas e leis
relacionadas
ao uso de
material
radioativo e
manuseio
desse tipo de
equipamento
Manutençã
o deve ser
a mais
barata
possível.
Ter peças
normalizadas
7
2. Requisitos de usuário
Requisitos do cliente
Confiabilidade
Normalização
Econômico
Funcionamento
Modular
Flexibilidade
Resistência
Estética
Ergonomia
Grau de importância
10
10
9
8
6
10
7
8
10
5
4
Atender as normas e leis.
Produção
Baixo custo de aquisição
Baixo custo de instalação
Baixo custo de produção
Baixo custo de manutenção
Eficiência energética
Garantir execução das tarefas
Realizar movimentos suaves
Possuir injetora de contraste
acoplada
Boa qualidade das imagens
geradas
Interface simples e objetiva
Manual de instruções
Desmontável
Peças transportadas
separadamente
Peças produzidas separadamente
Peças de vida-útil pequena com
fácil aquisição
Robustez
Durabilidade
Ter cores claras
Leveza
Conforto
Silencioso
Transportabilidade
9
8
6
6
8
7
8
7
8
5
3
9
6
2
3. Requisitos de projeto
Atributos específicos do projeto
Requisitos
do usuário
Geométricos
Cinemáti
ca
Forças
Atender
normas e leis
Normalização
da produção
Peças iguais
devem ter
sempre o
mesmo
tamanho
Peças
iguais
devem
ter a
mesma
resistênci
a a forças
Energ
ia
Materiais
Sinais
Automaçã
o
Tempo
respeitar
as normas
de
utilização
de
material
radioativo
Peças
iguais
devem ser
do mesmo
material
Baixo custo de
8
aquisição
Baixo custo de
instalação
Baixo custo de
produção
Sem super
dimensioname
nto de peças
Sem
desperdíci
o de
material
Baixo custo de
manutenção
Materiais
devem ter
alta
durabilida
de
Eficiência
energética
Desenvol
ver as
tarefas em
velocidad
e que
reduza o
consumo
energético
Garantir
execução das
tarefas
Gastar
o
mínim
o de
energi
a
possív
el
Transmiss
ão dos
sinais
devem ser
garantidas
Realizar
movimentos
suaves
Possuir injetora
de contraste
acoplada
Boa qualidade
das imagens
geradas
Velocidad
es baixas
Sinais
devem ser
transmitid
os sem
perda de
informaçã
o
Interface
simples e
objetiva
Manual de
instruções
Desmontável
Peças
transportadas
separadamente
Peças
Linha de
produção
deve ser a
mais
automatiza
da possível
Instalaç
ão deve
ser mais
rápida
possível
Deve
ser
produzi
do no
menor
tempo
possível
Bom
algoritmo
para
geração
das
imagens.
Criação de
um
software
que
viabilize
uma
interface
simples e
objetivo.
Geometria
9
produzidas
separadamente
Peças de vidaútil pequena
com fácil
aquisição
deve favorecer
o encaixe
Robustez
Suporta
tração e
compress
ão
Durabilidade
Ter cores claras
Leveza
Conforto
Transportabilid
ade
Materiais
leves
Mesa de
exame
acochoad
a
Formas
arredondadas
Silencioso
Peças
largament
e
encontrad
as no
mercado
Material
resistente
a choques
mecânico
s
Materiais
com
grande
durabilida
de
Moviment
os devem
ser suaves
Peças que
facilitem o
transporte
4. Casa da qualidade
10
11
Esboços
12