Sistema para Monitoramento de Infusão e Medição de Temperatura

SISTEMA PARA MONITORAMENTO DE INFUSÃO E MEDIÇÃO DE
TEMPERATURA
L.L. Gontijo¹, J. S. Batista¹ e M. S. Barreiro¹
¹Instituto de Ciências Tecnológicas e do Ambiente (ICTA), Universidade de Uberaba
(UNIUBE), Brasil
Resumo - Cerca de 80% dos pacientes hospitalizados recebem algum tipo de medicamento ou nutrição
utilizando bombas de infusão, que apareceram na década de 60. Assim, o principal objetivo deste projeto é
desenvolver um equipamento que contém três módulos: um sistema para realizar o controle contínuo de
infusões intravenosas, um sistema simples de monitoramento de soluções, responsável pela verificação do fim
da infusão ou erros de velocidade, e, também, um sistema para medição da temperatura corporal. O último
sistema torna possível acompanhar reações adversas ao tratamento. Este equipamento irá ajudar o trabalho
exustivo dos profissionais da área da saúde. Será mais barato e mais fácil de programar do que as máquinas
disponíveis no mercado.
Palavras-chave: Bombas de Infusão, Microprocessador, Terapia Intravenosa.
Abstract - Around 80% of the hospitalized patients receive some type of medicine or nutrition using infusion
pumps, that appeared in the decade of 60. So, the main goal of this project is to develop an equipment that
contains three modules: a system to realize a continuous control of intravenous infusions, a simple supervisory
system for solutions, responsible for verifying the end of the infusion or velocity errors and, also, a corporal
temperature measurement system. The later system makes possible to know some adverse reactions of the
treatment. These systems will be joined and controled by a microprocessor. The equipment will help the
exhausting work of health professionals. It will be cheaper and easy to program than machines available for
sale.
Key-words: Infusion Pumps, Microprocessor, Intravenous Therapy.
Introdução
Com base nas descrições de Mühlen [1] e
Button [2], desde a década de 50, sistemas de
infusão são cada vez mais utilizados para
administração
de
substâncias,
nutrição
e
medicamentos em pacientes hospitalizados e até
mesmo em ambiente domiciliar. Infusão significa
introduzir líquidos, que não seja o sangue, em vasos
sanguíneos.
Ainda segundo [1] e [2], em decorrência da
necessidade de um controle terapêutico contínuo,
ou seja, sem flutuações na concentração de fluido
ao longo do tempo, proporcionando uma melhor
eficácia do tratamento, surgiram entre as décadas
de 60 e 70 as chamadas bombas de infusão.
Estes aparelhos, de acordo com [3], são
utilizados para introduzir líquidos e agentes
farmacológicos no sistema circulatório de pacientes
em aplicações diversas, como: quimioterapia,
infusão de drogas em quantidades efetivas e nãotóxicas, alimentação enteral e parenteral, aplicação
de soros em pacientes desidratados e manutenção
dos níveis apropriados de fluidos em pacientes
durante e após cirurgias.
Este projeto pretende simplificar o máximo
possível o monitoramento dos pacientes, através do
desenvolvimento de um equipamento de simples
manuseio, de baixo custo e com funções que
realmente auxiliam os profissionais de saúde,
proporcionando maior precisão dos resultados e
permitindo atenção especial e segurança a cada
paciente. O projeto vislumbra a obtenção de uma
bomba de infusão diferenciada, composta por três
módulos principais: um sistema para monitoramento
de soluções com fluxo determinado manualmente,
um sistema para controle e monitoramento de
soluções com fluxo controlado por motor e um
sistema para medição de temperatura. Estes
sistemas poderão ser utilizados de acordo com a
indicação do profissional e conforme necessidade
do paciente.
Metodologia
A pesquisa realizada para a elaboração do
trabalho foi essencialmente de caráter qualitativo,
sem o objetivo de analisar estatisticamente os dados
obtidos.
A primeira etapa constituiu-se em entrevistas
a profissionais das áreas de química, medicina,
nutrição e enfermagem da Universidade de Uberaba
e da Faculdade de Medicina do Triângulo Mineiro,
além
de
comerciantes
de
equipamentos
hospitalares, ou seja, pessoas que contribuíram com
informações importantes sobre a utilização das
bombas de infusão, assim como as principais
substâncias administradas nestes aparelhos.
Após a pesquisa sobre o uso e a relação do
equipamento com os profissionais, foi iniciado um
trabalho para analisar o princípio de construção das
bombas de infusão, assim como os componentes
eletrônicos e mecânicos necessários, utilizando-se
para isto livros e a internet, onde foram analisados o
funcionamento de motores e programação de
microprocessadores. Desta forma, foram obtidas
informações importantes sobre os tipos de bombas
de infusão, principais motores utilizados, sensores
para monitoramento e sensores para medição de
temperatura.
Um ponto importante para iniciar o projeto e
desenvolvimento do sistema de infusão proposto foi
a análise dos tipos de equipos existentes. O equipo,
de acordo com [1] e [2], é o tubo flexível que
transporta o fluido do reservatório para o paciente e
o uso deste depende do tipo de bombeamento
utilizado, o qual pode ser, dentre outros tipos
também existentes, peristáltico rotativo ou
peristáltico linear, seguindo também as teorias de [1]
e [2].
O mecanismo peristáltico rotativo é composto
por um motor que pressiona roletes contra o equipo,
podendo utilizar para tal função um batente. O
sistema com batente necessita de um ajuste
mecânico preciso entre o motor e o batente,
esmagando o equipo, que pode ser do tipo
universal, ou seja, mais simples e barato. Já no
sistema sem batente, o equipo é preso diretamente
sobre o motor, assim é exigido o uso de um equipo
específico, com trecho de silicone, produzido pelo
próprio fabricante do aparelho. Este equipo
específico possui um alto custo, desmotivando seu
uso, já que o tubo deve ser trocado pelo menos a
cada 24 horas, constituindo um custo elevado para
os instituições que necessitam deste tipo de
equipamento.
Já o mecanismo peristáltico linear é um
sistema composto por uma série de placas que
pressionam o equipo, realizando um movimento
ondulatório. Este mecanismo permite a utilização de
equipos universais, porém este equipamento possui
alto custo de aquisição e manutenção e seu sistema
mecânico é muito ruidoso, tornando-se incômodo
para o paciente.
Assim, a análise dos principais métodos de
bombeamento de infusão e dos tipos de equipos
permitiu a escolha do sistema mais apropriado para
o desenvolvimento do projeto, que seria o
mecanismo peristáltico rotativo com batente, por ser
um sistema com baixo custo de implementação e
que permite o uso de equipo universal.
O estudo do manual da bomba de infusão
Nutrimat II (B.Braun, 2001) também foi um
importante meio de conhecimento sobre o
funcionamento e principais funções desempenhadas
por estes dispositivos.
Resultados
Após pesquisas, estudos e implementações
foi desenvolvido um sistema composto por três
partes principais: sistema para monitoramento de
infusão com controle de fluxo manual, sistema para
monitoramento de soluções controlado por motor e
um sistema para medição de temperatura corpórea.
O circuito desenvolvido para este trabalho é
controlado por um microprocessador, que é
responsável pela interação de todos os sistemas
simultaneamente, como a interpretação das
informações inseridas através do dispositivo de
entrada de dados, programação do aparelho feita
pelo usuário, o controle do mecanismo de infusão e
interpretação dos sinais dos sensores, além de
controlar o acionamento dos alarmes, quando
necessário.
Para o sistema de entrada de dados utiliza-se
um teclado do tipo telefônico, através do qual é
possível inserir os valores de quantidade de solução
em mililitros e o tempo de infusão em horas, a fim de
obter a vazão desejada. Os valores podem ser
também inseridos diretamente em ml/h, dependendo
da necessidade do profissional.
Para o sistema de saída de dados é utilizado
um display de cristal líquido, permitindo visualizar os
dados necessários, tais como a temperatura do
paciente e os possíveis erros reconhecidos por meio
dos sensores.
No sistema para monitoramento de infusão
com controle de fluxo manual, o operador ajusta o
fluxo de infusão desejado baseado na contagem das
gotas por unidade de tempo com a ajuda do grampo
ou rolete do próprio equipo. Enquanto isso o sensor
monitora as gotas, indicando possíveis erros de
vazão ou o fim da solução. Este módulo, com base
em [1] e [2], poderá ser utilizado principalmente para
operações simples em que não é exigido um
controle rígido da infusão, como em aplicações de
soro em pacientes desidratados. É um sistema de
baixo custo e fácil operação, porém, só poderá ser
usado em veias periféricas, devido à baixa pressão
gerada.
A bomba peristáltica rotativa é composta por
um motor de passo e por roletes, para controlar a
vazão da infusão. Um batente é utilizado para
promover o encaixe entre o motor e o tubo flexível,
fazendo com que os roletes pressionem o equipo,
empurrando o líquido. A velocidade da vazão é
determinada de acordo com os valores inseridos
através do dispositivo de entrada de dados.
Sensores infravermelhos são responsáveis
pelo monitoramento do gotejamento dos sistemas
de fluxo manual e controlado por motor. O emissor
envia um feixe infravermelho que chega diretamente
ao fototransistor. Este feixe é interrompido a cada
passagem de gota. O monitoramento é feito então
da seguinte forma: após alguns segundos sem
interrupção do feixe, a solução chegou ao fim. No
caso do sistema com fluxo manual, ocorre ainda o
erro de vazão, que é verificado através da contagem
das primeiras gotas, estabelecendo um fluxo de
referência. Quando as gotas não estiverem dentro
desta referência, ocorre o erro.
Para a medição de temperatura é utilizado um
sensor que verifica periodicamente a temperatura do
paciente. Este sensor envia um valor de tensão em
volts que é convertido para seu respectivo valor em
graus Celsius, utilizando-se o recurso de conversão
analógico-digital do microprocessador. Este valor
pode ser visualizado no display. O alarme será
acionado quando o paciente possuir alta
temperatura, que será determinada no sistema de
entrada de dados pelo profissional. Este módulo foi
acrescentado devido à grande importância da
verificação constante dos sinais vitais, como a
temperatura, que, segundo [4], permite observar
reações adversas ao tratamento, principalmente
quando a infusão contém medicamentos.
O alarme visual é acionado sempre que
ocorre algum erro de gotejamento ou fim da solução.
Concluiu-se que não é viável utilizar o alarme
sonoro devido aos transtornos para os pacientes,
muitas vezes em situação delicada. Então, para que
seja possível a visualização deste alarme, será
realizado um trabalho para promover uma
comunicação serial com um computador central, que
conterá um sistema computacional. Este sistema irá
conter todas as informações relevantes dos
pacientes, armazenadas em um banco de dados, e
será possível acompanhar todos os erros e dados
dos módulos descritos anteriormente.
Discussão e Conclusões
A análise de custos é muito importante, tanto
no momento da manutenção quanto na aquisição do
equipamento, pois existem bombas de infusão
peristálticas rotativas que são baratas, mas utilizam
equipos caros, por outro lado, as bombas
peristálticas lineares que utilizam equipos simples e
mais baratos são muito mais caras, além disso, em
alguns casos, sua manutenção pode não ser viável
economicamente, sendo uma melhor opção a
substituição do aparelho.
No entanto as bombas de infusão tem grande
importância no hospital, pois serve para a infusão de
nutrientes e medicamentos, sendo o volume
infundido destas substâncias fator fundamental para
o sucesso do tratamento, sengundo [5]. Por existir
estes problemas de aquisição e manutenção os
hospitais acabam tendo poucas unidades. Essa
escassez induz a retirada do equipamento do
paciente para atender outro que apresente maior
necessidade.
Os equipamentos disponíveis apresentam
muitos recursos e opções, o que não melhora
significativamente o trabalho dos profissionais de
saúde, já que ocorre uma certa dificuldade em
manipular e principalmente programar estas
máquinas. Para sanar este problema foi proposto
então um aparelho com funções simples, visando a
praticidade de utilização.
Pode-se concluir que os objetivos foram
implementados com êxito. O trabalho superou as
expectativas após a inserção do sensor de
temperatura, que veio complementar a máquina e o
tratamento, sem dificultar o trabalho do operador.
Portanto, é possível desenvolver um
equipamento com baixo custo e sem complicações
para o usuário. Isto é muito importante, pois os
hospitais e demais instituições de saúde poderão
adquirir um número maior de bombas de infusão e
seus funcionários não terão dificuldade de
manuseio, o que otimiza e estimula o trabalho, além
de permitir também maior atenção individual a cada
paciente, o que geralmente é fator fundamental para
o sucesso do tratamento.
Agradecimentos
Aos professores e à diretora do curso de
Engenharia de Computação da Universidade de
Uberaba pelo apoio institucional.
Aos nossos pais que nos acompanham em
todos os momentos.
Referências
[1] Mühlen, Sergio.S. [[email protected]].
“Dispositivos
de
Infusão”.
[http://www.deb.fee.unicamp.br/Sergio].
2003
4
Março
[2] Button, Vera.L.S.N. [[email protected]].
“Dispositivos
de
Infusão”.
[http://www.fee.unicamp.br/deb/vera]. 9 Outubro
2003
[3] Waitzberg, D.L. (1995), Nutrição Enteral e
Parenteral na Prática Clínica, Rio de Janeiro:
Atheneu.
[4] Grant, J.P. (1996), Nutrição Parenteral, Rio de
Janeiro: Revinter.
[5] Hirama, R.T., Nishikawa, R., Penco,
M.C.C,.Yokoo, R., Ramirez, E.F.F. “Método para
Inspeção
de
Bombas
Infusoras”.
[http://www.uel.br/projetos/ec/Producao/bominf.PDF]
. 11 Março 2004
Contato
Para maiores informações sobre este artigo,
entrar em contato com a primeira autora, Luisa
Lucas Gontijo, estudante de Engenharia de
Computação da Universidade de Uberaba, na
cidade de Uberaba, Minas Gerais, através dos
seguintes dados:
E-mails: [email protected]
[email protected]
Telefones: (0**34) 3312-4031
(0**34) 9105-6914