Luiz henrique schramm luiz rodolfo antoche thiago canselher



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UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ

CAMPUS DE CURITIBA

CURSO DE ENGENHARIA INDUSTRIAL ELÉTRICA

ÊNFASE AUTOMAÇÃO


LUIZ HENRIQUE SCHRAMM

LUIZ RODOLFO ANTOCHE

THIAGO CANSELHER



DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA ELETROPNEUMÁTICO ACIONADO POR MICROCONTROLADOR PARA TROCAS DE DECÚBITO

TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO


CURITIBA


2011

LUIZ HENRIQUE SCHRAMM

LUIZ RODOLFO ANTOCHE

THIAGO CANSELHER



DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA ELETROPNEUMÁTICO ACIONADO POR MICROCONTROLADOR PARA TROCAS DE DECÚBITO

Proposta de Trabalho de Conclusão de Curso de Graduação, apresentado à disciplina de Metodologia aplicada ao TCC, do curso de Engenharia Industrial Elétrica – Ênfase em Automação do Departamento Acadêmico de Eletrotécnica (DAELT) da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), como requisito parcial para obtenção do título de Engenheiro Eletricista.


Orientador : Prof. Dr. Percy Nohama

Co-Orientador : Prof. M. Sc. Jorge Assade Leludak

CURITIBA

2011


LISTA DE SIGLAS

UP Úlcera de Pressão

NPUAP National Pressure Ulcer Advisory Panel
SUMÁRIO


1. INTRODUÇÃO 3

a. TEMA 3

i. Delimitação do tema 3

b. PROBLEMAS E PREMISSAS 7

c. OBJETIVOS 7

1. Objetivo Geral 7

2. Objetivos Específicos 7

d. JUSTIFICATIVA 8

e. PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS 10

f. ESTRUTURA DO TRABALHO 10

g. cronograma 12

h. Referências 13



1.INTRODUÇÃO

    1. TEMA

      1. Delimitação do tema


Segundo o NPUAP (National Pressure Ulcer Advisory Panel), uma úlcera de pressão é uma ferida localizada na pele e/ou tecido subjacente, geralmente próxima a alguma proeminência óssea, como resultado da pressão prolongada do peso do próprio corpo, atrito, cisalhamento, ou a combinação desses fatores. (NPUAP, p. 1, 2007)

As úlceras de pressão, também denominadas úlceras de decúbito ou úlceras de compressão, são consideradas feridas crônicas que acometem áreas onde existe pressão sobre proeminências ósseas, tais como o sacro, ísquio, trocânter, ou menos freqüentemente o calcâneo, região occipital, o dorso do pé, o maléolo e a patela. Tais feridas podem se desenvolver em 24 h ou levar até cinco dias para se manifestar (PAIVA, p. 20, 2008).

Dentre os termos utilizados para definir úlcera por pressão estão: escara de pele e ferida de pressão. No entanto, o termo úlcera por pressão torna-se mais adequado por descrever a maior influência da pressão exercida sobre os tecidos e proeminências ósseas como causa das lesões. Desse modo, UP é definida como uma área localizada de necrose devida à pressão no tecido mole por longos períodos, onde há uma proeminência óssea e uma superfície dura (LIMA & GUERRA, 2011).

Segundo Fishbein (1966), em qualquer posição, o peso do corpo humano exerce pressão desigual sobre a superfície da pele. Quando o indivíduo está sentado, os glúteos, a parte inferior da coluna dorsal, a parte superior dos ossos dos quadris e as coxas recebem grande parte desta pressão.

O prejuízo da integridade da pele pode ser causado por diversas condições fisiopatológicas, degenerativas ou ambas; a compressão prolongada dos tecidos vascularizados é considerada a causa principal para mecanicamente iniciar o aparecimento da úlcera de pressão. Porém, a tensão de cisalhamento, a umidade, a deformação de tecidos e a temperatura também contribuem na etiologia da mesma (ABREU, p. 2010).

Tecidos do corpo que não estão em sua saúde perfeita podem estar sujeitos à lesão quando expostos a pressões maiores que 120 ou 150 g/cm2 durante qualquer período de tempo. Portanto, um homem com aproximadamente 70 kg imobilizado e com seu peso concentrado em um ponto crítico, obviamente correrá risco de desenvolvimento da úlcera de pressão (FISHBEIN, 1966).

As úlceras são sempre incapacitantes. Se prolongadas, são debilitantes e ocasionalmente podem levar o paciente à morte (DIETRICK, 1958).

O paciente hospitalizado, geralmente, apresenta comprometimento de sua condição saudável, e necessita de cuidados dirigidos aos problemas de ordem fisiológica, psíquica, espiritual e social, numa perspectiva integralizada. (PAIVA, p. 20, 2008).

Segundo Vivian Queiros:

As úlceras por pressão sempre foram um problema para os serviços de saúde, causando um sofrimento desnecessário, nos pacientes e familiares. Podem tornar-se uma porta para novas infecções, e ainda dificultar a recuperação do mesmo, aumenta o tempo de cuidados de enfermagem, o custo da internação e ainda contribuem para o aumento da taxa de mortalidade (QUEIROS, p. 13, 2010).

Krasner (1997) afirma que a úlcera de pressão é um problema relevante na área de saúde pública, pois acarreta a perda da qualidade de vida e gera alto custo para assistência, pois aumenta a carga de trabalho dos profissionais e o consumo de recursos materiais em diversos setores do hospital.

Paiva (p. 25, 2008) afirma que “focar o nosso olhar, apenas, na equipe assistencial é estar perdendo de vista o conjunto de fatores e condições predisponentes inerentes à complexidade assistencial na qual está inserido o paciente hospitalizado.”

Silva (1998) cita Declair (1997), que relata que nos E. U. A., em média, 2,1 milhões de pessoas apresentam úlcera de pressão por ano, equivalendo a um “custo hospitalar mensal de 4 a 7 mil dólares por paciente.”

Para evitar as úlceras de pressão, existem vários tipos colchões que estão disponíveis no mercado e que utilizam alguma substância fluida para redistribuir e amenizar a pressão que o corpo exerce sobre uma superfície. Além de prevenir o aparecimento da patologia, estes colchões garantem também uma sustentação do corpo de maneira mais confortável. Entre os fluidos utilizados nestas aplicações estão água, ar ou géis especiais. Na Figura 1, ilustra-se um colchão de ar para alívio da pressão, produzido pela Roho Inc..



Figura 1 – Roho Dry Flotation Mattress Overlay Sections

Fonte:< http://www.hmebc.com/products/roho-dry-flotation-mattress-overlay-sections/ > Acesso em 22/09/2011
Existem também modelos que utilizam pressão alternante entre o corpo e o colchão pela insuflação e desinsuflação de ar comprimido em bolsões pneumáticos. O controle da pressão nesses bolsões é geralmente realizado por algum tipo de sistema eletrônico. Na Figura 2, apresenta-se um colchão pneumático com controle de pressão por bolsões, fabricado pela National Wound Care.

Figura 2 – NWC-6000ET Advanced Kinetic Floatation Therapy

Fonte:< http://www.nationalwound.com/products/NWC6000ET.html > Acesso em 29/09/2011
Em seu trabalho, Francisco Gödke (2003) desenvolveu um sistema pneumático similar para este propósito, utilizando componentes industriais em sua implementação. Como sugestão para futuros trabalhos, o autor aponta melhorias em seu próprio sistema, dentre as quais se destacam o desenvolvimento de um circuito dedicado de controle bem como o dimensionamento adequado dos componentes.


    1. PROBLEMAS E PREMISSAS


Pacientes acamados necessitam de cuidados e atenção especial. Normalmente sua condição de saúde já é debilitada, isso exige paciência, compreensão e apoio (INCA, p. 7, 2010).

A escara é uma ferida que causa sofrimento e desconforto, os quais podem ser minimizados utilizando-se da tecnologia adequada.

Tanto no tratamento quanto na prevenção das úlceras há gasto de recursos quando da utilização de uma mão-de-obra especializada para executar um trabalho que poderá ser parcialmente automatizado.

O cuidador é submetido a um desgaste excessivo para as trocas de decúbito. Este pode sentir-se cansado e/ou estressado e isto implicará na realização de outras tarefas que exijam mais paciência.



    1. OBJETIVOS

        1. Objetivo Geral


Desenvolver um sistema eletropneumático auto-ajustável acionado por microcontrolador, a fim de efetuar automaticamente trocas de decúbito do paciente acamado, levando à prevenção das úlceras por pressão.
        1. Objetivos Específicos


Projetar o design do colchão pneumático dinâmico de pressão alternante considerando as características da úlcera de pressão e os fatores ergonômicos;

Desenvolver o software que será instalado no sistema eletrônico de controle;

Especificar os componentes eletrônicos mais adequados para a construção do circuito de controle;

Implementar o sistema eletrônico responsável pelo controle do colchão pneumático projetado;

Integrar o software desenvolvido ao sistema eletrônico de controle;

Projetar circuito eletropneumático responsável pela ação efetiva do sistema sobre o usuário;

Especificar os componentes mais adequados para a construção do sistema eletropneumático, considerando custo, praticidade, manutenabilidade e qualidade;

Efetuar a montagem do circuito pneumático;

Integrar o sistema eletropneumático ao sistema de controle;

Avaliar o desempenho do sistema desenvolvido em testes de bancada;

Avaliar a eficácia do sistema implementado em testes in vivo a partir de exames termográficos.

    1. JUSTIFICATIVA


Segundo Luz, Lopacinski, Fraga e Urban (p. 2, 2010), “apesar dos avanços nos cuidados em saúde, as úlceras de pressão continuam sendo uma importante causa de morbidade e mortalidade, com impacto na qualidade de vida do paciente e de seus familiares, gerando um problema social e econômico”.

Luz et alli (p. 6, 2010) citam (D’ARCO et alli, 2006 e BERLOWITZ), e afirmam que “o alívio da pressão é a medida profilática mais importante e pode ser alcançado por meio do posicionamento adequado do paciente no leito e do uso de dispositivos redutores da pressão.”

Além de poupar a saúde daqueles que já estão debilitados, melhorando a qualidade de suas vidas, a integração com a tecnologia pode auxiliar o trabalho dos cuidadores, poupando-lhes esforço.

No âmbito familiar, quando na ausência de especialistas ou enfermeiros, pode-se auxiliar o cuidador, poupando-o de um desgaste excessivo ao longo do dia devido às trocas de decúbito. Assim, o cuidador pode dedicar-se a outras tarefas que exijam mais paciência e menos esforço físico, estas normalmente relacionadas com o bem estar e a auto-estima do acamado.

O sistema pode reduzir o tempo de trabalho dos profissionais de enfermagem, que consiste em dar mobilidade e mudar a posição do acamado frequentemente, a fim de permitir que estes exerçam a outras atividades.

Outra vantagem é a economia de materiais e equipamentos hospitalares, pois, com a prevenção das úlceras de pressão é possível evitar as diversas complicações que viriam a ocorrer em sua presença, o que reduz o consumo e a utilização de recursos da área da saúde.

Luz et alli citam (PATEK & GREY & HARDING, 2006 e BERLOWITZ) e afirmam que “úlceras pequenas (menores que 1 cm) levam em média 30 dias para cicatrizar enquanto úlceras maiores que 4 cm podem levar mais de 70 dias.”

Observa-se uma escassez de ferramentas para prevenção da patologia a nível nacional. Uma vez que a evolução tecnológica permite a elaboração deste dispositivo de forma prática e com baixo custo, torna-se possível criar um sistema a ser produzido nacionalmente.


A utilização de colchões com superfície redistribuidora de pressão em mesas operatórias e leitos hospitalares diminui a probabilidade de formação de novas lesões. Embora exija maior investimento, essa medida pode ser custo-efetiva ao diminuir o tempo de hospitalização. (LUZ et alli, p. 6, 2010)
Evitando o aparecimento de novas patologias, que demandam tempo para tratamento, pode-se reduzir a permanência dos pacientes no leito hospitalar.
    1. PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS


- Buscar informações acadêmicas a respeito de úlceras de pressão, sistemas microcontrolados e sistemas eletropneumáticos.

- Elaborar questionário a ser respondido por profissionais de saúde acerca do tratamento e da prevenção das úlceras de pressão.

- Discussão exploratória com profissionais de Terapia Ocupacional e Enfermagem à respeito do tema.

- Utilizar o software Proteus para simular o circuito de acionamento baseado em microcontrolador.

- Executar o projeto de montagem do circuito pneumático com o auxílio do software de simulação Automation Studio.

- Coletar imagens termográficas com o auxílio dos equipamentos disponibilizados no laboratório de termografia do CPGEI na UTFPR.

- Elaborar as conclusões sobre o bom funcionamento do equipamento desenvolvido.

    1. ESTRUTURA DO TRABALHO


No capítulo 1, Introdução, será discutido o objetivo deste estudo, o problema e as premissas para o desenvolvimento desta pesquisa, e o método utilizado para obter o resultado esperado.

No capítulo 2, no qual se dará a Revisão Bibliográfica, será inicialmente apresentado um aspecto mais específico das úlceras, seu aparecimento, tratamento entre outros. Também será abordada a questão dos sistemas eletropneumáticos e microcontrolados, funcionamento, suas aplicações e o modo como serão integrados.

No capítulo 3 será descrito o desenvolvimento do sistema integrado e os testes para comprovar sua eficácia.

No capítulo 4, serão apresentadas os resultados e a discussão do projeto.

No capítulo 5, apresentar-se-ão as conclusões obtidas com a realização do trabalho.

E ao seu final, serão inseridos os apêndices, os anexos e as referências bibliográficas.


    1. cronograma


 

Jan

Fev

Mar

Abr

Mai

Jun

Jul

Ago

Set

Out

Nov

Dez

 

01

15

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15

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15

Revisão bibliográfica sobre Úlceras, Isquemia e tecnologias existentes

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Revisão bibliográfica sobre Microcontroladores

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Estudar o melhor design do colchão considerando o alivio nos pontos de pressão

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Especificar componentes eletrônicos e eletro-pneumáticos

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Implementação do circuito de controle e interface com o usuário

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Montagem do protótipo e revisão do projeto

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Verificar aplicabilidade executando testes de funcionamento e desempenho

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Realizar ensaios in vivo com a aquisição de imagens termográficas









































































 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 



    1. Referências


LUZ, Sheila Rampazzo; LOPACINSKI, André Cleocir; FRAGA, Rogério de; URBAN, Cícero de Andrade. ÚLCERAS DE PRESSÃO. Pressure Ulcers. Artigo de Atualização. 8 f. Curitiba. 2010.
D’ARCO C, SASSINE SW, COSTA MLM, SILVA LMG. Úlcera de pressão em UTI. In: Condutas no paciente grave. 3. ed. São Paulo: Atheneu; 2006, p. 2491-501.
BERLOWITZ, Dan. Treatment of pressure ulcers. UpToDate [periódico online]. 2009. Disponível em: <http://www.uptodate.com/contents/treatment-of-pressure-ulcers?source=search_result&search=treatment+of+pressure+ulcers&selectedTitle=1~86>.
PATEK GK, GREY JE, HARDING KG. Uncommon causes of ulceration. Br Med J. 2006; 332(11):594-6.
SILVA, Maria do Socorro Moura Lins. FATORES DE RISCO PARA ÚLCERA DE PRESSÃO EM PACIENTES HOSPITALIZADOS. Tese de Dissertação de Mestrado em Enfermagem, Área de concentração em Enfermagem de Saúde Pública. Centro de Ciências da Saúde. Universidade Federal da Paraíba – 1998. Disponível em: < http://www.feridologo.com.br/teseup.htm >. Acesso em 30 de setembro de 2011.
DECLAIR, V. Aplicação do triglicerídios de cadeia média (TCM) na prevenção de úlceras de decúbito. Rev. Bras. Enf., Brasília, v.47, n.1, p.27-30, jan./mar. 1994.
INCA – Instituto Nacional de Câncer. Guia do cuidador de pacientes acamados – Rio de Janeiro. Ministério da Saúde. 2ª Ed. 16 p. INCA, 2010.
NPUAP - National Pressure Ulcer Advisory Panel. Pressure Ulcer Definition and Stages. 1 f. 2007. Washington DC. Disponível em: . Acesso em: 22 de setembro de 2011.
LIMA, Angela Cristina Beck; GUERRA, Diana Mendonça. Avaliação do custo do tratamento de úlceras por pressão em pacientes hospitalizados usando curativos industrializados. Ciênc. saúde coletiva, Rio de Janeiro, v. 16, n. 1, Jan. 2011 . Disponível em: . Acesso em 18 de setembro de 2011.
FISHBEIN, Morris. Enciclopédia Familiar da Medicina e Saúde. 4ª Ed. Encyclopaedia Britannica do Brasil – Publicações Ltda, 1966.
DIETRICK, R.B.; RUSSI, S.: Tabulation and review of autopsy findings in fifty-five paraplegics. J.A.M.A., n. 166, p. 41-44, 1958.
KRASNER, D. Pressure ulcer; assessment, classification and management. In: _____. Chronic wound care, 2ª ed. Wayne: Health Management, p.52-7, 1997.
ABREU, Miucha Américo Gomes Miyasiro de. Desenvolvimento de um sistema com colchão pneumático eletronicamente controlado para prevenção de úlcera de pressão. 57 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Biomédica) - Universidade de Mogi das Cruzes, 2010.
QUEIROZ, Vivian Turola de. Úlcera por Pressão em Idoso Frágil 2010. 27 f. Monografia (Especialização em Gerontologia) – Programa de Pós-Graduação, Universidade Tecnológica Federal do Paraná. Cornélio Procópio, 2010.
PAIVA, Lucila Corsino de. Úlcera de pressão em pacientes internados em um hospital universitário em Natal/RN: condições predisponentes e fatores de risco. Lucila Corsino de Paiva. - Natal, [RN], 2008. 99 f.
GÖDKE, Francisco. Sistemas dinâmicos para evitar úlceras de pressão. Curitiba, 2003. 83 p. Dissertação de Mestrado – CEFET – PR. Curso de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial.
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ. Normas para elaboração de trabalhos acadêmicos, Comissão de Normalização de Trabalhos Acadêmicos. Curitiba: UTFPR, 2008.



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