F224d Faria, Rubens Alexandre de Desenvolvimento de ... - UTFPR
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<strong>F224d</strong><br />
<strong>Faria</strong>, <strong>Rubens</strong> <strong>Alexandre</strong> <strong>de</strong><br />
<strong>Desenvolvimento</strong> <strong>de</strong> uma incubadora neonatal microprocessada<br />
<strong>de</strong> acordo corn a norma tecnica NBR-IEC-601-2-19 /<br />
<strong>Rubens</strong> <strong>Alexandre</strong> <strong>de</strong> <strong>Faria</strong>. - Curitiba : CEFET-PR, 2001.<br />
xiv, 122 f. : il. ; 30 cm<br />
Orientador : Prof. Dr. E<strong>de</strong>n Januario Netto<br />
Dissertacao (Mestrado) - CEFET-PR. Curso <strong>de</strong> Pos-Graduacao<br />
em Engenharia Eletrica e Informatica Industrial. Curitiba, 2001.<br />
1 .Incubadora neonatal. 2. Engenharia biomedica. 3. NBR IEC<br />
601-2-19. I. Januario Netto, E<strong>de</strong>n. II. CEFET-PR. Curso <strong>de</strong> Pos-<br />
Graduacao em Engenharia Eletrica e Informatica Industrial. III.<br />
Titulo.<br />
CDD : 610.28<br />
CDU : 628
Ministerio da Educacao<br />
Centro Fe<strong>de</strong>ral <strong>de</strong> Educagao Tecnologica do Parana<br />
Programa <strong>de</strong> Pos-Graduagao em Eng. Eletrica e lnformatica Industrial<br />
DISSERTA9 Ao (MESTRADO) / EXAME DE QUALIFICA9A0 OU TESE (DOUTORADO)<br />
(FORMULARIOS A SEREM PREENCHIDOS PELO ALUNO)<br />
ALERTAMOS PARA 0 FATO DE QUE 0 BOM ANDAMENTO DO PROCESSO<br />
DEPENDE DO CORRETO PREENCHIMENTO DESTE FORMULARIO.<br />
OBS: PARA DISSERTACAO DE MESTRADO DEVE SER FORMADA POR NO MINIMO 03 COMPONENTES<br />
(INCLUINDO 0 ORIENTADOR), SENDO 01 COMPONENTE DE OUTRA INSTITUICAO.<br />
PARA EXAME DE QUALIFICACAO OU TESE DE DOUTORADO A BANCA DEVE SER FORMADA POR NO<br />
MiNIMO 05 COMPONENTES (INCLUINDO 0 ORIENTADOR), SENDO 02 COMPONENTES DE OUTRA INSTITUICAO.<br />
1.<br />
FORNECER AS INFORMAcOES SOLICITADAS E ENCAMINHAR ESTE FORMULARIO<br />
A<br />
SECRETARIA DO CPGEI 0 MATS BREVE POSSIVEL.<br />
2. ALUNO: <strong>Rubens</strong> <strong>Alexandre</strong> <strong>de</strong> <strong>Faria</strong> FONE: 41-3531198<br />
AREA DE CONCENTRAcAO: Engenharia Biomedica<br />
MES/ANO DE INGRESSO: marco / 1999<br />
GRADUAcAO: Engenharia Industrial Eletrica — Enfase Eletronica<br />
INSTITUIcAO: CEFET-PR<br />
DATA PREVISTA: 05/10/2001<br />
HORA: 14:00 h<br />
3. ORIENTADOR: E<strong>de</strong>n Januario Neto<br />
TITULA9A0(siGLA): Dr<br />
INSTITUIcAO: x CEFET-PR x CPGEI ❑ OUTRA INSTITUIcAO<br />
❑ Outro:<br />
❑ SIGLA<br />
4. COMPONENTE: Sergio Santos Muhlen<br />
INSTITUIcAO: ❑ CEFET-PR ❑ CPGEI<br />
❑ Outro:<br />
TITULAgA0(siGLA): Dr<br />
x OUTRA INSTITUIcAO<br />
x SIGLA UNICAMP<br />
5. COMPONENTE: Joao Luis Kovaleski<br />
TITULA9A0(siGiA): Dr<br />
INSTITUIcAO: x CEFET-PR x CPGEI ❑ OUTRA INSTITUIcAO<br />
❑ Outro:<br />
❑ SIGLA<br />
6. COMPONENTE: Paulo Jose Abatti<br />
TITULA9A0(siGLA): Dr<br />
INSTITUIcAO: x CEFET-PR x CPGEI ❑ OUTRA INSTITUIcAO<br />
❑ Outro:<br />
❑ SIGLA
7. COMPONENTE:<br />
TITULAcA0(siGLA):<br />
INSTITUIcAO: ❑ CEFET-PR ❑ CPGEI ❑ OUTRA INSTITUIcAO<br />
❑ Outro:<br />
❑ SIGLA<br />
8. COMPONENTE:<br />
TITULAcAO(sIGLA):<br />
INSTITUIcAO: ❑ CEFET-PR ❑ CPGEI ❑ OUTRA INSTITUIcAO<br />
❑ Outro:<br />
❑ SIGLA<br />
9. RECURSOS DIDATICOS:<br />
( ) RETROPROJETOR<br />
(x ) OUTRO Canhao para projecdo<br />
OBS: CANHAO DE PROJEcAO MULTIMIDIA, PODERA SER RESERVADO PELO ALUNO NO<br />
SISTEMA DE SOM DO CEFET-PR. (Ramal: 4414)<br />
ALERTAMOS PARA 0 FATO DE QUE 0 BOM DO PROCESSO DEPENDE DO<br />
CORRETO E PREENCHIMENTO DESTE FORMULARIO.
CADASTRO DE ALUNOS<br />
DADOS PESSOAIS<br />
NOME: <strong>Rubens</strong> <strong>Alexandre</strong> <strong>de</strong> <strong>Faria</strong><br />
ABREVIATURA: <strong>Rubens</strong><br />
CPF: 540.314.009-34<br />
RG: 4.166.166-6<br />
NACIONALIDADE: Brasileira<br />
ANO DE NASCIMENTO: 1966<br />
SEXO: x MASCULINO ❑ FEMINNINO<br />
CURSO: x MESTRADO ❑ DOUTORADO<br />
BOLSA: x NAO<br />
❑<br />
❑ SIM --) EM CASO DE AFIRMATIVO INDIQUE CAPES<br />
❑ CNPq<br />
❑ OUTRA:<br />
ATIVIDADE FUTURA<br />
Vinculo Atual: Professor <strong>de</strong> 1 2 e 22 graus — CEFET-PR<br />
Expectativa <strong>de</strong> atuacao: Projeto <strong>de</strong> instrumentacao biomedica<br />
Mesma Area da Titulacao: Sim<br />
CONTATO<br />
Logradouro: Rua Joao <strong>de</strong> Lara, 273<br />
Bairro: Sao Lourenco<br />
Cida<strong>de</strong>: Curitiba<br />
UF: PR<br />
Pais: Brasil<br />
Cx. Postal: CEP: 82.200-090<br />
Telefone: 41-3531198<br />
Ramal:<br />
Telefone: 41-3104574<br />
Ramal:<br />
FAX:<br />
E - Mail: rubens@cefetpr.br
CADASTRO DE PROFESSOR DE OUTRA INSTITUICAO<br />
01. DADOS PESSOAIS<br />
COMPONENTE DE BANCA<br />
NOME: Sergio Santos Miihlen<br />
ABREVIATURA: Sergio<br />
CPF: 680.130.868/87 RG: 6.924.090<br />
NACIONALIDADE: Brasileira<br />
ANO DE NASCIMENTO:<br />
SEXO: x MASCULINO ❑ FEMININO<br />
En<strong>de</strong>rego:<br />
Rua: Estrada da Rhodia, 5555<br />
Complemento: Condominio Ibirapuera, Bloco 09, apto. 12, Bark) Geraldo<br />
Cida<strong>de</strong>: Campinas CEP: 13081.000 Fone:<br />
E NECESSARIO PROVIDENCIAR PASSAGENS x SIM 1=INAO<br />
EM CASO AFIRMATIVO: TRANSPORTE ❑ RODOVIARIO x AEREO<br />
DATA DE EMBARQUE NA CIDADE DE ORIGEM: 05/10/2001 HORARIO:<br />
DATA DE RETORNO: 05/10/2001 HORARIO:<br />
JA EFETUOU RESERVA DE PASSAGENS ❑ NAO x SIM (CODIGO):<br />
E NECESSARIO RESERVA DE HOTEL x NAO IDSIM<br />
02. DADOS PESSOAIS<br />
NOME: Sergio Santos Millen<br />
ABREVIATURA: Sergio<br />
CPF: 680.130.868/87<br />
NACIONALIDADE: Brasileira<br />
RG: 6.924.090<br />
ANO DE NASCIMENTO:<br />
SEXO: x MASCULINO ❑ FEMININO<br />
BANCO: Banco Real S/A (275) AG: 0910 Unicamp CONTA/CORRENTE: 4711077-7<br />
Rua:<br />
Complemento:<br />
Cida<strong>de</strong>: Campinas CEP: 13081.000 Fone:<br />
En<strong>de</strong>recO:<br />
E NECESSARIO PROVIDENCIAR PASSAGENS ill SIM ❑ NAO<br />
EM CASO AFIRMATIVO: TRANSPORTE El RODOVIARIO ❑AEREO<br />
DATA DE EMBARQUE NA CIDADE DE ORIGEM / /20 HORARIO<br />
DATA DE RETORNO / /20 HORARIO<br />
JA EFETUOU RESERVA DE PASSAGENS El NAO I=1 SIM (CODIGO):<br />
E NECESSARIO RESERVA DE HOTEL EINAO ❑ SIM
TESES / DISSERTACAO / EXAME DE QUALIFICACAO<br />
IDENTIFICAcA0<br />
Autor: <strong>Rubens</strong> <strong>Alexandre</strong> <strong>de</strong> <strong>Faria</strong><br />
Matricula como Aluno Regular no Curso: marco/2001 (mes/Ano)<br />
Mes da Defesa: outubro Nivel: x Mestrado ❑ Exame <strong>de</strong> Qualificacao ❑ Doutorado<br />
TiTULO:<br />
DESENVOLVIMENTO DE UMA INCUBADORA NEONATAL MICROPROCESSADA DE<br />
ACORDO COM AS NORMAS TECNICAS NBR-IEC-601-2-19<br />
Area <strong>de</strong> Concentracao: Engenharia Biomedica<br />
Linha <strong>de</strong> Pesquisa: Instrumentacao Medico-hospitalar<br />
Projeto <strong>de</strong> Pesquisa: <strong>Desenvolvimento</strong> <strong>de</strong> uma Incubadora Neonatal Microprocessada<br />
REFERENCIA BIBLIOGRAFICA<br />
Biblioteca Depositaria: BINCEN / CEFET-PR<br />
Volumes: Paginas:<br />
Palavras - Chave:<br />
Idioma:<br />
FINANCIADORES<br />
Financiador:<br />
Natureza: ❑ Bolsa ❑ Auxflio Financeiro Numero <strong>de</strong> Meses:<br />
Financiador:<br />
Natureza: ❑ Bolsa ❑ Auxilio Financeiro Ntimero <strong>de</strong> Meses:<br />
ARTIGOS CIENTIFICOS PUBLICADOS ASSOCIADOS AO TRABALHO<br />
01:<br />
2:<br />
3:
TESES / INFORMAQOES<br />
AREA DE CONHECIMENTO<br />
Codigo: 3.13.00.00-6 Descricao: Engenharia Bioniedica<br />
Codigo: 3.13.02.03-3 Descricao: Instrumentacao Odontologica e medico-hospitalar<br />
Codigo:<br />
Descricao:<br />
RESUMO<br />
Neste trabalho <strong>de</strong>screve-se o projeto, construcao e testes do prototipo <strong>de</strong> uma<br />
Incubadora Neonatal Microprocessada, <strong>de</strong>senvolvida <strong>de</strong> acordo corn a Norma NBR IEC<br />
601-2-19 - Prescricoes particulares para construcao <strong>de</strong> incubadoras para recem-nascidos<br />
(RN). 0 estudo realiza uma andlise criteriosa na norma em questa°, bem como os cuidados<br />
no projeto <strong>de</strong> equipamentos para utilizacao em neonatos prematuros. Particularmente, o<br />
enfoque do trabalho é a concepeao do circuito eletronico do equipamento, sendo<br />
apresentada a arquitetura <strong>de</strong> hardware utilizada, os metodos para controle termico,<br />
<strong>de</strong>teccao <strong>de</strong> anormalida<strong>de</strong>s e protecao contra falhas, passando pelas fases <strong>de</strong> projeto,<br />
construcao e testes do sistema.
CENTRO FEDERAL DE EDUCAcAO TECNOLOGICA DO PARANA<br />
Curso <strong>de</strong> Pos-graduacao em Engenharia e Informatica Industrial<br />
DISSERTAc AO<br />
Apresentada ao CEFET-PR<br />
para obtencao do titulo<br />
MESTRE EM CIENCIAS<br />
Por<br />
RUBENS ALEXANDRE DE FARIA<br />
DESENVOLVIMENTO DE UMA<br />
INCUBADORA NEONATAL MICROPROCESSADA<br />
DE ACORDO COM A NORMA TECNICA NBR - IEC - 601-2-19<br />
Banca Examinadora<br />
Presi<strong>de</strong>nte e Orientador<br />
Prof. Dr. E<strong>de</strong>n Januario Netto<br />
(CEFET-PR)<br />
Examinadores<br />
Prof. Dr. Sergio Santos Malilen<br />
Prof. Dr. Joao Luis Kovaleski<br />
Prof. Dr. Paulo Jose Abatti<br />
(UNICAMP-SP)<br />
(CEFET-PR)<br />
(CEFET-PR)<br />
OUTUBRO/2001
RUBENS ALEXANDRE DE FARIA<br />
DESENVOLVIMENTO DE UMA<br />
INCUBADORA NEONATAL MICROPROCESSADA<br />
DE ACORDO COM A NORMA TECNICA NBR - IEC - 601-2-19<br />
Dissertacao apresentada ao Curso <strong>de</strong><br />
Pos-Graduacao em Engenharia Eletrica<br />
e Informatica Industrial do Centro Fe<strong>de</strong>ral<br />
<strong>de</strong> Educacdo Tecnologica do Parana<br />
como requisito parcial para obtencao do<br />
titulo <strong>de</strong> "Mestre em Ciencias"- Area <strong>de</strong><br />
Concentracao: Engenharia Bioniedica<br />
Orientador: Prof. Dr. E<strong>de</strong>n Januario<br />
Netto<br />
Curitiba<br />
Outubro 2001<br />
ii
AGRADECIMENTOS<br />
Ao meu orientador E<strong>de</strong>n Netto que proporcionou a oportunida<strong>de</strong> <strong>de</strong> abracar esse<br />
projeto junto corn a empresa KSS, e em especial meu amigo <strong>de</strong> muitos anos e coorientador<br />
Paulo Jose Abatti, que, mesmo nas dificulda<strong>de</strong>s <strong>de</strong> tempo, conseguiu me orientar<br />
<strong>de</strong> forma livre e extremamente profissional.<br />
0 projeto nao teria saido da prancheta se nao tivesse encontrado no engenheiro,<br />
professor e amigo das horas aflitas Miguel Sovierzoski, a paciencia para ensinar um velho<br />
discipulo <strong>de</strong> como implementar urn hardware. Depois <strong>de</strong>sse start a seqiiencia continua<br />
corn os amigos, da mesma forma, fa's incondicionais <strong>de</strong> hardware e software, entre eles,<br />
Marcelinho, Huguinho, Leonardo Marques, Augusto, Lucas, Juliano, Ferrari e principalmente<br />
o guru Douglas Renaux. Os componentes eletronicos nao seriam adquiridos se nao<br />
fosse a camaradagem <strong>de</strong> meus ex-socios e amigos Ricardo, Ze Roberto e Alexei, bem como<br />
os funcionarios Ney e o Afonso da KSS; os proprietarios: Ewaldo, Carvalho, Nelson e<br />
Ezequiel que tiveram a maior confianca em nosso trabalho no CEFET e investiram uma<br />
boa soma em recursos, sem cobrar <strong>de</strong> forma negativa ou questionar o andamento do projeto.<br />
Aos colegas da divisaio <strong>de</strong> projetos: Abdo, Robson, Dirlene, Angela, Isaura, Machado<br />
e especialmente ao amigo Zely, bem como ao harem <strong>de</strong> plantdo: Silvia, Leila, Vanete,<br />
Fernanda, Erica, Priscila e Elane tenho a dizer que a presenca e o apoio <strong>de</strong> voces sempre<br />
me fizeram sentir em casa e confortavel para terminar esse trabalho.<br />
Agra<strong>de</strong>co aos meus amigos <strong>de</strong> laboratorio: Josmaria, Fred, Luiz Henrique, Cicero,<br />
Jaimir e principalmente meu s6cio Adriano. Aos amigos Ronaldo e Arleninha, pessoas <strong>de</strong><br />
gran<strong>de</strong> <strong>de</strong>staque por aten<strong>de</strong>r a <strong>de</strong>zenas <strong>de</strong> orientados no CPGEI sempre corn a bonda<strong>de</strong> que<br />
lhes e peculiar. Sempre ajudaram muito, nao so a mim, mas a todos alunos que ali passaram.<br />
Atencao especial a Dra. Denise e a Dra. Marilene <strong>Faria</strong> que auxiliaram <strong>de</strong>mais na<br />
busca <strong>de</strong> literatura medica apropriada ao <strong>de</strong>senvolvimento do proprio equipamento, bem<br />
como os colegas, Branco, Demantova, Gewehr, Valeria e Humberto que auxiliaram na<br />
correcao <strong>de</strong> partes da dissertacao e sugeriram alguns caminhos a serem tomados ao longo<br />
do trabalho. Nao tem como dar errado um trabalho quando se po<strong>de</strong> contar pessoas <strong>de</strong>ssa<br />
categoria to ajudando.<br />
iii
E finalmente o espaco reservado aos bravos e cabecas que movem o mundo: os<br />
meus amigos e estagiarios dos cursos <strong>de</strong> engenharia e tecnologia em eletronica que na plenitu<strong>de</strong><br />
<strong>de</strong> seus vinte e poucos anos (alguns nem isso), conseguiram me levantar nos tropecos<br />
e ataques <strong>de</strong> loucura que tive durante as fases <strong>de</strong> implementacao e testes do produto.<br />
Apresento-lhes alguns dos alunos e amigos que hoje sdo parte <strong>de</strong> mim <strong>de</strong>ntro e fora do<br />
CEFET: Geraldo Kosel, Rafael Wolf, Giordano Wolaniuk, e especialmente Cleverson S-<br />
charf e Gilberto Titericz Jr., os melhores em sistemas microprocessados que tive a oportunida<strong>de</strong><br />
<strong>de</strong> conhecer.<br />
Todo o sucesso conseguido no projeto tambem e atribuido a urn lugar agradavel<br />
que sempre tive a mao: meu lar e minha linda familia; minha esposa e meus filhos maravilhosos<br />
Albert e Gregory... Voltei!<br />
Cleverson Picolis... Mao te esqueci... Ninguem te esquece... Durma bem amigo!<br />
iv
SUMARIO<br />
LISTA DE FIGURAS<br />
LISTA DE TABELAS<br />
RESUMO<br />
ABSTRACT<br />
ix<br />
xii<br />
xiii<br />
xiv<br />
1 INTRODUcAO 1<br />
1.1 OBJETIVO 3<br />
2 FUNDAMENTA00 TEORICA 5<br />
2.1 TEMPERATURA, SOBREVIVENCIA E DESENVOLVIMENTO<br />
EM INCUBADORAS NEONATAIS 5<br />
2.2 TEMPERATURA E HOMEOTERMIA 6<br />
2.3 DEFINIcA0 DE TEMPERATURA NORMAL CORPOREA 7<br />
2.4 A FISICA DA TROCA DE CALOR 9<br />
2.5 TERMORREGULA00 OU CONTROLE TERMICO 10<br />
2.6 PROBLEMAS DE TERMORREGULA00 EM PREMATUROS 10<br />
2.7 PERIGOS ASSOCIADOS AOS METODOS DE<br />
CONTROLE DE TEMPERATURA 11<br />
2.7.1 Hipertermia 12<br />
2.7.2 Infeccoes nao-<strong>de</strong>tectadas 12<br />
2.7.3 Desidratacao 12<br />
2.8 MEDIDAS DE TEMPERATURA INTERNA DO CORPO 13<br />
2.9 MEDIDA DA TEMPERATURA DA PELE 13<br />
2.10 MECANISMOS DE PERDA DE CALOR 14<br />
2.10.1 Perdas <strong>de</strong> calor por conducao 16<br />
2.10.2 Perdas <strong>de</strong> calor por conveccdo 16<br />
2.10.3 Perdas <strong>de</strong> calor por radiacao 17<br />
2.10.4 Perdas <strong>de</strong> calor por evaporacao 19<br />
2.11 AMBIENTE TERMICO NEUTRO 19
2.12 INFLUENIA DE OUTROS FATORES FiSICOS NO<br />
CONFORTO E BEM-ESTAR DO BEBE 21<br />
2.12.1 Som 21<br />
2.12.2 Luzes 22<br />
3 A CERTIFICA00 DO EQUIPAMENTO ELETROMEDICO:<br />
INCUBADORA NEONATAL 24<br />
3.1 INTRODU00 24<br />
3.2 0 PROCESSO DE CERTIFICAcA0 PARA EQUIPAMENTOS<br />
MEDICOS 24<br />
3.3 0 FUNCIONAMENTO DE UMA INCUBADORA NEONATAL 29<br />
3.4 ANALISE DA NORMA NBR IEC-601-2-19 35<br />
4 DESENVOLVIMENTO DO PROTOTIPO 37<br />
4.1 DIRETRIZES BASICAS PARA 0 PROJETO 37<br />
4.2 ESPECIFICAcA0 DO PROJETO ELETRONICO BASEADO NA<br />
NORMA NBR IEC 601-2-19 37<br />
4.3 0 PROJETO ELETRONICO 39<br />
4.3.1 0 Sistema Microprocessado 41<br />
4.3.1.1 A Escolha do Microprocessador 42<br />
4.3.2 Sensores <strong>de</strong> Temperatura 43<br />
4.3.2.1 Utilizando dois sensores <strong>de</strong> temperatura DS1624S 44<br />
4.3.2.2 Medida <strong>de</strong> Temperatura Atraves do DS1624S 46<br />
4.3.3 Sensor <strong>de</strong> Umida<strong>de</strong> Relativa do Ar (UR%) 47<br />
4.3.4 Dispositivos <strong>de</strong> I/O (Entrada e Saida) 50<br />
4.3.4.1 Teclado 50<br />
4.3.4.2 Display <strong>de</strong> Cristal Liquid() (LCD) 52<br />
4.3.4.2.1 Implementacao do LCD ao Hardware<br />
da Incubadora 53<br />
4.3.4.3 Controle <strong>de</strong> temperatura 54<br />
4.3.4.3.1 Driver <strong>de</strong> potencia para a resistencia<br />
<strong>de</strong> aquecimento 56<br />
4.3.5 Alarmes e Atuadores 60<br />
4.3.5.1 Temperatura alta 60<br />
vi
4.3.5.2 Falha na Ventilacao<br />
4.3.5.3 Queda <strong>de</strong> Energia<br />
60<br />
61<br />
5 RESULTADOS 63<br />
5.1 INTRODUcAO 63<br />
5.2 ENSAIOS REALIZADOS 63<br />
5.2.1 Temperaturas Excessivas 63<br />
5.2.2 Erros Humanos 63<br />
5.2.3 Exatidao nos dados <strong>de</strong> operacao 64<br />
5.2.3.1 Tempo <strong>de</strong> Aquecimento 64<br />
5.2.3.2 Temperatura Media da Incubadora 66<br />
5.2.3.3 Exatidao do sensor do RN 68<br />
5.2.3.4 Temperaturas Altas 70<br />
5.2.3.5 Ruido Sonoro 70<br />
6 DISCUSSAO GERAL E CONCLUSOES 72<br />
6.1 INTRODUcA0 72<br />
6.2 DIFICULDADES NO PROJETO 72<br />
6.3 PROPOSTA PARA TRABALHOS FUTUROS 74<br />
ANEXOS 75<br />
ANEXO I LABORATORIOS CREDENCIADOS PELO MINISTERIO DA SAUDE<br />
PARA CERTIFICA00 DE EQUIPAMENTOS BIOMEDICOS NO<br />
BRASIL 76<br />
ANEXO II TOPICOS DA NORMA TECNICA NBR-IEC-601-2-19:<br />
PRESCRIOES PARTICULARES PARA SEGURAKA DE<br />
INCUBADORAS PARA RECEM-NASCIDOS (RN) 78<br />
ANEXO III CRONOGRAMA DE ATIVIDADES PARA 0 DESENVOLVIMENTO<br />
DA PARTE ELETRONICA DA INCUBADORA NEONATAL 91<br />
vii
ANEXO IV DIAGRAMAS ESQUEMATICOS<br />
95<br />
ANEXO V<br />
CARACTERISTICAS TECNICAS DO MICROCONTROLADOR AT-<br />
MEL AT89C52<br />
99<br />
ANEXO VI CARACTERISTICAS TECNICAS DO SENSOR DE TEMPERATURA<br />
DS 16245 DA EMPRESA DALLAS SEMICONDUCTORS 106<br />
ANEXO VII CARACTERISTICAS TECNICAS DO DISPLAY GRAFICO<br />
HDM 128GS24 110<br />
ANEXO VIII FOTOS DAS PLATAFORMAS DE HARDWARE<br />
DESENVOLVIDAS 114<br />
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 120<br />
viii
LISTA DE FIGURAS<br />
Figura 1<br />
1) Febre causada pela eliminacao total das perdas <strong>de</strong> calor provenientes do<br />
metabolismo minim° no bebe. 2) Temperatura normal quando as perdas <strong>de</strong><br />
calor diminuem e se igualam ao calor produzido pelo minim° metabolismo<br />
do bebe (condicoes termicas neutras). 3) Hipotermia causada pela gran<strong>de</strong><br />
perda <strong>de</strong> calor do bebe que esta temporariamente hipotermico (possui temperatura<br />
corporea abaixo dos indices normais). 4) Febre quando as perdas <strong>de</strong><br />
calor sao menores que o calor produzido pelo beb8 hipermetabolico (possui<br />
metabolismo acima da taxa <strong>de</strong> metabolismo normal). 5) Temperatura normal<br />
quando as perdas <strong>de</strong> calor sao altas, mas, ao mesmo tempo iguais ao calor<br />
produzido pelo bebe hipermetabOlico. 6) Hipotermia causada por perda<br />
termica muito gran<strong>de</strong> que exce<strong>de</strong> o calor produzido pelo bebe hipermetabolico<br />
8<br />
Figura 2<br />
Conducao logica para o <strong>de</strong>senvolvimento <strong>de</strong> uma incubadora aquecida por<br />
fluxo <strong>de</strong> ar quente, servocontrolada pela temperatura da pele. 1) Urn bebe<br />
<strong>de</strong>sprotegido per<strong>de</strong> calor atraves da pele por conducao, conveccao, evaporacao<br />
e radiacao. 2) 0 calor por radiacao elimina as perdas por radiacdo e<br />
conveccao, mas nao aquelas causadas pela conveccao e evaporacdo. 3) uma<br />
incubadora aquecida por conveccao sem umidificacdo elimina as perdas por<br />
conveccao e conducao, mas nao as causadas por radiacdo e evaporacao. 4)<br />
Uma incubadora dotada <strong>de</strong> aquecimento por conveccao e unida<strong>de</strong> <strong>de</strong> umidificacao<br />
elimina os maiores fatores <strong>de</strong> perda termica, exceto as perdas por<br />
radiacdo. 5) Utilizando um aquecedor por radiacao combinado a uma incubadora<br />
dotada <strong>de</strong> umidificador e ventilada por conveccao, sao eliminadas<br />
todas as fontes <strong>de</strong> perda <strong>de</strong> calor pela pele do neonato. 6) A temperatura<br />
normal da pele do bebe po<strong>de</strong> ser conseguida adicionando urn controlador a<br />
incubadora para que a potencia seja entregue ao aquecedor por radiacao<br />
sempre que a temperatura da pele caia abaixo do valor instantaneo medido<br />
15<br />
ix
Figura 3 Desenho <strong>de</strong> uma incubadora neonatal generica 29<br />
Figura 4 Incubadora Neonatal mo<strong>de</strong>lo RNP225 da Empresa KSS 35<br />
Figura 5<br />
Diagrama em blocos da plataforma <strong>de</strong> hardware da incubadora neona-<br />
tal 40<br />
Figura 6<br />
Diagrama em blocos do circuito <strong>de</strong> medicao <strong>de</strong> temperatura interna ao chip<br />
DS1624S 46<br />
Figura 7<br />
Curva Tensao <strong>de</strong> Saida X % <strong>de</strong> Umida<strong>de</strong> Relativa do Ar no sensor OHMIC<br />
HC600 corn substrato ceramico 49<br />
Figura 8<br />
Diagrama esquematico para a ligacao do modulo display HANTRONIX<br />
HDM 128GS24Y-1 as tensOes <strong>de</strong> alimentacao 53<br />
Figura 9 Sistema <strong>de</strong> Controle PID em malha fechada 54<br />
Figura 10<br />
Parte da rotina em assembly que estabelece os coeficientes do PWM utiliza-<br />
dos no controle <strong>de</strong> potencia da incubadora neonatal 56<br />
Figura 11<br />
Diagrama esquematico representando a interface <strong>de</strong> I/0 do microcontrolador<br />
corn o driver da resistencia <strong>de</strong> aquecimento 56<br />
Figura 12<br />
(a) Forma <strong>de</strong> onda na saida do pino 14 do AT89C52 quando E é negativo e<br />
é 2°C;<br />
(b)- Forma <strong>de</strong> onda na saida do pino 14 do AT89C52 quando E é negativo e<br />
esta 2°C E 1°C;<br />
(c)- Forma <strong>de</strong> onda na saida do pino 14 do AT89C52 quando E possui qualquer<br />
valor positivo 58
Figura 13<br />
Figura 14<br />
Diagrama em blocos do circuito <strong>de</strong> <strong>de</strong>teccao e atuador sobre a falha na ventilacao<br />
61<br />
Foto indicando que o sensor <strong>de</strong> pele esta <strong>de</strong>sconectado, ou existe alguma<br />
falha ou anormalida<strong>de</strong> 64<br />
Figura 15 Curva <strong>de</strong> aquecimento da incubadora neonatal RNP225 <strong>de</strong>senvolvida... 65<br />
Figura 16<br />
Figura 17<br />
Detalhe da oscilacao sobre a temperatura <strong>de</strong> controle, na condicao <strong>de</strong> temperatura<br />
estabilizada da Incubadora Neonatal RNP 225<br />
Desenvolvida 67<br />
A) Cabo Sensor do RN, utilizado no ensaio <strong>de</strong> exatidao <strong>de</strong> temperatura;<br />
B) Sensor do RN em <strong>de</strong>talhe 69<br />
xi
LISTA DE TABELAS<br />
Tabela 1<br />
Temperatura da incubadora conforme a ida<strong>de</strong> e o peso<br />
(American Aca<strong>de</strong>my of Pediatrics) 20<br />
Tabela 2<br />
Valores da Temperatura medida nos Pontos A, B, C, D e E do colchao, na<br />
condicao <strong>de</strong> temperatura estabilizada 67<br />
Tabela 3 Ensaios para <strong>de</strong>terminar a exatidao do Sensor do RN 69<br />
Tabela 4<br />
Resultados do ensaio para <strong>de</strong>terminar a pressao sonora <strong>de</strong>ntro e fora do<br />
compartimento do RN corn o buzzer soando 71<br />
Tabela 5<br />
Resultados do ensaio para <strong>de</strong>terminar a pressdo sonora <strong>de</strong>ntro e fora do<br />
compartimento do RN corn o buzzer silenciado 71<br />
xii
RESUMO<br />
Neste trabalho <strong>de</strong>screve-se o projeto, construcao e testes do prototipo <strong>de</strong> uma Incubadora<br />
Neonatal Microprocessada, <strong>de</strong>senvolvida <strong>de</strong> acordo corn a Norma NBR IEC 601-2-<br />
19 - Prescricoes particulares para construcao <strong>de</strong> incubadoras para recem-nascidos (RN). 0<br />
estudo realiza uma analise criteriosa na norma em questa°, bem como os cuidados no projeto<br />
<strong>de</strong> equipamentos para utilizacao em neonatos prematuros. Particularmente, o enfoque<br />
do trabalho é a concepcao do circuito eletronico do equipamento, sendo apresentada a arquitetura<br />
<strong>de</strong> hardware utilizada, os metodos para controle termico, <strong>de</strong>teccao <strong>de</strong> anormalida<strong>de</strong>s<br />
e protecao contra falhas, passando pelas fases <strong>de</strong> projeto, construcao e testes do sistema.
ABSTRACT<br />
In this work it is <strong>de</strong>scribed the <strong>de</strong>sign, construction and tests of the prototype of an<br />
Microprocessed Infant Incubator, <strong>de</strong>veloped in accordance with NBR-IEC-601-2-19 — Particular<br />
prescriptions for the infant incubators construction. This <strong>de</strong>velopment accomplish<br />
an analysis of the point of view in recommen<strong>de</strong>d standard, as well as the care with which<br />
one should <strong>de</strong>sign equipment for premature babies. Particulary, this work emphasis the<br />
conception of the electronic circuit used in the equipment, being presented the hardware<br />
architecture, the methods used on thermal control, abnormalities <strong>de</strong>tection and failure protection,<br />
passing through the <strong>de</strong>sign phases, construction and system tests.<br />
xiv
CAPITULO 1<br />
INTRODU00<br />
Ao nascer, um dos gran<strong>de</strong>s problemas do neonato é a perda <strong>de</strong> calor. A<br />
temperatura corp6rea <strong>de</strong> um recem-nascido (RN) po<strong>de</strong>ra cair entre 2 e 3°C <strong>de</strong>vido as<br />
condicoes nao preparadas da sala <strong>de</strong> parto e a alta evaporacao do corpo timid°. Como a<br />
quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong> tecido subcutaneo do RN é ben' menor que ern urn adulto, em conjunto<br />
corn o ar circulando e as pare<strong>de</strong>s frias da Unida<strong>de</strong> <strong>de</strong> Terapia Intensiva Neonatal<br />
(UTIN), tambem havera altas perdas <strong>de</strong> calor por conducao e irradiacao (FANAROFF<br />
& KLAUS, 1995).<br />
0 conhecimento das exigencias termicas teve urn <strong>de</strong>senvolvimento paulatino<br />
para neonatos <strong>de</strong> alto risco. Pierre Budin, historicamente o primeiro neonatologista, teve<br />
talvez a mais antiga nocao clinica sobre a importancia do ambiente termico<br />
(FANAROFF & KLAUS, 1995). Em 1907, apps ter notado gran<strong>de</strong> aumento na taxa <strong>de</strong><br />
sobrevivencia quando era mantida a temperatura retal, enfatizou a necessida<strong>de</strong> do<br />
controle <strong>de</strong> temperatura. Recomendou uma temperatura ambiente <strong>de</strong> 30°C para o<br />
pequeno neonato (lkg) <strong>de</strong>vidamente vestido. Infelizmente, suas observacoes nao foram<br />
muito divulgadas e/ou aceitas ate a <strong>de</strong>cada <strong>de</strong> 50. Alen' disso, durante esse period°, em<br />
geral se confundia o valor clinic° das dugs variaveis: temperatura e umida<strong>de</strong> relativa.<br />
A partir das avaliacOes positivas quanto ao aumento do indice <strong>de</strong> sobrevive'ncia<br />
<strong>de</strong> prematuros tratados em ambientes termicamente estaveis, alavancou-se o projeto e a<br />
producao <strong>de</strong> um equipamento, consi<strong>de</strong>rado hoje essencial nos ambientes da UTIN, a<br />
incubadora neonatal.<br />
A existencia <strong>de</strong> urn equipamento como a incubadora neonatal vai alem da<br />
utilizacao dos equipamentos <strong>de</strong> monitoracao dos sinais vitais, como os monitores <strong>de</strong><br />
ECG (eletrocardiograma) e EEG (eletroencefalografia), tambem indispensaveis na<br />
UTIN. A incubadora neonatal é urn equipamento utilizado em emergencias, porem<br />
quando utilizado <strong>de</strong> forma cotidiana, po<strong>de</strong> acelerar a recuperacao <strong>de</strong> urn neonato que<br />
geralmente esta <strong>de</strong>bilitado fisicamente, por ter nascido antes das 40 semanas <strong>de</strong><br />
gestacao. Esta recuperacao acelerada ocorre pela caracteristica que o equipamento tem
2<br />
em modificar as condicoes ambientais normais, para uma condicao <strong>de</strong> temperatura e<br />
umida<strong>de</strong> relativa do ar mais a<strong>de</strong>quadas ao tratamento. Como cada prematuro reline uma<br />
serie <strong>de</strong> fatores intrinsecos que influenciam seu estado clinico, a incubadora <strong>de</strong>ve<br />
possuir urn dispositivo que monitore e controle essas condicoes a fim <strong>de</strong> propiciar urn<br />
ambiente termicamente estavel.<br />
Recentemente, urn artigo publicado nos editais do Conselho Regional <strong>de</strong><br />
Medicina do Estado do Parana (CRM-PR) analisou a situacao das UTIN e forneceu<br />
dados importantes mostrando que po<strong>de</strong> existir espaco para comercializacao imediata <strong>de</strong><br />
incubadoras (particularmente as que apresentem born preco e qualida<strong>de</strong>). "0 CRM-PR<br />
realizou no dia 09 <strong>de</strong> maio <strong>de</strong> 2000 uma reunido para avaliar as principais dificulda<strong>de</strong>s<br />
que se manifestam nas UTIN, ainda hoje em mimero insuficiente, conforme <strong>de</strong>monstra a<br />
persistente superlotacdo. Este evento acabou ganhando maior repercussao face ao<br />
antincio feito em 19 <strong>de</strong> abril <strong>de</strong> 2000, pelo Hospital <strong>de</strong> Clinicas da UFPR, <strong>de</strong> Curitiba,<br />
em suspen<strong>de</strong>r temporariamente o atendimento a gestantes por falta <strong>de</strong> condicoes para<br />
internar e aten<strong>de</strong>r os bebes que nascem em situacao <strong>de</strong> risco. Naquela data, embora<br />
dispondo <strong>de</strong> 24 leitos, a UTIN contava corn 37 recern-nascidos em condicao clinica<br />
fragil" (CRM-PR, 2000). De acordo corn os dados da Secretaria Estadual <strong>de</strong> Saa<strong>de</strong>, no<br />
Parana existem 89 leitos <strong>de</strong> UTIN, estando 41 na capital. A lotacao é permanente. A<br />
media <strong>de</strong> ocupacdo <strong>de</strong> urn leito nas UTIN é <strong>de</strong> 45 dias (CRM-PR, 2000). Este problema<br />
po<strong>de</strong> ser minimizado fazendo-se use da tecnologia, aumentando as chances <strong>de</strong><br />
sobrevivencia, bem como a qualida<strong>de</strong> dos equipamentos <strong>de</strong>stinados ao tratamento do<br />
recem-nato. Desta forma, acaba-se restringindo o period() <strong>de</strong> tratamento, ja que as UTIs<br />
sao, e aparentemente continuardo sendo, em mimero restrito.<br />
Comercialmente, no Brasil, existem alguns fabricantes <strong>de</strong> incubadoras neonatais,<br />
<strong>de</strong>ntre eles as empresas FANEM, OLIDEF, GIGANTE e KSS. Estrategicamente, todas<br />
essas empresas buscam a evolucao tecnologica em seus produtos para o tratamento<br />
perinatal, ou executam pesquisas em sistemas e componentes eletronicos para aumentar<br />
a confiabilida<strong>de</strong> do produto, alem <strong>de</strong> melhorar a interface do equipamento corn o<br />
usuario.
3<br />
1.1 OBJETIVO<br />
0 objetivo <strong>de</strong>ste trabalho é <strong>de</strong>senvolver e construir o prototipo <strong>de</strong> uma<br />
incubadora neonatal que supervisione e controle as variaveis tipicas envolvidas neste<br />
equipamento. Um estudo baseado nas normas tecnicas NBR-IEC especificas ao<br />
equipamento perinatal envolvido sera feito para que o equipamento possa obter<br />
certificacao e a conseqiiente autorizacao para venda no comercio brasileiro.<br />
Especificamente, buscar-se-d corn o <strong>de</strong>senvolvimento do prototipo supracitado<br />
substituir a incubadora comercial mo<strong>de</strong>lo RNP 225 da empresa KSS Inthistria e<br />
Comercio <strong>de</strong> Equipamentos Medicos LTDA, <strong>de</strong> Sao Jose dos Pinhais, Parana, que nao<br />
aten<strong>de</strong> os requisitos necessarios exigidos na norma tecnica NBR-IEC-601-2-19,<br />
introduzida posteriormente e responsavel pela normalizacao <strong>de</strong> incubadoras para reamnascidos<br />
produzidas no Brasil.<br />
Assim, baseado no mo<strong>de</strong>lo existente, foi feita inicialmente a analise da norma<br />
tecnica exigida pelo Ministerio da Sau<strong>de</strong>, para verificacao dos itens em conformida<strong>de</strong>.<br />
Toda a estrutura mecanica responsavel pela sustentacdo do equipamento e<br />
acondicionamento do recem-nascido, juntamente corn a parte eletrica <strong>de</strong> potencia,<br />
composta pela resistencia <strong>de</strong> aquecimento e transformadores, foram preservados,<br />
verificando que os mesmos nao interferiam no atendimento a norma.<br />
Portanto, estabelecida a parceria corn a empresa KSS, foi construido urn novo<br />
prototipo <strong>de</strong> incubadora neonatal, concentrando-se na reestruturacdo da parte eletronica,<br />
responsavel pela monitoracao, controle e alarmes exigidos em norma. A proposta tornase<br />
urn <strong>de</strong>safio quando existe a necessida<strong>de</strong> <strong>de</strong> transformar urn equipamento similar<br />
anterior, fora dos padr6es exigidos para certificacao, em urn equipamento mo<strong>de</strong>rno, apto<br />
a ser certificado e que <strong>de</strong>vera estar pronto para ser produzido em escala, a custos<br />
compatIveis corn o mercado. De qualquer forma, se a nova versa() do equipamento vier<br />
a custar mais que o mo<strong>de</strong>lo anterior, as suas vantagens tem que estar explicitas no<br />
momento da especificacdo tecnica pois as mesmas <strong>de</strong>verao fazer parte dos argumentos<br />
<strong>de</strong> venda do novo produto.
4<br />
Neste capitulo foram apresentados a introducdo e o objetivo basic° do trabalho<br />
<strong>de</strong>senvolvido. No Capitulo 2 apresentar-se-d a fundamentacdo te6rica sobre as<br />
condicoes fisiologicas do neonato e discutem-se as situagoes <strong>de</strong> troca <strong>de</strong> calor entre o<br />
corpo e as diversas condicoes do ambiente neonatal, o sistema interno <strong>de</strong> regulacao <strong>de</strong><br />
temperatura, bem como algumas anormalida<strong>de</strong>s que po<strong>de</strong>m surgir e como o controle da<br />
incubadora <strong>de</strong>ve respon<strong>de</strong>r. No Capitulo 3 explica-se como é o funcionamento <strong>de</strong> uma<br />
incubadora neonatal e os tramites governamentais envolvidos no momento <strong>de</strong> certificar<br />
urn equipamento. No Capitulo 4 discorre-se sobre cada fase <strong>de</strong> <strong>de</strong>senvolvimento e<br />
construed° do prototipo, <strong>de</strong>talhando o prop6sito do trabalho que é o estudo e projeto da<br />
parte eletronica responsavel pelo controle, monitoracdo e alarmes do equipamento. Cada<br />
etapa do hardware foi apresentada em forma <strong>de</strong> sistemas ou circuitos eletronicos que<br />
pu<strong>de</strong>ssem resolver os itens pedidos em norma tecnica. No Capitulo 5 apresenta-se o<br />
resultado dos testes e ensaios feitos no prototipo e solucoes corn a finalida<strong>de</strong> <strong>de</strong> corrigir<br />
os problemas <strong>de</strong> itens em nao-conformida<strong>de</strong> antes que o produto seja colocado para<br />
montagem em escala. No Capitulo 6 apresentam-se as principais conclusoes do presente<br />
trabalho, juntamente corn as proposicoes para trabalhos futuros. Finalmente, a<br />
dissertacdo e encerrada corn seis anexos que completam os seis capitulos apresentados.
CAPITULO 2<br />
FUNDAMENTA00 TEORICA<br />
Nesse capitulo sao abordadas as anormalida<strong>de</strong>s fisiologicas que urn bebe prematuro<br />
po<strong>de</strong> <strong>de</strong>senvolver, estando ou nao isolado em uma incubadora neonatal. As condicoes da<br />
hipertermia, hipotermia, ambiente termicamente neutro e os tipos <strong>de</strong> perda <strong>de</strong> calor que o<br />
RN tern em relacao ao ambiente, <strong>de</strong>terminam os fundamentos <strong>de</strong> como o equipamento<br />
<strong>de</strong>ve ser projetado para fornecer as melhores condicoes possiveis <strong>de</strong> recuperacdo do RN,<br />
bem como condicOes <strong>de</strong> trabalho a<strong>de</strong>quadas para a equipe clinica da UTIN.<br />
2.1 TEMPERATURA, SOBREVIVENCIA E DESENVOLVIMENTO DE<br />
INCUBADORAS NEONATAIS<br />
0 <strong>de</strong>senvolvimento <strong>de</strong> incubadoras é uma evolucao do metodo dos egipcios<br />
antigos, que utilizavam incubadoras para chocar ovos <strong>de</strong> galinha (FANAROFF &<br />
MARTIN, 1992). Mais recentemente, em 1957, Silverman e Blanc concluiram que bebes<br />
prematuros tratados em incubadoras neonatais contendo indices superiores a 80% <strong>de</strong><br />
umida<strong>de</strong> relativa do ar (UR%) possuiam taxas maiores <strong>de</strong> sobrevivencia que bebes<br />
hospedados em incubadoras corn indices inferiores a 60% (FANAROFF & MARTIN,<br />
1992). A apresentacao <strong>de</strong>sses resultados foi relatada para diferentes temperaturas. Essa<br />
condicao foi reforcada em 1958 quando Silverman informou que bebes tratados em<br />
incubadoras aquecidas e umidificadas por conveccao a 32°C, sobreviveram em major taxa<br />
que em incubadoras corn temperatura do ar controlada a 29°C. Deve-se notar que bebes<br />
prematuros doentes contribuem muito para diferentes taxas <strong>de</strong> mortalida<strong>de</strong> notados em<br />
subseqiientes estudos. 0 grau em que as condicoes termicas afetam a sobrevivencia da<br />
maioria dos bebes permanece <strong>de</strong>sconhecido (FANAROFF & MARTIN, 1992).<br />
Em 1963, Agate e Silverman, na tentativa <strong>de</strong> aprimorar o conhecimento da<br />
termorregulacao <strong>de</strong> neonatos, <strong>de</strong>senvolveram uma incubadora aquecida por irradiacao <strong>de</strong><br />
calor e servocontrolada (sistema <strong>de</strong> controle eletronico autornatico) em relacao a<br />
temperatura <strong>de</strong> pele do recern-nascido. 0 controle <strong>de</strong> temperatura assegurou a temperatura<br />
corporea normal e estavel <strong>de</strong> um bebe (FANAROFF & MARTIN, 1992).
6<br />
A incubadora dotada <strong>de</strong> controle automatic° foi utilizada para comparar as taxas <strong>de</strong><br />
sobrevivencia em bebes prematuros corn temperatura <strong>de</strong> pele similares, porem<br />
armazenados em dois diferentes ajustes <strong>de</strong> umidificacao. Os resultados indicaram que o<br />
aumento da taxa <strong>de</strong> sobrevivencia nao po<strong>de</strong>ria ser creditado, <strong>de</strong> forma isolada, ao use <strong>de</strong><br />
alta umidificacao em incubadoras fechadas, aquecidas por irradiacao, porem a<br />
umidificacao é importante quando o aquecimento dos bebes ocorre por conveccao. Estudos<br />
subseqiientes confirmaram uma vantagem do ponto <strong>de</strong> vista termico para neonatos<br />
hospedados em incubadoras aquecidas por irradiacao. Todavia, <strong>de</strong>vido as dificulda<strong>de</strong>s<br />
encontradas na fabricacao <strong>de</strong> incubadoras aquecidas por este metodo, ha predominancia <strong>de</strong><br />
aquecimento por conveccao em incubadoras (FANAROFF & MARTIN, 1992).<br />
Corn o tratamento neonatal sendo feito em incubadoras aquecidas por conveccao,<br />
utilizando sistema <strong>de</strong> controle automatic° a partir da temperatura medida no interior do<br />
compartimento do RN, a temperatura do ar interno po<strong>de</strong> variar em 3 ou 4°C, por curtos<br />
periodos, e <strong>de</strong> 5 a 10°C, em gran<strong>de</strong>s periodos. Essas variacoes <strong>de</strong> temperatura tern sido<br />
correlacionadas corn picos <strong>de</strong> apneia em alguns bebes prematuros. Esse fato nao ocorre em<br />
incubadoras aquecidas por irradiacao (FANAROFF & MARTIN, 1992).<br />
2.2 TEMPERATURA E HOMEOTERMIA<br />
De acordo com a regra, bebes sao tratados como "seres" homeotermicos que tentam<br />
manter sua temperatura corporea <strong>de</strong>ntro <strong>de</strong> uma estreita faixa. Urn "ser" homeotermico<br />
respon<strong>de</strong> a perda <strong>de</strong> calor corn a geracao <strong>de</strong> mais calor interno, atraves da conversao <strong>de</strong><br />
alimentos e substancias quimicas em trabalho mecanico (ALVES FILHO, 1995).<br />
E consi<strong>de</strong>rado hipertermia quando o recem-nascido apresenta temperatura corporea<br />
superior a 37,5°C. 0 aumento da temperatura corporea <strong>de</strong>corre do aumento da producao<br />
e/ou da diminuicao da perda <strong>de</strong> calor produzido (ALVES FILHO, 1995). A mortalida<strong>de</strong><br />
<strong>de</strong>vido a hipertermia é alta e esta basicamente correlacionada corn molestia subjacente<br />
(ORLAND & SALTMAN, 1988).<br />
Quando a temperatura corp6rea ou retal esta abaixo <strong>de</strong> 35°C diz-se que existe<br />
hipotermia. Esta resulta normalmente, em recall nascidos, da exposicao ao frio por
7<br />
vestuario ou aquecimento ina<strong>de</strong>quados, bem como por disturbios metabolicos (ORLAND<br />
& SALTMAN, 1988).<br />
2.3 DEFINIcA0 DE TEMPERATURA NORMAL CORPOREA<br />
Silverman e Agate em 1964 <strong>de</strong>finiram temperatura do corpo do RN como urn valor<br />
composto, na qual a medida retal contribui corn 60% e a da pele corn 40%. Isso nao é raid()<br />
para acreditar que bebes tenham uma diferenca <strong>de</strong> temperatura em relacao a adultos. Se a<br />
temperatura interna <strong>de</strong> um bebe esta entre 35,5 e 37,5°C, corn ±0.5°C <strong>de</strong> variacao, a<br />
temperatura <strong>de</strong>sse neonato po<strong>de</strong> ser consi<strong>de</strong>rada normal. Para prop6sitos praticos po<strong>de</strong>-se<br />
confiar em urn tinico local <strong>de</strong> medida, geralmente externo. Como a temperatura corporea é<br />
medida somente pelo balanco entre a producao <strong>de</strong> calor e a perda <strong>de</strong> calor, uma<br />
temperatura corp6rea normal nao <strong>de</strong>ve ser confundida corn uma taxa metabolica normal<br />
(FANAROFF & MARTIN, 1992). Na Figura 1 estao representados alguns diagnosticos<br />
clinicos <strong>de</strong> urn prematuro em tratamento no ambiente da incubadora neonatal. A ilustracao<br />
mostra que o controle termico <strong>de</strong>ve estar preparado para algumas condicoes anormais <strong>de</strong><br />
saii<strong>de</strong> do bebe, e que a melhor condicao <strong>de</strong> tratamento esta no projeto <strong>de</strong> urn equipamento<br />
que venha indicar ou mesmo controlar a temperatura <strong>de</strong> acordo corn a condicao fisiologica<br />
<strong>de</strong> cada recern-nascido.
8<br />
penla <strong>de</strong> calor<br />
perda (le calor<br />
semperda <strong>de</strong> calor<br />
FRIO<br />
QUENTE<br />
T>37,5°C<br />
penis <strong>de</strong> calor<br />
NORMAL<br />
35,5 .5 T 5.. 37,5° C<br />
0<br />
enla <strong>de</strong> calor<br />
T < 35,5'C<br />
perda <strong>de</strong> calor<br />
OUENT E<br />
T>37,5°C<br />
N RR MA L<br />
35,5 T 5 31,5°C<br />
FRIO<br />
T < 35,5"C<br />
Figura 1 - 1) Febre causada pela eliminacao total das perdas <strong>de</strong> calor provenientes do<br />
metabolismo minimo no bebe. 2) Temperatura normal quando as perdas <strong>de</strong> calor diminuem<br />
e se igualam ao calor produzido pelo minimo metabolismo do bebe (condicOes termicas<br />
neutras). 3) Hipotermia causada pela gran<strong>de</strong> perda <strong>de</strong> calor do bebe que esta<br />
temporariamente hipotermico (possui temperatura corporea abaixo dos indices normais). 4)<br />
Febre quando as perdas <strong>de</strong> calor sao menores que o calor produzido pelo bebe<br />
hipermetabolico (possui metabolismo acima da taxa <strong>de</strong> metabolismo normal). 5)<br />
Temperatura normal quando as perdas <strong>de</strong> calor sao altas, mas, ao mesmo tempo iguais ao<br />
calor produzido pelo bebe hipermetabolico. 6) Hipotermia causada por perda termica muito<br />
gran<strong>de</strong> que exce<strong>de</strong> o calor produzido pelo bebe hipermetabolico (adaptada <strong>de</strong> FANAROFF<br />
& MARTIN, 1992).
9<br />
2.4 A FISICA DA TROCA DE CALOR<br />
A temperatura <strong>de</strong> urn objeto é medida atraves do balanco entre o calor que entra e<br />
sai do objeto. 0 calor po<strong>de</strong> ser perdido somente <strong>de</strong> uma substancia que esta quente para<br />
uma mais fria. Urn bebe, portanto, per<strong>de</strong>ra calor somente quando o ambiente que o ro<strong>de</strong>ia é<br />
mais frio que sua temperatura corporea. Bebes homeotermicos (aqueles que possuem<br />
temperatura normal) possuem a sensacao <strong>de</strong> frio quando os receptores termicos na pele sao<br />
estimulados. 0 rosto é particularmente sensivel, e sempre que o corpo do neonato esta<br />
quente, o resfriamento da face po<strong>de</strong> causar aumento significativo na taxa metabolica.<br />
Reciprocamente, esquentando a superficie facial quando o corpo esta frio, suprime-se<br />
homeotermicamente a inducao <strong>de</strong> urn hipermetabolismo (FANAROFF & MARTIN, 1992).<br />
Um bebe po<strong>de</strong> limitar sua perda <strong>de</strong> calor mudando a postura do corpo, reduzindo a<br />
superficie da pele exposta ao ambiente. Essa capacida<strong>de</strong> fica comprometida quando se trata<br />
<strong>de</strong> bebes prematuros, inconscientes, sedados e fisicamente <strong>de</strong>bilitados. A taxa <strong>de</strong> perda <strong>de</strong><br />
calor é diretamente proporcional a magnitu<strong>de</strong> da diferenca entre a temperatura da pele do<br />
bebe e a temperatura ambiente. Essa proporcionalida<strong>de</strong> po<strong>de</strong> ser expressa<br />
matematicamente pela introducao <strong>de</strong> uma constante chamada <strong>de</strong> coeficiente <strong>de</strong><br />
transferencia termica (h), a qual <strong>de</strong>pen<strong>de</strong> do tipo <strong>de</strong> material que transfere o calor, obtendose<br />
(FANAROFF & MARTIN, 1992):<br />
Perda <strong>de</strong> Calor = h (Temp. da pele — Temp. ambiente) area da super -116e exposta (2.1)<br />
A equacao (2.1) mostra que a area da superficie exposta <strong>de</strong> um neonato é critica ao<br />
se calcular a perda <strong>de</strong> calor. Um neonato corn fraldas, por exemplo, tern menos area<br />
exposta que um bebe <strong>de</strong>scoberto. 0 coeficiente <strong>de</strong> transferencia termica <strong>de</strong>screve a taxa na<br />
qual o calor sai da superficie do corpo. Esta relacionado corn a forma e a area do corpo<br />
pelas quais o ar circula, bem como o tipo <strong>de</strong> roupa que envolve o bebe, absorvendo e/ou<br />
refletindo energia radiante.<br />
A perda <strong>de</strong> calor tambem é modificada pela condutancia termica <strong>de</strong> urn neonato.<br />
Esta e calculada sabendo-se a diferenca entre a temperatura do centro do corpo do neonato<br />
e a temperatura <strong>de</strong> pele, multiplicada pelo coeficiente termico (h) que <strong>de</strong>screve a<br />
velocida<strong>de</strong> corn que o calor e transferido do interior para o exterior do corpo. Esse
10<br />
coeficiente varia <strong>de</strong> acordo corn o tipo <strong>de</strong> corpo, dimensoes fisicas, fluxo sanguine° na pele<br />
e estrutura vascular. A diferenca entre a forma, tipos e tamanho do corpo resultam em<br />
condicoes termicas e coeficientes <strong>de</strong> transferencia maiores que em adultos. Por causa <strong>de</strong>ssa<br />
diferenca nos coeficientes, neonatos per<strong>de</strong>m mail calor que adultos quando colocados em<br />
ambientes i<strong>de</strong>nticos (FANAROFF & MARTIN, 1992).<br />
2.5 TERMORREGULAcA0 OU CONTROLE TERMICO<br />
A producao <strong>de</strong> calor em adultos é realizada pela ativida<strong>de</strong> metabolica e pela<br />
ativida<strong>de</strong> muscular (tremor <strong>de</strong> frio). Apesar das variacoes <strong>de</strong> temperatura ambiente, o ser<br />
humano ten<strong>de</strong> a manter constante sua temperatura corporea entre 36,6 e 37,2°C<br />
(CLONERTY & STARK, 1993; MARCONDES, 1987).<br />
Durante a vida fetal, os mecanismos maternos sao responsaveis pela manutencao da<br />
temperatura corporea estavel do bebe. Entretanto, logo apps o parto, o recern-nato precisa<br />
adaptar-se atraves do mecanismo metabolic° para produzir calor <strong>de</strong> forma autonoma, ja<br />
que sua ativida<strong>de</strong> muscular esqueletica ainda nao é capaz <strong>de</strong> ser exercida plenamente<br />
(tremores <strong>de</strong> frio) (CLONERTY & STARK, 1993; MARCONDES, 1987).<br />
Os recem-nascidos a termo apresentam urn <strong>de</strong>p6sito gorduroso abaixo da pele que é<br />
altamente especializado como fonte primaria <strong>de</strong> termogenese (ativida<strong>de</strong> metabolica corn a<br />
finalida<strong>de</strong> <strong>de</strong> produzir calor), seja por via metabolica, ou por inervacao do sistema<br />
simpatico, e tambem por possuirem uma rica re<strong>de</strong> vascular. Se o bebe estiver exposto a urn<br />
ambiente frio (estresse pelo frio), ocorre um aumento da producao <strong>de</strong> noradrenalina nas<br />
glandulas supra-renais que vao agir diretamente nos <strong>de</strong>p6sitos <strong>de</strong> gordura estimulando a<br />
lipolise para gerar energia (CLONERTY & STARK, 1993; MARCONDES, 1987).<br />
2.6 PROBLEMAS DE TERMORREGULA00 EM PREMATUROS<br />
A maioria dos bebes é capaz <strong>de</strong> gerar uma quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong> calor a<strong>de</strong>quada, mantendo<br />
a temperatura sem sacrificar suas calorias. Bebes prematuros, entretanto, tem problemas
11<br />
especiais que os colocam em <strong>de</strong>svantagem quanto a manutencao da temperatura corporea.<br />
Sao eles:<br />
Superficie cutanea comparativamente maior em relacdo ao peso do bebe (baixo<br />
peso);<br />
- Menor quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong> tecido subcutaneo (tecido gorduroso); o que reduz tanto o<br />
isolamento termico do bebe com o meio, como a disponibilida<strong>de</strong> calorica;<br />
- 0 bebe prematuro é incapaz <strong>de</strong> absorver a quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong> calorias necessarias para<br />
seu metabolismo e termorregulacao atraves <strong>de</strong> sua alimentacdo nos primeiros dias<br />
<strong>de</strong> vida;<br />
Portanto, o bebe prematuro apresenta varios fatores que elevam seu risco <strong>de</strong><br />
<strong>de</strong>senvolver hipotermia. Consequentemente, aumentam os riscos <strong>de</strong> mortalida<strong>de</strong> e<br />
morbida<strong>de</strong> neonatal pela perda calorica causada pelo frio. 0 resultado é urn maior consumo<br />
<strong>de</strong> oxigenio e perda <strong>de</strong> peso, razdo pela qual todo recem-nato <strong>de</strong>ve ser mantido em<br />
incubadoras para que sua temperatura corporea se mantenha estavel (CLONERTY &<br />
STARK, 1993).<br />
2.7 PERIGOS ASSOCIADOS AOS METODOS DE CONTROLE DE<br />
TEMPERATURA<br />
Uma abordagem bem diferente para tratar o neonato no ambiente termico neutro é o<br />
equipamento que controla o aquecimento do ambiente <strong>de</strong> forma automatica, tambem<br />
chamado <strong>de</strong> servocontrole. Ajustado para manter estavel a temperatura da incubadora <strong>de</strong><br />
acordo corn a temperatura medida no neonato, esse tipo <strong>de</strong> controle é consi<strong>de</strong>rado essencial<br />
ao tratamento do RN. Porem existem alguns cuidados em relacao a possiveis<br />
anormalida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> sau<strong>de</strong> existentes no paciente, o que po<strong>de</strong> tornar o mecanismo <strong>de</strong><br />
servocontrole potencialmente perigoso para o RN.
12<br />
2.7.1 HIPERTERMIA<br />
A hipertermia <strong>de</strong>senvolve-se mais rapidamente no neonato que no adulto. 0<br />
neonato tern menor capacida<strong>de</strong> <strong>de</strong> armazenar calor por causa da temperatura mais elevada<br />
do revestimento corporal em relacao ao ambiente e a maior relacao superficie/volume.<br />
Assim, o sistema termorregulador do RN homeotermico ajusta-se e equilibra a sua<br />
producao, o fluxo sanguine° cutaneo, a sudorese e a respiracao, <strong>de</strong> tal modo que a<br />
temperatura corporal permanece constante <strong>de</strong>ntro da faixa <strong>de</strong> controle da temperatura<br />
ambiente (FANAROFF & KLAUS, 1995).<br />
Uma incubadora servocontrolada, corn ajuste automatic° da temperatura, po<strong>de</strong><br />
gerar excesso <strong>de</strong> calor e causar grave hipertermia, particularmente no caso on<strong>de</strong> os<br />
sensores <strong>de</strong> temperatura se <strong>de</strong>sprendam da pele do bebe. Os alarmes <strong>de</strong> temperatura<br />
tambem estao sujeitos a falhas eletricas ou mecanicas. Cada 1°C <strong>de</strong> elevacao na<br />
temperatura corp6rea correspon<strong>de</strong> a elevacao <strong>de</strong> 10% do metabolismo energetic°<br />
(CLONERTY & STARK, 1993; MARCONDES, 1987).<br />
2.7.2 INFECOES NAO -DETECTADAS<br />
As incubadoras corn controle automatic° <strong>de</strong> temperatura po<strong>de</strong>m mascarar a<br />
hipotermia e a hipertermia associada a urn quadro infeccioso. E muito importante manter<br />
os registros da temperatura corp6rea e da temperatura ambiente na qual o neonato esta<br />
exposto, varias vezes ao dia, para a <strong>de</strong>teccao precoce <strong>de</strong> provavel infeccao (CLONERTY<br />
& STARK, 1993; MARCONDES, 1987).<br />
2.7.3 DESIDRATAck 0<br />
0 aquecimento por radiacao provoca urn sensfvel aumento na perda d'agua. Essa<br />
perda se faz normalmente pelo processo <strong>de</strong> evaporacao constante da pele e pelo pulmao<br />
atraves da respiracao (CLONERTY & STARK, 1993; MARCONDES, 1987).
13<br />
2.8 MEDIDAS DE TEMPERATURA INTERNA DO CORPO<br />
Embora as temperaturas do esofago e da membrana do timpano tenham sido<br />
utilizadas em alguns estudos <strong>de</strong> fisiologia, e mais facil e tradicional, na pratica medica,<br />
medir a temperatura retal do recern-nascido (FANAROFF & MARTIN, 1992).<br />
Medindo a temperatura retal <strong>de</strong> neonatos, a profundida<strong>de</strong> da insercao do<br />
term6metro é bastante importante. Karlberg escreveu que a diferenca entre a temperatura<br />
retal medida corn urn termistor inserido a 1 cm, ou inserido a 5 cm no reto do bebe, causa<br />
uma diferenca <strong>de</strong> temperatura <strong>de</strong> 1,5°C. Para comprovar essa diferenca, sucessivas leituras<br />
<strong>de</strong>vem ser tomadas na mesma profundida<strong>de</strong> retal. Os termometros utilizados para a<br />
medicḏo <strong>de</strong> temperatura em bebes <strong>de</strong>vem ter exatidao i<strong>de</strong>al <strong>de</strong> ±0,1 °C e possuir faixa <strong>de</strong><br />
operacao <strong>de</strong> 33 a 40°C (FANAROFF & MARTIN, 1992).<br />
Alguns anos apps esta constatacao foram <strong>de</strong>scritos os perigos <strong>de</strong> perfuracao no reto<br />
pelo use <strong>de</strong> termometros retais. Assim, medidas <strong>de</strong> temperatura axilares foram sugeridas.<br />
Embora as temperaturas axilares variem em comparacao a temperatura retal, Torrance e<br />
Mayfield, entre outros, <strong>de</strong>monstraram que se houver cuidado ao colocar o termometro<br />
firmemente na axila corn o bravo do bebe em cima do proprio corpo, a temperatura medida<br />
possui precisao e confiabilida<strong>de</strong> compativeis, contanto que o periodo da aquisicao seja<br />
suficiente para aten<strong>de</strong>r o tempo <strong>de</strong> resposta do sensor (FANAROFF & MARTIN, 1992).<br />
2.9 MEDIDA DA TEMPERATURA DA PELE<br />
A temperatura da pele é usualmente medida por termopares ou termistores fixos na<br />
mesma. Esses transdutores sao tridimensionais, ou seja, me<strong>de</strong>m a temperatura nas<br />
superficies <strong>de</strong> topo, fundo e nas laterais. A varidvel é tambem afetada pela temperatura na<br />
fiacao utilizada para conectd-lo ao circuito eletronico responsdvel pelo tratamento e<br />
indicacao da temperatura. Nas incubadoras mais mo<strong>de</strong>rnas existem sensores que me<strong>de</strong>m a<br />
temperatura <strong>de</strong> pele e a temperatura interna do ambiente que acolhe o neonato<br />
(FANAROFF & MARTIN, 1992).
14<br />
A medida adquirida no sensor <strong>de</strong> temperatura <strong>de</strong> pele é funcao da construe -do,<br />
isolamento, localizacao e do modo <strong>de</strong> fixacao do sensor na pele, porque <strong>de</strong>pen<strong>de</strong>ndo da<br />
compressao dos vasos perifericos ao sensor po<strong>de</strong> causar distorcao do valor verda<strong>de</strong>iro<br />
(FANAROFF & MARTIN, 1992).<br />
Essas variacoes dificultam a interpretacao <strong>de</strong> uma simples medida <strong>de</strong> temperatura<br />
da pele. Tern sido sugerido que, quando existir somente a medida da temperatura da pele, o<br />
sensor seja fixado acima do figado ou entre o umbigo e o pubis. No cenario clinico,<br />
entretanto, os locais <strong>de</strong> tomada da temperatura algumas vezes <strong>de</strong>vem ser mudados para<br />
evitar irritacoes pelo material sintetico utilizado na fabricacao <strong>de</strong>sse tipo <strong>de</strong> acessorio. De<br />
qualquer forma, existem alguns locais do corpo on<strong>de</strong> nao é aconselhada a fixacao dos<br />
sensores. As regioes do corpo menos vascularizadas, protuberancias &seas e extremida<strong>de</strong>s<br />
sao locais menos favoraveis a fixacao. Evitam-se locais como a regiao escapular, on<strong>de</strong> ha<br />
<strong>de</strong>posito <strong>de</strong> gordura. Deve-se evitar tambem a fixacao do sensor perto <strong>de</strong> urn local que<br />
produza calor subcutaneo. As regioes do corpo que estej am contundidas ou queimadas<br />
tambem constituem urn local para medida falsa <strong>de</strong> temperatura Alan disso, a rotacao do<br />
bebe em diversas posicoes requer a alteracao dos locais <strong>de</strong> fixacao do sensor para que os<br />
bebes nao cubram o sensor e provoquem a medida da temperatura do colchao ao inves da<br />
pele (FANAROFF & MARTIN, 1992).<br />
2.10 MECANISMOS DE PERDA DE CALOR<br />
0 ambiente no qual um objeto se encontra é <strong>de</strong>finido como tudo aquilo que o<br />
circunda. Os componentes do ambiente po<strong>de</strong>m ser colocados em discussao por quatro<br />
simples mecanismos que fazem o corpo per<strong>de</strong>r calor: conducao, conveccao, radiacao e<br />
evaporacao (FANAROFF & MARTIN, 1992).<br />
0 bebe prematuro <strong>de</strong>ve ser urn objeto <strong>de</strong> analise para a perda termica porque seu<br />
organismo difere dos adultos da mesma especie. A temperatura interna dos prematuros se<br />
aproxima da temperatura ambiente porque eles tern, comparativamente, uma gran<strong>de</strong><br />
superficie corporea, pouco panlculo adiposo (baixa quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong> gordura), glandulas<br />
sudoriparas pouco <strong>de</strong>senvolvidas e vasos sanguineos superficiais abundantes. Prematuros<br />
colocados em uma incubadora neonatal comum tern como principal fonte <strong>de</strong> aquecimento
15<br />
o calor por conveccao (excetuando-se as incubadoras aquecidas por irradiacao) e sua maior<br />
perda termica para o ambiente é por irradiacao (MANSUBI, 1977).<br />
A Figura 2 mostra as diferentes trocas termicas possiveis <strong>de</strong> ocorrer entre o bebe e<br />
o ambiente em diversas condicoes.<br />
Figura 2 - Conducao logica para o <strong>de</strong>senvolvimento <strong>de</strong> uma incubadora aquecida por fluxo<br />
<strong>de</strong> ar quente, servocontrolada pela temperatura da pele. 1) Urn bebe <strong>de</strong>sprotegido per<strong>de</strong><br />
calor atraves da pele por conducao, conveccao, evaporacao e irradiacao. 2) 0 calor gerado<br />
por irradiacao elimina as perdas por irradiacdo e conveccao, mas ndo as causadas pela<br />
evaporacao. 3) uma incubadora aquecida por conveccao sem umidificacao elimina as<br />
perdas por conveccao e conducao, mas nao as causadas por irradiacao e evaporacao. 4)<br />
Uma incubadora dotada <strong>de</strong> aquecimento por conveccao e unida<strong>de</strong> <strong>de</strong> umidificacao elimina<br />
os maiores fatores <strong>de</strong> perda termica, exceto as perdas por irradiacao. 5) Utilizando urn<br />
aquecedor por irradiacao combinado a uma incubadora dotada <strong>de</strong> umidificador e ventilada<br />
por conveccdo, sao eliminadas todas as fontes <strong>de</strong> perda <strong>de</strong> calor pela pele do neonato. 6) A<br />
temperatura normal da pele do bebe po<strong>de</strong> ser conseguida adicionando um controlador a
16<br />
incubadora para que a potencia seja entregue ao aquecedor por irradiacao sempre que a<br />
temperatura da pele caia abaixo do valor instantaneo medido (adaptada <strong>de</strong> FANAROFF &<br />
MARTIN, 1992).<br />
2.10.1 PERDAS DE CALOR POR CONDUcAO<br />
Conducao é um termo que <strong>de</strong>screve a transferencia <strong>de</strong> calor atraves do contato,<br />
com temperaturas diferentes. Em circunstancias ordinarias, perdas <strong>de</strong> calor por conducao<br />
po<strong>de</strong>m ser mantidas no minimo assegurando que urn neonato esteja em urn leito aquecido,<br />
composto <strong>de</strong> urn material <strong>de</strong> baixa condutivida<strong>de</strong>. Se o colchao e as roupas estdo a mesma<br />
temperatura que a pele do bebe, nao existe ganho ou perda <strong>de</strong> calor por conducao. Se, por<br />
exemplo, o bebe é colocado sobre uma mesa fria, esta perda termica po<strong>de</strong> ser elevada. De<br />
forma reciproca, se for colocado sobre uma bolsa <strong>de</strong> agua quente, ha ganho <strong>de</strong> calor em<br />
uma taxa diretamente proporcional a diferenca <strong>de</strong> temperatura entre a fonte <strong>de</strong> conducdo <strong>de</strong><br />
calor e a pele (FANAROFF & MARTIN, 1992).<br />
A perda <strong>de</strong> calor por conducao em incubadoras neonatais, em condicOes normais <strong>de</strong><br />
utilizacao, é minima em funcao do material utilizado no colchdo possuir baixa<br />
condutivida<strong>de</strong> <strong>de</strong> calor (CLONERTY & STARK, 1993; MARCONDES, 1987).<br />
2.10.2 PERDAS DE CALOR POR CONVECc A o<br />
A conveccdo po<strong>de</strong> ser vista como um subconjunto da troca <strong>de</strong> calor por conducao,<br />
referindo-se ao calor trocado entre dois corpos, sendo urn <strong>de</strong>les solido e o outro liquido ou<br />
gasoso. Como os gases ou liquidos ficam menos <strong>de</strong>nsos a medida que a temperatura<br />
aumenta, estes normalmente sobem transportando calor ao corpo solid°. 0 efeito da<br />
conveccdo nas incubadoras neonatais é quantificado pela simples medida da temperatura<br />
do ar. As perdas <strong>de</strong> calor por conveccdo, entretanto, nao so aumentam quando o ar esfria,<br />
mas quando o fluxo <strong>de</strong> ar tambem aumenta (CLONERTY & STARK, 1993;<br />
MARCONDES, 1987).
17<br />
A temperatura do ar proxima a pele do bebe <strong>de</strong>ve ser a temperatura representada no<br />
sensor. A medida da temperatura do ar em qualquer outra parte da incubadora po<strong>de</strong>ra<br />
introduzir um erro que po<strong>de</strong> ser superior a 10°C. Algumas vezes é necessario monitorar a<br />
temperatura do ar em mnitiplos locais para <strong>de</strong>terminar a perda termica que o neonato po<strong>de</strong><br />
sofrer. Tradicionalmente, perdas por conveccao sao somente consi<strong>de</strong>radas como uma<br />
transferencia termica da pele para o ar circulante ao redor do neonato, mas <strong>de</strong>vem ser<br />
consi<strong>de</strong>radas tambem as trocas termicas existentes entre o sistema respiratorio e os gases<br />
frios que entram atraves <strong>de</strong> urn equipamento <strong>de</strong> respiracao artificial (CLONERTY &<br />
STARK, 1993; MARCONDES, 1987).<br />
2.10.3 PERDAS DE CALOR POR RADIA00<br />
Perda <strong>de</strong> calor por radiacao é a perda <strong>de</strong> calor <strong>de</strong> um objeto mais quente para um<br />
objeto mais frio sem que exista contato entre eles. Os objetos po<strong>de</strong>m ser caracterizados por<br />
sua capacida<strong>de</strong> <strong>de</strong> absorver ou emitir energia na faixa do infraverrnelho do espectro<br />
eletromagnetico. 0 grau no qual os raios infravermelhos sao emitidos ou absorvidos é<br />
chamado <strong>de</strong> emissivida<strong>de</strong> do objeto e varia <strong>de</strong> 0 (zero) quando a substancia (prata, por<br />
exemplo) possui reflexao perfeita, ate 1 (urn) para uma substancia (carvao, por exemplo)<br />
que absorve e/ou transmite toda a energia recebida ou produzida, respectivamente. A pele<br />
humana é mais parecida corn o carvao que a prata. Para propositos praticos é consi<strong>de</strong>rada a<br />
emissivida<strong>de</strong> igual a 1. A emissivida<strong>de</strong> <strong>de</strong> um corpo esta mais relacionada corn a umida<strong>de</strong>,<br />
textura e porosida<strong>de</strong> <strong>de</strong> urn tecido que corn sua cor (FANAROFF & MARTIN, 1992).<br />
Pare<strong>de</strong>s, janelas, ca<strong>de</strong>iras, lampadas e humanos adultos sao exemplos <strong>de</strong> superficies<br />
que trocam calor por radiacao corn os bebes. Este caminho da troca <strong>de</strong> calor é<br />
essencialmente in<strong>de</strong>pen<strong>de</strong>nte <strong>de</strong> todas as outras rotas. Assim, um bebe <strong>de</strong>ntro <strong>de</strong> uma<br />
incubadora corn o ar aquecido po<strong>de</strong> sentir frio se as pare<strong>de</strong>s estiverem frias e po<strong>de</strong> sentir<br />
calor se as pare<strong>de</strong>s estiverem quentes, mesmo que exista urn fluxo <strong>de</strong> ar frio do ventilador<br />
(FANAROFF & MARTIN, 1992).<br />
Como a temperatura das pare<strong>de</strong>s plasticas nao po<strong>de</strong> ser controlada, a perda <strong>de</strong> calor<br />
radiante para a pare<strong>de</strong> da incubadora é variavel. A perda termica nas pare<strong>de</strong>s é urn fator<br />
agravante no tratamento <strong>de</strong> urn neonato doente. 0 neonato po<strong>de</strong>ra per<strong>de</strong>r calor para a
18<br />
pare<strong>de</strong> do equipamento. Desse modo aumenta o consumo <strong>de</strong> oxigenio e calorias no esforco<br />
em se manter aquecido. A solucao para esse problema é a utilizacao <strong>de</strong> incubadoras corn<br />
pare<strong>de</strong>s duplas (FANAROFF & KLAUS, 1995).<br />
Pelo efeito da radiacao chamado "Greenhouse", ou Efeito Estufa, urn bebe em uma<br />
incubadora po<strong>de</strong> vir a sentir muito calor. 0 acrilico ou plastic° utilizado na construcao <strong>de</strong><br />
incubadoras comporta-se como o vidro em uma estufa <strong>de</strong> jardim. Qualquer luz corn<br />
pequenos comprimentos <strong>de</strong> onda passam facilmente. Na absorcao <strong>de</strong>sse tipo <strong>de</strong> onda<br />
eletromagnetica pelas plantas ou objetos contidos na estufa, ha perda <strong>de</strong> energia e<br />
retransmissao <strong>de</strong> novos raios eletromagneticos corn comprimento <strong>de</strong> onda maior. Por sua<br />
vez, esses raios nao passam pelo acrilico, sendo absorvidos ou retransmitidos aquecendo a<br />
superficie e o ar da incubadora. Esse processo aumenta significativamente o calor no<br />
interior do compartimento (FANAROFF & MARTIN, 1992).<br />
Apesar <strong>de</strong> proibido em normas e manuais do usuario, é comum encontrar<br />
incubadoras proximas a janelas. Neste caso, o mesmo bebe po<strong>de</strong> <strong>de</strong>senvolver uma febre<br />
pela manha quando o sol inci<strong>de</strong>nte provocar o efeito estufa e sentir frio quando a noite<br />
chegar (FANAROFF & MARTIN, 1992).<br />
2.10.4 PERDAS DE CALOR POR EVAPORAcAO<br />
Todo mililitro <strong>de</strong> agua que evapora arrasta 0,58 calorias do corpo. Entao,<br />
teoricamente, é possivel utilizar um instrumento que mega a perda <strong>de</strong> massa do corpo e<br />
atribua uma perda <strong>de</strong> calor dada a esse mecanismo <strong>de</strong> troca termica. A medida continua e<br />
precisa da perda <strong>de</strong> massa é dificil <strong>de</strong> obter (FANAROFF & MARTIN, 1992).<br />
Para compreen<strong>de</strong>r a perda <strong>de</strong> calor por evaporacao <strong>de</strong>ve-se observar a distincao que<br />
existe entre umida<strong>de</strong> e pressao <strong>de</strong> vapor. A pressao <strong>de</strong> vapor d'agua é a pressao<br />
atmosferica especifica do vapor em uma dada temperatura na qual agua existe no estado<br />
liquid° e gasoso. Quando a pressao parcial (pressao da agua aquecida enquanto ainda nao<br />
ha formacao <strong>de</strong> vapor) se iguala a pressao <strong>de</strong> vapor, o vapor é dito saturado. Se a pressao<br />
parcial e menor, o vapor é nao saturado. A umida<strong>de</strong> relativa, entao, é a percentagem
19<br />
expressa do grau <strong>de</strong> saturacao e po<strong>de</strong> ser calculada utilizando a seguinte relacao<br />
(FANAROFF & MARTIN, 1992):<br />
Umida<strong>de</strong> Relativa (100%) = 100*Pressao parcial <strong>de</strong> vapor d'agua (2.2)<br />
Pressao <strong>de</strong> vapor a mesma temperatura<br />
Assim, a perda <strong>de</strong> calor por evaporacao é o resultado da diferenca entre a pressao<br />
parcial <strong>de</strong> vapor d'agua em torno do limite das proximida<strong>de</strong>s do corpo do bebe e a pressao<br />
<strong>de</strong> vapor d' agua no compartimento do RN (FANAROFF, MARTIN, 1992).<br />
2.11 AMBIENTE TERMICO NEUTRO<br />
A perda <strong>de</strong> calor po<strong>de</strong> ser minimizada mantendo a crianca em urn ambiente termico<br />
neutro. Define-se como ambiente termico neutro aquelas condicoes termicas nas quais a<br />
producao <strong>de</strong> calor e o consumo <strong>de</strong> oxigenio sao minimos, mantendo sua temperatura <strong>de</strong>ntro<br />
da faixa <strong>de</strong> normalida<strong>de</strong>. Dentro <strong>de</strong> certos limites, é a menor temperatura para a qual ha<br />
uma resposta metabolica a<strong>de</strong>quada para repor as perdas <strong>de</strong> calor. Acima <strong>de</strong>sses limites,<br />
verifica-se urn aumento na temperatura corporal e, assim, inevitavelmente, na taxa<br />
metabolica. A faixa <strong>de</strong> temperatura neutra representa a faixa <strong>de</strong> minimo gasto caloric() para<br />
o RN (SEGRE, 1985) .<br />
Na Tabela 1 estao <strong>de</strong>scritas as recomendacoes da Aca<strong>de</strong>mia Americana <strong>de</strong><br />
Pediatria, em relacao a temperatura a ser mantida em incubadoras neonatais, conforme a<br />
ida<strong>de</strong>.
20<br />
Tabela 1 - Temperatura da incubadora conforme a ida<strong>de</strong> e o peso (American Aca<strong>de</strong>my of<br />
Pediatrics) (adaptada <strong>de</strong> SEGRE, 1985).<br />
Peso <strong>de</strong><br />
Nascimento<br />
Abaixo <strong>de</strong> 1500g<br />
1501 a 2500g<br />
Acima <strong>de</strong> 36 semanas<br />
<strong>de</strong> gestacao e 2500g<br />
Ida<strong>de</strong> °C °C °C<br />
Media Variacao Media Variacdo Media Variacao<br />
1 dia 34,3 0,4 33,4 0,6 33,0 1,0<br />
2 dias 33,7 0,5 32,7 0,9 32,4 1,3<br />
3 dias 33,5 0,5 32,4 0,9 31,9 1,3<br />
4 dias 33,5 0,5 32,3 0,9 31,5 1,3<br />
5 dias 33,5 0,5 32,2 0,9 31,2 1,3<br />
6 dias 33,5 0,5 32,1 0,9 30,9 1,3<br />
7 dias 33,5 0,5 32,1 0,9 30,8 1,4<br />
8 dias 33,5 0,5 32,1 0,9 30,6 1,4<br />
9 dias 33,5 0,5 32,1 0,9 30,4 1,4<br />
10 dias 33,5 0,5 32,1 0,9 30,2 1,5<br />
11 dias 33,5 0,5 32,1 0,9 29,9 1,5<br />
12 dias 33,5 0,5 32,1 0,9 29,5 1,6<br />
13 dias 33,5 0,5 32,1 0,9 29,2 1,6<br />
14 dias 33,4 0,6 32,1 0,9<br />
15 dias 33,3 0,7 32,0 0,9<br />
r semana 32,9 0,8 31,7 1,1<br />
5' semana 32,1 0,7 31,1 1.1<br />
6' semana 31,8 0,6 30,6 1,1<br />
7' semana 31,1 0,6 30,1 1,1<br />
Tal tabela foi elaborada para facilitar o manuseio <strong>de</strong> urn recem-nascido <strong>de</strong> varios<br />
pesos e ida<strong>de</strong>s gestacionais nas temperatures i<strong>de</strong>ais. De urn modo geral, os RN menores em<br />
cada categoria <strong>de</strong> peso requerem temperatura superior na faixa <strong>de</strong> variacao termica. Quanto<br />
menor a ida<strong>de</strong> do RN, mais elevada a temperatura que necessita (SEGRE, 1985).
21<br />
2.12 INFLUENCIA DE OUTROS FATORES FiSICOS NO CONFORTO E BEM-<br />
ESTAR DO BEBE<br />
Historicamente, tern-se dispensado maior atencao aos aspectos termicos e<br />
bacteriologicos do ambiente. Entretanto, vem surgindo urn acervo <strong>de</strong> estudos sugestivos <strong>de</strong><br />
que os aspectos sensoriais po<strong>de</strong>m ser alterados <strong>de</strong> acordo corn outras variacoes fisicas, luz<br />
e som por exemplo, no qual o neonato esta exposto (FANAROFF & KLAUS, 1995). A<br />
parte mais importante na analise do ambiente que envolve o bebe é <strong>de</strong>finir quais os<br />
resultados ou efeitos tardios no <strong>de</strong>senvolvimento da crianca.<br />
2.12.1 SOM<br />
0 ruido excessivo po<strong>de</strong> lesar as <strong>de</strong>licadas estruturas auditivas e tambem produzir<br />
reacoes fisiologicas e comportamentais nocivas. Em adultos, conhecem-se casos <strong>de</strong> perda<br />
<strong>de</strong> audicao associados a exposicao aos sons superiores a 80 <strong>de</strong>cibels (dB) (FANAROFF &<br />
KLAUS, 1995).<br />
A exposicao em Mveis <strong>de</strong> ruido aberrantes na UTI neonatal po<strong>de</strong> causar dano<br />
sensorio-neural, provocar estresse e contribuir para o processamento <strong>de</strong> disttirbios <strong>de</strong><br />
linguagem ou auditivos no RN. Schulte e colegas relataram uma perda <strong>de</strong> 12% da audicao<br />
em urn acompanhamento <strong>de</strong> criancas prematuras. Dano as celulas mais externas do alio da<br />
coclea <strong>de</strong> porquinho-da-India recern-nascido foi relatado <strong>de</strong>pois da exposicao a barulho <strong>de</strong><br />
intensida<strong>de</strong> e freqiiencia similares aos encontrados na UTI neonatal. Esses pesquisadores<br />
nao encontraram correlacao entre a perda <strong>de</strong> audicao e duracdo <strong>de</strong> exposicao ao ruido da<br />
incubadora (AVERY, 1984).<br />
Os motores dos ventiladores utilizados em incubadoras neonatais geram um ruido<br />
medio <strong>de</strong> 55 a 60 dB. Os equipamentos (por exemplo, tubo <strong>de</strong> urn ventilador para<br />
aspiracdo <strong>de</strong>ntro da incubadora, bem como o fechamento <strong>de</strong> portinholas e caixilhos <strong>de</strong><br />
armazenagem no fundo) e a ativida<strong>de</strong> em volta da incubadora (barulho da conversa na<br />
equipe <strong>de</strong> enfermagem, dos radios e monitores, dos sistemas <strong>de</strong> chamada e outros<br />
equipamentos) adicionam <strong>de</strong> 10 a 40 dB a este nivel basic° <strong>de</strong> ruido. Isso sem contar o fato<br />
do alarme sonoro po<strong>de</strong>r estar disparado, o que po<strong>de</strong> contabilizar urn nivel <strong>de</strong> ruido acima
22<br />
<strong>de</strong> 80 dB (FANAROFF & KLAUS, 1995). Urn cuidado especial quanto aos alarmes<br />
sonoros que envolvem equipamentos biomedicos, em especial as incubadoras neonatais,<br />
esta no fato <strong>de</strong> possuirem niveis minimos e maximos. Por exemplo, a norma tecnica NBR-<br />
IEC-601-2-19 estabelece urn nivel <strong>de</strong> ruido maximo <strong>de</strong> 60 dB <strong>de</strong>ntro do compartimento do<br />
RN quando o alarme sonoro nao estiver disparado e urn maxim° <strong>de</strong> 80 dB no interior do<br />
mesmo compartimento quando o alarme estiver soando. No lado <strong>de</strong> fora da incubadora, no<br />
entanto, o alarme <strong>de</strong>ve soar em urn nivel sonoro minim° <strong>de</strong> 65 dB a 3 metros <strong>de</strong> distancia<br />
do equipamento para que o alarme seja reconhecido pela equipe clinica a<br />
A A.A.P. (American Aca<strong>de</strong>my of Pediatrics), atraves do Committee on<br />
Environmental Hazards, tern recomendado que esforcos sejam direcionados para a reducao<br />
dos já conhecidos altos niveis <strong>de</strong> ruido em bercarios. 0 padrao industrial permitido <strong>de</strong> 90<br />
dB por 8 horas diarias para exposicao <strong>de</strong> profissionais é generoso <strong>de</strong>mais quando se<br />
estabelece esse criterio para bebes. Animais jovens sofrem danos auditivos em menores<br />
niveis sonoros que adultos da mesma especie (FANAROFF & MARTIN, 1992).<br />
Sons ou ruidos, especialmente os ruidos intermitentes, po<strong>de</strong>m causar no bebe uma<br />
resposta agressiva. 0 bercario e urn local barulhento e a recomendacdo da A.A.P. e reduzir<br />
esse nivel abaixo <strong>de</strong> 70 dB. 0 ruido <strong>de</strong> fundo e o intermitente po<strong>de</strong>m ser reduzidos<br />
simplesmente pedindo a equipe responsavel pelo ambiente que reduza a conversa como<br />
primeiro passo para combater esse mal. E proce<strong>de</strong>nte tambem perguntar se todos os<br />
alarmes <strong>de</strong> monitores cardiacos, por exemplo, sao realmente necessarios (FANAROFF &<br />
MARTIN, 1992).<br />
2.12.2 LUZES<br />
Embora a exposicao constante a luz nas UTI's <strong>de</strong> adultos possa resultar em<br />
<strong>de</strong>sconforto do paciente, seu efeito sobre os pequenos neonatos so recentemente foi<br />
estudado. Na Inglaterra, neonatos prematuros sadios foram separados ao acaso em ciclos<br />
<strong>de</strong> dia e <strong>de</strong> noite ou para as condicoes padronizadas <strong>de</strong> bercario, por exemplo, luz intensa<br />
durante 24 horas por dia. As diferencas foram notadas apps 2 a 3 semanas. Os neonatos<br />
submetidos a luz cfclica mostraram aumento <strong>de</strong> peso muito maior, apesar <strong>de</strong> menos<br />
alimentacdo e corn uma media <strong>de</strong> mais <strong>de</strong> 2 horas <strong>de</strong> sono a cada period() <strong>de</strong> 24 horas. Por
23<br />
isso, os bercarios <strong>de</strong>vem consi<strong>de</strong>rar a possibilida<strong>de</strong> <strong>de</strong> estabelecer periodos <strong>de</strong> ciclos <strong>de</strong> luz<br />
para ajudar os neonatos a estabelecerem a regulacao <strong>de</strong> periodos sono/alerta (FANAROFF<br />
& KLAUS, 1995).<br />
Corn raras excecoes, a iluminacdo em bercarios, as cores utilizadas nas <strong>de</strong>coracoes<br />
das pare<strong>de</strong>s sao exemplos <strong>de</strong> fatores ambientais projetados <strong>de</strong> forma impr6pria ao cuidado<br />
<strong>de</strong> criancas. A alta intensida<strong>de</strong> da luz ambiente po<strong>de</strong> causar dano a retina em animais<br />
recem-nascidos (FANAROFF & MARTIN, 1992).
CAPITULO 3<br />
A CERTIFICAcAO DO EQUIPAMENTO ELETROMEDICO:<br />
INCUBADORA NEONATAL<br />
3.1 INTRODUcA0<br />
Esse capitulo i<strong>de</strong>ntifica as medidas e portarias emitidas pelo Ministerio da Sali<strong>de</strong><br />
que permitem a comercializacao somente dos equipamentos eletromedicos corn<br />
certificacdo por Orgaos competentes. Como este trabalho busca a certificacao do<br />
equipamento <strong>de</strong>senvolvido, sera° apresentados os itens essenciais ao <strong>de</strong>senvolvimento da<br />
parte eletronica <strong>de</strong> acordo corn a norma tecnica NBR-IEC-601-2-19 - Equipamento<br />
eletromedico Parte 2: Prescricoes particulares para seguranca <strong>de</strong> incubadoras neonatais<br />
para recem-nascidos.<br />
Para melhor entendimento dos requisitos <strong>de</strong>scritos na referida norma tecnica,<br />
apresenta-se o principio basic° <strong>de</strong> funcionamento da incubadora neonatal, tomando-se<br />
como exemplo os recursos disponlveis no equipamento neonatal atualmente produzido pela<br />
empresa KSS, mo<strong>de</strong>lo RNP225, o qual nao esta em conformida<strong>de</strong> corn a norma<br />
apresentada e, portanto, <strong>de</strong>vera ser reprojetado.<br />
3.2 0 PROCESSO DE CERTIFICAcAO PARA EQUIPAMENTOS<br />
ELETROMEDICOS<br />
Equipamento eletromedico é urn equipamento eletrico dotado <strong>de</strong> nao mais que urn<br />
recurso <strong>de</strong> conexao a uma <strong>de</strong>terminada re<strong>de</strong> <strong>de</strong> alimentacao eletrica e <strong>de</strong>stinado a<br />
diagnostic°, tratamento ou monitoracao do paciente, sob supervisdo medica, que estabelece<br />
contato fisico ou eletrico corn o paciente e/ou fornece energia para o paciente ou recebe a<br />
que <strong>de</strong>le provem e/ou <strong>de</strong>tecta esta transferencia <strong>de</strong> energia (INMETRO, 1998).<br />
0 mercado nacional disponibiliza para a venda diversas marcas e mo<strong>de</strong>los <strong>de</strong><br />
incubadoras para recem-nascidos. 0 preco d variavel <strong>de</strong>pen<strong>de</strong>ndo da qualida<strong>de</strong> e os
25<br />
recursos existentes no equipamento, po<strong>de</strong>ndo variar livremente entre mo<strong>de</strong>los similares <strong>de</strong><br />
diferentes fabricantes.<br />
0 Ministerio da Sati<strong>de</strong>, atraves da Ag8ncia Nacional <strong>de</strong> Vigilancia Sanitaria, na<br />
resolucao N° 444, <strong>de</strong> 31 <strong>de</strong> agosto <strong>de</strong> 1999, estabelece as regras para a producao e venda<br />
dos equipamentos eletromedicos. Alguns artigos da medida sao transcritos literalmente a<br />
seguir (D.O.U., 1999):<br />
"Art. 1° Adotar a norma tecnica brasileira NBR IEC 60601.1: Equipamento<br />
Eletromedico. Parte 1: Prescricoes Gerais para Seguranca e normas tecnicas particulares da<br />
serie NBR IEC 60601.2."<br />
"Art. 2° 0 fornecedor <strong>de</strong> equipamento eletromedico <strong>de</strong>vera apresentar, para fins do<br />
registro <strong>de</strong> seu produto na Agencia Nacional <strong>de</strong> Vigilancia Sanitaria, copia do certificado<br />
<strong>de</strong> conformida<strong>de</strong> emitido por organismo <strong>de</strong> certificacao <strong>de</strong> produto, cre<strong>de</strong>nciado no ambito<br />
do Sistema Brasileiro <strong>de</strong> Certificacao SBC, ou Relatorio para Analise da Qualida<strong>de</strong> e da<br />
Certificacao do Equipamento - RAQCE, emitido por este organismo, e Declaracao do<br />
Fornecedor, conforme mo<strong>de</strong>lo dos Anexos I e II <strong>de</strong>sta portaria."<br />
"Art. 9° 0 fornecedor <strong>de</strong> equipamento eletromedico que tiver a autorizacao <strong>de</strong><br />
mo<strong>de</strong>lo vencida ou revogada ou seu certificado <strong>de</strong> conformida<strong>de</strong> suspenso ou revogado,<br />
nao po<strong>de</strong>ra fabricar, comercializar ou distribuir o equipamento no mercado, estando sujeito<br />
as sancoes previstas na legislacao sanitaria.".<br />
A NBR IEC 60601.1, tambern chamada <strong>de</strong> Norma Geral (NBR IEC 601-1/1994),<br />
possui os requisitos necessarios para a certificacao <strong>de</strong> equipamentos eletromedicos. A<br />
incubadora neonatal, entretanto, é um equipamento que possui uma norma especifica e,<br />
integrada a ela, estao t6picos da norma geral. A norma NBR IEC 601-2-19 Parte 2:<br />
PrescricOes particulares para seguranca <strong>de</strong> incubadoras para recern-nascidos (RN). A<br />
regulamentacao da norma IEC no Brasil veio corn o Projeto 03:062.04-008:1995, atraves<br />
do CB-26: Comit'e Brasileiro Odonto-Medico-Hospitalar e o CE-26:002.04 — Comissao <strong>de</strong><br />
Estudo <strong>de</strong> Equipamentos Eletromedicos. A valida<strong>de</strong> da norma é a partir <strong>de</strong> 30/05/1997 e<br />
essa norma sera seguida para o projeto do equipamento neonatal (ABNT, 1997).
26<br />
Segundo o INMETRO (Instituto Nacional <strong>de</strong> Normatizacao e Metrologia), a norma<br />
NIE - DINQP (Diretoria <strong>de</strong> Normalizacao, Qualida<strong>de</strong> e Produtivida<strong>de</strong>) - 068 , intitulada<br />
"Regra Especifica para a Certificacao <strong>de</strong> Equipamentos Eletromedicos", é o padrao que<br />
<strong>de</strong>ve ser seguido pelos fabricantes dos equipamentos que <strong>de</strong>sejam obter a certificacao. A<br />
norma nao se restringe apenas aos ensaios <strong>de</strong> rotina no equipamento a ser certificado, mas<br />
é avaliada tambern a empresa solicitante. Atraves do Anexo B - Requisitos para Avaliacao<br />
do Controle <strong>de</strong> Qualida<strong>de</strong> da Fabrica, sao verificados alguns itens da NBR ISO 9001,<br />
compativeis corn os itens das "Boas Praticas <strong>de</strong> Fabricacao <strong>de</strong> Produtos Medicos"<br />
aprovados pela Resolucao MERCOSUL N° 04/95 (INMETRO, 1998).<br />
Todo fornecedor <strong>de</strong> equipamentos eletromedicos, enquadrado na portaria do<br />
Ministerio da San<strong>de</strong> N°2663, <strong>de</strong>ve solicitar a licenca para uso da Marca <strong>de</strong> Conformida<strong>de</strong>.<br />
A responsabilida<strong>de</strong> pelo uso da Marca <strong>de</strong> Conformida<strong>de</strong> é do fornecedor licenciado, nao<br />
po<strong>de</strong>ndo ser transferida para o OCP (Organismo <strong>de</strong> Certificacao <strong>de</strong> Produto, cre<strong>de</strong>nciado<br />
pelo INMETRO) e/ou INMETRO. A licenca para o uso da Marca <strong>de</strong> Conformida<strong>de</strong> nao<br />
substitui as exigencias previstas na legislacao brasileira. 0 fornecedor tem<br />
responsabilida<strong>de</strong> tecnica, civil e criminal referente aos seus produtos, bem como a todos os<br />
documentos referentes a certificacao. 0 fornecedor <strong>de</strong>ve comprometer-se a (INMETRO,<br />
1998):<br />
a) aceitar todas as condicoes que constam na norma NIE- DINQP-068, assim como<br />
aquelas contidas nas normas tecnicas aplicaveis aos produtos;<br />
b) reservar a i<strong>de</strong>ntificacao para o produto que conste na solicitacao;<br />
c) aceitar as <strong>de</strong>cisoes tomadas na aplicacao da norma NIE- DINQP-068, nas<br />
condicoes estabelecidas para cada caso;<br />
d) facilitar aos inspetores e auditores todos os meios necessarios para realizar os<br />
controles <strong>de</strong>finitivos da norma NIE- DINQP-068;<br />
e) abster-se <strong>de</strong> colocar a Marca <strong>de</strong> Conformida<strong>de</strong> em lote que nao atenda os<br />
requisitos da norma NIE- DINQP-068 ou das normas tecnicas aplicaveis;<br />
f) verificar e assegurar a conformida<strong>de</strong> dos produtos corn as normas tecnicas<br />
aplicaveis e corn os requisitos da norma NIE- DINQP-068. Alern disto, <strong>de</strong>ve<br />
exercer urn controle <strong>de</strong> tal forma que a Marca <strong>de</strong> Conformida<strong>de</strong> seja aplicada<br />
exclusivamente nos produtos que estejam em conformida<strong>de</strong>;
27<br />
g) manter o registro <strong>de</strong> resultados e <strong>de</strong> reclamacoes <strong>de</strong> seus clientes, assim como as<br />
noes corretivas implementadas. Estes registros <strong>de</strong>vem estar permanentemente a<br />
disposicao do OCP, para avaliacao do fornecedor.<br />
i) colocar obrigatoriamente a Marca <strong>de</strong> Conformida<strong>de</strong> nos produtos para os quais<br />
ela foi concedida, e somente neles, nas condicoes estabelecidas na norma NIE-<br />
DINQP-068;<br />
j) realizar os controle e ensaios correspon<strong>de</strong>ntes, <strong>de</strong>finidos na norma NIE- DINQP-<br />
068;<br />
k) submeter previamente ao OCP qualquer modificacao que pretenda fazer no<br />
produto ao qual foi concedida a licenca, inclusive <strong>de</strong>signacoes comerciais;<br />
I) submeter ao OCP todos os documentos on<strong>de</strong> figura a Marca <strong>de</strong> Conformida<strong>de</strong>;<br />
m) fazer uso da Marca <strong>de</strong> Conformida<strong>de</strong> somente em documentos que facam<br />
referencia aos produtos certificados, sem <strong>de</strong>ixar duvidas quanto aos mo<strong>de</strong>los<br />
certificados e os nao certificados.<br />
A administracao da licenca para o uso da Marca <strong>de</strong> Conformida<strong>de</strong> compreen<strong>de</strong> as<br />
seguintes etapas (INMETRO, 1998):<br />
a) analise pelo OCP, da solicitacao do fornecedor para obtencao da licenca para o<br />
uso da Marca <strong>de</strong> Conformida<strong>de</strong>;<br />
b) analise da documentacao do fornecedor;<br />
c) auditoria no fornecedor<br />
d) ensaios <strong>de</strong> rotina, conforme Anexo A (NBR 601-1/1994 norma geral para<br />
ensaios <strong>de</strong> equipamentos eletromedicos e a NBR IEC 601-2-19);<br />
e) apreciacao do processo na Comissao <strong>de</strong> Certificacao;<br />
f) assinatura do contrato objeto <strong>de</strong> licenca;<br />
g) emissao da licenca para o uso da Marca <strong>de</strong> Qualida<strong>de</strong>;<br />
h) supervisdo e controle do licenciamento;<br />
i) ensaios <strong>de</strong> tipo a cada 5 anos.<br />
A i<strong>de</strong>ntificaclio da Certificacao no ambito do SBC (Sistema Brasileiro <strong>de</strong><br />
Certificacao) para equipamentos medicos esta estabelecida na NIE-DINQP-034, em<br />
conformida<strong>de</strong> com a Resolucao do CONMETRO (Conselho Nacional <strong>de</strong> Metrologia,<br />
Normalizacao e Qualida<strong>de</strong> Industrial) N° 02 <strong>de</strong> 11/12/1997, publicada no DOU em
28<br />
10/03/1998. 0 OCP <strong>de</strong>ve assegurar-se que a posicao da Marca <strong>de</strong> Conformida<strong>de</strong> seja feita<br />
<strong>de</strong> forma in<strong>de</strong>level e visivel bem como da possibilida<strong>de</strong> dos equipamentos eletromedicos<br />
serem rastreados por numeracao seqiiencial ou outra forma <strong>de</strong>liberada pelo OCP em<br />
comum acordo corn o fornecedor (INMETRO, 1998).<br />
Cumpridos todos os requisitos exigidos na norma NIE-DINQP-068, o OCP<br />
apresenta o processo contendo o relatorio <strong>de</strong> auditoria e os relatorios <strong>de</strong> ensaios<br />
Comissao <strong>de</strong> Certificacao do OCP. E <strong>de</strong> competencia exclusiva da Comissao <strong>de</strong><br />
Certificacao do OCP a aprovacao do processo para concessao da licenca para o uso da<br />
Marca <strong>de</strong> Conformida<strong>de</strong>. Aprovado o processo, o OCP comunica ao fornecedor o mimero<br />
<strong>de</strong> sua licenca. Em caso <strong>de</strong> nao aprovacao, o OCP encaminha ao fornecedor o parecer da<br />
Comissao <strong>de</strong> Certificacao do OCP. A Iicenca para o uso da Marca <strong>de</strong> Conformida<strong>de</strong> <strong>de</strong>ve<br />
ser concedida ap6s a assinatura do contrato firmado entre o OCP e o fornecedor<br />
(INMETRO, 1998).<br />
A manutencao do processo <strong>de</strong> avaliacao do fornecedor e da certificacao do produto<br />
e periodica, <strong>de</strong>vendo ser realizada, pelo menos, uma vez a cada 12 (doze) meses. Se o<br />
fabricante mantem certificacao <strong>de</strong> sistema da qualida<strong>de</strong>, no ambito do SBC, <strong>de</strong> acordo corn<br />
a serie ISO 9000, o OCP <strong>de</strong>ve consi<strong>de</strong>rar esta certificacao nesta avaliacao periodica, <strong>de</strong>ste<br />
que atendidas as normas gerais e especificas do equipamento analisado (NBR 601-1/1994 e<br />
NBR IEC 601-2-19) (INMETRO, 1998).<br />
0 laboratorio cre<strong>de</strong>nciado para o ensaio <strong>de</strong> certificacao é <strong>de</strong> livre escolha do<br />
fabricante do equipamento. 0 laboratorio nao po<strong>de</strong> divulgar os resultados dos ensaios,<br />
<strong>de</strong>vendo encaminha-lo em carater reservado ao OCP. A pedido do fornecedor, po<strong>de</strong> ser<br />
realizada uma verificacao inicial da conformida<strong>de</strong> as normas tecnicas aplicaveis atraves <strong>de</strong><br />
ensaios em protOtipos. Quando os ensaios forem realizados em prototipo e este for<br />
aprovado, os resultados iniciais <strong>de</strong>verao ser confirmados na avaliacao do controle <strong>de</strong><br />
qualida<strong>de</strong>, <strong>de</strong>s<strong>de</strong> que o produto nao tenha recebido modificacoes tecnicas (INMETRO,<br />
1998).<br />
Alguns laboratorios para ensaio em equipamentos eletromedicos no Brasil estao<br />
listados no Anexo I.
29<br />
3.3 0 FUNCIONAMENTO DE UMA INCUBADORA NEONATAL<br />
Conforme apresentado, a incubadora para recem-nascidos é urn ambiente fechado e<br />
transparente, cuja finalida<strong>de</strong> é proporcionar uma condicao muito proxima do i<strong>de</strong>al,<br />
evitando variacoes excessivas <strong>de</strong> temperatura e umida<strong>de</strong> relativa do ar (UR%) in<strong>de</strong>sejaveis<br />
para a recuperacao do neonato. A incubadora neonatal é utilizada principalmente para<br />
tratamento <strong>de</strong> bebes prematuros porque estabelece urn ambiente fisico estavel a fim <strong>de</strong><br />
contribuir para seu <strong>de</strong>senvolvimento<br />
A incubadora, entao, e urn equipamento eletromedico dotado <strong>de</strong>:<br />
• Temperatura intern estavel<br />
• Controle para ajustar a temperatura <strong>de</strong>sejada<br />
• Monitoracao da umida<strong>de</strong> relativa do ar<br />
• Alarmes para seguranca do neonato<br />
• Protecao contra eventuais falhas eletricas ou mecanicas<br />
A Figura 3 ilustra <strong>de</strong> forma generica uma incubadora neonatal. Os recursos<br />
existentes variam <strong>de</strong> acordo corn o mo<strong>de</strong>lo e o fabricante do produto.<br />
SenSor<br />
RN<br />
Sensor do<br />
compartimento<br />
do RN<br />
Corn partim ento<br />
do RN<br />
Sensor UR %<br />
Paine) <strong>de</strong><br />
Contrale<br />
Duto <strong>de</strong><br />
ar quanta<br />
Re<strong>de</strong> Eletrica<br />
127/220 V<br />
-.01■■<br />
-411.■<br />
-411••■•<br />
FIltro<br />
F-1=3 Entrada <strong>de</strong> Ar<br />
Reservatodo<br />
D'agua<br />
Resistencia <strong>de</strong><br />
aquecimento<br />
Ventilador<br />
Figura 3 - Desenho <strong>de</strong> uma incubadora neonatal generica (adaptado <strong>de</strong> FANAROFF &<br />
MARTIN, 1992)
30<br />
A re<strong>de</strong> eletrica <strong>de</strong> 127 ou 220 V alternada prove a corrente eletrica necessaria para<br />
a alimentacao dos circuitos <strong>de</strong> controle e o aquecimento da resistencia eletrica. A<br />
dissipacao <strong>de</strong> calor pelo efeito Joule (corrente eletrica circulando atraves <strong>de</strong> uma<br />
resistencia eletrica) é quem proporciona o aquecimento do compartimento do RN. 0 ar<br />
quente é transportando atraves <strong>de</strong> urn ventilador eletrico (consi<strong>de</strong>racao feita para<br />
incubadoras aquecidas por conveccao). Quanto maior a potencia dissipada na resistencia,<br />
mais rapid° é o aquecimento da incubadora, e por conseguinte, mais rapid() o equipamento<br />
estard disponivel para o servico. Ha uma restricao na norma NBR IEC 601-2-19 que a<br />
maxima temperatura <strong>de</strong> contato em superficies metalicas esteja em 300°C (ABNT, 1997),<br />
pois os produtos quirnicos utilizados na limpeza e <strong>de</strong>sinfeccao <strong>de</strong> equipamentos<br />
biornedicos po<strong>de</strong>m sofrer pirolise quando expostos a altas temperaturas, liberando gases<br />
t6xicos ao interior do compartimento do RN. Entdo urn cuidado especial <strong>de</strong>ve ser tornado<br />
na escolha da resistencia <strong>de</strong> aquecimento pois urn baixo valor ohmico proporciona urn<br />
tempo menor <strong>de</strong> aquecimento e a conseguinte diminuicao do tempo <strong>de</strong> preparacao do<br />
equipamento para o servico, porem ha riscos para o cumprimento da norma. Uma maneira<br />
<strong>de</strong> tentar diminuir o tempo <strong>de</strong> aquecimento sem aumentar <strong>de</strong>mais a temperatura em urn<br />
ponto do equipamento, é a construe -do <strong>de</strong> um sistema <strong>de</strong> aquecimento chaveando<br />
resistencias em paralelo e distribuindo o fluxo <strong>de</strong> ar <strong>de</strong> maneira uniforme entre as mesmas.<br />
0 ar frio, proveniente do ambiente da UTIN, é filtrado para reter possiveis<br />
particulas solidas. Uma vez aquecido, passa atraves <strong>de</strong> urn reservatorio d'agua e é insuflado<br />
para circular no interior do compartimento do RN. A umidificacao é necessaria porque o ar<br />
que atravessa a resistencia, durante o processo <strong>de</strong> aquecimento, per<strong>de</strong> gran<strong>de</strong> parte <strong>de</strong> sua<br />
umida<strong>de</strong>.<br />
0 ar <strong>de</strong>ve recircular <strong>de</strong>ntro do compartimento do RN. A circulacao <strong>de</strong>ve ser<br />
eficiente para que a temperatura e a umida<strong>de</strong> relativa estejam homogeneas em todas as<br />
regioes do compartimento. Nao ha risco <strong>de</strong> aquecimento excessivo no leito que acomoda o<br />
bebe porque ha isolacao termica separando o compartimento do RN das <strong>de</strong>mais partes da<br />
incubadora.<br />
Urn circuito eletronico permite o controle da quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong> corrente eletrica que<br />
circula na resistencia <strong>de</strong> aquecimento, <strong>de</strong> acordo corn a temperatura medida em urn dos<br />
dois sensores (sensor do RN ou sensor do compartimento do RN), em relacao a
31<br />
temperatura <strong>de</strong>sejada, chamada <strong>de</strong> temperatura <strong>de</strong> controle, ou set-point (SP). Por<br />
exemplo, o valor <strong>de</strong>terminado para a temperatura <strong>de</strong> controle é <strong>de</strong> 36,5°C. Supondo que a<br />
temperatura <strong>de</strong> referencia seja a temperatura do RN, indicando urn valor <strong>de</strong> 36°C no sensor<br />
do RN. Isto significa que existe urn erro <strong>de</strong> -0,5°C, indicando para o circuito <strong>de</strong> controle a<br />
necessida<strong>de</strong> <strong>de</strong> fornecer mais corrente a resistencia, aquecendo mais o ar do<br />
compartimento do RN. Em situacao inversa, porem, temperatura <strong>de</strong> controle em 36,5°C e<br />
temperatura no sensor do RN em 37,0°C, ha urn erro positivo <strong>de</strong> 0,5°C indicando que<br />
houve um overshoot, ou excesso <strong>de</strong> temperatura no ambiente <strong>de</strong>sej ado. Se estiver<br />
ocorrendo urn erro entre a temperatura <strong>de</strong> controle e a <strong>de</strong> referencia (nesse caso a<br />
temperatura do RN), maior ou igual a zero, imediatamente é cortada a corrente eletrica<br />
para a resistencia <strong>de</strong> aquecimento, e aguarda-se que o compartimento resfrie naturalmente,<br />
ja que nao existe sistema <strong>de</strong> refrigeracao na maioria das incubadoras.<br />
A utilizacao <strong>de</strong> dois sensores <strong>de</strong> temperatura, o sensor do RN e o sensor do<br />
compartimento do RN, nao tern finalida<strong>de</strong> exclusivamente redundante. A prescricao em<br />
norma permite que existam duas alternativas para controle <strong>de</strong> temperatura. Quando a<br />
temperatura <strong>de</strong> controle esta referenciada sobre o sensor do compartimento do RN,<br />
significa que a incubadora esta no modo <strong>de</strong> operacao em ATC (Air Temperature Control).<br />
tambern, a utilizacao do controle da temperatura pelo sensor <strong>de</strong> temperatura da pele, ou<br />
sensor do RN, chamado <strong>de</strong> modo ITC (Infant Temperature Control) (ABNT, 1997). 0<br />
modo padrao <strong>de</strong> utilizacao nas incubadoras é o ITC. A justificativa é que os bebes possuem<br />
comportamentos fisiologicos variados, <strong>de</strong>senvolvendo temperaturas corporeas diferentes.<br />
Como o controle esta referenciado ao RN, a resistencia <strong>de</strong> aquecimento vai gerar mais<br />
calor se a temperatura do bebe estiver abaixo da temperatura <strong>de</strong> controle e vice-versa.<br />
Supondo que o controle <strong>de</strong> temperatura esteja no modo ATC, a temperatura do<br />
compartimento do RN estard sempre estavel, porque a referencia é a temperatura do<br />
compartimento na qual o bebe esta imerso. Se o bebe <strong>de</strong>senvolver urn quadro clinico <strong>de</strong><br />
hipertermia, a temperatura do ambiente ao qual estard exposto, neste caso esta acima da<br />
<strong>de</strong>sejada, pois o i<strong>de</strong>al <strong>de</strong>veria ser uma temperatura menor que a ajustada para tentar reduzir<br />
a temperatura do bebe. Analogia similar é utilizada se o bebe estiver <strong>de</strong>senvolvendo urn<br />
quadro <strong>de</strong> hipotermia, on<strong>de</strong> o aquecimento po<strong>de</strong> estar abaixo das condicoes i<strong>de</strong>ais aquela<br />
situacao clinica.
32<br />
0 modo <strong>de</strong> controle termico da incubadora ITC é o mais utilizado, porem o sensor<br />
do RN possui uma maior fragilida<strong>de</strong> <strong>de</strong>vido as pequenas dimensoes e ao intenso uso.<br />
Como esta fixo ao corpo do neonato, po<strong>de</strong> romper pelo movimento brusco ou sofrer um<br />
dano eletrico pela umida<strong>de</strong> no interior do encapsulamento. Como o controle termico<br />
necessita <strong>de</strong> uma referencia <strong>de</strong> temperatura, quando <strong>de</strong>tectada a falha no sensor <strong>de</strong> pele,<br />
automaticamente o sensor <strong>de</strong> temperatura colocado no compartimento do RN assume a<br />
referencia <strong>de</strong> temperatura na visao do set point e e indicado no painel o modo <strong>de</strong> operacao<br />
em ATC.<br />
Alern da temperatura, a medida da umida<strong>de</strong> relativa do ar (UR%) <strong>de</strong>ve ser feita<br />
para que o compartimento do RN esteja <strong>de</strong>ntro <strong>de</strong> parametros a<strong>de</strong>quados para o tratamento.<br />
A incubadora possui urn sensor para a medida da UR%, porem a norma nao exige o<br />
controle automatic° <strong>de</strong>ssa variavel (talvez pela dificulda<strong>de</strong> <strong>de</strong> implementacao no<br />
equipamento). Um controle manual po<strong>de</strong> ser executado pelo medico ou enfermeiro<br />
responsavel, atraves da manipulacao <strong>de</strong> urn nebulizador agregado ao equipamento. As<br />
incubadoras <strong>de</strong>senvolvidas antes da aplicacao da norma regulamentar para a<br />
comercializacao utilizavam urn reservatorio interno contendo agua. 0 rigor no combate<br />
infeccao hospitalar, pela dificulda<strong>de</strong> <strong>de</strong> limpeza e esterilizacao do reservatorio interno ao<br />
equipamento <strong>de</strong>saconselha a utilizacao <strong>de</strong>sse metodo para umidificar o compartimento do<br />
RN.<br />
Os sensores utilizados para medir as variaveis envolvidas, bem como o circuito que<br />
as controla, nao po<strong>de</strong>m ser consi<strong>de</strong>rados os <strong>de</strong> maior importancia em urn equipamento<br />
eletromedico. Se, na aquisicao das variaveis ou no controle do processo existirem erros ou<br />
falhas, o risco a vida do bebe é alto. Assim, ha necessida<strong>de</strong> <strong>de</strong> projetar alarmes e atuadores<br />
para <strong>de</strong>teccao e protecao contra falhas. Os alarmes produzem urn efeito sonoro e visual<br />
corn a finalida<strong>de</strong> <strong>de</strong> chamar a atencao do corpo clinic°. Lampadas e led's (diodos<br />
emissores <strong>de</strong> luz) indicam a origem da falha no painel da incubadora. Uma campainha do<br />
tipo buzzer, normalmente piezoeletrica, emite urn sinal sonoro, intermitente e audivel.<br />
Cada alarme possui uma peculiarida<strong>de</strong> e a norma especifica sua condicao e o nivel sonoro<br />
<strong>de</strong> acordo corn o equipamento envolvido. Os alarmes da incubadora neonatal <strong>de</strong>vem<br />
disparar cada vez que ocorrer:
33<br />
• Temperatura Baixa (abaixo <strong>de</strong> 35°C)<br />
• Temperatura Alta (38°C ou superior)<br />
• Desconexao ou rompimento do sensor <strong>de</strong> temperatura da pele<br />
• Falha na ventilacao<br />
• Interrupcdo no fornecimento <strong>de</strong> energia eletrica ao equipamento<br />
Obs. o alarme sonoro e visual <strong>de</strong> Temperatura Baixa nao é exigido na norma tecnica NBR-<br />
IEC-601-2-19, porem é implementado no equipamento como uma funcao acessoria para<br />
auxiliar a equipe clinica.<br />
0 alarme <strong>de</strong> <strong>de</strong>sconexao ou rompimento do sensor do RN é apenas para que o<br />
usuario i<strong>de</strong>ntifique o problema e provi<strong>de</strong>ncie a substituicao, porque o controle é<br />
automaticamente transferido para a temperatura medida no compartimento do RN.<br />
Quando urn alarme dispara, existe a ocorrencia <strong>de</strong> uma condicao anormal ou falha.<br />
O operador <strong>de</strong>sliga o alarme sonoro para que nao incomo<strong>de</strong> o ambiente neonatal, porem a<br />
indicacao visual persiste. Se houver um novo alarme sonoro, significa que a condicao<br />
anormal ocorreu novamente e po<strong>de</strong> significar uma falha grave do equipamento. Se persistir<br />
a indices criticos, o atuador tern que intervir e <strong>de</strong>sligar o aquecimento, cortando a corrente<br />
para a resistencia <strong>de</strong> aquecimento. Sao consi<strong>de</strong>radas falhas graves:<br />
• Temperatura excessivamente alta (38°C ou 40°C)<br />
• Falha na ventilacao<br />
Obs. As duas temperaturas citadas (38 ou 40°C) sao <strong>de</strong>vidas a uma condicao especial que<br />
equipamento <strong>de</strong>ve possuir para que a equipe clinica possa ultrapassar a temperatura <strong>de</strong><br />
controle ate 39°C quando julgar necessario. Para isso o valor inicial do limitador termico<br />
em 38°C <strong>de</strong>ve ser inibido e passar a atuar em 40°C.<br />
Urn problema constitui na <strong>de</strong>finicao dos alarmes <strong>de</strong> temperatura. A norma<br />
prescreve condicoes para alarme <strong>de</strong> temperatura alta. Se a incubadora estiver no modo<br />
ITC, quando a temperatura atingir 38°C ha disparo do alarme sonoro e visual <strong>de</strong><br />
temperatura alta. 0 usuario é alertado do ocorrido e aciona urn botao que silencia o alarme
34<br />
sonoro. A indicacao visual <strong>de</strong>ve permanecer ate que a temperatura esteja novamente<br />
abaixo <strong>de</strong> 38°C. Algumas situagoes clinicas, porem, exigem que a temperatura da<br />
incubadora ou do recem-nascido esteja acima <strong>de</strong> 37°C. 0 equipamento <strong>de</strong>ve possuir a<br />
condicao <strong>de</strong> inibir o alarme <strong>de</strong> temperatura alta em 38°C e estabelecer urn novo alarme em<br />
39°C, indicando com uma lampada amarela <strong>de</strong> advertencia que o usuario esta solicitando<br />
um controle fora da faixa normal <strong>de</strong> utilizacao. Caso o controle falhe por problemas<br />
eletricos, ou atmosfericos (raio, excesso <strong>de</strong> calor ambiente, luz solar inci<strong>de</strong>nte na<br />
incubadora), o atuador <strong>de</strong>ve <strong>de</strong>sligar a resistencia <strong>de</strong> aquecimento quando a temperatura<br />
atingir 39°C. So havera restabelecimento da energia na resistencia se a temperatura for<br />
inferior a 39°C. Essa condicao é similar para a incubadora operando no modo ATC, porem<br />
os niveis <strong>de</strong> alarme sao em 39°C e o atuador dispara em 40°C.<br />
0 alarme <strong>de</strong> temperatura baixa nao possui urn limite pre-<strong>de</strong>finido na norma. Corn a<br />
incubadora em ITC, se o sensor <strong>de</strong> temperatura da pele indicar temperatura abaixo <strong>de</strong> 36°C<br />
e uma indicacao <strong>de</strong> que o bebe nao esta em uma condicao i<strong>de</strong>al, entao é pru<strong>de</strong>nte a<br />
colocacao <strong>de</strong> urn alarme. No modo ATC, a temperatura baixa indica que a resistencia <strong>de</strong><br />
aquecimento nao esta fornecendo energia termica suficiente para o conforto do neonato.<br />
Isto po<strong>de</strong> significar urn problema eletrico no equipamento, e uma solucao bastante<br />
interessante é implementar urn alarme <strong>de</strong> temperatura baixa.<br />
A falha na ventilacao é uma condicao que <strong>de</strong>ve disparar o alarme visual e sonoro,<br />
proporcionando tambern o disparo do atuador sobre a resistencia <strong>de</strong> aquecimento. A<br />
condicao critica ocorre quando ha corrente eletrica na resistencia e nao existe fluxo <strong>de</strong> ar<br />
transportado ao compartimento do RN, sobreaquecendo o leito do bebe. 0 isolamento<br />
termico e os circuitos eletronicos nao suportam calor excessivo, <strong>de</strong>rretendo e/ou<br />
provocando fogo no equipamento. A falha na ventilacao <strong>de</strong>ve ser prevenida inclusive se o<br />
motor do ventilador estiver funcionando e a Mice que movimenta o ar quente se quebrar.<br />
0 usuario interfere no funcionamento modificando apenas a temperatura <strong>de</strong><br />
controle <strong>de</strong>sejada e o conhecimento dos alarmes disparados, silenciando o buzzer sonoro.<br />
As <strong>de</strong>mais operacOes <strong>de</strong> aquisicao <strong>de</strong> temperatura, umida<strong>de</strong> relativa, temperaturas limite <strong>de</strong><br />
alarmes e atuadores sao automaticas e programadas em fabrica para protecao do neonato.
35<br />
A Figura 4 mostra a foto da Incubadora Neonatal RNP 225 da empresa ja<br />
mencionada. Trata-se <strong>de</strong> um equipamento projetado corn circuitos eletronicos analogicos,<br />
ou seja, nao emprega microprocessadores. Como o projeto foi implementado antes das<br />
condicoes impostas pelo Ministerio da San<strong>de</strong>, o equipamento nao atendia a norma<br />
especifica, nao incorporando os recursos <strong>de</strong> medida da umida<strong>de</strong> relativa do ar. Alem disso,<br />
a exatidao dos sensores <strong>de</strong> temperatura é proxima <strong>de</strong> ±1°C, pois sao utilizados termistores<br />
ceramicos e o controle da temperatura é do tipo on-off (liga e <strong>de</strong>sliga), na qual o overshoot<br />
no controle <strong>de</strong> temperatura esti na faixa <strong>de</strong> ±2°C.<br />
Figura 4 - Incubadora Neonatal mo<strong>de</strong>lo RNP225 da Empresa KSS<br />
3.4 ANALISE DA NORMA NBR IEC 601-2-19<br />
A ABNT (Associacao Brasileira <strong>de</strong> Normas Tecnicas) é o F6rum Nacional <strong>de</strong><br />
Normalizacao. As normas brasileiras, cujos contendos sao <strong>de</strong> responsabilida<strong>de</strong> dos<br />
Comites Brasileiros (CB) e dos Organismos <strong>de</strong> Normalizacao Setorial (ONS), sao<br />
elaborados por ComissOes <strong>de</strong> Estudo (CE) formadas por representantes dos setores<br />
envolvidos, tais como: fabricantes, consumidores e entida<strong>de</strong>s neutras (universida<strong>de</strong>s,<br />
laboratorios e outros). Os projetos <strong>de</strong> norma brasileira elaborados no ambito dos CB e<br />
ONS circulam para votacao nacional entre os associados da ABNT e <strong>de</strong>mais interessados<br />
(ABNT, 1997).
36<br />
A norma NBR IEC 601-2-19 equipamento eletromedico Parte 2: Prescricoes<br />
particulares para seguranca <strong>de</strong> incubadoras para recem-nascidos (RN), <strong>de</strong> abril <strong>de</strong> 1997, é<br />
uma norma especifica. Tal norma emenda e complementa a NBR IEC 601-1 Parte 1:<br />
Prescricoes gerais para seguranca <strong>de</strong> equipamentos eletromedicos, tambem referida como<br />
norma geral. As prescricoes da norma NBR IEC 601-2-19 tern priorida<strong>de</strong> sobre a norma<br />
geral. Uma <strong>de</strong>claracao nesse sentido é dada nessa norma particular (ABNT, 1997).<br />
0 estudo da norma, corn a finalida<strong>de</strong> <strong>de</strong> certificacao do produto, <strong>de</strong>ve ser criterioso.<br />
A norma geral, bem como parte da norma particular, trata <strong>de</strong>: resistencia mecanica, riscos<br />
<strong>de</strong> seguranca por falhas mecanicas, angulos, arestas e partes expelidas. Essas partes serao<br />
<strong>de</strong>scartadas da analise, por se tratar <strong>de</strong> urn assunto especifico a engenharia mecanica e<br />
resist'encia dos materiais (foi terceirizado urn estudo pela empresa KSS corn profissionais<br />
formados na area para <strong>de</strong>senvolvimento <strong>de</strong> urn novo mo<strong>de</strong>lo <strong>de</strong> incubadora). A parte da<br />
norma estudada refere-se aos dispositivos eletroeletronicos envolvidos no equipamento, na<br />
qual o projeto po<strong>de</strong> ser i<strong>de</strong>alizado <strong>de</strong> forma in<strong>de</strong>pen<strong>de</strong>nte aos <strong>de</strong>mais topicos.<br />
As secoes da norma tecnica NBR-IEC-601-2-19 que sao <strong>de</strong> interesse para utilizacao<br />
no projeto eletronico a ser <strong>de</strong>senvolvido, estao <strong>de</strong>scritas no Anexo II.
CAPITULO 4<br />
DESENVOLVIMENTO DO PROTOTIPO<br />
Este capitulo aborda todo o processo <strong>de</strong> <strong>de</strong>senvolvimento da parte eletronica da<br />
incubadora neonatal, <strong>de</strong>s<strong>de</strong> as especificacoes ate a construcao do prototipo final. Na<br />
selecdo dos componentes eletronicos consi<strong>de</strong>rou-se o custo e o prazo <strong>de</strong> fornecimento.<br />
Alem disso, procurou-se <strong>de</strong>senvolver o prot6tipo objetivando torna-lo urn produto<br />
comercial para ser produzido em escala.<br />
4.1 DIRETRIZES BASICAS PARA 0 PROJETO<br />
0 mo<strong>de</strong>lo anterior da incubadora neonatal produzida pela empresa KSS <strong>de</strong>finiu<br />
algumas diretrizes basicas para o novo projeto. Analisando o equipamento como urn todo,<br />
concluiu-se que a parte mecanica <strong>de</strong> sustentacao e suporte do compartimento do RN nao<br />
necessitavam ser alterados. Por outro lado, os circuitos para o controle <strong>de</strong> temperatura,<br />
monitoracao <strong>de</strong> umida<strong>de</strong> relativa do ar e circuitos <strong>de</strong> alarme para seguranca do RN<br />
necessitam modificacoes <strong>de</strong> maneira que o equipamento possa aten<strong>de</strong>r as recomendacOes<br />
estabelecidas em norma. Resumindo, <strong>de</strong>cidiu-se preservar a parte mecanica do<br />
equipamento e implementar urn novo circuito eletronico, capaz <strong>de</strong> satisfazer a norma<br />
tecnica NBR-IEC-601-2-19, "reformulando" por software, a interface homem-maquina do<br />
equipamento.<br />
4.2 ESPECIFICAcA0 DO PROJETO ELETRONICO BASEADO NA NORMA<br />
NBR-IEC-601-2-19<br />
As quatro fases tipicas <strong>de</strong> urn projeto sdo a especificacao, projeto, implementacao e<br />
testes. A especificacao e o momento <strong>de</strong> documentar o <strong>de</strong>sejo do cliente em relacdo ao que<br />
a equipe <strong>de</strong> <strong>de</strong>senvolvimento po<strong>de</strong> e ill construir. Esta é uma etapa marcada por diversos
38<br />
tipos <strong>de</strong> reuniao, confeccionando planilhas, fluxogramas, <strong>de</strong>terminacao <strong>de</strong> prazos a serem<br />
cumpridos e custos totais para colocar em producao.<br />
A experiencia em <strong>de</strong>senvolvimento <strong>de</strong> produtos mostra que a economia <strong>de</strong> tempo<br />
na fase <strong>de</strong> especificacao provoca, normalmente, urn atraso posterior nas fases <strong>de</strong><br />
implementacao e testes. A especificacdo levou a confeccdo do cronograma <strong>de</strong> ativida<strong>de</strong>s,<br />
<strong>de</strong>scrito no Anexo III.<br />
Durante a fase <strong>de</strong> projeto, verificou-se a viabilida<strong>de</strong> comercial do produto e <strong>de</strong>finiuse<br />
a plataforma <strong>de</strong> hardware utilizada, sensores, atuadores e a interface <strong>de</strong> entrada e saida<br />
(I/O) corn o usuario. A regra principal do presente caso é o cumprimento da norma NBR<br />
IEC 601-2-19, combinada coin a aplicacao das novas tecnologias em componentes<br />
eletrOnicos existentes (preferencialmente disponiveis no comercio nacional).<br />
A escolha dos componentes eletronicos, sensores e <strong>de</strong>mais dispositivos é criteriosa<br />
quando existe producao em escala industrial. Os fatores <strong>de</strong>terminantes na especificacao dos<br />
componentes seguem <strong>de</strong> forma geral as seguintes priorida<strong>de</strong>s:<br />
1- Confiabilida<strong>de</strong><br />
2- Exatidao<br />
3- Tempo <strong>de</strong> vida<br />
4- Custo<br />
5- Dominio da plataforma escolhida<br />
Nao existe sucesso ao implementar o projeto <strong>de</strong> urn equipamento se:<br />
- Os componentes eletronicos utilizados no sistema <strong>de</strong> protecao falharem.<br />
- Nao possuir exatidao minima exigida na norma ABNT.<br />
- Os gran<strong>de</strong>s fabricantes dos componentes eletronicos utilizados nab garantirem o<br />
abastecimento por, pelo menos, cinco anos apps o mesmo ter sido <strong>de</strong>scontinuado<br />
<strong>de</strong>vido a evolucao tecnologica e nao existir urn componente similar substituto (o<br />
tempo <strong>de</strong> vida em 5 anos foi consi<strong>de</strong>rado pela empresa como suficiente para<br />
cobrir os custos <strong>de</strong> <strong>de</strong>senvolvimento e a partir <strong>de</strong>ssa data convern reestruturar a<br />
plataforma do produto).
39<br />
- Possuir preco in<strong>de</strong>xado a moeda estrangeira e que, <strong>de</strong>pen<strong>de</strong>ndo da quantida<strong>de</strong><br />
envolvida por unida<strong>de</strong> produzida, inviabilize economicamente a comercializacao<br />
do equipamento.<br />
- Algum componente eletronico utilizando arquitetura proprietaria, <strong>de</strong> dificil<br />
suporte tecnico e literatura limitada. 0 historico comercial da empresa e do<br />
componente utilizado <strong>de</strong>ve ser tambem cuidadosamente analisado.<br />
A implementacao e os testes sao a montagem e a experimentacao em bancada <strong>de</strong><br />
urn prototipo que iniciara a linha <strong>de</strong> producao do equipamento. Ate que seja atingida a<br />
confiabilida<strong>de</strong> necessaria do equipamento "cabeca-<strong>de</strong>-serie", muitos circuitos<br />
experimentais sera° ensaiados. No caso da incubadora neonatal, os testes preliminares sao<br />
feitos no laboratorio da propria empresa, porem, para o processo <strong>de</strong> certificacao, <strong>de</strong>vera ser<br />
necessario realizar alguns pre-ensaios em laboratorios especializados.<br />
4.3 0 PROJETO ELETRONICO<br />
Ap6s o estudo do equipamento existente (KSS mo<strong>de</strong>lo RNP 225) e das<br />
recomendacOes estabelecidas na norma seguindo as regras <strong>de</strong> projeto supracitadas, optouse<br />
pela implementacao <strong>de</strong> uma plataforma <strong>de</strong> hardware baseada em microcontroladores. 0<br />
diagrama em blocos do circuito implementado esta apresentado na Figura 5.
40<br />
ALTMENTACAO<br />
GERADOR<br />
RESET<br />
BARRAMENTO DE ENDPREC 0 S<br />
BARRAMENTO DE DADOS<br />
\ 7 \‘,7<br />
WATCHDOG Memoria Memoria<br />
<strong>de</strong><br />
<strong>de</strong><br />
Dodos<br />
Programa<br />
CLOCK<br />
BARRAMENTO DE CONTROLE<br />
DECODIFICAcA0 DE I/0<br />
A<br />
L<br />
A<br />
R<br />
M<br />
LCD<br />
A<br />
TECLADO<br />
SENS ORES<br />
DE<br />
TEMPERATITRA<br />
CONVERSOR<br />
MD<br />
U<br />
A<br />
D<br />
0<br />
RESISTENCIA<br />
DE<br />
AOUECIMENTO<br />
DRIVER<br />
DE<br />
P OTENCIA<br />
SENSOR<br />
DE<br />
UR%<br />
Figura 5 - Diagrama em blocos da plataforma <strong>de</strong> hardware da incubadora neonatal.
41<br />
4.3.1 0 SISTEMA MICROPROCESSADO<br />
0 hardware, ou o circuito fisico existente é um sistema microprocessado no qual a<br />
monitoracao e o controle <strong>de</strong> temperatura e da umida<strong>de</strong> relativa do ar (UR%), dos atuadores<br />
para seguranca e protecao contra falhas, da interface <strong>de</strong> VO (Input/Output), sdo realizados<br />
atraves <strong>de</strong> urn software, ou programa armazenado em algum dispositivo <strong>de</strong> memoria fIsica,<br />
integrado ao equipamento. Como uma das variaveis envolvidas na monitoracao e controle<br />
do sistema é a temperatura, e a outra (so monitoracao) é a umida<strong>de</strong> relativa, o tempo <strong>de</strong><br />
resposta do sistema microprocessado nao é critic°, abrindo a possibilida<strong>de</strong> <strong>de</strong> use <strong>de</strong><br />
componentes corn freqiiencia <strong>de</strong> clock mais baixas, facilitando a especificacao do mesmo.<br />
Assim, optou-se por urn sistema microprocessado tipicamente utilizado em<br />
automacao industrial ou comercial (controladores <strong>de</strong> temperatura, relogio ponto, pontos <strong>de</strong><br />
venda (PDV), alarmes) que possui barramento <strong>de</strong> dados com extensao <strong>de</strong> 8 bits e<br />
barramento <strong>de</strong> en<strong>de</strong>recos em 16 bits (permitindo acessar 2 16 = 65536 posicŌes <strong>de</strong><br />
memoria). No barramento <strong>de</strong> controle estao principalmente os sinais <strong>de</strong> RD (read), WR<br />
(write) e CS (chip select) responsaveis pelo acesso a memoria e I/O. 0 software<br />
responsavel pelo funcionamento do equipamento é armazenado em memoria nao-volatil<br />
(por exemplo, EPROM - Eraseable Programmable Read Only Memory), <strong>de</strong>nominada<br />
"memoria <strong>de</strong> programa". As informacoes que po<strong>de</strong>m ser alteradas durante a execucao do<br />
programa silo armazenadas em memoria volatil RAM (Random Access Memory)<br />
<strong>de</strong>nominada "memoria <strong>de</strong> dados". 0 <strong>de</strong>codificador <strong>de</strong> I/O, ou entrada e saida <strong>de</strong> sinais<br />
digitais, é quem <strong>de</strong>termina os en<strong>de</strong>recos <strong>de</strong> acesso do processador corn os perifericos<br />
(teclado, display, sensores, alarmes, atuadores e conversor A/D).<br />
Alguns circuitos acess6rios <strong>de</strong>vem ser utilizados para garantir o perfeito<br />
funcionamento do equipamento. 0 circuito <strong>de</strong> reset e o watchdog sdo dispositivos <strong>de</strong> salvaguarda<br />
que permitem a inicializacao do microprocessador <strong>de</strong> forma padronizada quando<br />
houver alguma situacao que provoque o travamento total do programa em execucao,<br />
colocando em risco a sati<strong>de</strong> do neonato. A falha po<strong>de</strong> ocorrer por temperatura ou umida<strong>de</strong><br />
excessiva no ambiente que acondiciona os circuitos, variacao no fornecimento <strong>de</strong> energia<br />
do hospital, entre outros. Em qualquer situacao a falha no equipamento eletronico nao po<strong>de</strong><br />
constituir urn risco ao paciente.
42<br />
0 diagrama esquematico correspon<strong>de</strong>nte ao hardware da incubadora neonatal esta<br />
<strong>de</strong>scrito no Anexo IV.<br />
4.3.1.1 A ESCOLHA DO MICROPROCESSADOR<br />
Utiliza-se o nome "microprocessador" para o componente eletronico responsavel,<br />
neste produto, pela monitoraciio e controle das variaveis envolvidas na incubadora<br />
neonatal, porem, na verda<strong>de</strong>, trata-se <strong>de</strong> urn "microcontrolador". A diferenca do<br />
microcontrolador em relacao ao microprocessador esta na estrutura interna. Enquanto o<br />
microprocessador é responsavel pela parte logica e aritmetica, on<strong>de</strong> sao executadas<br />
instrucoes contidas em um meio <strong>de</strong> armazenamento externo (memoria <strong>de</strong> programa),<br />
<strong>de</strong>pois guardadas informacoes processadas em urn outro dispositivo tambem externo<br />
(memoria <strong>de</strong> dados), o microcontrolador possui todos os recursos internamente, ou seja,<br />
um processador, memorias, temporizadores, interface serial, interface <strong>de</strong> I/O. Apenas corn<br />
o sentido <strong>de</strong> simplificar os termos adotar-se-d o nome microprocessador para o<br />
componente envolvido no processamento e controle do equipamento.<br />
A familia <strong>de</strong> microcontroladores escolhida é a Familia 8051. Sua escolha foi<br />
baseada no fato do 8051 ser urn componente tradicional no comercio eletronico, possuir<br />
vasta literatura alem <strong>de</strong> haver pelo menos tres gran<strong>de</strong>s fabricantes mundiais. Sua evolucao<br />
tecnologica vem aumentando os recursos internos sem alterar a compatibilida<strong>de</strong> <strong>de</strong><br />
substituicao do componente e sua linguagem <strong>de</strong> programacdo. A plataforma foi <strong>de</strong>finida a<br />
partir <strong>de</strong>sse microprocessador pelo dominio da arquitetura e a facilida<strong>de</strong> da aquisicao<br />
comercial do componente.<br />
0 componente eletronico escolhido é o AT89C52 (ATMEL), <strong>de</strong>vido ao fato <strong>de</strong><br />
possuir memoria <strong>de</strong> programa interna ao chip corn tecnologia FLASH (Programmable and<br />
Erasable Read Only Memory - PEROM), po<strong>de</strong>ndo ser gravada e apagada<br />
aproximadamente 1000 vezes (ATMEL SEMICONDUCTORS, 1998). Tanto no ensaio <strong>de</strong><br />
prototipo, ou mesmo em linha <strong>de</strong> producao, a vantagem da memoria FLASH é que po<strong>de</strong> ser<br />
feita a atualizacao do software do produto sem per<strong>de</strong>r o componente eletronico. 0 software<br />
da incubadora estando armazenado internamente ao chip do microprocessador permite<br />
seguranca contra copias ilegais, bem como libera os pinos <strong>de</strong> I/O que seriam utilizados
43<br />
para en<strong>de</strong>recar circuitos <strong>de</strong> memoria externos. Algumas caracteristicas tecnicas do<br />
componente eletronico AT89C52 estao <strong>de</strong>scritas no Anexo V.<br />
As caracteristicas tecnicas do AT89C52 satisfazem boa parte da especificacao <strong>de</strong><br />
controle e monitoracao do projeto, porem vale lembrar que 25 dos 40 pinos possuem dupla<br />
funcao. Por exemplo: o pino 10 e um pino <strong>de</strong> I/O da porta 3 (P3.0), mas em qualquer<br />
situacao que seja necessaria interligar o AT89C52 com outro microprocessador pela<br />
interface serial, o pino 10 <strong>de</strong>ve ser utilizado na funcao <strong>de</strong> RXD (recepcao <strong>de</strong> dados),<br />
invalidando a funcao inicial P3.0 <strong>de</strong> I/O.<br />
A linguagem escolhida para confeccao do software da incubadora é o Assembly, ou<br />
linguagem <strong>de</strong> maquina. A opcao pelo Assembly esta relacionada a quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong> memoria<br />
<strong>de</strong> programa interna ern 8 kBytes. 0 programa po<strong>de</strong> ser <strong>de</strong>senvolvido em linguagem C,<br />
pois existem compiladores <strong>de</strong>sta linguagem para a familia do 8051. A capacida<strong>de</strong> ocupada<br />
pelo codigo do programa e, porem, muitas vezes maior quando convertido em linguagem<br />
binaria para ser colocado <strong>de</strong>ntro da memoria FLASH. Se o programa em binario vier a<br />
ultrapassar os 8192 bytes (8 kBytes), o componente eletronico tem que ser substituido por<br />
urn corn mais memoria <strong>de</strong> armazenamento interna (exemplo: AT89C55 corn 20kBytes <strong>de</strong><br />
memoria FLASH interna).<br />
4.3.2 SENSORES DE TEMPERATURA<br />
A busca por componentes que atendam a exatidao <strong>de</strong> temperatura prescrita na<br />
norma IEC NBR 601-2-19 foi dificil, resultando em duas alternativas. A utilizacao <strong>de</strong><br />
sensores analogicos ou sensores digitais para medir as temperaturas.<br />
Os elementos sensores mais comuns comercialmente sao analogicos. 0 PT100, por<br />
exemplo, e urn sensor analogic°, composto <strong>de</strong> platina e que possui uma exatidao pr6xima a<br />
exigida em norma, porem a necessida<strong>de</strong> <strong>de</strong> calibracao é uma caracteristica in<strong>de</strong>sejavel no<br />
projeto.<br />
Cada vez que ha a utilizacao <strong>de</strong> urn componente eletronico para aquisicao <strong>de</strong><br />
temperatura necessitando <strong>de</strong> ajustes atraves <strong>de</strong> temperatura padrao (0 ou 100°C), ajustando
44<br />
a escala atraves <strong>de</strong> potenciometros ou resistores <strong>de</strong> precisao, o custo <strong>de</strong> producao do<br />
equipamento ten<strong>de</strong> a crescer. Alern <strong>de</strong> exigir maior numero <strong>de</strong> pessoas envolvidas, ha<br />
necessida<strong>de</strong> <strong>de</strong> ambiente climatizado para calibracao e alto custo <strong>de</strong> instrumentacao. A nao<br />
necessida<strong>de</strong> <strong>de</strong> aferir o sensor durante o processo <strong>de</strong> producao é a maior motivacao para<br />
utilizacao <strong>de</strong> sensores digitais.<br />
Os sensores digitais nao necessitam calibracao no ambiente <strong>de</strong> producao porque sao<br />
calibrados pelo fabricante e sao distribufdos prontos para o uso. Como o sensor <strong>de</strong> pele<br />
<strong>de</strong>ve possuir dimensoes reduzidas, buscaram-se fabricantes que disponibilizassem sensores<br />
<strong>de</strong> temperatura corn o encapsulamento em SMD (Surface Mountage Device) ou dispositivo<br />
<strong>de</strong> montagem em superffcie.<br />
Alguns fabricantes, entre eles, a NATIONAL SEMICONDUCTORS e a DALLAS<br />
SEMICONDUCTORS, fabricam sensores digitais <strong>de</strong> temperatura com safda serial, em<br />
nfveis TTL (Transistor-Transistor Logic) <strong>de</strong> tensao <strong>de</strong> safda (0 e +5V) corn<br />
encapsulamento em SMD. No Anexo VI esta ilustrado urn mo<strong>de</strong>lo <strong>de</strong> sensor digital<br />
utilizado (DS1624S) da empresa DALLAS SEMICONDUCTORS, bem como seu<br />
encapsulamento e caracterfsticas tecnicas.<br />
4.3.2.1 UTILIZANDO DOIS SENSORES DE TEMPERATURA DS1624S<br />
Na incubadora neonatal ha a necessida<strong>de</strong> <strong>de</strong>, pelo menos, duas aquisicaes <strong>de</strong><br />
temperatura: temperatura do RN e a temperatura da cuba ou ctipula acrflica que<br />
acondiciona o bebe. 0 componente eletronico DS1624S possui urn pino <strong>de</strong> dados (SDA),<br />
um pino <strong>de</strong> clock (SCL), dois pinos para a alimentacao ern +5V e 3 pinos para<br />
en<strong>de</strong>recamento (A0, A I , A 2). Se existem 3 bits para en<strong>de</strong>recamento significa que po<strong>de</strong>m ser<br />
ligados ate 8 sensores em paralelo (2 3=8), utilizando as mesmas linhas para SDA e SCL<br />
para comunicacao corn um dispositivo mestre, no caso o microprocessador AT89C52,<br />
utilizando o protocolo I 2C (DALLAS SEMICONDUCTORS, 1997).<br />
A comunicacao do microprocessador corn o sensor é feita a 2 fios atraves da<br />
interface I 2C. 0 barramento I 2C foi <strong>de</strong>senvolvido nos anos 80 pela Philips Semiconductors.<br />
0 prop6sito era prover urn meio <strong>de</strong> comunicacao simples entre a CPU e circuitos
45<br />
perifericos <strong>de</strong> urn sistema <strong>de</strong> TV. I 2C é urn acronismo para a expressao Inter-IC bus. 0<br />
nome explica literalmente seu proposito <strong>de</strong> prover a comunicacao entre circuitos<br />
integrados (Integrated Circuits) (INTERFACE I 2C, 2000).<br />
Urn dos fios é a linha SCL (Serial Clock Line), ou clock serial, e a outra linha é a<br />
SDA (Serial Data Input/Output), ou linha <strong>de</strong> dados serial. 0 barramento a controlado por<br />
um dispositivo mestre que se comunica corn os dispositivos escravos atraves do<br />
reconhecimento <strong>de</strong> urn c6digo interno a cada escravo. Cada escravo tern <strong>de</strong> 7 a 10 bits <strong>de</strong><br />
en<strong>de</strong>recos. Quando o mestre acessa urn escravo necessita mandar o en<strong>de</strong>reco e urn bit <strong>de</strong><br />
read ou write. Assim, o escravo que foi en<strong>de</strong>recado reconhece a conexao e o mestre po<strong>de</strong><br />
mandar ou receber dados do escravo (12C, 2000). 0 protocolo segue a seguinte seqiiencia:<br />
- Os dados po<strong>de</strong>m ser transferidos somente quando o barramento rid() estiver<br />
ocupado.<br />
- Durante a transferencia <strong>de</strong> dados, a linha <strong>de</strong> dados (SDA) <strong>de</strong>ve permanecer estavel<br />
sempre que a linha <strong>de</strong> clock (SCL) estiver em nivel alto. Mudancas na linha <strong>de</strong><br />
dados enquanto SCL estiver alto sera) interpretadas como sinal <strong>de</strong> controle.<br />
- Inicio da transferencia <strong>de</strong> dados: uma mudanca no estado da linha <strong>de</strong> dados <strong>de</strong> alto<br />
para baixo, enquanto o clock estiver alto, <strong>de</strong>fine uma condicao <strong>de</strong> START<br />
- Final da transferencia <strong>de</strong> dados: uma mudanca <strong>de</strong> estado na linha <strong>de</strong> dados <strong>de</strong><br />
baixo para alto, enquanto o clock estiver em alto, <strong>de</strong>fine a condicao <strong>de</strong> STOP.<br />
- Dados validos: o status da linha <strong>de</strong> dados representa urn dado valid° quando, apos<br />
uma condicao <strong>de</strong> START, a linha <strong>de</strong> dados estiver estavel enquanto o clock estiver<br />
alto. Os dados na linha <strong>de</strong>vem ser mudados durante o period° baixo do sinal <strong>de</strong><br />
clock. Existird um pulso <strong>de</strong> clock por bit <strong>de</strong> dados. Cada dado transferido é<br />
inicializado corn um pulso <strong>de</strong> START e termina corn um pulso <strong>de</strong> STOP. 0<br />
ntimero <strong>de</strong> dados transferidos entre a condicao <strong>de</strong> START e STOP nao é limitado,<br />
e é <strong>de</strong>terminado pelo dispositivo mestre (DALLAS SEMICONDUCTORS, 1997).
46<br />
Urn byte <strong>de</strong> controle e o primeiro byte recebido apps a condicao <strong>de</strong> START vinda do<br />
mestre. 0 byte <strong>de</strong> controle consiste <strong>de</strong> urn codigo <strong>de</strong> controle em 4 bits. Para o DS1624S,<br />
este c6digo é 1001 em binario para operacoes <strong>de</strong> leitura e escrita. Os proximos 3 bits <strong>de</strong><br />
controle sao os bits <strong>de</strong> selecao <strong>de</strong> en<strong>de</strong>recos em Ao, A l e A2 , utilizados para <strong>de</strong>finir qual<br />
dos oito escravos sera acessado. 0 ultimo bit do byte <strong>de</strong> controle é o R/W (read ou write),<br />
<strong>de</strong>finindo se havera operach <strong>de</strong> leitura (da E 2PROM interna ou temperatura), ou escrita<br />
(da E2PROM interna ou comando para conversdo da temperatura) (DALLAS<br />
SEMICONDUCTORS, 1997). Os Diagramas <strong>de</strong> tempo <strong>de</strong> leitura e escrita estao <strong>de</strong>scritos<br />
no Anexo VI.<br />
4.3.2.2 MEDIDA DE TEMPERATURA ATRAVES DO DS1624S<br />
0 DS1624S me<strong>de</strong> a temperatura atraves <strong>de</strong> um sistema proprietario <strong>de</strong> use<br />
exclusivo da DALLAS SEMICONDUCTORS embutida internamente ao chip. A Figura 6<br />
ilustra o sistema <strong>de</strong> conversao.<br />
Acumulador <strong>de</strong> Pulsos<br />
Monoestirel<br />
Comparador<br />
Oscilador corn Baixo<br />
Coeficiente <strong>de</strong> Temperatura<br />
Contador<br />
Monoestirel<br />
Seta it Reseta<br />
LSB<br />
=0<br />
INC<br />
Registrador <strong>de</strong> Temperatura<br />
Oscilador corn Alto Coeficiente<br />
<strong>de</strong> Temperatura<br />
Contador<br />
=0<br />
Print<br />
Figura 6 - Diagrama em blocos do circuito <strong>de</strong> medicao <strong>de</strong> temperatura interna ao chip<br />
DS1624S (adaptada <strong>de</strong> DALLAS SEMICONDUCTORS, 1997).
47<br />
A medida <strong>de</strong> temperatura e feita atraves da contagem do ntimero <strong>de</strong> pulsos <strong>de</strong> clock,<br />
chaveando urn oscilador corn baixo coeficiente <strong>de</strong> temperatura durante urn period° preestabelecido<br />
pelo monoestavel e <strong>de</strong>terminado por urn oscilador corn alto coeficiente <strong>de</strong><br />
temperatura. 0 contador e iniciado corn a base <strong>de</strong> contagem correspon<strong>de</strong>nte a -55°C. Se o<br />
contador alcanca o zero antes do periodo <strong>de</strong> chaveamento acabar, urn registro <strong>de</strong><br />
temperatura o qual tambem esta previamente <strong>de</strong>finido em -55°C é incrementado indicando<br />
que a temperatura é maior que -55°C. Ao mesmo tempo, o contador é entao <strong>de</strong>finido com<br />
urn valor <strong>de</strong>terminado pelo circuito acumulador <strong>de</strong> pulsos (Slope Accumulator Circuit).<br />
Este circuito e necessario para compensar o efeito nao-linear dos osciladores sobre altas<br />
temperaturas. 0 contador é entao temporizado novamente ate alcancar o zero. Se o period°<br />
<strong>de</strong> chaveamento ainda nao terminou, o processo se repete (DALLAS SEMICONDUCTORS,<br />
1997).<br />
0 circuito acumulador <strong>de</strong> pulsos é utilizado para compensar a caracteristica naolinear<br />
dos osciladores sobre a temperatura, buscando uma resolucao melhor para a medida<br />
<strong>de</strong> temperatura. Isto é feito pela mudanca do ntimero <strong>de</strong> eventos necessarios para o<br />
contador atingir cada incremento <strong>de</strong> temperatura. Para obter a resolucdo <strong>de</strong>sejada, ambos<br />
os valores do contador e do numero <strong>de</strong> eventos por graus Celsius (valor armazenado no<br />
contador <strong>de</strong> pulsos), para uma dada temperatura, <strong>de</strong>vem ser conhecidos (DALLAS<br />
SEMICONDUCTORS, 1997).<br />
Internamente, o DS1624S possui urn incremento <strong>de</strong> 0,03125°C <strong>de</strong> resolucao. A<br />
leitura da temperatura é convertida em 13 bits, utilizando complemento <strong>de</strong> dois, atraves do<br />
comando <strong>de</strong> leitura da temperatura (DALLAS SEMICONDUCTORS, 1997).<br />
4.3.3 SENSOR DE UMIDADE RELATIVA DO AR (UR%)<br />
A norma IEC NBR 601-2-19 prescreve a obrigatorieda<strong>de</strong> <strong>de</strong> monitoracao da UR%.<br />
O controle <strong>de</strong>ssa variavel é feito por urn profissional <strong>de</strong> sati<strong>de</strong> responsavel ao ambiente<br />
neonatal, atraves da regulagem eletromecanica do nebulizador. Os niveis <strong>de</strong>sejados <strong>de</strong><br />
umida<strong>de</strong> nao sac) especificados em norma e ficam a criterio da equipe medica.
48<br />
0 maior problema dos sensores que me<strong>de</strong>m a umida<strong>de</strong> relativa do ar é a baixa<br />
exatidao ou a dificulda<strong>de</strong> <strong>de</strong> calibracao. Para evitar o processo <strong>de</strong> calibracao, consi<strong>de</strong>rando<br />
que os sensores <strong>de</strong> temperatura nao necessitam <strong>de</strong>ssa etapa no processo <strong>de</strong> montagem do<br />
equipamento, partiu-se para a escolha <strong>de</strong> urn sensor calibrado em fabrica. 0 sensor<br />
escolhido foi o HC600 corn substrato ceramico, da empresa norte americana Ohmic<br />
Instruments CO.<br />
0 sensor HC600 utiliza urn fino filme polimerizado on<strong>de</strong> ha variacao <strong>de</strong> sua<br />
constante dieletrica diretamente proporcional as variacOes do vapor d'agua ao qual esta<br />
exposto. Um circuito integrado monolitico CMOS atua como condicionador <strong>de</strong> sinal,<br />
provendo uma tensao <strong>de</strong> saida linear corn escala <strong>de</strong> 0 a 100% RH (Relative Humidity). A<br />
exatidao é <strong>de</strong> ±2%, corn 0,5% <strong>de</strong> repetibilida<strong>de</strong>. Fornece uma escala <strong>de</strong> tensao entre 0,8 e<br />
3,9 VDC, quando alimentado por uma tensao continua <strong>de</strong> +5V (OHMIC INSTRUMENTS,<br />
1999).<br />
Cada sensor e testado e verificado ern urn sistema aferido <strong>de</strong> calibracao<br />
computadorizada, nao necessitando quaisquer ajustes posteriores. A temperatura <strong>de</strong><br />
operacao e <strong>de</strong> —8 a +85°C, e nao sao afetados pela exposicao ao vapor con<strong>de</strong>nsado, bem<br />
como suporta produtos quimicos <strong>de</strong> solventes organicos, gas cloro e amonia (OHMIC<br />
INSTRUMENTS, 1999). A Figura 7 representa a curva <strong>de</strong> tensao <strong>de</strong> saida X umida<strong>de</strong><br />
relativa (%) do referido sensor.
49<br />
Compensacio em Temperature<br />
4.0<br />
3.65 100% UR<br />
-<br />
volt*<br />
Tensao<br />
<strong>de</strong> 2.0<br />
Saida<br />
1.0<br />
Zero UR%<br />
Minima UR%<br />
0<br />
% <strong>de</strong> Umida<strong>de</strong> Relativa do Ar<br />
Figura 7 - Curva tensdo <strong>de</strong> sada versus % <strong>de</strong> umida<strong>de</strong> relativa do ar no sensor HC600 corn<br />
substrato ceramico (adaptada <strong>de</strong> OHMIC INSTRUMENTS, 1999).<br />
Segundo o manual tecnico do sensor HC600, existem tres curvas padrao nas<br />
temperaturas <strong>de</strong> 0, 25 e 85°C. Como a temperatura da incubadora neonatal se encontra<br />
aproximadamente entre 33 e 39°C, é necessario implementar a formula <strong>de</strong> compensacdo<br />
termica <strong>de</strong>scrita no referido manual:<br />
Correcdo UR% = %URmedida [(1/(1,093 — 0,0012T))-1] (4.1)<br />
on<strong>de</strong> a temperatura e dada em graus Fahrenheit (°F) e %UR a leitura da umida<strong>de</strong> relativa<br />
incorreta (OHMIC INSTRUMENTS, 1999). Por exemplo: se a temperatura do<br />
compartimento do RN (on<strong>de</strong> esta contido o sensor <strong>de</strong> UR%) estiver em 37°C (convertendo<br />
para graus Fahrenheit: 98,6°F), a coffee -do sera:<br />
Correcao UR% = %URmedida * 0,026 = 2,6% <strong>de</strong> erro (4.2)<br />
A formula 4.1 sera implementada no software interno ao microcontrolador a fim <strong>de</strong><br />
nao aumentar o erro <strong>de</strong>vido a temperatura interim do equipamento. A norma tecnica NBR-<br />
IEC-601-2-19 permite urn erro <strong>de</strong> ate 10% no valor da umida<strong>de</strong> relativa medida.
50<br />
A saida do sensor HC600 fornece tensao continua entre 0,8 e 3,65V. Assim, é<br />
necessaria a utilizacao <strong>de</strong> urn sistema <strong>de</strong> aquisicao, utilizando um conversor analogicodigital<br />
(A/D) para que o microprocessador possa processar essa informacdo.<br />
Foi escolhido urn conversor Analogico-digital <strong>de</strong> 8 bits porque possui 256 niveis <strong>de</strong><br />
quantizacao (2 8=256). Consi<strong>de</strong>rando as tensoes <strong>de</strong> referencia em 0 e +5,12V, o conversor<br />
possuird resolucao <strong>de</strong> ±20mV/<strong>de</strong>grau, que correspon<strong>de</strong> a urn erro medio <strong>de</strong> ±1UR% a<br />
25°C. A escolha <strong>de</strong> um conversor A/D <strong>de</strong> 8 bits se <strong>de</strong>ve a disponibilida<strong>de</strong> no comercio<br />
local e ser monolitico (o conversor A/D completo ern urn unico encapsulamento plastico).<br />
Conversores <strong>de</strong> 6 ou 7 bits po<strong>de</strong>riam ser utilizados, pois estariam corn o erro abaixo dos<br />
±10% exigidos em norma, porem sua implementacao seria na forma <strong>de</strong> circuitos<br />
eletronicos discretos, aumentando o tamanho e o custo da placa <strong>de</strong> circuito impresso.<br />
4.3.4 DISPOSITIVOS DE I/O (INPUT/OUTPUT) - ENTRADA E SAIDA<br />
Para implementar os dispositivos que permitem a interface do equipamento corn o<br />
usuario é necessaria a <strong>de</strong>codificacdo <strong>de</strong> 1/0, on<strong>de</strong> cada circuito periferico possui urn<br />
en<strong>de</strong>reco <strong>de</strong> hardware exclusivo, compartilhando o barramento <strong>de</strong> dados do<br />
microprocessador. Corn a utilizando do microcontrolador da familia 8051, a <strong>de</strong>codificacdo<br />
é interna ao chip (ATMEL SEMICONDUCTORS, 1998), nao necessitando <strong>de</strong> componentes<br />
eletronicos externos para implementor as interfaces <strong>de</strong> 1/0.<br />
4.3.4.1 TECLADO<br />
Para compor a interface entre o equipamento e o corpo clinic° é necessaria a<br />
implementacdo <strong>de</strong> urn dispositivo <strong>de</strong> entrada e sada <strong>de</strong> dados. Um conjunto <strong>de</strong> teclas<br />
permite que o operador efetue alteracOes no processo <strong>de</strong> monitoracao e controle das<br />
variaveis do processo. Como o sistema inspeciona, controla e verifica se existe alguma<br />
falha ou anormalida<strong>de</strong> nas variaveis <strong>de</strong> temperatura e umida<strong>de</strong> relativa do ar, tres botoes<br />
satisfazem a necessida<strong>de</strong>.
51<br />
1. Incremento da temperatura <strong>de</strong> controle ( T<br />
2. Decremento da temperatura <strong>de</strong> controle ( )<br />
3. Conhecimento dos alarmes disparados (ALARME)<br />
Quando a equipe medica <strong>de</strong>ci<strong>de</strong> aumentar ou diminuir a temperatura do ambiente<br />
interno a ctipula, <strong>de</strong>ve atuar sobre a temperatura <strong>de</strong> controle. A partir do valor fixo, o<br />
controlador <strong>de</strong> temperatura a quem corrige o aquecimento do ambiente <strong>de</strong> forma<br />
automatica. Se houver interrupcdo no fornecimento <strong>de</strong> energia, a temperatura <strong>de</strong> controle<br />
nao po<strong>de</strong> ser perdida (ABNT, 1997). Por esta razao, foi implementada uma memoria<br />
E2PROM (AT24C01A), corn barramento I 2C, ligada ern paralelo corn os sensores <strong>de</strong><br />
temperatura, para garantir o ultimo valor antes da queda <strong>de</strong> energia, ja que o protocolo para<br />
comunicacao utilizando componentes I 2 C permite ligarmos ate oito dispositivos utilizando<br />
o mesmo meio fisico (ATMEL SEMICONDUCTORS, 1998).<br />
Se houver uma condicao anormal, ou falha, segundo a especificacao em norma<br />
especifica, ha disparo <strong>de</strong> alarmes sonoros e visuais. Para que o alarme sonoro nao<br />
incomo<strong>de</strong> o ambiente, ha um botao que silencia o ruido sonoro, porem a indicacao visual<br />
permanece ate que a normalida<strong>de</strong> retorne. Quando houver, porem, uma nova condicao<br />
anormal ou falha, in<strong>de</strong>pen<strong>de</strong>nte <strong>de</strong> que ja exista ocorrencia anterior, o alarme sonoro<br />
dispara novamente (ABNT, 1997). Para silencia-lo, o operador <strong>de</strong>ve pressionar novamente<br />
a tecla <strong>de</strong> ALARME. A ligacao do teclado é feita diretamente ao microprocessador<br />
utilizando os pinos <strong>de</strong> I/0.
52<br />
4.3.4.2 DISPLAY DE CRISTAL LIQUIDO (LCD)<br />
A escolha <strong>de</strong> urn dispositivo <strong>de</strong> saida causa alguns impasses no momento da<br />
especificacao <strong>de</strong> urn equipamento biornedico. Na incubadora neonatal é necessario urn<br />
dispositivo que permita ao usuario verificar <strong>de</strong> forma confortavel as variaveis envolvidas<br />
no processo, sua disposicao na interface, tamanho do caractere que as indica, iluminacao<br />
a<strong>de</strong>quada, alarmes e modos <strong>de</strong> operacao. Todos os valores <strong>de</strong>vem ser mostrados<br />
simultaneamente e dispostos <strong>de</strong> forma a nao confundir o profissional responsavel pela<br />
UTIN. As alternativas selecionadas, alem do LCD (Liquid Crystal Display), ou display <strong>de</strong><br />
cristal liquido, que estdo disponiveis no modo texto e grafico, sao o display <strong>de</strong> 7 segmentos<br />
e os monitores <strong>de</strong> vi<strong>de</strong>o.<br />
0 display <strong>de</strong> 7 segmentos possui uma vantagem quanto a varieda<strong>de</strong> <strong>de</strong> tamanho do<br />
caractere e baixo custo. A iluminacao é satisfatoria e proporciona facil visualizacdo. 0<br />
problema consiste na indicacdo <strong>de</strong> falhas ou anormalida<strong>de</strong>s, <strong>de</strong>vendo ser utilizados<br />
separadamente LED's ou lampadas.<br />
0 monitor <strong>de</strong> vi<strong>de</strong>o permite a versatilida<strong>de</strong> na <strong>de</strong>finicao da interface homemmaquina<br />
e uma elevada quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong> recursos que po<strong>de</strong>m ser implementados apenas<br />
modificando o software do equipamento. Por exemplo, po<strong>de</strong>r-se-ia fazer urn programa em<br />
linguagem C, utilizando o modo grafico, no qual apareceria uma tela personalizada do<br />
equipamento <strong>de</strong> acordo corn o hospital em questdo. 0 problema esta na portabilida<strong>de</strong> para<br />
utilizacao em UTI's, custo elevado e dificulda<strong>de</strong> <strong>de</strong> implemental - o hardware <strong>de</strong> controle na<br />
plataforma do microprocessador escolhido.<br />
A solucao utilizando LCD no modo texto satisfaz os requisitos <strong>de</strong> baixo custo e<br />
facilida<strong>de</strong> <strong>de</strong> utilizacao, porem o tamanho do caractere utilizado no LCD em modo texto<br />
para indicacdo da temperatura e UR% nao proporciona condicao i<strong>de</strong>al <strong>de</strong> visualizacdo em<br />
ambientes hospitalares, on<strong>de</strong> existem diversos leitos e equipamentos similares. Para<br />
comparar, basta analisar os displays utilizados nas maquinas <strong>de</strong> <strong>de</strong>bit° por cartdo <strong>de</strong> credit()<br />
ou conta-corrente em supermercados, que contem urn teclado em conjunto corn urn LCD.<br />
Assim, os displays <strong>de</strong> cristal liquid° no modo grafico foram selecionados. 0 display<br />
LCD grafico funciona atraves <strong>de</strong> uma matriz <strong>de</strong> pontos, chamados <strong>de</strong> dot-pitch, ou
53<br />
elementos <strong>de</strong> imagem. Urn display, por exemplo, <strong>de</strong> 320x240, possui 320 pontos na<br />
horizontal e 240 pontos na vertical. A escolha <strong>de</strong> urn display <strong>de</strong> 240x128 pontos,<br />
monocromatico, aten<strong>de</strong> as necessida<strong>de</strong>s. As caracteristicas tecnicas do display escolhido<br />
estdo <strong>de</strong>scritas no Anexo VII.<br />
4.3.4.2.1 - IMPLEMENTACAO DO LCD AO HARDWARE DA INCUBADORA<br />
0 LCD utilizado possui urn controlador interno que organiza a matriz <strong>de</strong> pontos<br />
formando a imagem. Como os sinais envolvidos sao digitais, é necessaria a conexao dos<br />
pinos <strong>de</strong> 1/0 do microprocessador diretamente ao LCD (Figura 8) e a implementacdo do<br />
diagrama <strong>de</strong> tempo <strong>de</strong>scrito no Anexo VII.<br />
33 1 16.00 mitt<br />
pr ....<br />
1 tf_l<br />
33pF<br />
+5V<br />
DWI" —I a<br />
2IC<br />
XI<br />
I1S7<br />
89C52<br />
Pt<br />
PI.1<br />
P1 2<br />
P1.3<br />
P1 4<br />
PI.5<br />
P1 6<br />
HOM1286S24<br />
DO<br />
01<br />
+511<br />
02<br />
D3 V 20K<br />
04<br />
1 -18V<br />
Ds<br />
D6<br />
C{ 1Dk<br />
P' 7<br />
DT<br />
V<br />
P3<br />
ri I<br />
Di<br />
P3.2<br />
CSI<br />
P3 3<br />
CS7<br />
Figura 8 - Diagrama esquematico para ligacao do LCD grafico HDM 128GS24 corn o<br />
microcontrolador AT89C52 (adaptada <strong>de</strong> HANTRONIX INC., 1999)<br />
Os niveis <strong>de</strong> tensao expostos no timing do LCD variam entre 0 e +5V, conforme<br />
valores estabelecidos nas Tabelas VIII e VILII do Anexo VII. Como o display grafico é,<br />
tambem, urn sistema microcontrolado, a comunicacao entre o AT89C52 e o display sera<br />
atraves da leitura e escrita <strong>de</strong> dados entre os dois dispositivos. 0 AT89C52 gera o<br />
diagrama <strong>de</strong> tempo executando um software <strong>de</strong> controle atraves dos pinos <strong>de</strong> 1/0 da Porta<br />
1 e da Porta 3. Os tempos para os ciclos <strong>de</strong> leitura e escrita entre o LCD e o AT89C52<br />
estao <strong>de</strong>scritos no Anexo VII, Tabelas VILIII e VILIV respectivamente.
54<br />
4.3.4.3 CONTROLE DE TEMPERATURA<br />
Para proporcionar o aquecimento do compartimento do RN, atraves do ar que<br />
circula pela resistencia eletrica, sem que exista uma condicao adversa a estabelecida na<br />
Figura II.II do Anexo II, é necessario variar a potencia eletrica entregue a carga (no caso a<br />
propria resistencia eletrica), conforme a diferenca entre duas temperaturas: a temperatura<br />
<strong>de</strong> controle e a temperatura <strong>de</strong> referencia (temperatura do RN ou a temperatura do<br />
compartimento do RN). Quando a incubadora esta no modo ATC, a equipe clinica<br />
preestabelece urn valor no setpoint graves do teclado. A diferenca existente entre a<br />
temperatura <strong>de</strong> controle colocada no setpoint, e a temperatura medida no compartimento<br />
do RN é o erro (E). De alguma maneira <strong>de</strong>ve-se entregar uma corrente eletrica a resistencia<br />
<strong>de</strong> aquecimento, proporcional a magnitu<strong>de</strong> do erro existente, pois quanto mais negativo o<br />
erro, mais distante é a temperatura medida da temperatura <strong>de</strong>sejada.<br />
0 compartimento do RN possui algumas variacoes durante o processo <strong>de</strong><br />
aquecimento, que <strong>de</strong>pen<strong>de</strong>m do formato fisico, do material o qual é composto (acrIlico) e<br />
da maneira na qual o fluxo <strong>de</strong> ar é distribuido internamente. Estes fatores influenciam no<br />
sistema <strong>de</strong> controle da temperatura a ser utilizado, que <strong>de</strong>ve ser projetado corn a finalida<strong>de</strong><br />
<strong>de</strong> igualar a temperatura <strong>de</strong> controle corn a temperatura medida, ou seja, neutralizar o erro<br />
(E) para a condicao <strong>de</strong> temperatura estabilizada, utilizando algum tipo <strong>de</strong> controle. Urn<br />
sistema <strong>de</strong> controle em uma malha fechada e representado <strong>de</strong> forma generica na Figura 9.<br />
0 processo é a maneira que o compartimento do RN se comporta em relacao ao<br />
aquecimento do ar. A diferenca da medida <strong>de</strong> sua temperatura, em relacdo ao setpoint<br />
(entrada), traduz o erro (E), que é a referencia para o controlador enviar urn sinal <strong>de</strong><br />
controle, em forma <strong>de</strong> corrente eletrica a resistencia <strong>de</strong> aquecimento.<br />
Entrada<br />
'c.<br />
Controlador<br />
sinal <strong>de</strong> controle<br />
Processo<br />
Saida<br />
Figura 9 - Sistema <strong>de</strong> Controle em malha fechada
55<br />
A implementacao do controlador é feita atraves <strong>de</strong> urn circuito <strong>de</strong> PWM (Pulse<br />
Width Modulation), ou modulacao por largura <strong>de</strong> pulsos, corn a finalida<strong>de</strong> <strong>de</strong> regular a<br />
potencia eletrica na resistencia <strong>de</strong> aquecimento. A vantagem do PWM no controle <strong>de</strong><br />
temperatura, é que a potencia entregue a carga se torna uma relacao dos tempos<br />
estabelecidos para os duty cycles alto e baixo da forma <strong>de</strong> onda <strong>de</strong> saida. Para fazer uma<br />
estimativa dos tempos é necessario conhecimento do processo, atraves da variacao na<br />
potencia <strong>de</strong> aquecimento e o monitoramento da temperatura no compartimento do RN em<br />
malha aberta, <strong>de</strong>finindo a funcao <strong>de</strong> transferencia da incubadora.<br />
Para gerar os tempos do PWM sao utilizados os temporizadores internos (TimerO<br />
e/ou Timer]) do microcontrolador escolhido. Os valores <strong>de</strong>finidos no THO (tempo alto do<br />
TimerO) sao os valores <strong>de</strong> tempo alto do PWM, e os valores <strong>de</strong> TLO (tempo baixo do<br />
TimerO) sao os valores para o tempo baixo do PWM. Na escolha <strong>de</strong>stes coeficientes sao<br />
feitas algumas tentativas e a conseqiiente medida da estabilida<strong>de</strong> do processo no tempo.<br />
Varios ajustes sao necessarios ate conseguir os indices prescritos em norma. Com os<br />
valores acertados, e gravada uma tabela na memoria interna do microcontrolador. Na<br />
Figura 10 e mostrada parte da rotina em linguagem assembly que <strong>de</strong>fine os coeficientes <strong>de</strong><br />
THO e TLO (TimerO) do microcontrolador AT89C52 utilizado.<br />
A tabela <strong>de</strong> coeficientes é composta <strong>de</strong> 41 conjuntos <strong>de</strong> 4 bytes cada. Sao colocados<br />
41 coeficientes para estabelecer urn valor diferente no PWM a cada erro <strong>de</strong> 0,1°C entre o<br />
setpoint e a temperatura <strong>de</strong> referencia, ou seja, quando o erro estiver negativo entre zero e<br />
4°C, havera variacao nos tempos do PWM e a conseguinte variacao na corrente <strong>de</strong><br />
resistencia. Quando o erro estiver negativo e passar <strong>de</strong> 4°C a potencia sera maxima sobre a<br />
resistencia, colocando o maior coeficiente no timer THO.<br />
Os timers do microcontrolador AT89C52 possuem estrutura <strong>de</strong> 16 bits cada, entao<br />
cada linha da tabela (por exemplo: DB OOH, 01H, F2H, DOH) equivale a ter: TH0=0010h e<br />
TLO=F2D0h. Quanto mais negativo se torna o erro, maior é o tempo alto THO, indicando<br />
que o triac <strong>de</strong>ve ficar mais tempo conduzindo e liberando corrente eletrica para a<br />
resistencia.
56<br />
CONSTMAIS:<br />
DB 00H,10H,F2H,DOH<br />
DB 00H,20H,F4H,E0H<br />
DB 00H,30H,F5H,E0H<br />
DB 00H,40H,F6H,E0H<br />
DB 00H,50H,F7H,E0H<br />
DB 00H,60H,F8H,E0H<br />
DB 03H,60H,FFH,DOH<br />
DB 03H,70H,FFH,DOH<br />
DB 03H,80H,FFH,DOH<br />
DB 03H,90H,FFH,DOH<br />
DB 04H,00H,FFH,DOH<br />
Figura 10 - Parte da rotina em assembly que estabelece os coeficientes do PWM utilizados<br />
no controle <strong>de</strong> potencia da incubadora neonatal<br />
4.3.4.3.1 DRIVER DE POTENCIA PARA A RESISTENCIA DE AQUECIMENTO<br />
0 diagrama esquematico do controle <strong>de</strong> temperatura esta <strong>de</strong>scrito na Figura 11.<br />
Resistencia<br />
<strong>de</strong><br />
Ad u eel m e nto<br />
Figura 11 - Diagrama esquematico representando a interface <strong>de</strong> I/O do microcontrolador<br />
corn o driver da resistencia <strong>de</strong> aquecimento.<br />
0 pino <strong>de</strong> I/0 da Porta 3 (pino 14 do AT89C52) é conectado a um driver <strong>de</strong><br />
potencia (triac T I) para que o microcontrolador controle a corrente eletrica sobre a
57<br />
resistencia <strong>de</strong> aquecimento. A utilizacao <strong>de</strong> urn foto-acoplador (CIS) evita que um possfvel<br />
rufdo <strong>de</strong> alta freqtiencia, causado por elementos indutivos, como: motores ou<br />
transformadores <strong>de</strong> alta potencia em ambientes hospitalares, ou mesmo urn surto na re<strong>de</strong><br />
eletrica comercial provoque anormalida<strong>de</strong>s ou falhas no circuito microprocessado. 0<br />
circuito <strong>de</strong> potencia trabalha atraves da variacao do angulo <strong>de</strong> disparo do triac. A<br />
resistencia <strong>de</strong> aquecimento tern valor <strong>de</strong> 1500 quando a incubadora é especificada para<br />
operar em 220 V. Dessa forma, a potencia eletrica entregue em forma <strong>de</strong> calor é <strong>de</strong><br />
322,7W.<br />
Algumas formas <strong>de</strong> onda na safda do pino 14 do AT89C52 foram obtidas em<br />
laboratorio e estao apresentadas nas Figuras 12a, b e c, representando o estado do PWM<br />
em relacao ao erro £ existente entre a temperatura <strong>de</strong> controle e a temperatura no<br />
compartimento do RN (modo <strong>de</strong> operacao em ATC). 0 circuito <strong>de</strong> PWM esta sincronizado<br />
corn a re<strong>de</strong> comercial <strong>de</strong> 60 Hz (16,67 milissegundos conforme a escala em 5ms/div<br />
representada nas Figural2a,b e c).
58<br />
(a)<br />
4-+<br />
5mskliv<br />
2V1div<br />
(b)<br />
5ms/div<br />
(c )<br />
ZVldiv<br />
5msldiv<br />
Figura 12 (a): Forma <strong>de</strong> onda na saida do pino 14 do AT89C52 quando E é negativo e E<br />
2°C; (b): Forma <strong>de</strong> onda na saida do pino 14 do AT89C52 quando e é negativo e 2°C<br />
1°C; (c): Forma <strong>de</strong> onda na saida do pino 14 do AT89C52 quando £ possui qualquer valor<br />
positivo.
59<br />
A Figura 12a apresenta a situacao <strong>de</strong> maior entrega <strong>de</strong> potencia da re<strong>de</strong> eletrica<br />
resistencia <strong>de</strong> aquecimento. Essa forma <strong>de</strong> onda ocorre quando ha uma diferenca acima <strong>de</strong><br />
2°C positivos entre a temperatura <strong>de</strong> controle e a temperatura <strong>de</strong> referencia. A forma <strong>de</strong><br />
onda i<strong>de</strong>al nessa condicao <strong>de</strong> controle seria um sinal puramente continuo em P3.4, porem<br />
os timers existentes no microcontrolador necessitam <strong>de</strong> um valor diferente <strong>de</strong> zero para o<br />
duty -cycle baixo. A forma <strong>de</strong> onda conseguida na pratica (Figura 12a) nao influencia a<br />
operacao do equipamento, apenas eleva a tempo <strong>de</strong> aquecimento no momento que a<br />
incubadora esta sendo condicionada para o uso.<br />
0 sinal na Figura 12b representa uma reducao no duty -cycle alto, porque quando o<br />
erro alcanca o valor entre 1 e 2°C, a inercia termica levaria a temperatura a urn overshoot<br />
acima do permitido (Figura II.II do Anexo II). Quando o erro é zero, ha um <strong>de</strong>sligamento<br />
total da resistencia <strong>de</strong> aquecimento corn a finalida<strong>de</strong> <strong>de</strong> frear o overshoot, ja que nao existe<br />
urn meio <strong>de</strong> resfriar a temperatura do compartimento. Da mesma forma, na Figura 12c,<br />
quando o erro for negativo e estiver entre a zona <strong>de</strong> zero, o duty -cycle alto tern duracao<br />
minima, porque a necessida<strong>de</strong> é a manutencao da temperatura naquela regiao, on<strong>de</strong> o erro é<br />
zero ou pr6ximo dole. Deve ser evitado urn <strong>de</strong>sligamento total da resistencia <strong>de</strong><br />
aquecimento, como ocorre quando o erro é zero, porque a inercia termica tambern ocorre<br />
quando se resfria o ambiente. Na situacao estudada, ou seja, no sistema <strong>de</strong> controle<br />
projetado na incubadora neonatal, os testes iniciais foram satisfatorios. Provavelmente, a<br />
estabilida<strong>de</strong> do sistema nao esteja comprometida porque apenas em uma imica situacao<br />
(quando o erro é zero) o aquecimento é totalmente <strong>de</strong>sligado.<br />
Para regular a potencia na resistencia <strong>de</strong> aquecimento, <strong>de</strong>ve-se sincronizar a<br />
freqiiencia da re<strong>de</strong> eletrica <strong>de</strong> 60 Hz corn o circuito <strong>de</strong> PWM, utilizando uma interrupcao<br />
externa do microprocessador (INTO). 0 triac inicia a conducao junto corn o tempo alto do<br />
PWM, disparado pela INTO por borda <strong>de</strong> subida quando a tensao da re<strong>de</strong> eletrica passa por<br />
zero Volts. A tecnica <strong>de</strong> PWM é utilizada no circuito <strong>de</strong> aquecimento para evitar uma<br />
possivel oscilacao na condicao <strong>de</strong> temperatura estabilizada, que, pela norma NBR IEC<br />
601-2-19 nao po<strong>de</strong> ultrapassar ±0,5°C no compartimento do RN (ABNT, 1997).
60<br />
4.3.5 ALARMES E ATUADORES<br />
4.3.5.1 TEMPERATURA ALTA<br />
A norma NBR IEC 601-2-19 obriga a existencia <strong>de</strong> uma serie <strong>de</strong> alarmes sonoros e<br />
visuais no equipamento da incubadora neonatal. A vantagem <strong>de</strong> utilizar urn display LCD<br />
grafico e que po<strong>de</strong> ser reservado um espaco na <strong>de</strong>finicao da interface para i<strong>de</strong>ntificar qual<br />
alarme ou falha ocorreu no dispositivo.<br />
Os alarmes <strong>de</strong> temperatura alta, baixa, <strong>de</strong>sconexao do sensor ou modificacao do<br />
modo <strong>de</strong> operacao <strong>de</strong> ITC para ATC, sao implementados por software. Como a norma<br />
tecnica exige que o limitador termico seja in<strong>de</strong>pen<strong>de</strong>nte do microprocessador, é colocado<br />
urn termostato eletromecanico em serie corn a resistencia <strong>de</strong> aquecimento, que interrompe<br />
automaticamente a corrente a carga assim que a temperatura atinge 38°C no compartimento<br />
do RN.<br />
Quando a temperatura atinge o limite maxim° em norma, o LCD indica a falha no<br />
canto inferior esquerdo. A utilizacao <strong>de</strong> um sensor digital <strong>de</strong> temperatura permite indicar<br />
<strong>de</strong>sconexao quando ha falha <strong>de</strong> comunicacao entre o microprocessador e o pr6prio<br />
componente eletronico.<br />
4.3.5.2 FALHA NA VENTILAcA0<br />
Urn motor eletrico, atraves <strong>de</strong> aletas presas ao rotor, insufla o ar atraves da<br />
resistencia, enviando ar quente para a copula on<strong>de</strong> se encontra o recern-nascido. Quando ha<br />
uma falha impedindo o giro do rotor, seja pela queima do motor eletrico ou do travamento<br />
do eixo, a resistencia continua recebendo corrente eletrica e aquecendo-se. Como nao<br />
existe fluxo <strong>de</strong> ar, o resultado é urn calor excessivo sob o leito do recern-nascido (Figura 3,<br />
p.29), causando risco ao prematuro.<br />
Desta forma, o metodo implementado aproveitou-se do fato do rotor aletado ser<br />
metalico, permitindo a reflexao da luz. Assim, emprega-se urn emissor (led) e um receptor<br />
<strong>de</strong> radiacao infravermelho (fotodiodo) trabalhando apontados 45 graus para as aletas.
61<br />
Quando o motor esta girando e as aletas estao separadas por urn vao <strong>de</strong> 5 mm uma da<br />
outra, a radiacao re fletida pelo rotor é captada no fotodiodo receptor e convertida em<br />
pulsos eletricos. Estes pulsos sao amplificados e ceifados, cuja finalida<strong>de</strong> é limitar a<br />
amplitu<strong>de</strong> do trem <strong>de</strong> pulsos que produzirdo o disparo do multivibrador monoestavel. A<br />
saida do multivibrador é conectada ao driver <strong>de</strong> acionamento do rele que possui o contato<br />
NF (normalmente fechado) em serie corn a resistencia <strong>de</strong> aquecimento (Figura 11).<br />
Quando o rotor aletado para, cessam os pulsos sobre o fotodiodo receptor. Como eram os<br />
pulsos que mantinham o multivibrador monoestavel disparado, apps o tempo<br />
preestabelecido (no projeto foi utilizado 40 segundos) por uma constante <strong>de</strong> tempo RC, sua<br />
sada aciona a bobina do rele, abrindo o contato NF. Essa medida <strong>de</strong>sconecta a resistencia<br />
<strong>de</strong> aquecimento da re<strong>de</strong> eletrica. A corrente eletrica sobre a resistencia so sera<br />
restabelecida quando os pulsos tornarem a aparecer sobre o fotodiodo receptor. 0 diagrama<br />
em blocos representado na Figura 13 ilustra a i<strong>de</strong>ia <strong>de</strong> protecao contra falhas na ventilacao.<br />
Rotor<br />
Aletado<br />
Fotodiodo<br />
Receptor<br />
Amplificador Ceifador Monoestavel<br />
Driver<br />
Acionamento<br />
Bobina do Rale<br />
Figura 13 - Diagrama em blocos do circuito <strong>de</strong> <strong>de</strong>teccao e atuador sobre a falha na<br />
ventilacao<br />
4.3.5.3 QUEDA DE ENERGIA<br />
A norma IEC NBR 601-2-19 prescreve que o equipamento <strong>de</strong>ve monitorar as<br />
temperaturas (do compartimento do RN e da temperatura <strong>de</strong> pele) e a umida<strong>de</strong> relativa do
62<br />
ar, pelo menos 3 minutos ap6s o fornecimento <strong>de</strong> energia da re<strong>de</strong> eletrica ter sido<br />
interrompido e acionar o alarme sonoro e visual (ABNT, 1997).<br />
Para resolver esse problema é colocado urn conversor CC-CC (corrente continua<br />
para corrente continua), alimentado por bateria recarregavel, 12 V e autonomia <strong>de</strong> 4A/h<br />
(Amperes/hora). A capacida<strong>de</strong> <strong>de</strong> carga da bateria é dimensionada em relacao ao tamanho<br />
fisico disponivel no interior do movel da incubadora (por exemplo: baterias <strong>de</strong> 7A/h nao<br />
cabem no interior do mesmo) e que <strong>de</strong>ve durar, pelo menos, 3 minutos. Como o circuito<br />
consome perto <strong>de</strong> 1 A, a bateria utilizada em alarmes resi<strong>de</strong>nciais (4A/h) supre a condicao<br />
da norma. 0 conversor CC-CC <strong>de</strong>ve fornecer as tensoes <strong>de</strong> alimentacao para os circuitos<br />
do microprocessador e logica <strong>de</strong> controle (+5VDc); tensao para os atuadores e alarmes<br />
(+12VDc) e a tensao <strong>de</strong> -15VDc para o contraste do LCD (vi<strong>de</strong> Tabela VII.II, Anexo VII).<br />
Urn circuito <strong>de</strong> carga para as baterias permite a durabilida<strong>de</strong> do sistema autOnomo quando<br />
houver alimentacao pela re<strong>de</strong> eletrica. 0 diagrama esquematico da fonte <strong>de</strong> alimentacao e<br />
do circuito <strong>de</strong> carga da bateria estao <strong>de</strong>scritos no Anexo IV.
CAPITULO 5<br />
RESULTADOS<br />
5.1 INTRODUcAO<br />
Neste capitulo sera() apresentados os ensaios realizados no prototipo <strong>de</strong>senvolvido,<br />
<strong>de</strong> acordo corn a norma tecnica NBR-IEC-601-2-19, visando a futura certificacdo do equipamento.<br />
Os ensaios foram realizados em urn ambiente corn a temperatura controlada<br />
(+25°C) e umida<strong>de</strong> relativa do ar entre 75 e 80%. Os testes realizados seguirdo a seqiiencia<br />
da norma tecnica NBR-IEC-601-2-19, dos topicos apresentados no Anexo II.<br />
5.2 ENSAIOS REALIZADOS<br />
5.2.1 TEMPERATURAS EXCESSIVAS<br />
As temperaturas medidas nas superficies passiveis <strong>de</strong> entrar em contato corn o RN<br />
atingiram 38°C no maximo para superficies metalicas e nao metalicas (medida pelo instrumento<br />
PENTA FIVE SENSORS - FULL GAUGE CONTROLLERS; contendo 5 sensores;<br />
faixa <strong>de</strong> operacdo <strong>de</strong> —50,0 a +150,0 °C; resolucao <strong>de</strong> 0,1°C e exatidao <strong>de</strong> ± 0,3°C do fundo<br />
<strong>de</strong> escala.).<br />
5.2.2 ERROS HUMANOS<br />
Seguindo-se as recomendacoes da norma, o sensor <strong>de</strong> temperatura do RN foi implementado<br />
coin trava <strong>de</strong> seguranca, atraves <strong>de</strong> urn conector mini DIN (industrial) para que<br />
ndo haja inversdo do cabo no painel do equipamento e cause dano no sensor.<br />
Quando ha <strong>de</strong>sconexdo ou falha do sensor <strong>de</strong> pele, o equipamento automaticamente<br />
altera o modo <strong>de</strong> operacdo <strong>de</strong> ITC para ATC atraves <strong>de</strong> uma rotina interna no software<br />
<strong>de</strong>senvolvido, e a indicacao é feita no lado inferior direito do display. 0 DS 1624S facilita
64<br />
esta tarefa pois cada temperatura medida <strong>de</strong>pen<strong>de</strong> <strong>de</strong> urn comando que o microcontrolador<br />
envia para o sensor (start convert). Quando o sensor nao respon<strong>de</strong>, por algum problema<br />
eletrico (<strong>de</strong>sconexao, curto-circuito ou mau funcionamento) a rotina do<br />
a falha e a indica.<br />
software interpreta<br />
Para que o operador perceba que o controle <strong>de</strong> temperatura nao esta mais relacionado<br />
com o sensor do RN, existe uma indicacao no LCD para que seja provi<strong>de</strong>nciada a substituicao<br />
do sensor do RN. A Figura 14 ilustra o display na condicao <strong>de</strong> falha ou <strong>de</strong>sconexao<br />
do sensor do RN.<br />
Figura 14 - Foto indicando que o sensor <strong>de</strong> pele esta <strong>de</strong>sconectado ou que existe alguma<br />
falha ou anormalida<strong>de</strong>.<br />
5.2.3 EXATIDAO NOS DADOS DE OPERACAO<br />
5.2.3.1 TEMPO DE AQUECIMENTO<br />
Foi montado, na sala <strong>de</strong> ensaios, urn sistema <strong>de</strong> monitorack corn 5 sensores (Figura<br />
ILII, Anexo II), objetivando <strong>de</strong>terminar a curva <strong>de</strong> aquecimento da incubadora e, na<br />
condicao <strong>de</strong> temperatura estabilizada, os valores da temperatura sobre o colchao. Foram<br />
realizadas 136 medidas <strong>de</strong> temperatura em cada urn dos pontos A, B, C, D, E, em intervalos<br />
<strong>de</strong> 1 minuto para cada aquisicao corn o equipamento no modo ATC (ou seja, sem o
65<br />
sensor do RN). 0 numero <strong>de</strong> amostras utilizado para compor o grafico foi <strong>de</strong>terminado a<br />
parfir <strong>de</strong> urn ensaio <strong>de</strong> 24 horas em laboratorio (1440 amostras) <strong>de</strong>vidamente armazenadas<br />
no computador. Apos a analise, verificou-se que a incubadora apresentava repetibilida<strong>de</strong><br />
nas amostras apos 2 horas <strong>de</strong> ensaio (ou acima <strong>de</strong> 120 amostras).<br />
A parfir da temperatura no ponto A (ponto central do colchao) foi tracada a curva<br />
<strong>de</strong> aquecimento da incubadora (Figura 15). A temperatura <strong>de</strong> controle é <strong>de</strong> 37,0 °C (para<br />
cumprir a exigencia da norma NBR IEC 601-2-19 que prescreve 12°C acima da temperatura<br />
ambiente para realizar este ensaio).<br />
Temperatura (°C)<br />
38,0<br />
36,0<br />
34,0<br />
32,0<br />
30,0<br />
28,0<br />
Temperatura<br />
no ponto<br />
A<br />
do colchao<br />
26,0<br />
24,0<br />
22,0<br />
11111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111110111111111111111111111111111111111111111111111111111111<br />
1 10 19 28 37 46 55 64 73 82 91 100 109 118 127 136<br />
Tempo (minutos)<br />
Figura 15 - Curva <strong>de</strong> aquecimento da incubadora neonatal RNP 225 <strong>de</strong>senvolvida.<br />
0 tempo <strong>de</strong> aquecimento, conforme ensaio, é <strong>de</strong>terminado a partir da temperatura<br />
inicial da incubadora no ponto A (24,8°C) ate a temperatura elevar-se em 11°C (35,8°C). 0<br />
tempo medido ate que a temperatura tenha alcancado os 35,8°C foi <strong>de</strong> 64 minutos. Como o<br />
tempo <strong>de</strong> aquecimento é um dado que <strong>de</strong>ve constar no manual <strong>de</strong> operacao do equipamento,<br />
e nao <strong>de</strong>ve ser ultrapassado em mais <strong>de</strong> 20% na pratica, é pru<strong>de</strong>nte especificar uma<br />
margem <strong>de</strong> seguranca <strong>de</strong>screvendo que a incubadora estara pronta para o use apos 1 hora e<br />
15 minutos <strong>de</strong> aquecimento.
66<br />
0 tempo para aquecer a incubadora significa o tempo em que a mesma estard disponivel<br />
para use em uma UTIN. Quanto menor o tempo, melhor para a equipe clinica que<br />
po<strong>de</strong> contar corn mais uma unida<strong>de</strong> <strong>de</strong> tratamento, porem os custos envolvidos para a melhoria<br />
<strong>de</strong>ste item sdo relativamente altos. Seria necessario criar um novo mol<strong>de</strong> <strong>de</strong> alumfnio<br />
para a base do equipamento, bem como reprojetar os dutos <strong>de</strong> ar quente aquecem o<br />
interior do compartimento do RN. A empresa nao dispunha <strong>de</strong> recursos para tais modificacOes<br />
e preferiu nab disputar essa melhoria com os concorrentes.<br />
A solucdo para diminuir o tempo <strong>de</strong> aquecimento da incubadora é controlar o chaveamento<br />
<strong>de</strong> mais <strong>de</strong> uma resistencia eletrica, <strong>de</strong>ixando-as em paralelo quando necessitar<br />
<strong>de</strong> mais calor no compartimento. A partir do momento que a temperatura medida estiver<br />
proxima a temperatura <strong>de</strong> controle, o software po<strong>de</strong> <strong>de</strong>terminar a abertura <strong>de</strong>ste circuito<br />
paralelo, e assim manter apenas uma resistencia funcionando novamente. Essa medida<br />
permite uma diminuicao do tempo <strong>de</strong> espera para condicionar o equipamento e nao prejudica<br />
a estabilida<strong>de</strong> do sistema <strong>de</strong> controle.<br />
5.2.3.2 TEMPERATURA MEDIA DA INCUBADORA<br />
Aproveitando os dados adquiridos no item 5.2.3.1, foi expandida a area do grafico<br />
na condicao <strong>de</strong> temperatura estabilizada (Figura 16), pr6xima a temperatura <strong>de</strong> controle em<br />
37°C. Esta medida <strong>de</strong>termina as oscilacoes <strong>de</strong> temperatura em relacao ao set-point escolhido<br />
para a temperatura <strong>de</strong> controle. Quando a temperatura ultrapassa o valor estabelecido na<br />
temperatura <strong>de</strong> controle (37,0°C), sobe ate 37,1°C apenas uma vez durante aproximadamente<br />
2 minutos. Em regime <strong>de</strong> trabalho, a incubadora oscila entre o valor <strong>de</strong> 37,0°C, <strong>de</strong>finido<br />
no set-point, e 36,8°C como limite inferior.
67<br />
A norma NBR 1EC 601-2-19 aceita variacOes ate <strong>de</strong> ± 0,5°C na condicao <strong>de</strong> temperatura<br />
estabilizada, e os testes apresentam uma variacao <strong>de</strong> ± 0,2 °C (37,0°C — 36,8°C) corn<br />
o colchao na horizontal.<br />
Temperature (°C)<br />
37,2<br />
37,0<br />
36,8 -<br />
36,6 -<br />
36,4<br />
36,2 -<br />
36,0 -<br />
35,8 -<br />
35,6<br />
............<br />
80 90 100 110 120 130 140<br />
Tempo (minutos)<br />
Figura 16 - Detalhe da oscilacao sobre a temperatura <strong>de</strong> controle, na condicdo <strong>de</strong><br />
temperatura estabilizada da incubadora neonatal RNP 225 <strong>de</strong>senvolvida.<br />
Os ensaios <strong>de</strong> temperatura estabilizada foram realizados corn a temperatura <strong>de</strong> controle<br />
em 32 e 36°C, conforme recomenda a norma. Foi necessario cerca <strong>de</strong> 30 minutos entre<br />
os ensaios para que a temperatura da incubadora reduzisse naturalmente <strong>de</strong> 37 para<br />
36°C, e <strong>de</strong> 3 horas, <strong>de</strong> 36 para 32°C. Os dados coletados estao na Tabela 2.<br />
Tabela 2 - Valores da Temperatura medida nos Pontos A, B, C, D e E do colchao,<br />
na condicao <strong>de</strong> temperatura estabilizada.<br />
Sensor A Sensor B Sensor C Sensor D Sensor E<br />
Temp. Controle Temp. Controle Temp. Controle Temp. Controle Temp. Controle<br />
32°C 36°C 32°C 36°C 32°C 36°C 32°C 36°C 32°C 36°C<br />
32,6°C 35,7°C 32,8°C 35,9°C 32,6°C 35,6°C 31,9°C 36,2°C 32,0°C 36,1°C<br />
A maxima diferenca entre as temperaturas medidas no compartimento do RN quando<br />
a temperatura <strong>de</strong> controle é <strong>de</strong> 36°C, ocorre entre o sensor C e o sensor D e correspon<strong>de</strong><br />
a 0,6°C (36,2°C — 35,6°C). Quando a temperatura <strong>de</strong> controle é <strong>de</strong> 32°C, a diferenca maxi-
68<br />
ma tambem esta entre os sensores C e D (32,6°C — 31,9°C) e correspon<strong>de</strong> a 0,7°C. 0 maxim()<br />
valor aceito em norma é 0,8°C, o que estaria aprovado no processo <strong>de</strong> certificacao,<br />
porem como a area <strong>de</strong> maior variacao na temperatura esta entre os pontos C e D é pru<strong>de</strong>nte<br />
que seja analisada a parte mecanica, aumentando o ntimero <strong>de</strong> dutos que entram no cornpartimento<br />
do RN, a fim <strong>de</strong> aumentar a circulacao do ar quente no compartimento, evitando<br />
os caminhos preferenciais atualmente existentes.<br />
5.2.3.3 EXATIDAO DO SENSOR DO RN<br />
0 ensaio <strong>de</strong> exatidao no sensor <strong>de</strong> temperatura da pele foi executado conforme o i-<br />
tem 50.104, da sec -do 8, da norma NBR IEC 601-2-19 (ABNT, 1997). A temperatura da<br />
agua do banho-maria e <strong>de</strong> ±36,0°C ±0,1°C e o termometro padrao tem exatidao <strong>de</strong> ±0,1°C.<br />
A norma tecnica exige para certificacao um termornetro padrao com exatidao <strong>de</strong> ±0,05°C,<br />
porem aparelhos <strong>de</strong>ste tipo sao encontrados em institutos <strong>de</strong> metrologia, on<strong>de</strong> sao acondicionados<br />
em ambientes climatizados e o manuseio é feito por pessoal especializado. Para a<br />
analise do prototipo utilizar-se-a um sensor <strong>de</strong> platina (PT100) que possui exatidao <strong>de</strong><br />
±0,1°C.<br />
Ressalta-se a dificulda<strong>de</strong> <strong>de</strong> confeccao do cabo sensor do RN, pois o mesmo possui<br />
dimensoes reduzidas para a colocacao <strong>de</strong> um cabo com 4 fios (2 para alimentacao e 2 para<br />
a transferencia <strong>de</strong> dados), o que impossibilita a soldagem por processos manuais. Alguns<br />
cabos sensores foram confeccionados manualmente, porem as dimensoes ficaram improprias<br />
ao use no neonato, bem como seu isolamento a agua no ensaio em banho-maria nao<br />
foram i<strong>de</strong>ais, po<strong>de</strong>ndo provocar corrente <strong>de</strong> fuga entre os contatos do circuito integrado<br />
DS1624S. 0 cabo sensor do RN utilizado no ensaio esta mostrado nas Figuras 17A e 17B.
69<br />
B<br />
Figura 17- (A) Cabo Sensor do RN, utilizado no ensaio <strong>de</strong> exatidao <strong>de</strong> temperatura;<br />
(B) Sensor do RN construido manualmente em <strong>de</strong>taihe<br />
As temperaturas obtidas estao <strong>de</strong>monstradas na Tabela 3.<br />
Tabela 3 - Ensaio para <strong>de</strong>terminar a exatidao do Sensor do RN<br />
Temperatura Temperatura<br />
Diferenca<br />
Sensor Padrao Sensor do RN<br />
36,2°C 36,6°C 0,4°C<br />
0 resultado indica que a incubadora tido aten<strong>de</strong>ria aos requisitos dos testes <strong>de</strong> exatiddo<br />
do sensor do RN, porque o erro entre a temperatura medida e a padrao <strong>de</strong>ve ser menor<br />
ou igual a ±0,3°C. Para solucionar esse problema, salientando-se que nao existe circuito<br />
<strong>de</strong> calibracao externo para compensacdo do erro, pois o sensor é digital, a maneira<br />
encontrada para corrigir o erro na medida <strong>de</strong> temperatura do sensor do RN é a utilizacao da<br />
memoria E2PROM <strong>de</strong> 256 bytes interna ao DS1624S, gravando-se uma curva <strong>de</strong> correcao,<br />
<strong>de</strong>pen<strong>de</strong>ndo do grau <strong>de</strong> erro encontrado em cada componente eletronico. Nesse caso, todos<br />
os sensores <strong>de</strong>verao ter uma tabela <strong>de</strong> correcao gravada em linha <strong>de</strong> producao.<br />
Esta situacao explicita que o sensor digital tambem possui alguns problemas para<br />
atingir a exatidao exigida em norma. A tarefa <strong>de</strong> gravar uma tabela <strong>de</strong> correcao interna ao<br />
sensor ainda é uma vantagem em relacao aos sensores analogicos porque po<strong>de</strong> ser feita em<br />
urn Tote gran<strong>de</strong> <strong>de</strong> sensores e os mesmos estocados para integracao futura nos equipamentos<br />
a serem montados. 0 sensor analOgico, por outro lado, tem que ser corrigido apos ter<br />
sido integrado ao cabo <strong>de</strong> ligacao com a incubadora. Neste caso, o ajuste seria feito manu-
70<br />
almente e seria especifico para aquele equipamento no qual esta conectado, pois a resisten-<br />
cia eletrica no caminho do elemento sensor ate o display é diferente para cada equipamento<br />
montado.<br />
Deve-se ressaltar que o sensor do RN so sera imerso em agua para ensaios <strong>de</strong> certificacao.<br />
Em condicoes normais <strong>de</strong> trabalho, o sensor estard em contato com a pele do bebe<br />
e sera periodicamente higienizado corn produtos nao abrasivos. Porem, o problema da u-<br />
mida<strong>de</strong> interna do sensor atraves da infiltracao d'agua pela resina <strong>de</strong> vedacao so po<strong>de</strong> ser<br />
resolvido quando for encontrada uma empresa que entregue o cabo sensor montado em<br />
peca plastica<br />
5.2.3.4 TEMPERATURAS ALTAS<br />
Seguindo-se a secao 10 - prescricoes para construcao da NBR IEC 601-2-19 foram<br />
tomados os cuidados para que a temperatura nao ultrapasse o limite maxim em norma,<br />
tanto para o modo ATC como ITC. A protecao foi feita somente por software. Quando a<br />
temperatura <strong>de</strong> controle selecionada pelo usuario ultrapassar os 37°C, um led amarelo a-<br />
cen<strong>de</strong>, indicando que o operador passou da faixa normal <strong>de</strong> controle e esta aumentando o<br />
risco. Nao haveria condicoes <strong>de</strong> proibir o acesso do operador para temperaturas acima dos<br />
37°C porque a norma prescreve essa faixa extra. Uma foto do painel frontal, corn o led<br />
amarelo aceso indicando que a temperatura <strong>de</strong> controle esta acima dos 37,0°C, é apresentada<br />
no Anexo VIII.<br />
5.2.3.5 RUIDO SONORO<br />
0 ruido continuo ao qual o recem-nascido fica submetido <strong>de</strong>ntro da incubadora <strong>de</strong>ve-se<br />
principalmente ao ventilador eletrico que insufla o ar atraves da resistencia.<br />
Os niveis sonoros dos alarmes <strong>de</strong>ntro e fora do compartimento do RN tambem <strong>de</strong>vem<br />
ser medidos e estar entre alguns valores prescritos em norma para que nao sejam elevados<br />
<strong>de</strong>mais, assustando o bebe, nem tao baixos que a equipe <strong>de</strong> tratamento nao os °Ka<br />
e, por este motivo, nao atenda a solicitacao <strong>de</strong> alarme.
71<br />
Os niveis <strong>de</strong> ruido foram avaliados corn urn <strong>de</strong>cibelimetro digital, marca MINIPA,<br />
mo<strong>de</strong>lo MSL-1350, faixa <strong>de</strong> frequencia <strong>de</strong> 30Hz a 12kHz, resolucao <strong>de</strong> 0,1 dB, calibracao<br />
interna atraves da oscilacao interna <strong>de</strong> uma onda senoidal <strong>de</strong> 1kHz e 94dB. 0 microfone do<br />
tipo Con<strong>de</strong>nsador eletrico <strong>de</strong> meia polegada foi colocado a 100mm do centro do colchao<br />
(ponto A da Figura II.II, Anexo II). 0 mid° <strong>de</strong> fundo medido no ambiente da sala <strong>de</strong> ensaios<br />
foi <strong>de</strong> 10 dB, para uma temperatura <strong>de</strong> controle em 33°C e UR% medida no compartimento<br />
do RN em 80%. Os resultados obtidos estao <strong>de</strong>monstrados nas Tabelas 4 e 5.<br />
Tabela 4 - Resultados do ensaio para <strong>de</strong>terminar a pressao sonora <strong>de</strong>ntro e fora do compartimento<br />
do RN corn o buzzer soando.<br />
Alarme sonoro<br />
disparado<br />
Nivel sonoro a 3 metros<br />
<strong>de</strong> distancia<br />
Nivel sonoro no compartimento<br />
do RN<br />
Nivel sonoro Nivel sonoro medido<br />
prescrito em norma<br />
> 65dB 78dB<br />
< 80dB 70dB<br />
Tabela 5 - Resultados do ensaio para <strong>de</strong>terminar a pressao sonora <strong>de</strong>ntro e fora do compartimento<br />
do RN corn o buzzer silenciado.<br />
Alarme sonoro<br />
<strong>de</strong>sligado<br />
Nivel sonoro<br />
prescrito em norma<br />
Nivel sonoro<br />
medido<br />
Nivel sonoro no compartimento<br />
do RN<br />
60dB<br />
47dB<br />
Os niveis sonoros se mantiveram <strong>de</strong>ntro dos valores prescritos em norma pelo mo<strong>de</strong>lo<br />
<strong>de</strong> buzzer escolhido (piezoeletrico, 12V, acionamento intermitente) e pelo local on<strong>de</strong><br />
esta fixo no equipamento (parte inferior do !novel da incubadora). Observe-se que, se o<br />
buzzer estiver fixo no painel frontal, o nivel sonoro medido <strong>de</strong>ntro do compartimento do<br />
RN e superior aos 80 dB permitidos (em ensaio realizado, o valor medido foi <strong>de</strong> 84 dB).<br />
Ressalta-se que os baixos ruidos encontrados no prototipo <strong>de</strong>senvolvido <strong>de</strong>ve-se ao use <strong>de</strong><br />
urn motor eletrico do tipo brushless (sem escovas), e corn urn eixo mancal <strong>de</strong> alta precisdo<br />
e silencioso.
CAPITULO 6<br />
DISCUSSAO GERAL E CONCLUSOES<br />
Urn equipamento biomedico atualizado tecnologicamente po<strong>de</strong> trazer vantagens a<br />
pacientes, equipe clinica, hospitais, sistema <strong>de</strong> sad<strong>de</strong> e fabricante. Ao paciente, a principal<br />
vantagem e quanto a seguranca: equipamentos mais mo<strong>de</strong>rnos, em geral, ja foram concebidos<br />
sob o rigor <strong>de</strong> normas t8cnicas atualizadas. A equipe clinica em geral se beneficia <strong>de</strong><br />
maiores recursos para aten<strong>de</strong>r ao paciente quando se trata <strong>de</strong> equipamentos mais novos.<br />
Para o hospital e/ou sistema <strong>de</strong> sai<strong>de</strong> como urn todo, a maior vantagem vem <strong>de</strong> forma indireta:<br />
equipamentos novos corn mais recursos acabam reduzindo o period° <strong>de</strong> internamento,<br />
alem <strong>de</strong> apresentar menos gastos corn manutencao, reduzindo o valor do investimento para<br />
o atendimento <strong>de</strong> urn <strong>de</strong>terminado nilmero <strong>de</strong> pacientes. Finalmente, o proprio fabricante<br />
acaba se beneficiando quando se trata da producao <strong>de</strong> equipamentos mais mo<strong>de</strong>rnos, pois<br />
alem <strong>de</strong> comercializar equipamentos mais competitivos, terao, em geral, menos problemas<br />
corn peps <strong>de</strong> reposicao ou mesmo peps para fabricacao do que em equipamentos mais<br />
antigos.<br />
6.1 INTRODUcA0<br />
A partir do estudo da norma tecnica que envolve o equipamento neonatal, o projeto<br />
dos circuitos eletronicos e os ensaios realizados, serao mostrados neste capitulo as conclusoes<br />
e uma visao geral sobre o <strong>de</strong>senvolvimento <strong>de</strong> equipamentos biomedicos corn a finalida<strong>de</strong><br />
<strong>de</strong> certificacao.<br />
6.2 DIFICULDADES NO PROJETO<br />
0 projeto teve a duracao <strong>de</strong> dois anos a partir do contato corn a empresa ate a entrega<br />
do prototipo a certificacao. Nesse periodo as maiores dificulda<strong>de</strong>s se concentraram<br />
em encontrar componentes eletronicos que aten<strong>de</strong>ssem ao cumprimento da norma NBR
73<br />
IEC 601-2-19, alem <strong>de</strong> prazo, quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong> fornecimento e o <strong>de</strong>vido suporte tecnico. Alguns<br />
componentes sao importados por empresas representantes no Brasil, porem algumas<br />
vezes o suporte tecnico <strong>de</strong>ssas empresas nao possula experiencia suficiente para esclarecer<br />
as dtividas <strong>de</strong> implementacao corn o hardware escolhido.<br />
Devido a evolucao tecnologica, a plataforma <strong>de</strong> hardware foi modificada duas vezes<br />
nesses dois anos <strong>de</strong> projeto. A modificacao sempre trouxe vantagens em relacao a plataforma<br />
anterior, como a diminuicao dos custos <strong>de</strong> alguns componentes e maior praticida<strong>de</strong><br />
na linha <strong>de</strong> montagem, acompanhada <strong>de</strong> uma necessaria adaptacao no software. Esse foi o<br />
principal motivo para a escolha <strong>de</strong> uma plataforma <strong>de</strong> hardware e software corn uma familia<br />
<strong>de</strong> microprocessadores ou microcontroladores que estivessem bem estabelecidos no<br />
mercado, e que, a cada inovacao, so modificariam os recursos intemos do componente,<br />
nunca a plataforma <strong>de</strong> hardware <strong>de</strong>finida na especificacao do projeto.<br />
A escolha <strong>de</strong> um LCD grafico que apresenta ao corpo clinic° as informacoes relevantes<br />
(temperaturas, umida<strong>de</strong>, alarmes, etc.) passou antes pela aprovacao da empresa<br />
KSS, <strong>de</strong>vido ao seu alto custo em relacao a interface utilizada no mo<strong>de</strong>lo anterior da incubadora<br />
neonatal (RNP 225). Nos <strong>de</strong>mais mo<strong>de</strong>los <strong>de</strong> incubadoras neonatais produzidas no<br />
Brasil existem led's ou lampadas corn inscricoes visiveis informando o status relativo a-<br />
quela situacao. Os sensores <strong>de</strong> temperatura junto ao RN apresentaram dificulda<strong>de</strong>s na sua<br />
construcao (Capitulo 4). Espera-se que na versao industrial o mesmo possa ser encapsulado<br />
<strong>de</strong> forma confiavel e compacta, por uma empresa que tenha ferramental para extrusao em<br />
PVC ou algum material plastic° que permita a flexibilida<strong>de</strong> do cabo e o <strong>de</strong>vido isolamento<br />
da umida<strong>de</strong> que po<strong>de</strong> causar um mau funcionamento do componente eletronico.<br />
Os pre-ensaios realizados mostraram que existem, ainda, ajustes a serem feitos no<br />
equipamento da incubadora neonatal para que a mesma se tome urn produto certificado. 0<br />
maior problema é a distribuicao <strong>de</strong> calor <strong>de</strong>ntro do compartimento do recem-nascido, porque<br />
nos pontos C e D (Figura II.I, Anexo II), os niveis <strong>de</strong> temperatura medidos (Tabela 2)<br />
estao relativamente distantes. Algumas alteracOes no projeto mecanico <strong>de</strong>verao ser feitos<br />
em breve, inclusive a alteracao no aquecimento prevendo duas resistencias eletricas <strong>de</strong>ve<br />
ser implementada.
74<br />
Um problema que <strong>de</strong>ve ser resolvido é a exatidao do sensor do RN que apresentou<br />
um erro aproximado <strong>de</strong> 0,4°C (em modulo), enquanto a norma especifica exige exatidao <strong>de</strong><br />
0,3°C. Como este problema po<strong>de</strong> ser sanado implementando-se uma tabela <strong>de</strong> correcao na<br />
mem6ria interna do sensor, que sera feito assim que o equipamento passar por urn preensaio<br />
em algum laboratorio cre<strong>de</strong>nciado citado no Anexo I.<br />
Existe, tambem, uma caracteristica fragil do equipamento se, na condicao <strong>de</strong> temperatura<br />
estabilizada, a UTIN nao se estiver na temperatura <strong>de</strong>sejada em norma (entre 20 a<br />
25°C). Se o ambiente da UTIN estiver acima <strong>de</strong> 31°C e a temperatura <strong>de</strong> controle estiver<br />
entre 36,0 e 37,0°C, a incubadora neonatal nao consegue estabilizar a temperatura do ar no<br />
compartimento do RN. Esta condicao ambiente da UTIN esta prevista em norma, porem<br />
alguns hospitais da regido Norte, Nor<strong>de</strong>ste e Centro-Oeste do Brasil nao tem UTI's equipadas<br />
corn sistemas <strong>de</strong> refrigeracao e ar condicionado e portanto po<strong>de</strong>m vir a apresentar na<br />
pratica esta falta <strong>de</strong> controle da temperatura. Nesta situacao existe uma condicao <strong>de</strong> risco<br />
ao RN se nao for <strong>de</strong>vidamente alertado que o equipamento <strong>de</strong>ve funcionar nas condicoes<br />
<strong>de</strong> temperatura prescritas em norma.<br />
6.3 PROPOSTA PARA TRABALHOS FUTUROS<br />
Utilizando-se a plataforma <strong>de</strong> hardware <strong>de</strong>senvolvida para a incubadora neonatal<br />
po<strong>de</strong>m ser <strong>de</strong>senvolvidos equipamentos correlatos, tais como bercos aquecidos, ou mesmo<br />
maquinas <strong>de</strong> anestesia.<br />
Visando-se aumentar o conforto do RN e/ou condicoes <strong>de</strong> operacao da incubadora<br />
por parte do corpo clinic°, po<strong>de</strong>r-se-ia implementar urn sistema <strong>de</strong> controle da umida<strong>de</strong><br />
relativa do ar, urn cancelador <strong>de</strong> midi° (do ventilador e do ambiente da UTIN) para minimizar<br />
os possiveis danos posteriores na audicao do bebe, e urn sistema <strong>de</strong> monitoracao<br />
ligada a urn microcomputador para coleta <strong>de</strong> dados. Para este tipo <strong>de</strong> implementacao, fazse<br />
necessaria a alteracao da plataforma <strong>de</strong> <strong>de</strong>senvolvimento do microcontrolador utilizado<br />
para urn DSP (Processador Digital <strong>de</strong> Sinais), <strong>de</strong>vido a resposta do sistema para cancelamento<br />
<strong>de</strong> ruido.
ANEXOS
76<br />
ANEXO I<br />
LABORATORIOS CREDENCIADOS PELO MINISTERIO DA SAUDE<br />
PARA CERTIFICA00 DE EQUIPAMENTOS BIOMEDICOS NO<br />
BRASIL
77<br />
LABORATORIOS CREDENCIADOS PELO MINISTERIO DA SAUDE<br />
PARA CERTIFICA0.0 DE EQUIPAMENTOS BIOMEDICOS NO BRASIL<br />
1- IEE/USP - Instituto <strong>de</strong> Eletrotecnica e Engenharia da Universida<strong>de</strong> do Estado <strong>de</strong><br />
Sao Paulo; servico Tecnico <strong>de</strong> Aplicacoes Medico-Hospitalares<br />
Av. Prof. Luciano Gualberto, 1289 - Cida<strong>de</strong> Universitaria<br />
Sao Paulo - SP.<br />
2- IPT/SP - Laboratorio <strong>de</strong> Avaliacao Eletrica<br />
Av. Prof. Almeida Prado, 532 - Cida<strong>de</strong> Universitaria - Sao Paulo - SP.<br />
3- LABELO/PUC-RS - Laboratorio Especializado em Eletroeletronica<br />
Av. Ipiranga, 6881 - Predio 30 - Bloco3 - Sala200 - Parteon<br />
Porto Alegre - RS.<br />
4- LEB/EPUSP - Escola Politecnica da Universida<strong>de</strong> do Estado <strong>de</strong> Sao Paulo<br />
Av. Luciano Gualberto, Travessa 3, n° 158, Predio D, Engenharia<br />
Eletrica, Sala D2-05 - Cida<strong>de</strong> Universitaria - Sao Paulo - SP.
78<br />
ANEXO II<br />
TOPICOS DA NORMA TECNICA NBR-IEC-601-2-19:<br />
PRESCRIOES PARTICULARES PARA SEGURANCA DE<br />
INCUBADORAS PARA RECEM-NASCIDOS (RN)
79<br />
SEcA. 0 UM - GENERALIDADES<br />
0 objetivo da norma particular é estabelecer os requisitos para incubadoras que minimizem<br />
os riscos ao paciente e ao usuario e especificar os ensaios que possam verificar a conformida<strong>de</strong><br />
corn esses requisitos (ABNT, 1997). Toda a analise a seguir estard referenciada ern<br />
relacao a Norma NBR-IEC-601-2-19, as quais foram transcritas literalmente da referida norma.<br />
TERMINOLOGIAS E DEFINIOES<br />
" Incubadora: E urn involucro <strong>de</strong>stinado a conter urn RN e que possui secao(6 -es) transparente(s)<br />
que permita(m) visualizar o RN, provido <strong>de</strong> meios para que se controle o<br />
ambiente <strong>de</strong>ntro do compartimento do RN, principalmente por ar aquecido.<br />
Compartimento do RN: Parte da incubadora <strong>de</strong>stinada a conter urn RN.<br />
Incubadora em ATC: Incubadora na qual a temperatura do ar é controlada automaticamente<br />
por um sensor <strong>de</strong> temperatura do ar a urn valor estabelecido pelo<br />
usuario.<br />
Incubadora em ITC: Incubadora corn temperatura do ar controlada, que possui a capacida<strong>de</strong><br />
adicional <strong>de</strong> controlar automaticamente a temperatura do ar da incubadora,<br />
a fim <strong>de</strong> manter a temperatura conforme foi a medida por urn<br />
sensor <strong>de</strong> temperatura da pele proxima a urn valor pelo usuario.<br />
Temperatura <strong>de</strong> Pele: Temperatura da pele do RN em urn ponto no qual é colocado o sensor<br />
<strong>de</strong> temperatura da pele.<br />
Temperatura Media: A media entre as temperaturas maxima e minima em qualquer ponto<br />
especificado do compartimento do RN, obtida durante a condicao <strong>de</strong><br />
temperatura constante.
80<br />
Temperatura <strong>de</strong> Controle: Temperatura selecionada no controle <strong>de</strong> temperatura. Tambem<br />
referenciada como SP (set point).<br />
Temperatura da Incubadora: Temperatura do ar em urn ponto 10 cm acima do centro geometric°<br />
da superficie do colchdo, no compartimento do RN (Figura<br />
I.II, Anexo II).<br />
Temperatura Media da Incubadora: Media das maximas e minimas temperaturas da incubadora,<br />
obtida durante a condicao <strong>de</strong> temperatura constante<br />
(Figura II.II, Anexo II).<br />
Condicao <strong>de</strong> temperatura constante: Condicao alcancada quando a temperatura da incubadora<br />
nao variar em mais <strong>de</strong> 1°C no period° <strong>de</strong> 1 hora (Figura<br />
11.II, Anexo II). "<br />
A= sensor da temperatura da incubadora<br />
B, C, D, E = sensor da temperatura do ar<br />
Os pontos <strong>de</strong> medigao A a D estk em urn piano paralelo ao colchao e a uma<br />
distancia <strong>de</strong> 10 cm <strong>de</strong>le<br />
Figura I.II - Posicionamento dos sensores <strong>de</strong> temperatura sobre o leito do RN para ensaios<br />
(adaptado <strong>de</strong> ABNT, 1997).
81<br />
Temperatura da<br />
Incubadora (°C)<br />
Variack <strong>de</strong> temperatura 0,5°C<br />
corn o colch5o inclinado : 1,0°C<br />
Temperature media<br />
da incubadora<br />
Tempo <strong>de</strong><br />
aquecimento<br />
Condiceio <strong>de</strong> temperatura estabilizada<br />
tempo<br />
Figura II.II - Curva Temperatura da Incubadora X Tempo <strong>de</strong> Aquecimento <strong>de</strong> acordo com a<br />
norma NBR IEC-601-2-19 (adaptado <strong>de</strong> ABNT, 1997).<br />
PRESCRIOES GERAIS<br />
- " As condicoes anormais sob uma s6 falha aplicaveis sao o curto-circuito ou circui-<br />
to aberto dos componentes ou da fiacao que causem a ocorr8ncia <strong>de</strong> faiscas, ou<br />
aumentem a energia das faiscas ou as temperaturas.<br />
- Se nao for especificado <strong>de</strong> outra forma nessa norma particular, todos os ensaios<br />
<strong>de</strong>vem ser executados a uma temperatura ambiente <strong>de</strong>ntro da faixa <strong>de</strong> 21 a 26°C.<br />
- Se nao for especificado <strong>de</strong> outra forma, a temperatura <strong>de</strong> controle, durante os en-<br />
saios, <strong>de</strong>ve ser <strong>de</strong> 34°C ±1°C, <strong>de</strong>vendo sempre exce<strong>de</strong>r a temperatura ambiente em<br />
pelo menos 3°C. "
82<br />
IDENTIFICAcAO, MARCACAO E DOCUMENTOS<br />
- "A incubadora nao equipada corn analisador <strong>de</strong> oxigenio integrado e que forneca<br />
meios para a administracao <strong>de</strong> oxigenio <strong>de</strong>ve ser rotulada em posicao <strong>de</strong> facil visualizacao,<br />
corn texto que <strong>de</strong>clare: "Ao se ministrar oxigenio, <strong>de</strong>ve ser utilizado urn<br />
analisador <strong>de</strong> oxigenio" .<br />
- Se urn aquecedor for acessivel sem a utilizacao <strong>de</strong> uma ferramenta, <strong>de</strong>ve ser exibido<br />
urn aviso ou uma rotulagem pr6xima a ele, advertindo sobre a alta temperatura<br />
da superficie.<br />
- Os controles <strong>de</strong> temperatura <strong>de</strong>vem estar claramente rotulados corn os ajustes <strong>de</strong><br />
temperatura sobre eles ou pr6ximo a eles. As rotulagens <strong>de</strong>vem ser feitas em intervalos<br />
<strong>de</strong> nao mais <strong>de</strong> 0,5°C para as incubadoras corn controle no modo ATC e <strong>de</strong><br />
nao mais que 0,25°C para incubadoras no modo ITC. A rotulagem dos valores maximos<br />
e minimos dos controles e indicadores <strong>de</strong>ve ser feita <strong>de</strong> forma tal que nao<br />
confunda corn relacao aos valores <strong>de</strong> controle e/ou aos valores indicados.<br />
- As instrucOes para utilizacao <strong>de</strong>vem adicionalmente conter:<br />
a) Urn procedimento recomendado <strong>de</strong> manutencao preventiva e a frequencia<br />
para a verificacao da conformida<strong>de</strong> corn as especificacOes do produto.<br />
Uma <strong>de</strong>claracao <strong>de</strong> que a incubadora <strong>de</strong>ve ser utilizada apenas por pessoal<br />
a<strong>de</strong>quadamente treinado e sob a direcao <strong>de</strong> equipe medica qualificada, familiarizada<br />
corn os riscos e beneficios atualmente conhecidos na utilizacao<br />
da incubadora.<br />
b) Uma advertencia <strong>de</strong> que a luz solar direta ou outras fontes radiantes <strong>de</strong><br />
calor po<strong>de</strong>m causar urn aumento na temperatura da incubadora em niveis<br />
perigosos.<br />
c) Uma <strong>de</strong>claracao <strong>de</strong> que mesmo ern pequenas quantida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> agentes inflamaveis,<br />
como titer ou alcool, <strong>de</strong>ixadas na incubadora, po<strong>de</strong>m causar<br />
urn incendio em associacao corn o oxigenio.
83<br />
d) Uma especificacao do tempo <strong>de</strong> aquecimento da incubadora.<br />
e) Uma recomendacao da posicao e metodo <strong>de</strong> utilizacao do sensor <strong>de</strong> temperatura<br />
da pele, incluindo uma advertencia contra sua possivel utilizacao<br />
como sensor retal <strong>de</strong> temperatura, se tal advertencia for aplicavel.<br />
f) Uma informacao sobre a faixa da temperatura <strong>de</strong> controle e da umida<strong>de</strong><br />
relativa da incubadora. Se a incubadora nao tiver meios <strong>de</strong> controlar o<br />
grau <strong>de</strong> umida<strong>de</strong>, isto <strong>de</strong>ve ser <strong>de</strong>clarado nas instrucaes para utilizacao.<br />
g) Quando for aplicavel, uma <strong>de</strong>claracao do peso maximo permitido <strong>de</strong> e-<br />
quipamentos adicionais <strong>de</strong>ve ser colocada nas prateleiras conectadas com<br />
a incubadora.<br />
h) Para o equipamento do tipo B, on<strong>de</strong> o RN possa nao estar isolado do terra,<br />
uma advertencia <strong>de</strong> que <strong>de</strong>ve ser tornado este cuidado particular para<br />
garantir que os equipamentos adicionais conectados ao RN sejam eletricamente<br />
seguros.<br />
i) Quando for aplicavel, uma informacao sobre como os alarmes audiveis e<br />
visuais po<strong>de</strong>m ser verificados.<br />
j) Uma advertencia <strong>de</strong>clarando que a administracao <strong>de</strong> oxigenio po<strong>de</strong> elevar<br />
o nivel <strong>de</strong> ruido para o RN <strong>de</strong>ntro da incubadora.<br />
k) Uma explicacao sobre a operacao dos equipamentos suplementares <strong>de</strong><br />
oxigenio fornecidos para utilizacao corn a incubadora ou conforme estiver<br />
especificado nos documentos acompanhantes.<br />
1) Uma <strong>de</strong>claracao <strong>de</strong> que um analisador <strong>de</strong> oxigenio <strong>de</strong>ve ser empregado<br />
quando o oxigenio for fornecido ao RN. "
84<br />
SEcA0 SETE - PROTE00 CONTRA TEMPERATURAS EXCESSIVAS E<br />
OUTROS RISCOS DE SEGURAKA<br />
TEMPERATURAS EXCESSIVAS<br />
" A temperatura das superficies passiveis <strong>de</strong> entrar em contato com o RN nao <strong>de</strong>ve<br />
exce<strong>de</strong>r 40°C para superficies metalicas e 43°C para superficies <strong>de</strong> outros materiais.<br />
Estes requeisitos se aplicam nas condicOes normais e nas condiVies anormais<br />
sob uma so falha, incluindo: falha na circulacao <strong>de</strong> ar, falha <strong>de</strong> urn termostato ou<br />
<strong>de</strong>sconexao do sensor <strong>de</strong> temperatura da pele.<br />
PREVEN00 CONTRA FOGO<br />
A fim <strong>de</strong> eliminar o risco do oxigenio se inflamar em virtu<strong>de</strong> <strong>de</strong> componentes eletricos<br />
que possam ser uma fonte <strong>de</strong> ignicao nos compartimentos fechados do equipamento que contiverem<br />
urn sistema <strong>de</strong> oxigenio, pelo menos um dos requisitos a seguir <strong>de</strong>ve ser aplicado:<br />
- Os componentes eletricos <strong>de</strong>vem estar separados dos compartimentos nos quais<br />
po<strong>de</strong> ocorrer urn actimulo <strong>de</strong> oxigenio, atraves <strong>de</strong> urn obstaculo lacrado em todas<br />
as juntas e em quaisquer orificios para cabos ou para outras finalida<strong>de</strong>s. A ventilacao<br />
necessaria sob essas disposicoes <strong>de</strong>ve ser tal que a concentracao <strong>de</strong> oxigenio<br />
no compartimento que contiver componentes eletricos nao <strong>de</strong>ve exce<strong>de</strong>r 4 porcentagens<br />
<strong>de</strong> volume (%Vol) acima do nivel ambiente. Se este requisito for obtido por<br />
ventilacao forcada, os meios para urn alarme no caso <strong>de</strong> mau funcionamento <strong>de</strong>vem<br />
ser provi<strong>de</strong>nciados.<br />
- Os circuitos eletricos que po<strong>de</strong>m produzir faiscas ou gerar aumento <strong>de</strong> temperatura<br />
em superficies e que po<strong>de</strong>riam ainda ser uma fonte <strong>de</strong> ignicao, <strong>de</strong>vem ser projetados<br />
<strong>de</strong> forma que nao ocorra nenhuma ignicdo. Pelo menos dois dos seguintes requisitos<br />
<strong>de</strong>vem ser satisfeitos na condicao normal ou condicao sob uma so falha:
85<br />
1- 0 produto do valor eficaz da tensao sem carga pelo valor eficaz da<br />
corrente em curto-circuito nao <strong>de</strong>ve exce<strong>de</strong>r IOVA.<br />
2- A temperatura da superficie dos componentes nao <strong>de</strong>ve exce<strong>de</strong>r<br />
300°C. "<br />
ERROS HUMANOS<br />
" Todos os sensores <strong>de</strong> temperatura, incluindo os sensores <strong>de</strong> temperatura da pele,<br />
<strong>de</strong>vem estar claramente rotulados corn a funcao a que se <strong>de</strong>stinam. Nao <strong>de</strong>ve ser<br />
possfvel conectar urn sensor a urn soquete ina<strong>de</strong>quado no equipamento.<br />
- Quando uma incubadora no modo ITC operar como ATC, ou seja, nao houver<br />
condicoes <strong>de</strong> funcionamento do sensor <strong>de</strong> temperatura da pele, <strong>de</strong>ve haver uma<br />
clara indicacao do modo <strong>de</strong> operacao em utilizacao.<br />
- Cada controle <strong>de</strong> temperatura se tiver uma acao rotativa, <strong>de</strong>ve ser organizado <strong>de</strong><br />
forma que uma rotacao no sentido horario produza aumento na temperatura."<br />
INTERRUKAo NO FORNECIMENTO DE ENERGIA<br />
" 0 equipamento <strong>de</strong>ve ser projetado <strong>de</strong> forma que uma interrupcao e uma restauracao<br />
no fornecimento <strong>de</strong> energia eletrica nao alterem a temperatura <strong>de</strong> controle ou<br />
outros valores preestabelecidos."
86<br />
SEcA0 OITO - EXATIDAO NOS DADOS DE OPERA00 E PROTE00<br />
CONTRA SAiDA INCORRETA<br />
EXATIDAO NOS DADOS DE OPERA00<br />
" Durante a condicao <strong>de</strong> temperatura estabilizada, a temperatura da incubadora nao<br />
<strong>de</strong>ve ficar diferente da temperatura media da incubadora em mais <strong>de</strong> 0,5°C. A conformida<strong>de</strong><br />
<strong>de</strong>ve ser verificada pela medicao em temperaturas <strong>de</strong> controle <strong>de</strong> 32°C e<br />
36°C em urn period() <strong>de</strong> pelo menos 1 hora.<br />
Corn a incubadora operando como uma ATC e corn a temperatura <strong>de</strong> controle ajustada<br />
para qualquer temperatura <strong>de</strong>ntro da sua faixa, a temperatura media em cada<br />
urn dos pontos A, B, C, D e E, conforme especificado na instrucao <strong>de</strong> ensaio na<br />
Figura I.II, nao <strong>de</strong>ve diferir da temperatura media da incubadora em mais <strong>de</strong> 0,8°C<br />
na utilizacao normal. Em qualquer posicao do colchao inclinado, a temperatura nao<br />
<strong>de</strong>ve diferir em mais <strong>de</strong> 1°C. 0 ensaio sera verificado pela colocacao <strong>de</strong> sensores<br />
<strong>de</strong> temperatura calibrados em cinco pontos em urn piano paralelo a superficie do<br />
colchao e a 10cm acima <strong>de</strong>la. 0 ponto A <strong>de</strong>ve ser urn ponto 10cm acima do centro<br />
do colchao. Os outros pontos <strong>de</strong>vem ser o centro das quatro areas formadas pelas<br />
linhas, as quais divi<strong>de</strong> tanto a largura quanto o comprimento em duas partes (pontos<br />
B e E). A temperatura media em cada urn <strong>de</strong>stes cinco pontos <strong>de</strong>ve ser medida<br />
em temperaturas <strong>de</strong> controle <strong>de</strong> 32 e 36°C. A diferenca entre os cinco valores medidos<br />
e a temperatura media da incubadora medida <strong>de</strong>vem ser comparados e o colchao<br />
no momento do ensaio <strong>de</strong>ve estar na posicao horizontal.<br />
As incubadoras no modo <strong>de</strong> operacao ITC <strong>de</strong>vem estar equipadas corn urn sensor<br />
<strong>de</strong> temperatura da pele e a temperatura medida pelo sensor <strong>de</strong>ve ser continuamente<br />
exibida e claramente visivel. Se, alem disso, a exibicao for utilizada para apresentar<br />
qualquer outro parametro, isto <strong>de</strong>ve ser obtido corn o emprego <strong>de</strong> uma chave interruptora<br />
<strong>de</strong> acao momentanea. A faixa <strong>de</strong> temperatura exibida <strong>de</strong>ve ser no minim()<br />
<strong>de</strong> 33 a 38°C.
87<br />
A exatidao do sensor <strong>de</strong> temperatura da pele utilizado na incubadora <strong>de</strong>ve estar<br />
<strong>de</strong>ntro <strong>de</strong> ±0,3°C. 0 ensaio para verificar a conformida<strong>de</strong> <strong>de</strong>ve imergir o sensor <strong>de</strong><br />
temperatura da pele em banho-maria corn a agua controlada em flutuacao inferior<br />
±0,1°C em torno da temperatura <strong>de</strong> controle <strong>de</strong> 36°C. Urn termometro-padrao corn<br />
exatidao <strong>de</strong> ±0,05°C <strong>de</strong>ve estar posicionado corn seu bulbo proximo ao sensor <strong>de</strong><br />
temperatura da pele. A leitura do termometro-padrao <strong>de</strong>ve ser comparada corn a<br />
temperatura exibida e sua diferenca nao <strong>de</strong>ve exce<strong>de</strong>r 0,3°C menos o erro do termometro-padrao.<br />
- Corn a incubadora operando no modo ITC com o colchao na horizontal, a temperatura<br />
medida no sensor <strong>de</strong> temperatura da pele, nab <strong>de</strong>ve diferir da temperatura <strong>de</strong><br />
controle em mais <strong>de</strong> 0,7°C na condicao <strong>de</strong> temperatura estabilizada. 0 ensaio <strong>de</strong>ve<br />
ser realizado corn a temperatura <strong>de</strong> controle em 36°C.<br />
- Uma indicacao <strong>de</strong> temperatura da incubadora <strong>de</strong>ve ser fornecida por meios in<strong>de</strong>pen<strong>de</strong>ntes<br />
<strong>de</strong> qualquer dispositivo utilizado para controlar a temperatura da incubadora.<br />
0 dispositivo <strong>de</strong>ve possuir faixa <strong>de</strong> operayao <strong>de</strong> pelo menos 20 a 40°C e<br />
ser utilizado exclusivamente para a indicacao da temperatura da incubadora. Alem<br />
disso, <strong>de</strong>ve ser localizado <strong>de</strong> forma que seja facil a leitura sem a abertura da incubadora,<br />
mesmo quando estiver operando ern urn ajuste maximo <strong>de</strong> umida<strong>de</strong>. Nao<br />
<strong>de</strong>ve ser utilizado termometro <strong>de</strong> mercurio. A leitura do dispositivo <strong>de</strong> medicao <strong>de</strong><br />
temperatura nao <strong>de</strong>ve diferir da temperatura da incubadora medida por urn term&<br />
metro-padrao em mais <strong>de</strong> 0,8°C, menos o erro do termometro-padrao. 0 ensaio da<br />
conformida<strong>de</strong> <strong>de</strong>ve ser verificado em temperaturas <strong>de</strong> controle <strong>de</strong> 32 e 36°C.<br />
- Corn a incubadora operando no modo ATC, a temperatura media nao <strong>de</strong>ve ser diferente<br />
da temperatura <strong>de</strong> controle em mais <strong>de</strong> ±1,5°C a uma temperatura ambiente<br />
entre 21 e 25°C. 0 ensaio <strong>de</strong>ve ser realizado a uma temperatura <strong>de</strong> controle <strong>de</strong><br />
36°C, ern condicao <strong>de</strong> temperatura estabilizada.<br />
0 tempo para o aquecimento do equipamento nao <strong>de</strong>ve ser diferente em mais <strong>de</strong><br />
20% do especificado pelo fabricante. Para o ensaio, corn a temperatura <strong>de</strong> controle<br />
ajustada 12°C acima da temperatura ambiente, corn a tensao <strong>de</strong> alimentacao igual a
88<br />
tensao nominal e o equipamento operando como uma ATC, a incubadora é ligada,<br />
iniciando uma condicao a frio. 0 tempo para a temperatura da incubadora elevar<br />
em 11°C é medido (Figura II.II). 0 controle da umida<strong>de</strong>, se estiver ajustado, <strong>de</strong>ve<br />
ser estabelecido para seu valor maximo. 0 nivel da agua do recipiente umidificador<br />
<strong>de</strong>ve ser o normal e a agua <strong>de</strong>sse recipiente <strong>de</strong>ve estar a temperatura ambiente.<br />
ApOs o ajuste da temperatura <strong>de</strong> controle na forma <strong>de</strong>scrita no ensaio a seguir, o<br />
excesso da temperatura da incubadora nao <strong>de</strong>ve ser maior que 2°C e a condicao <strong>de</strong><br />
temperatura estabilizada <strong>de</strong>ve ser restaurada em 15 minutos. Para o ensaio, a incubadora<br />
<strong>de</strong>ve estar no modo ATC a uma temperatura do compartimento do RN em<br />
30°C, ate que a condicao <strong>de</strong> temperatura estabilizada seja alcancada. 0 controle <strong>de</strong><br />
temperatura é, entao, ajustado para uma temperatura <strong>de</strong> controle <strong>de</strong> 34°C. 0 excesso<br />
<strong>de</strong> temperatura da incubadora e o tempo para que seja alcancada a nova condicao<br />
<strong>de</strong> temperatura estabilizada, medida a partir da primeira passagem <strong>de</strong> 34°C,<br />
<strong>de</strong>vem ser medidos.<br />
Qualquer valor indicado <strong>de</strong> umida<strong>de</strong> relativa <strong>de</strong>ve possuir exatidao <strong>de</strong> ± 10% do<br />
valor real medido. A conformida<strong>de</strong> <strong>de</strong>ve ser verificada pela medic ḏo da umida<strong>de</strong><br />
relativa corn urn dispositivo colocado no compartimento do RN. A temperatura <strong>de</strong><br />
controle <strong>de</strong>ve ser ajustada para um valor entre 32 e 36°C."<br />
SEcA0 DEZ — PRESCRIOES PARA CONSTRINAO<br />
" Para uma incubadora neonatal operando no modo ATC, a faixa <strong>de</strong> controle <strong>de</strong><br />
temperatura <strong>de</strong>ve ser <strong>de</strong> 30°C, ou inferior, ate 37°C. A temperatura <strong>de</strong> controle maxima<br />
po<strong>de</strong> ser ultrapassada, ate 39°C, por uma interferencia do operador, caso em<br />
que este modo <strong>de</strong> operacao <strong>de</strong>ve estar indicado por uma lampada amarela <strong>de</strong><br />
advertencia facilmente reconhecivel, incluida ou combinada corn a indicacao da<br />
faixa <strong>de</strong> temperatura pertinente. 0 ajuste maxim da temperatura <strong>de</strong> controle nao<br />
<strong>de</strong>ve ser menor que 36°C.
89<br />
- Para uma incubadora em ITC, a faixa da temperatura <strong>de</strong> controle <strong>de</strong>ve ser <strong>de</strong> 35°C,<br />
ou inferior, ate 37°C. A temperatura <strong>de</strong> controle maxima po<strong>de</strong> ser ultrapassada ate<br />
38°C, por uma interferencia do operador.<br />
A incubadora <strong>de</strong>ve possuir meios pelos quail o RN possa ser colocado e retirado<br />
sem a necessida<strong>de</strong> <strong>de</strong> se remover a cobertura completamente, ou <strong>de</strong>sconectar tu-<br />
bos, cabos, fios e similares, do RN.<br />
- A incubadora <strong>de</strong>ve estar equipada corn urn limitador termico, que opere in<strong>de</strong>pen<strong>de</strong>nte<br />
<strong>de</strong> qualquer termostato. Ele <strong>de</strong>ve estar colocado <strong>de</strong> tal forma que o aquecedor<br />
seja <strong>de</strong>sconectado e urn alarme sonoro e visual seja acionado a uma temperatura<br />
da incubadora que nao exceda 38°C. As incubadoras dotadas <strong>de</strong> meios para superar<br />
a temperatura <strong>de</strong> controle em ate 39°C <strong>de</strong>vem estar equipadas corn uma segunda<br />
funcao <strong>de</strong> limitador termico que opere a uma temperatura da incubadora <strong>de</strong><br />
40°C. Neste caso, a acao do fusivel termico <strong>de</strong> 38°C é inibida automaticamente ou<br />
por mein <strong>de</strong> uma interferencia do operador.<br />
- Os limitadores termicos nao <strong>de</strong>vem ser auto-restabeleciveis, mas estabeleciveis<br />
manualmente. Devem ser auto-restabeleciveis a uma temperatura da incubadora<br />
entre 39 e 34°C, <strong>de</strong>vendo o alarme funcionar continuamente ate que seja manualmente<br />
restabelecido. 0 ensaio <strong>de</strong>ve ser feito ajustando a incubadora para operar no<br />
modo ATC e ITC. No modo ATC, o termostado é <strong>de</strong>sativado e a incubadora ligada.<br />
No momento que o alarme soar, a temperatura da incubadora nao <strong>de</strong>ve exce<strong>de</strong>r<br />
a temperatura acima especificada e o fornecimento <strong>de</strong> energia eletrica ao aquecedor<br />
<strong>de</strong>ve ser interrompido. 0 fornecimento <strong>de</strong> energia nao <strong>de</strong>ve ser restaurado ate<br />
que o limitador termico seja manualmente restabelecido, ou a temperatura da incubadora<br />
seja inferior a 39°C. Para o modo ITC, o sensor <strong>de</strong> temperatura da pele é<br />
mantido separadamente a uma temperatura abaixo da temperatura <strong>de</strong> controle. No<br />
instante em que o alarme funcionar, a temperatura da incubadora nao <strong>de</strong>ve exce<strong>de</strong>r<br />
a temperatura acima especificada e o fornecimento <strong>de</strong> energia eletrica ao aquecedor<br />
nao <strong>de</strong>ve ser restaurado ate que o limitador termico seja manualmente restabelecido<br />
ou a temperatura da incubadora caia abaixo <strong>de</strong> 39°C.
90<br />
- On<strong>de</strong> urn movimento relativo <strong>de</strong> qualquer botao <strong>de</strong> controle e seu mecanismo <strong>de</strong><br />
atuacao pu<strong>de</strong>r afetar o ajuste da temperatura da incubadora, os mesmos <strong>de</strong>vem ser<br />
presos um ao outro."<br />
SEcA0 ONZE - REQUISITOS ADICIONAIS<br />
ALARMES<br />
- " Se a incubadora possuir urn ventilador para circulacao do ar, urn alarme sonoro e<br />
visual <strong>de</strong>vem ser acionados e o fornecimento <strong>de</strong> energia eletrica ao aquecedor <strong>de</strong>ve<br />
ser interrompido antes <strong>de</strong> gerar um risco, quando ocorrer falha na rotacao do ventilador,<br />
ou obstrucao do escape <strong>de</strong> ar do compartimento da incubadora e, ainda, a<br />
possivel obstrucao da entrada <strong>de</strong> ar. No caso <strong>de</strong> falha do ventilador, o equipamento<br />
nao <strong>de</strong>ve liberar chamas, metal fundido ou gas venenoso ou inflamavel. A conformida<strong>de</strong><br />
<strong>de</strong>ve ser verificada pela incubadora no modo ATC, na condicao <strong>de</strong> temperatura<br />
estabilizada corn a temperatura <strong>de</strong> controle <strong>de</strong> 34°C, quando o ventilador estiver<br />
<strong>de</strong>sativado, a circulacao <strong>de</strong> ar para o compartimento do RN estiver obstrulda<br />
(quando existirem diversas entradas <strong>de</strong> ar, ou se estiverem protegidas <strong>de</strong> urn bloqueio<br />
inadvertido, a segunda parte do ensaio nao se faz necessaria), houver bloqueio<br />
da entrada <strong>de</strong> ar, quando aplicavel.<br />
- A incubadora controlada pelo RN (modo ITC) <strong>de</strong>ve possuir urn alarme sonoro (visualmente<br />
i<strong>de</strong>ntificavel) no caso do conector do sensor <strong>de</strong> temperatura da pele se<br />
tornar eletricamente <strong>de</strong>sconectado, possuir fios em circuito aberto ou possuir fios<br />
em curto-circuito. Caso haja esse tipo <strong>de</strong> ocorrencia, o fornecimento <strong>de</strong> energia e-<br />
letrica ao aquecedor <strong>de</strong>ve ser automaticamante interrompido, ou a incubadora é automaticamente<br />
chaveada para o modo ATC, corn temperatura <strong>de</strong> controle <strong>de</strong> 36°C<br />
±0,5°C, ou corn temperatura <strong>de</strong> controle selecionada pelo usuario. 0 sensor recomendado<br />
pelo fabricante <strong>de</strong>ve ser conectado a unida<strong>de</strong> <strong>de</strong> controle, inserindo lentamente<br />
seu plugue no soquete correspon<strong>de</strong>nte, a fim <strong>de</strong> <strong>de</strong>terminar se existem posicOes<br />
intermediarias que inibam a ativacao do alarme.
91<br />
- A incubadora <strong>de</strong>ve ser dotada <strong>de</strong> alarme e i<strong>de</strong>ntificacao visual para advertir no caso<br />
<strong>de</strong> interrupcdo no fornecimento <strong>de</strong> energia eletrica. Em ambos os casos, uma indicacao<br />
sonora e visual da falha no fornecimento <strong>de</strong> energia eletrica <strong>de</strong>ve ser proporcionada<br />
por urn tempo minim° <strong>de</strong> 3 minutos.<br />
- Os alarmes sonoros <strong>de</strong>liberadamente silenciados <strong>de</strong>vem manter indicacao visual.<br />
Tais alarmes <strong>de</strong>vem reiniciar automaticamente sua funcao normal <strong>de</strong>ntro <strong>de</strong> urn period°<br />
estabelecido pelo fabricante. Para aquecimento da incubadora esse periodo<br />
po<strong>de</strong> ser <strong>de</strong> 30 minutos.<br />
- Deverao ser fornecidos meios para que o usuario verifique a operacao dos alarmes<br />
sonoros e visuais. Tais meios po<strong>de</strong>m consistir em informac5es contidas nas instrugoes<br />
<strong>de</strong> utilizacao.<br />
- Na utilizacao normal, o nivel sonoro <strong>de</strong>ntro do compartimento do RN nao <strong>de</strong>ve exce<strong>de</strong>r<br />
urn nivel <strong>de</strong> pressao sonora em 60dB, exceto na condicao que o alarme sonoro<br />
estiver disparado. A conformida<strong>de</strong> <strong>de</strong>ve ser verificada por urn medidor <strong>de</strong> nivel<br />
sonoro <strong>de</strong>vidamente calibrado, posicionado em 100 a 150 mm acima do centro do<br />
suporte do RN. Para este ensaio a incubadora <strong>de</strong>ve estar operando corn temperatura<br />
<strong>de</strong> controle <strong>de</strong> 30 a 33°C e a umida<strong>de</strong> relativa do ar no maxim°. 0 nivel sonoro <strong>de</strong><br />
fundo <strong>de</strong>ve estar, pelo menos, corn 10dB abaixo daquele medido durante o ensaio.<br />
- Quando qualquer alarme da incubadora estiver soando, o nivel sonoro no compar-<br />
timento do RN nao <strong>de</strong>ve exce<strong>de</strong>r urn nivel <strong>de</strong> pressao sonora <strong>de</strong> 80dB.<br />
- Alarmes sonoros <strong>de</strong>vem possuir urn nivel sonoro <strong>de</strong> pelo menos 65dB a uma distancia<br />
<strong>de</strong> 3 metros perpendicularmente a parte frontal da unida<strong>de</strong> <strong>de</strong> controle. 0<br />
nivel <strong>de</strong> alarme<br />
sonoro nao <strong>de</strong>ve ser ajustavel sem a utilizacao <strong>de</strong> uma ferramenta.<br />
- Se urn reservatorio fizer parte integrante da incubadora, <strong>de</strong>ve possuir urn indicador<br />
do nivel <strong>de</strong> agua corn marcacaes <strong>de</strong> "max" e "min", se o nivel da agua no tanque<br />
nao pu<strong>de</strong>r ser visto. 0 tanque <strong>de</strong>ve ser projetado para po<strong>de</strong>r ser drenado sem inclinar<br />
a incubadora.
92<br />
- Na utilizacao normal, a velocida<strong>de</strong> do ar sobre o colchao nao <strong>de</strong>ve exce<strong>de</strong>r<br />
0,35m/s.<br />
- 0 fabricante <strong>de</strong>ve especificar nos documentos acompanhantes a concentracao maxima<br />
<strong>de</strong> CO2 que ira ocorrer no compartimento do RN durante o ensaio a seguir<br />
sob condicOes normais. Esta condicao nao <strong>de</strong>ve exce<strong>de</strong>r 0,5%".
93<br />
ANEXO III<br />
CRONOGRAMA DE ATIVIDADES PARA 0 DESENVOLVIMENTO<br />
DA PARTE ELETRONICA DA INCUBADORA NEONATAL
94<br />
CRONOGRAMA DE ATIVIDADES PARA 0 DESENVOLVIMENTO<br />
DA PARTE ELETRONICA DA INCUBADORA NEONATAL<br />
Tabela III.I - Cronograma <strong>de</strong> ativida<strong>de</strong>s para o projeto da parte eletronica da incubadora neonatal<br />
FASES<br />
1 X<br />
Ms 1 I Mes 2 I Mos 3 1 Mes 4 I Mos 5 I Mes 6 I Mes 7<br />
2 XX<br />
3 XX XX<br />
4 XX<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
X<br />
XX<br />
X XX XX<br />
X<br />
X<br />
X<br />
FASES<br />
ATIVIDADES<br />
1 I Detalhamento geral do projeto (reunioes, pesquisa, i<strong>de</strong>ias)<br />
2 Aquisicao <strong>de</strong> pecas, componentes e acesserios<br />
3 Projeto e <strong>de</strong>senvolvimento em bancada do prototipo compacto<br />
4 Testes preliminares do prototipo compacto<br />
5<br />
Detalhamento para ajuste no protOtipo final (reuni6es)<br />
6 Aquisicao <strong>de</strong> pecas, corn ponentes e acess6rios<br />
7<br />
Projeto e <strong>de</strong>senvolvimento em bancada do prototipo final<br />
8 Testes em bancada do prototipo final<br />
9<br />
Confeccao do relatario (manual <strong>de</strong> operacao, diagramas esquematicos<br />
e listagem do codigo fonte para o software)
95<br />
ANEXO IV<br />
DIAGRAMAS ESQUEMATICOS
W<br />
gEtq<br />
1<br />
w f<br />
2<br />
8<br />
g<br />
.11 IF<br />
2<br />
0<br />
CO<br />
MUD<br />
Fji<br />
Fji<br />
C)<br />
0<br />
BE<br />
4—g<br />
Fji<br />
A<br />
0<br />
m<br />
--n<br />
0<br />
0<br />
C<br />
O<br />
O<br />
0<br />
o<br />
z<br />
5<br />
9,<br />
O<br />
Z<br />
O<br />
C)<br />
Titl e<br />
INCUBADORA NEONATAL MICROPROCESSADA
O<br />
O<br />
z<br />
O<br />
Po<br />
23<br />
I I I<br />
`O°<br />
-9<br />
O<br />
O<br />
o v o+<br />
z <<br />
< <<br />
0 O
ID<br />
—•<br />
0)<br />
1° 1•<br />
O<br />
C<br />
03<br />
LI<br />
N.)<br />
><br />
cs,<br />
< O<br />
Z<br />
7<br />
><br />
U<br />
r-<br />
><br />
(1)<br />
0<br />
C)<br />
N.)<br />
< en ef)<br />
o<br />
CO A N3<br />
7. 6 n ap Josu as<br />
oci no op ) osu as<br />
N N op J os u as<br />
N)<br />
NI<br />
-D-<br />
C)<br />
O<br />
O<br />
0<br />
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O<br />
IT)<br />
C)<br />
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7<br />
O<br />
lD<br />
Li)<br />
7-<br />
ED<br />
ED<br />
C)<br />
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Z<br />
9<br />
110<br />
1<br />
Z<br />
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C)<br />
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7<br />
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Ch.<br />
> (DRI<br />
O<br />
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(.1)<br />
co<br />
7<br />
0<br />
CD<br />
CD<br />
C<br />
3<br />
Er<br />
— rt<br />
Fp<br />
()<br />
C o-<br />
O a_<br />
O<br />
O<br />
co<br />
O<br />
C)<br />
0<br />
6<br />
O<br />
0<br />
O<br />
0<br />
CO<br />
r<br />
N) CA -F.<br />
0<br />
0<br />
0)<br />
op o o9 u aA D U ow oj ap J o s u as<br />
7C1<br />
C<br />
O<br />
cn<br />
0<br />
IND
99<br />
ANEXO V<br />
CARACTERISTICAS TECNICAS DO MICROCONTROLADOR ATMEL<br />
AT89C52
Features<br />
• Compatible with MCS-51 TM Products<br />
• 8K Bytes of In-System Reprogrammable Flash Memory<br />
- Endurance: 1,000 Write/Erase Cycles<br />
• Fully Static Operation: 0 Hz to 24 MHz<br />
• Three-Level Program Memory Lock<br />
• 256 x 8-Bit Internal RAM<br />
• 32 Programmable I/O Lines<br />
• Three 16-Bit Timer/Counters<br />
• Eight Interrupt Sources<br />
• Programmable Serial Channel<br />
• Low Power Idle and Power Down Mo<strong>de</strong>s<br />
Description<br />
The AT89C52 is a low-power, high-performance CMOS 8-bit microcomputer with 8K<br />
bytes of Flash programmable and erasable read only memory (PEROM). The <strong>de</strong>vice<br />
is manufactured using Atmel's high <strong>de</strong>nsity nonvolatile memory technology and is<br />
compatible with the industry standard 80051 and 80052 instruction set and pinout.<br />
The on-chip<br />
Flash allows the program memory to be reprogrammed in-system or by a<br />
conventional nonvolatile memory programmer. By combining a versatile 8-bit CPU<br />
with Flash on a monolithic chip, the Atmel AT89C52 is a powerful microcomputer<br />
which provi<strong>de</strong>s a highly flexible and cost effective solution to many embed<strong>de</strong>d control<br />
(continued)<br />
applications.<br />
PDIP<br />
Pin Configurations<br />
INDEX<br />
CORNER<br />
P1.5 C<br />
P1.6 E<br />
P1.7 E<br />
RST E<br />
(RXD) P3.0<br />
NC E<br />
(TXD) P3.1 E<br />
(INTO) P3.2 C<br />
(INT1) P3.3 E<br />
(TO) P3.4<br />
(71) P3.5<br />
2<br />
3<br />
4<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
10<br />
11<br />
PQFP/TQFP<br />
x<br />
'07 1-<br />
;•.! .. 0 00 0 0<br />
■- aaaa<br />
▪ 9 (-1 9 9 9<br />
0 00000<br />
0_ a 0. CI. a Z> a CL<br />
IT<br />
4 44 34 2 4 14 03 93 83 73 63 53 4<br />
1 2 1 31 415181718 1 92 02 12<br />
(01, 01 .- 00C3 0,-0. 010<br />
0 VI .7( Z Z cLI N<br />
o. o. a 0.<br />
>c x<br />
03 0, 0<br />
•,L<br />
33<br />
32<br />
31<br />
30<br />
29<br />
28<br />
27<br />
26<br />
25<br />
24<br />
23<br />
E P0.4 (AD4)<br />
P0.5 (AD5)<br />
E P0.6 (AD6)<br />
P0.7 (AD7)<br />
EA/VPP<br />
NC<br />
ALE /PROG<br />
PSEN<br />
_E P2.7 (A15)<br />
.1•7 P2.6 (A14)<br />
_E. P2.5 (A13)<br />
( -12) P1.0 1 40<br />
(T2 EX) P1.1 2 39<br />
P1.2 3 38<br />
P1. 3 4 37<br />
P1.4 5 36<br />
P1 5 I__ 6 35<br />
P1.6 E 7 34<br />
P1.7 C 8 33<br />
RST E 9 32<br />
(RXD) P3.0 C 10 31<br />
(TXD) P3.1 C 11 30<br />
(rRTT)) P3.2 E 12 29<br />
(INS) P3.3 C 13 28<br />
(TO) P3.4 C 14 27<br />
(T1) P3.5 C 15 26<br />
(WR) P3.6 C 16 25<br />
(RD) P3.7 C 17 24<br />
XTAL2 C 18 23<br />
INDEX<br />
CORNER<br />
XTAL1 C 19 22<br />
GND C 20 21<br />
68PLCC<br />
•<br />
■<br />
•<br />
VCC<br />
P0.0 (ADO)<br />
P0.1 (AD1)<br />
P0.2 (AD2)<br />
P0.3 (AD3)<br />
P0.4 (AD4)<br />
P0.5 (AD5)<br />
P0.6 (AD6)<br />
P0.7 (A07)<br />
•<br />
•<br />
a<br />
■<br />
•<br />
■<br />
•<br />
x<br />
..-. .... --. ..--<br />
w 0 ,- 01 0<br />
oocao<br />
;-• i- a a a a<br />
---- --- -<br />
c,0 00<br />
0 0 000<br />
a 0- 0. 0. a. Z > IL 0. 0.<br />
EA/VPP<br />
ALE/PROG<br />
PSEN<br />
P2.7 (A15)<br />
P2.6 (A14)<br />
P2.5 (A13)<br />
P2.4 (Al2)<br />
P2.3 (A11)<br />
P2.2 (A10)<br />
P2.1 (A9)<br />
P2.0 (A8)<br />
4'i -iL144113Q 12421:-<br />
P1.5E 7 5 3 1 43 4139 2.1P0.4 (AD4)<br />
P1 6 2' 8<br />
P1 7 _ 9<br />
38 E P0.5 (ADO)<br />
37 _7 P0.6 (AD6)<br />
RST<br />
(RXD) P3.0<br />
10<br />
11<br />
36 E P0.7 (AD7)<br />
35E EA/VPP<br />
NC _ 12<br />
(TXD) P3.1 _ 13<br />
34 E NC<br />
337 7 ALE/PROD<br />
( F1TTT3 ) P3.2 E 14 32 17 PSEN<br />
OWn) P3.3E. 15 31:71P2.7 (A15)<br />
(TO) P3.47: 16<br />
30 EP2.6 (A14)<br />
(A13)<br />
(T1) P3 5 E.<br />
1 12819202' 2224262722: 23 25 P2.5<br />
U LI Li<br />
0 - 0<br />
JJ z<br />
z ,<br />
CL O. 0- CL 0_ 0.<br />
X X<br />
;0,-';;;:C71<br />
<<br />
AMIN<br />
8-Bit<br />
Microcontroller<br />
with 8K Bytes<br />
Flash<br />
AT89C52<br />
0313F-A-12/97<br />
Anit<br />
Il<br />
4-61
A I1M,<br />
Block Diagram<br />
Vcc<br />
GND<br />
RAM ADDR.<br />
REGISTER<br />
RAM<br />
P0.0 - P0.7<br />
PORT 0 DRIVERS<br />
I<br />
PORT 0 I<br />
LATCH<br />
P2.0 - P2.7<br />
• • • • ••• •<br />
• * • • 4/ • •<br />
PORT 2 DRIVERS<br />
•<br />
#<br />
PORT 2 FLASH<br />
LATCH<br />
14<br />
I<br />
REGISTER I<br />
ACC<br />
STACK<br />
POINTER<br />
I<br />
PROGRAM<br />
ADDRESS<br />
REGISTER<br />
• •<br />
TMP2<br />
TMP1<br />
BUFFER<br />
PSW<br />
ALU<br />
I<br />
INTERRUPT SERIAL PORT,<br />
AND TIMER BLOCKS<br />
•<br />
1<br />
PC<br />
INCREMENTER 11<br />
PROGRAM 14_<br />
COUNTER<br />
PSEN<br />
ALE/PROG<br />
EA / V p,<br />
TIMING<br />
AND<br />
CONTROL<br />
INSTRUCTION<br />
REGISTER<br />
DPTR<br />
RST 00%<br />
PORT 1<br />
LATCH<br />
PORT 3<br />
LATCH<br />
OSC<br />
PORT 1 DRIVERS<br />
PORT 3 DRIVERS<br />
• • • Ilk_ • •<br />
P1.0 - P1.7<br />
4'<br />
• • * ♦ * •<br />
P3.0 - P3.7<br />
4-62 AT89C52
AT89C52<br />
The AT89C52 provi<strong>de</strong>s the following standard features: 8K<br />
bytes of Flash, 256 bytes of RAM, 32 I/O lines, three 16-bit<br />
timer/counters, a six-vector two-level interrupt architecture,<br />
a full duplex serial port, on-chip oscillator, and clock circuitry.<br />
In addition, the AT89C52 is <strong>de</strong>signed with static logic<br />
for operation down to zero frequency and supports two<br />
software selectable power saving mo<strong>de</strong>s. The Idle Mo<strong>de</strong><br />
stops the CPU while allowing the RAM, timer/counters,<br />
serial port, and interrupt system to continue functioning.<br />
The Power Down Mo<strong>de</strong> saves the RAM contents but<br />
freezes the oscillator, disabling all other chip functions until<br />
the next hardware reset.<br />
Pin Description<br />
Vcc<br />
Supply voltage.<br />
GND<br />
Ground.<br />
Port 0<br />
Port 0 is an 8-bit open drain bidirectional I/O port. As an<br />
output port, each pin can sink eight TTL inputs. When 1s<br />
are written to port 0 pins, the pins can be used as highimpedance<br />
inputs.<br />
Port 0 can also be configured to be the multiplexed lowor<strong>de</strong>r<br />
address/data bus during accesses to external program<br />
and data memory. In this mo<strong>de</strong>, PO has internal pullups.<br />
Port 0 also receives the co<strong>de</strong> bytes during Flash programming<br />
and outputs the co<strong>de</strong> bytes during program verification.<br />
External pullups are required during program verification.<br />
Port 1<br />
Port 1 is an 8-bit bidirectional I/O port with internal pullups.<br />
The Port 1 output buffers can sink/source four TTL inputs.<br />
When 1s are written to Port 1 pins, they are pulled high by<br />
the internal pullups and can be used as inputs. As inputs,<br />
Port 1 pins that are externally being pulled low will source<br />
current (I L) because of the internal pullups.<br />
In addition, P1.0 and P1.1 can be configured to be the<br />
timer/counter 2 external count input (P1.0/T2) and the<br />
timer/counter 2 trigger input (P1.1/T2EX), respectively, as<br />
shown in the following table.<br />
Port 1 also receives the low-or<strong>de</strong>r address bytes during<br />
ro rammin _ and verification.<br />
Port Pin<br />
Alternate Functions<br />
P1.0 T2 (external count input to Timer/Counter 2),<br />
clock-out<br />
P1.1 T2EX (Timer/Counter 2 capture/reload trigger<br />
and direction control)<br />
Port 2<br />
Port 2 is an 8-bit bidirectional I/O port with internal pullups.<br />
The Port 2 output buffers can sink/source four TTL inputs.<br />
When 1s are written to Port 2 pins, they are pulled high by<br />
the internal pullups and can be used as inputs. As inputs,<br />
Port 2 pins that are externally being pulled low will source<br />
current (I L) because of the internal pullups.<br />
Port 2 emits the high-or<strong>de</strong>r address byte during fetches<br />
from external program memory and during accesses to<br />
external data memory that use 16-bit addresses (MOVX @<br />
DPTR). In this application, Port 2 uses strong internal pullups<br />
when emitting 1s. During accesses to external data<br />
memory that use 8-bit addresses (MOVX @ RI), Port 2<br />
emits the contents of the P2 Special Function Register.<br />
Port 2 also receives the high-or<strong>de</strong>r address bits and some<br />
control signals during Flash programming and verification.<br />
Port 3<br />
Port 3 is an 8-bit bidirectional I/O port with internal pullups.<br />
The Port 3 output buffers can sink/source four TTL inputs.<br />
When 1s are written to Port 3 pins, they are pulled high by<br />
the internal pullups and can be used as inputs. As inputs,<br />
Port 3 pins that are externally being pulled low will source<br />
current (l ip) because of the pullups.<br />
Port 3 also serves the functions of various special features<br />
of the AT89C51, as shown in the following table.<br />
Port 3 also receives some control signals for Flash promin<br />
.., and verification.<br />
.<br />
Port Pin<br />
Alternate Functions<br />
P3.0 RXD (serial input port)<br />
P3.1 TXD (serial output port)<br />
P3.2 INTO (external interrupt 0)<br />
P3.3 INT1 (external interrupt 1)<br />
P3.4 TO (timer 0 external input)<br />
P3.5 T1 (timer 1 external input)<br />
P3.6 WR (external data memory write strobe)<br />
P3.7 RD (external data memory read strobe)<br />
RST<br />
Reset input. A high on this pin for two machine cycles while<br />
the oscillator is running resets the <strong>de</strong>vice.<br />
ALE/PROG<br />
Address Latch Enable is an output pulse for latching the<br />
low byte of the address during accesses to external memory.<br />
This pin is also the program pulse input (PROG) during<br />
Flash programming.<br />
In normal operation, ALE is emitted at a constant rate of 1/6<br />
the oscillator frequency and may be used for external timing<br />
or clocking purposes. Note, however, that one ALE<br />
4-63
AT-111I,<br />
pulse is skipped during each access to external data memory.<br />
If <strong>de</strong>sired, ALE operation can be disabled by setting bit 0 of<br />
SFR location 8EH. With the bit set, ALE is active only during<br />
a MOVX or MOVC instruction. Otherwise, the pin is<br />
weakly pulled high. Setting the ALE-disable bit has no<br />
effect if the microcontroller is in external execution mo<strong>de</strong>.<br />
PSEN<br />
Program Store Enable is the read strobe to external program<br />
memory.<br />
When the AT89C52 is executing co<strong>de</strong> from external program<br />
memory, PSEN is activated twice each machine<br />
cycle, except that two PSEN activations are skipped during<br />
each access to external data memory.<br />
EANpp<br />
External Access Enable. EA must be strapped to GND in<br />
or<strong>de</strong>r to enable the <strong>de</strong>vice to fetch co<strong>de</strong> from external program<br />
memory locations starting at 0000H up to FFFFH.<br />
Note, however, that if lock bit 1 is programmed, EA will be<br />
internally latched on reset.<br />
EA should be strapped to V cc for internal program executions.<br />
This pin also receives the 12-volt programming enable voltage<br />
(Vpp) during Flash programming when 12-volt programming<br />
is selected.<br />
XTAL1<br />
Input to the inverting oscillator amplifier and input to the<br />
internal clock operating circuit.<br />
XTAL2<br />
Output from the inverting oscillator amplifier.<br />
Table 1.<br />
OF8H<br />
( FFH<br />
OFOH<br />
B<br />
00000000<br />
F7H<br />
OE8H<br />
EFH<br />
OEOH<br />
ACC<br />
00000000<br />
E7H<br />
OD8H<br />
ODFH<br />
ODOH<br />
0C8H<br />
OCOH<br />
PSW<br />
00000000<br />
T2CON<br />
00000000<br />
T2MOD<br />
XXXXXX00<br />
RCAP2L<br />
00000000<br />
RCAP2H<br />
00000000<br />
TL2<br />
00000000<br />
TH2<br />
00000000<br />
OD7H<br />
OCFH<br />
0C7H<br />
OB8H<br />
IP<br />
XX000000<br />
OBFH<br />
OBOH<br />
P3<br />
11111111<br />
OB7H<br />
0A8H<br />
I E<br />
OX000000<br />
OAFH<br />
OAOH<br />
P2<br />
11111111<br />
0A7H<br />
98<br />
SCON<br />
00000000<br />
SBUF<br />
XXXXXXXX<br />
9FH<br />
90<br />
88<br />
80 i<br />
P1<br />
11111111<br />
TCON<br />
00000000<br />
PO<br />
11111111<br />
TMOD<br />
00000000<br />
SP<br />
00000111<br />
TLO<br />
00000000<br />
DPL<br />
00000000<br />
TL1<br />
00000000<br />
DPH<br />
00000000<br />
THO<br />
00000000<br />
TH1<br />
00000000<br />
PCON<br />
OXXX0000<br />
97H<br />
8FH<br />
87H<br />
4-64<br />
AT89C52
AT89C52<br />
Special Function Registers<br />
A map of the on-chip memory area called the Special Function<br />
Register (SFR) space is shown in Table 1.<br />
Note that not all of the addresses are occupied, and unoccupied<br />
addresses may not be implemented on the chip.<br />
Read accesses to these addresses will in general return<br />
random data, and write accesses will have an in<strong>de</strong>termi-<br />
nate effect.<br />
User software should not write 1 s to these unlisted locations,<br />
since they may be used in future products to invoke<br />
Table 2.<br />
T2CON—Timer/Counter 2 Control Register<br />
new<br />
T2CON Address = 0C8H<br />
Bit Addressable<br />
features. In that case, the reset or inactive values of<br />
the new bits will always be 0.<br />
Timer 2 Registers: Control and status bits are contained<br />
in registers T2CON (shown in Table 2) and T2MOD (shown<br />
in Table 4) for Timer 2. The register pair (RCAP2H,<br />
RCAP2L) are the Capture/Reload registers for Timer 2 in<br />
16-bit capture mo<strong>de</strong> or 16-bit auto-reload mo<strong>de</strong>.<br />
Interrupt Registers: The individual interrupt enable bits<br />
are in the IE register. Two priorities can be set for each of<br />
the six interrupt sources in the IP register.<br />
tinnQ<br />
n<br />
Hesei value = uvu,, ,,,,...,<br />
Bit TF2 EXF2 RCLK TCLK EXEN2 TR2 CTT2 CP/RL2<br />
7 6 5 4 3 2 1 0<br />
Symbol<br />
TF2<br />
EXF2<br />
RCLK<br />
TCLK<br />
EXEN2<br />
Function<br />
Timer 2 overflow flag set by a Timer 2 overflow and must be cleared by software. TF2 will not be set when either<br />
RCLK = 1 or TCLK = 1.<br />
Timer 2 external flag set when either a capture or reload is caused by a negative transition on T2EX and EXEN2 =<br />
1. When Timer 2 interrupt is enabled, EXF2 = 1 will cause the CPU to vector to the Timer 2 interrupt routine. EXF2<br />
must be cleared by software. EXF2 does not cause an interrupt in up/down counter mo<strong>de</strong> (DCEN = 1).<br />
Receive clock enable. When set, causes the serial port to use Timer 2 overflow pulses for its receive clock in serial<br />
port Mo<strong>de</strong>s 1 and 3. RCLK = 0 causes Timer 1 overflow to be used for the receive clock.<br />
Transmit clock enable. When set, causes the serial port to use Timer 2 overflow pulses for its transmit clock in serial<br />
port Mo<strong>de</strong>s 1 and 3. TCLK = 0 causes Timer 1 overflows to be used for the transmit clock.<br />
Timer 2 external enable. When set, allows a capture or reload to occur as a result of a negative transition on T2EX<br />
if Timer 2 is not being used to clock the serial port. EXEN2 = 0 causes Timer 2 to ignore events at T2EX.<br />
TR2<br />
Start/Stop control for Timer 2. TR2 = 1 starts the timer.<br />
Cfr2 Timer or counter select for Timer 2. C a2 = 0 for timer function. C/T2 = 1 for external event counter (falling edge<br />
triggered).<br />
Capture/Reload select. CP/RL2 =1 causes captures to occur on negative transitions at T2EX if EXEN2 = 1. CP/RL2<br />
CP/R L2<br />
= 0 causes automatic reloads to occur when Timer 2 overflows or negative transitions occur at T2EX when EXEN2<br />
= 1. When either RCLK or TCLK = 1, this bit is ignored and the timer is forced to auto-reload on Timer 2 overflow.<br />
Data Memory<br />
The AT89C52 implements 256 bytes of on-chip RAM. The<br />
upper 128 bytes occupy a parallel address space to the<br />
Special Function Registers. That means the upper 128<br />
bytes have the same addresses as the SFR space but are<br />
physically separate from SFR space.<br />
When an instruction accesses an internal location above<br />
address 7FH, the address mo<strong>de</strong> used in the instruction<br />
specifies whether the CPU accesses the upper 128 bytes<br />
of RAM or the SFR space. Instructions that use direct<br />
addressing access SFR space.<br />
For example, the following direct addressing instruction<br />
accesses the SFR at location OAOH (which is P2).<br />
MOV OAOH, #data<br />
Instructions that use indirect addressing access the upper<br />
128 bytes of RAM. For example, the following indirect<br />
addressing instruction, where RO contains OAOH, accesses<br />
the data byte at address OAOH, rather than P2 (whose<br />
address is OAOH).<br />
MOV @RO, #data<br />
Note that stack operations are examples of indirect<br />
addressing, so the upper 128 bytes of data RAM are available<br />
as stack space.<br />
Neff,<br />
4-65
AAM<br />
11<br />
Timer 0 and 1<br />
Timer 0 and Timer 1 in the AT89C52 operate the same way<br />
as Timer 0 and Timer 1 in the AT89C51.<br />
Timer 2<br />
Timer 2 is a 16-bit Timer/Counter that can operate as either<br />
a timer or an event counter. The type of operation is<br />
selected by bit C/T2 in the SFR T2CON (shown in Table 2).<br />
Timer 2 has three operating mo<strong>de</strong>s: capture, auto-reload<br />
(up or down counting), and baud rate generator. The<br />
mo<strong>de</strong>s are selected by bits in T2CON, as shown in Table 3.<br />
Timer 2 consists of two 8-bit registers, TH2 and TL2. In the<br />
Timer function, the TL2 register is incremented every<br />
machine cycle. Since a machine cycle consists of 12 oscillator<br />
periods, the count rate is 1/12 of the oscillator fre-<br />
quency.<br />
le 3. Timer 2 Operating Mo<strong>de</strong>s<br />
RCLK +TCLK CP/RL2 TR2 MODE<br />
0 0 1 16-Bit Auto-Reload<br />
0 1 1 16-Bit Capture<br />
1 X 1 Baud Rate Generator<br />
X X 0 (Off)<br />
In the Counter function, the register is incremented in<br />
response to a 1-to-0 transition at its corresponding external<br />
input pin, T2. In this function, the external input is sampled<br />
during S5P2 of every machine cycle. When the samples<br />
show a high in one cycle and a low in the next cycle, the<br />
count is incremented. The new count value appears in the<br />
register during S3P1 of the cycle following the one in which<br />
the transition was <strong>de</strong>tected. Since two machine cycles (24<br />
oscillator periods) are required to recognize a 1-to-0 transition,<br />
the maximum count rate is 1/24 of the oscillator frequency.<br />
To ensure that a given level is sampled at least<br />
once before it changes, the level should be held for at least<br />
one full machine cycle.<br />
Capture Mo<strong>de</strong><br />
In the capture mo<strong>de</strong>, two options are selected by bit<br />
EXEN2 in T2CON. If EXEN2 = 0, Timer 2 is a 16-bit timer<br />
or counter which upon overflow sets bit TF2 in T2CON.<br />
This bit can then be used to generate an interrupt. If<br />
EXEN2 = 1, Timer 2 performs the same operation, but a 1-<br />
to-0 transition at external input T2EX also causes the current<br />
value in TH2 and TL2 to be captured into RCAP2H and<br />
RCAP2L, respectively. In addition, the transition at T2EX<br />
causes bit EXF2 in T2CON to be set. The EXF2 bit, like<br />
TF2, can generate an interrupt. The capture mo<strong>de</strong> is illustrated<br />
in Figure 1.<br />
Auto-Reload (Up or Down Counter)<br />
Timer 2 can be programmed to count up or down when<br />
configured in its 16-bit auto-reload mo<strong>de</strong>. This feature is<br />
invoked by the DCEN (Down Counter Enable) bit located in<br />
the SFR T2MOD (see Table 4). Upon reset, the DCEN bit<br />
is set to 0 so that timer 2 will <strong>de</strong>fault to count up. When<br />
DCEN is set, Timer 2 can count up or down, <strong>de</strong>pending on<br />
the value of the T2EX pin.<br />
Figure 1. Timer in Capture Mo<strong>de</strong><br />
OSC + 12<br />
C/T2 = 0<br />
0 -r0<br />
TH2<br />
TL<br />
TF2<br />
C/T2 = 1<br />
CONTROL<br />
TR2<br />
OVERFLOW<br />
T2 PIN<br />
TRANSITION<br />
DETECTOR<br />
CAPTURE<br />
RCAP2H RCAP2L<br />
•<br />
TIMER 2<br />
INTERRUPT<br />
T2EX PIN I 1<br />
EXF2<br />
CONTROL<br />
EXEN2<br />
4-66 AT89C52
106<br />
ANEXO VI<br />
CARACTERISTICAS TECNICAS DO SENSOR DE TEMPERATURA<br />
DS1624S<br />
DA EMPRESA DALLAS SEMICONDUCTORS
107<br />
CARACTERISTICAS TECNICAS DO SENSOR DE TEMPERATURA DS1624S<br />
DA EMPRESA DALLAS SEMICONDUCTORS<br />
Os dados tecnicos <strong>de</strong> manual do DS1624S sao os seguintes:<br />
- Faixa <strong>de</strong> medic ḏo <strong>de</strong> -55 a +125°C<br />
- Incrementos <strong>de</strong> 0,03125°C<br />
- Leitura da temperatura em 13 bits<br />
-<br />
Tempo <strong>de</strong> 200ms para Conversab da temperatura em sinal digital (valor tipico)<br />
- 256 bytes <strong>de</strong> E2PROM interna<br />
- Encapsulamento <strong>de</strong> 8 pinos em SOIC<br />
(Plastic Small Outline)<br />
- Nab requer componentes externos para medir a temperatura.<br />
0 encapsulamento meanie() do DS1624S esta<br />
<strong>de</strong>scrito na Figura VI.I.<br />
PIN DESCRIPTION<br />
d V DL) SDA<br />
2 Ore Serial Data thpuVOutpul<br />
SDA III I III<br />
SCL<br />
2- Wtre Serial Ctock<br />
SCL III I 2<br />
AO<br />
GNU<br />
Ground<br />
NC I II<br />
At<br />
- Chip Address Input<br />
IIII<br />
:3 Al<br />
Al<br />
Chip Address Input<br />
GNU I II 4 5 II A2 A2 Chip Address Input<br />
VDD Digitat Power Suopty (*W. .5,11)<br />
DS1624S NC No Connection<br />
8-PIN SOIC (208 MIL)<br />
See Mech Drawings<br />
Section<br />
Figura VI.I - Sensor <strong>de</strong> temperatura DALLAS - DS1624S, em encapsulamento SMD (Surface<br />
Mountage Device) (adaptada <strong>de</strong> DALLAS SEMICONDUCTORS)<br />
FUNCIONAMENTO DO DS1624S<br />
0 DS1624 consiste em urn termometro digital corn 256 Bytes <strong>de</strong> memoria E 2PROM<br />
ou memoria apagdvel eletricamente.<br />
A finalida<strong>de</strong> da memoria integrada ao chip é para permitir ao usuario gravar coeficientes<br />
(Electrical Erasable Programmable Read Only Memory),<br />
<strong>de</strong> compensacao para a correcao digital do cristal interno corn a temperatura. qualquer outra<br />
informacao tambem po<strong>de</strong> ser armazenada nesse espaco <strong>de</strong> memoria. A conversao <strong>de</strong> tempera-
108<br />
tura é efetuada em 13 bits <strong>de</strong> maneira serial e o elemento sensor é o prOprio encapsulamento<br />
do componente (DALLAS SEMICONDUCTORS, 1997). 0 diagrama em blocos é <strong>de</strong>scrito na<br />
Figura VIII.<br />
V DD<br />
STATUS REGISTER &<br />
CONTROL LOGIC<br />
SDA<br />
ADDRESS<br />
AND<br />
SO CONTROL<br />
TEMPERATURE SENSOR<br />
EEPROM MEMORY (256 BYTES)<br />
P(.1<br />
Al<br />
1.2<br />
GND<br />
Figura VIII - Diagrama em blocos funcional do DS1624S (adaptada <strong>de</strong><br />
CONDUCTORS, 1997).<br />
DALLAS SEMI-<br />
DIAGRAMA DE TEMPO DO SENSORDS1624S<br />
0 diagrama <strong>de</strong> tempo do DS1624S esta na Figura VI.III.<br />
e<br />
SDA<br />
RM.<br />
DIRECTION<br />
AST<br />
ACKNOWLEDGEMENT<br />
&GRA& MOM<br />
RECE NCR<br />
SCL<br />
_<br />
START<br />
CONDITION<br />
FoLP<br />
1<br />
ACI
109<br />
LEITURA E ESCRITA NO SENSOR DS1624S<br />
0 protocolo <strong>de</strong> escrita dos comandos <strong>de</strong> conversdo da temperatura e inicializacdo do<br />
sensor, bem como a leitura da temperatura convertida estao apresentados na Figura VI.IV.<br />
Write to DS1624<br />
&US ACTIVITY<br />
MASTER<br />
SCA LINE<br />
BUS AC TIVI TY<br />
CONTROL<br />
BYTE<br />
COMMAND<br />
PROTOCOL.<br />
DATA<br />
BYTE<br />
1111 1 1111111<br />
I I I I I I I I I I I I I 1<br />
Read from DS1624<br />
aus Acirvire<br />
MASTER<br />
SDA 1.1NE<br />
BUS ACTIVITY<br />
CON TR 01<br />
BY 1I<br />
0 -0 1 „
110<br />
ANEXO VII<br />
CARACTERISTICAS TECNICAS DO DISPLAY GRAFICO HDM 128GS24
111<br />
CARACTERISTICAS TECNICAS DO DISPLAY GRAFICO HDM 128GS24<br />
- Area visivel <strong>de</strong> 128x74 mm<br />
- Tamanho do Dot-pitch 0.47x0.47 mm<br />
- Distancia entre os Dots <strong>de</strong> 0.03x0.03 mm<br />
- Controlador do LCD T6963C Toshiba embutido<br />
- Backlight CCFL (Cold Catho<strong>de</strong> Fluorescent Lamp)<br />
- Dimensoes totais 170x102x14 mm<br />
- Peso 227g<br />
Tabela VII.I - caracteristicas eletricas para o display HANTRONIX HDM 128GS24Y- 1 (consi<strong>de</strong>rando<br />
VDD=5.0 ±0.25V 25°C) (adaptada <strong>de</strong> HANTRONIX INC., 1999).<br />
PARAMETRO SIMBO-<br />
LO<br />
CONDIcA0 MIN TYP MAX UNIDADE<br />
Tensḏo <strong>de</strong> Operacao<br />
4.5 5.0 5.5 V<br />
VDD<br />
Tensao para o LCD VDD - VL - 17.1 17.8 18.6 V<br />
Max. tensao <strong>de</strong> entrada VIH - VDD - 2.2 VDD V<br />
Min. tensao <strong>de</strong> entrada V IL - 0 0.8 V<br />
Max. tensao <strong>de</strong> saida V0H IDH = 0.2mA VDD - 0.4 - VDD V<br />
Min. tensao <strong>de</strong> saida VOL -10L = 1.2mA 0 - 0.4 V<br />
Tensao inicializacao do VFLS 0 °C 900 - - V<br />
CCFL<br />
Frecitiencia do CCFL fFL - 15 30 50 kHz<br />
Corrente <strong>de</strong> consumo IDD VDD = 5V - - 18 mA
112<br />
Tabela VII.II - Valores maximos absolutos para o display HANTRONIX HDM 128GS24Y-1<br />
(adaptada <strong>de</strong> HANTRONIX INC., 1999)<br />
PARAMETRO SIMBOLO MIN MAX UNIDADE<br />
Tensao <strong>de</strong> alimentacao VDD-Vss 0 7.0 V<br />
Tensao para o LCD V L -29V 7.0 V<br />
Tensao <strong>de</strong> entrada YIN<br />
0 7.0 V<br />
Tensao do CCFL VFL 0 1500 Vrms<br />
Corrente <strong>de</strong> entrada do<br />
CCFL<br />
Temperatura <strong>de</strong> operacao<br />
In_ - 10.0 mArms<br />
TOP<br />
0 50 °C<br />
Tabela VILIII - Diagrama <strong>de</strong> tempo do Ciclo <strong>de</strong> Leitura entre o AT89C52 e o<br />
HDM 128GS24 (adaptada <strong>de</strong> HANTRONIX INC., 1999).<br />
display grafico<br />
ITEM SIMBOLO CONDIcOES MIN MAX UNIDADE<br />
C / D Set up time tCDS 100 - ns<br />
C / D Hold time tCDH - 10 - ns<br />
—CE, —RD, —WR pulse tCE, tRD,<br />
- 80 - ns<br />
width<br />
tWR<br />
Access time tACC - - 150 ns<br />
Output hold time tOH - 10 50 ns<br />
Tabela VII.IV - Diagrama <strong>de</strong> tempo do Ciclo <strong>de</strong> Escrita entre o AT89C52 e o<br />
HDM 128GS24 (adaptada <strong>de</strong> HANTRONIX INC., 1999).<br />
display grafico<br />
ITEM SIMBOLO CONDIcOES MIN MAX UN.<br />
C / D Set up time tCDS 100 - ns<br />
C / D Hold time tCDH - 10 - ns<br />
—CE, —RD, —WR tCE, tRD,<br />
pulse width<br />
tWR<br />
80 - ns<br />
Data set up time tDS - 80 - ns<br />
Data hold time tDH 40 - ns
Pin Connections<br />
PIN NO. I SYMBOL I<br />
FG<br />
2 V5is<br />
Fr itrrie g•our d<br />
OV<br />
FUNCTION<br />
DATA CONNECTOR<br />
Grouna<br />
3 V:3 5V cower supply for logic<br />
4 V, -12.810 Opera ling ',forage for LC<br />
WR L Dcea mile<br />
RD L Galia rear<br />
CL L Chip enable<br />
B CD i-i Cornrnard, L Dula<br />
9 Ni1C No connect an<br />
RESET<br />
DBO<br />
DB1<br />
052<br />
DB3<br />
DBE<br />
DB5<br />
Ht<br />
056 Hrr<br />
"...a<br />
Las<br />
18 DB/<br />
. 9<br />
Is Ht Cc:Ai:111r select<br />
20 RV Di ploy reverse<br />
113<br />
Figura VIII - Pinagem referente ao modulo display HANTRONIX HDM 128GS24Y-1 (adaptada<br />
<strong>de</strong> HANTRONIX INC., 1999)<br />
Obs. 0 backlight CCFL é urn tipo <strong>de</strong> lampada fluorescente <strong>de</strong> dimensoes fisicas reduzidas.<br />
Para aciona-la ha necessida<strong>de</strong> <strong>de</strong> uma tensao entre 900 e 1500Volts, proporcionada por urn<br />
inversor CC-CA.<br />
DIAGRAMA DE TEMPO DO DISPLAY HDM 128GS24<br />
Para confeccionar o software,<br />
<strong>de</strong>ve ser seguido o diagrama <strong>de</strong> tempo da Figura V.III.<br />
C/D<br />
tCDS<br />
..__AC D H<br />
CE<br />
RD WR<br />
tCE, tRD, tWR<br />
1<br />
tDS<br />
DO — D7<br />
(Write)<br />
tDH<br />
DO —07<br />
(Read)<br />
ea- tAC C<br />
tOH<br />
Figura VILII - Diagrama <strong>de</strong> tempo para comunicacao do microcontrolador AT89C52 corn o<br />
display grafico HDM 128GS24 (adaptada <strong>de</strong> HANTRONIX INC., 1999).
114<br />
ANEXO VIII<br />
FOTOS DAS PLATAFORMAS DE HARDWARE DESENVOLVIDAS
115<br />
FOTOS DAS PLATAFORMAS DE HARDWARE DESENVOLVIDAS<br />
Figura 'VIII.' - Plataforma inicial do<br />
hardware da incubadora neonatal microprocessada<br />
Figura VIII.II - Placa <strong>de</strong> circuito impresso representando o hardware final da incubadora neonatal<br />
microprocessada (lado dos componentes).
116<br />
Figura VIII.III - Hardware final da incubadora (vista frontal do LCD grafico e a<br />
placa do teclado)<br />
Figura VIEW - Incubadora Neonatal RNP 225 Microprocessada, resultado da parceria<br />
KSS/CEFET-PR
117<br />
Figura VIII.V - Painel frontal da Incubadora Neonatal RNP 225 Microprocessada, da empresa<br />
KSS - Equipamentos Medicos LTDA<br />
Figura VIII.VI - Nebulizador ultra-s8nico da marca WATERCLEAR<br />
utilizado para produzir<br />
vapor d'agua para o compartimento do RN.
118<br />
Figura VIII.VII - Incubadora em modo ITC e temperatura <strong>de</strong> controle em 37.1°C. Acima dos<br />
37°C ha indicacao corn o led amarelo no canto superior direito a fim <strong>de</strong> informar o corpo clinico<br />
que a temperatura <strong>de</strong> controle passou dos 37°C.<br />
uacia<strong>de</strong><br />
72<br />
Relativa<br />
%<br />
Figura VIILVIII - Incubadora em ITC, temperatura do RN marcando 38°C, ha indicacao visual<br />
e sonora, ao mesmo tempo em que ha o corte da corrente eletrica para a resistencia <strong>de</strong><br />
aquecimento e a indicacao <strong>de</strong> temperatura alta.
119<br />
Figura VIII.IX - Foto do display gifico indicando o espaco reservado para os alarmes e <strong>de</strong>mais<br />
informacoes do status da incubadora
120<br />
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS<br />
1. ABNT (Associacao Brasileira <strong>de</strong> Normas Tecnicas): Norma NBR IEC 601-2-19 -<br />
Equipamento eletromedico Parte 2: Prescricoes particulares para seguranca <strong>de</strong><br />
incubadoras neonatais para recem-nascidos (RN), Rio <strong>de</strong> Janeiro - RJ, abril <strong>de</strong><br />
1997.<br />
2. ALVES FILHO, N. Manual <strong>de</strong> Perinatologia, 2' ed. Rio <strong>de</strong> Janeiro - RJ: ed. MEDSI,<br />
1995, p.533 - 536.<br />
3. ATMEL SEMICONDUCTORS, http://www.atmel.com/, pagina da internet acessada<br />
em 13/01/1998.<br />
4. AVERY, G. B. Neonatologia: Fisiopatologia e Tratamento do Recem Nascido, 2'<br />
ed.: Editora MEDSI, 1984.<br />
5. CRM-PR (Conselho Regional <strong>de</strong> Medicina) - Parana, Falta <strong>de</strong> vagas em UTI's (Unida<strong>de</strong>s<br />
<strong>de</strong> Terapia Intensiva) neonatal: N° 37, ano IV, junho2000.<br />
6. CLONERTY, J. P.; STARK, A. R. Manual <strong>de</strong> Neonatologia, 3' edicao, editora<br />
MEDSI, 1993.<br />
7. DALLAS SEMICONDUCTORS, http://www.dalsemi.com/, pagina da internet acessada<br />
em 12/05/1997.<br />
8. D.O.U. (Diario Oficial da Unido), Ministerio da San<strong>de</strong>, 1°/09/1999.<br />
9. FANAROFF, A. A.; MARTIN, R. J.<br />
fetus and infant, vol 1, 5' ed. MOSBY, 1992.<br />
Neonatal-Perinatal Medicine, Diseases of the<br />
10.FANAROFF, A. A.; KLAUS, M. H. Alto Risco em Neonatologia, 4' ed.: Editora<br />
Guanabara Koogan, 1995.
121<br />
11. HANTRONIX, INC., http://www.hantronix.com/, pagina da internet acessada em<br />
05/07/1999<br />
12. I2C, http://www.microsoft.com/hw<strong>de</strong>v/<strong>de</strong>v<strong>de</strong>s/i2c.htm, pagina da internet acessada em<br />
18/11/2000<br />
13. INMETRO (Instituto Nacional <strong>de</strong> Normatizacao e Metrologia) Laboratorios <strong>de</strong> Certificacao<br />
para Eletromedicos no Brasil; e-mail enviado em 16/08/2000 por Suzana<br />
Moura; Divisao <strong>de</strong> certificacao <strong>de</strong> Produto DINQP/DICEP; Rua St' Alexandrina, 416 -<br />
7° andar, Rio <strong>de</strong> Janeiro - RJ- ssmoura@inmetro.gov.br<br />
14. INMETRO (Instituto Nacional <strong>de</strong> Normatizacdo e Metrologia) Norma NIE-DINQP-<br />
068 -<br />
Regra Especifica para a Certificacio <strong>de</strong> Equipamentos Eletromedicos, Rio<br />
<strong>de</strong> Janeiro - RJ, Junho <strong>de</strong> 1998.<br />
15. INTERFACE I2C, http://www.ping.be/--ping0751/i2chisto.htm, pagina da internet a-<br />
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