Sistema de Informação de Segurança Elétrica em um Estabelecimento Assistencial de Saúde

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1 Sistema de Informação de Segurança Elétrica em um Estabelecimento Assistencial de Saúde Fábio Iaione 1, Andréa T. Riccio Barbosa 2, Cassiano Groth 3 1 Faculdade de Ciências Exatas e Tecnologia, Universidade Federal da Grande Dourados (UFGD), Brasil 2 Centro de Engenharia Biomédica, Hospital São Vicente de Paulo (HSVP), Brasil 3 Elomed Ind. e Com. Ltda, Brasil Resumo - Este artigo apresenta um sistema de informação referente à segurança elétrica em um ambiente crítico de um estabelecimento assistencial de saúde. No departamento de engenharia biomédica de um hospital de grande porte, no Rio Grande do Sul, foi desenvolvido um sistema de segurança englobando hardware e software. O software desenvolvido coleta, armazena, processa e distribui informações sobre as condições de segurança elétrica para um posto de enfermagem localizado na UTI pediátrica do hospital. Palavras-chave: sistema de informação sobre segurança elétrica, normas técnicas, UTI pediátrica. Abstract - This article presents an information system concerning electrical safety in a critical environment at a health care establishment. The biomedical engineering department in a large hospital in Rio Grande do Sul, has developed a security system including hardware and software. The software developed collects, stores, processes and distributes information about conditions of security electrical in the nursing post located in pediatric intensive care unit of the hospital. Key-words: Information system on electrical safety, technical standards, pediatric intensive care unit. Introdução A humanidade está vivenciando um processo importante de transformação, de uma sociedade de produção industrial para a da informação e do conhecimento. A informação tornou-se, portanto, essencial em qualquer atividade. Da mesma forma que diversas atividades não podem funcionar sem o apoio da informática, torna-se, progressivamente, cada vez mais difícil a prática médica sem o auxílio das tecnologias da informação. Grande parte da atividade dos médicos consiste em processar informações: a obtenção e registro de informações sobre o paciente, as consultas aos seus colegas de profissão, a pesquisa de literatura científica específica, o planejamento de procedimentos diagnósticos, as estratégias de tratamento, a interpretação de resultados de laboratório e os estudos radiológicos ou a condução de estudos epidemiológicos, entre outros. É, no entanto, a contínua preocupação com o bem-estar do paciente e a conseqüente necessidade de um processo de decisão ideal, que coloca a medicina em uma posição diferenciada em relação aos outros campos dependentes do manuseio da informação. É pressuposto básico que somente através do uso adequado da informação e da tecnologia médica é possível construir uma verdadeira política de saúde. As tecnologias médicas estão cada vez mais complexas e essenciais nos procedimentos. A maioria desta tecnologia médica é composta de equipamentos eletromédicos (EEM s), que necessitam de eletricidade para seu funcionamento. Em conseqüência, há uma necessidade cada vez maior de instalações elétricas seguras para atender estes locais, a fim de que não causem riscos às pessoas envolvidas nos procedimentos médicos. Uma questão importante é que a falha de um dispositivo elétrico qualquer pode provocar risco de morte, tanto para o paciente como para o usuário de tal dispositivo. Diversas normas internacionais e nacionais abrangem os requisitos para instalações elétricas em estabelecimentos assistenciais de saúde (EAS), mais especificamente nos setores de tratamentos críticos como Centros Cirúrgicos (CC) e Unidades de Tratamento Intensivo (UTI). As normas em ambientes de saúde visam, portanto, garantir o fornecimento seguro e confiável de energia aos EEM s, proporcionando segurança aos pacientes e profissionais da área de saúde.

2 A pesquisa descrita neste artigo apresenta um sistema de informação sobre a segurança elétrica em um ambiente crítico do EAS. Em um centro de engenharia biomédica (CEB) de um hospital de grande porte, no Rio Grande do Sul, foi desenvolvido um sistema de segurança. Tal sistema engloba hardware e software. O software desenvolvido coleta, armazena, processa e distribui informações sobre as condições de segurança elétrica para um posto de enfermagem localizado na UTI pediátrica do hospital. O desenvolvimento deste sistema foi motivado pela percepção dos problemas que ocorrem, eventualmente, nesses locais mais críticos, com pacientes em estados mais graves e com grande densidade de equipamentos que dão suporte a vida. Além disso, houve motivação pelo fato do hospital, onde foi realizada a pesquisa, estar construindo uma nova UTI pediátrica e com necessidade de se implantar um sistema de segurança elétrica para atender a norma técnica. Este artigo apresenta, portanto, as características do sistema de informação desenvolvido. Também serão descritas, para que o leitor tenha um entendimento maior, as normas referentes ao assunto e algumas características do equipamento (sistema IT-médico) desenvolvido. Metodologia Com o projeto de implantação de um nova UTI pediátrica no hospital (Figura 1) houve necessidade de se verificar todas as normas técnicas referentes a implantação deste setor em um EAS. Figura 1 UTI pediátrica do hospital onde está instalado o sistema de informação sobre segurança elétrica. Uma das normas técnicas verificadas foi referente à instalação elétrica. A norma técnica que trata sobre o assunto é a norma NBR 13534/95 (Instalações Elétricas em Estabelecimentos Assistenciais de Saúde Requisitos para segurança) elaborada pelo COBEI da ABNT [1]. Essa norma exige uma série de requisitos para as instalações elétricas dos EAS e a portaria do Ministério da Saúde n. º 2662 de novembro de 95 e a RDC 50 da ANVISA [2] exige que qualquer reforma ou construção de novo hospital, siga a norma citada. A norma NBR 13534/95 [1] classifica os recintos para fins médicos de acordo com dois critérios: o primeiro baseia-se no tipo de equipamentos eletromédico presente no local durante o procedimento e o segundo critério refere-se à segurança da alimentação com que os equipamentos do local devem ser providos. Em relação ao primeiro critério, a norma define três grupos: grupo 0, que utiliza equipamento sem parte aplicada ao corpo humano; grupo 1, com parte do equipamento eletromédico aplicada externamente ao corpo, ou parte aplicada a fluidos corporais, porém não aplicada ao coração; e grupo 2, com parte do equipamento aplicada ao coração, ou equipamentos essenciais à manutenção da vida. Na alimentação elétrica em recintos do grupo 2, de acordo com a norma, cada cômodo ou grupo de cômodos deve prever um circuito de alimentação com Sistema IT (distribuição elétrica através de um transformador de isolação galvânica). O sistema IT-médico deve ser equipado com um transformador isolador (IT) e um dispositivo supervisor de isolamento (DSI), dispondo de um sistema de alarme posicionado de tal forma que a instalação possa ser permanentemente supervisionada, durante sua utilização, pela equipe médica (lâmpada verde, amarela e alarme audível). Para atender a nova UTI pediátrica com relação à norma citada, o CEB do hospital adquiriu um transformador isolador comercial, desenvolveu um DSI e um aparelho denominado anunciador que disponibilizará informações sobre a situação de segurança elétrica dos leitos da UTI. Uma visão geral de um sistema IT-médico será apresentada a seguir, para possibilitar um melhor entendimento do sistema de informação desenvolvido. Sistema IT-médico A utilização de sistemas de energia isolados em hospitais iniciou entre 1920 e 1930 no continente americano. A utilização desses sistemas foi motivada por um número alarmante de incêndios e explosões em salas cirúrgicas, nas quais anestésicos inflamáveis eram usados. Em 1939, o NFPA (National Fire Protection Association of USA) iniciou a elaboração de regulamentos para a utilização segura de equipamentos elétricos nos EAS. Em 1944, o primeiro regulamento foi publicado nos EUA sob o título: Safe practice in Hospital Operating Rooms [1].

3 A forma mais comum de se obter um sistema de energia isolado, a partir do sistema de energia convencional, é através de um transformador isolador com uma razão 1:1 entre o primário e o secundário [3]. Por isso, um sistema de energia isolado, utilizado na área médica, é chamado de sistema IT-médico, sendo o IT as iniciais de transformador isolador em inglês (Isolation Transformer). A utilização crescente de equipamentos eletromédicos, na segunda metade do século XX, aumentou a preocupação com a prevenção de acidentes elétricos [4][5]. Essa foi a principal idéia da norma IEC publicada como uma minuta, em 1976, pelo Comitê Técnico 62A, intitulada: Common aspects of electrical equipment used in medical practice. Junto com inúmeras indicações sobre a instalação, essa minuta continha dois argumentos vitais para a instalação de sistemas de energia isolados em hospitais: aumento da confiabilidade do sistema de energia e redução das correntes de fuga [3]. A confiabilidade do sistema se refere à capacidade do fornecimento de energia sem interrupção. Isso é importante porque um EEM pode estar sendo usado para auxiliar ou substituir, temporariamente ou permanentemente, funções vitais do organismo. A redução das correntes de fuga que passam pelo condutor de proteção é importante porque proporciona uma redução na tensão de contato do condutor de proteção (PE). Essa tensão, se em contato com o corpo de um paciente, pode gerar uma corrente significativa através do mesmo. Cabe observar que a maioria dos equipamentos eletromédicos, durante a utilização, está freqüentemente em contato com o paciente e/ou com os profissionais da área médica. Portanto, o perigo de choque elétrico sempre existe nesse ambiente [4]. Além disso, a diminuição da tensão de contato é importante devido aos seguintes fatores [7]: O paciente pode não ser capaz de responder normalmente a uma situação perigosa devido à: doença, inconsciência ou anestesia; A resistência elétrica natural da pele normalmente proporciona uma proteção importante contra a corrente elétrica. Entretanto, em alguns tratamentos, esta proteção pode estar comprometida pela inserção de um cateter no corpo do paciente, pelo tratamento da pele para fixação de um eletrodo ou outra situação crítica. Nessas situações, a corrente elétrica passando pelo organismo pode inibir a atividade elétrica natural do coração e provocar uma parada cardíaca. Implantação do sistema - Para evitar os problemas citados, alguns equipamentos são utilizados para monitorar o sistema elétrico que alimenta esse setor crítico (no caso a UTI - pediátrica), sendo a utilização destes normalmente exigida por normas [5]. O primeiro é o dispositivo supervisor de isolação (DSI), que mede a resistência entre os condutores fase e o condutor de proteção e sinaliza (som e luz), quando essa resistência decresce para 50 kω [6]. Um DSI, denominado DSIMED 5002, foi desenvolvido para atender a UTI neonatal do hospital em estudo. Ele é um equipamento microcontrolado que tem a função de medir, mostrar e monitorar a resistência elétrica (indicada em kohms) entre as saídas de um transformador isolador (220V/220V ou 110V/110V) e o terra de proteção, e também, a temperatura (indicada em C) e a corrente (indicada em Amperes) de operação desse transformador. Figura 2 aparelho DSI. O equipamento tem um visor LCD e um teclado de membrana, pelo qual os valores de alarme para a resistência de isolação, temperatura e corrente são ajustados. O visor fornece informações sobre eventos como baixa resistência de isolação, sobre temperatura e sobre corrente e realiza a sinalização, quando necessário. O microcontrolador do equipamento foi programado em linguagem C. Para realizar os ajustes, o equipamento é ligado e pressiona-se a tecla + por 1 segundo, no visor de LCD aparece a mensagem: ajuste do DSI, logo em seguida aparece uma mensagem assumir configurações padrões? Sim = tecle +, Não = tecle, caso a resposta seja sim, o aparelho assume a configuração padrão de alarme para: resistência de isolação de 50 KΩ, temperatura do transformador isolador de 100 ºC, e corrente de carga do transformador isolador de 50 A. Caso a configuração padrão não seja adequada, deve-se, através da tecla + ou - ajustar o valor da temperatura de alarme do transformador isolador (valor entre 80 e 120ºC), o valor de alarme da corrente de carga do transformador isolador (valor entre 5 e 50 A) e o valor de alarme de resistência de isolação. Este equipamento é ligado a outro que fornece informações sobre a situação elétrica ao posto de enfermagem. Este equipamento central de informação pode monitorar até 10 aparelhos DSI e cada aparelho DSI pode monitorar até 10 leitos de UTI. Esta interligação é realizada através de cabo utilizando-se o padrão RS 485. Deve-se também, no aparelho DSI, realizar o ajuste do endereço do DSI na rede RS 485.

4 Todos os ajustes realizados devem ser salvos e gravados. Um esquema de funcionamento do DSI é apresentada na Figura 3. Figura 3 Esquema de funcionamento do aparelho DSI. As informações relevantes sobre a situação elétrica que alimenta os leitos da UTI pediátrica são fornecidas ao posto de enfermagem central do setor. Estas informações são apresentadas em um display e através de alarme sonoro em um aparelho denominado Anunciador (Figura 4). Display Teclado de membrana Figura 4 Anunciador que fica alocado no posto de enfermagem da UTI pediátrica. O teclado de membrana do anunciador possui as seguintes teclas: Silenciar, testar, enter, + e -. Para o perfeito funcionamento do anunciador este deve ser configurado. Para tal deve-se ligar o anunciador e manter pressionada a tecla enter. Aparecerá no visor a mensagem: configurar Anunciador? Não = - e Sim = +. Caso seja sim, deve-se ajustar o número de DSIs presentes na rede RS485 usando as teclas + e - e pressionar a tecla enter (a quantidade de DSIs deve variar entre 1 e 10). Em seguida devese pressionar a tecla + ou - para configurar ou não um determinado DSI. Aparecerá no display a seguinte mensagem: Configurar DSI 1? Não= - e Sim = +. Teclando-se +, deve-se posteriormente ajustar o endereço do DSI na rede RS 485 usando as teclas + e - e pressionar a tecla enter. Este valor deve variar de 3 a 32. Logo após deve-se ajustar o número de leitos ligados ao IT/DSI, usando as teclas + e - e pressionar a tecla enter. A quantidade máxima de leitos é oito. Deve-se também configurar se o DSI deve ser lido pelo anunciador. Outros ajustes necessários para que o anunciador funcione adequadamente são os parâmetros data e hora. Para ajustá-los, o anunciador deve ser ligado e deve-se manter pressionada a tecla -. O display apresentará a mensagem: Ajuste data/hora Ano 20(00-99): xx. Para realizar este ajuste do ano desejado devemse usar as teclas + e - e pressionar a tecla enter. Logo após aparece a mensagem no display Ajuste data/hora Mês (01-12): xx. Para ajustar o mês deve-se utilizar a tecla + e - e pressionar a tecla enter. Para se ajustar o dia, a hora e o minuto é realizado o mesmo procedimento com as teclas +, - e enter. Também é possível ajustar o tempo para silenciar o alarme, quando este é acionado, caso haja problema no sistema elétrico. Aparecerá a mensagem no display: Ajuste silencia. Minutos: xx. Neste caso, também são usadas as teclas +, - e enter. Após todos os ajustes terminados aparecerá no display: Ajuste terminado. Funcionamento do sistema Depois da configuração inicial, o aparelho DSI fica coletando os dados, através de seus sensores, e compara os valores coletados com os valores máximos permitidos (valores configurados). O anunciador obtém estas informações do DSI e transfere o resultado para o display. Caso o valor coletado esteja fora dos limites estabelecidos, o anunciador irá disparar um alarme sonoro e as informações do problema serão apresentadas no visor. Uma pessoa no posto de enfermagem, distante do leito com problemas, será avisada sobre o problema e qual o local (DSI e leito) o fato está ocorrendo. Em uma situação normal, todos os DSI são lidos pelo anunciador constantemente e ao final

5 de cada verificação, aparece no display a mensagem Anunciador IT *, o asterisco move-se quando todos os DSIs da rede forem lidos. Quando o anunciador está alarmando, vai aparecer no display a mensagem indicando qual dos DSIs está com problema. Por exemplo, aparecendo a seguinte mensagem no display Falha DSIs: -> , significa que DSIs 0, 1, 2 e 9 estão alarmando e que o DSI 0 está selecionado. Pressionando-se a tecla +, a seta se desloca pelos DSIs permitindo a seleção do desejado. Após a seleção de um DSI, deve-se pressionar a tecla Silenciar. Todas as mensagens de falha do IT/DSI selecionado são mostradas com intervalo de 1 segundo. Logo em seguida, o anunciador apresentará os números dos leitos do IT/DSI selecionado, em duas etapas, se forem mais de quatro leitos atendidos. O anunciador também apresentará no display o tempo em minutos para o alarme sonoro voltar a soar. Com o alarme e as informações apresentadas no display do anunciador, o corpo clínico é avisado que há algum problema que compromete a segurança elétrica do paciente, podendo tomar providências para que o problema seja resolvido. Todos os problemas que ocorrem com os DSIs são armazenados nos sistema e, caso necessário, eles poderão ser visualizados. Este histórico também poderá ser apagado, quando desejado. Para verificar a data e hora no anunciador, deve-se pressionar a tecla -. A Figura 5 apresenta o esquema de funcionamento do anunciador em situações de funcionamento: sem problemas, com problemas, para visualizar hora e para apagar o histórico de problemas da memória. Este sistema de informação, referente à condição elétrica no setor, evita que situações que possam comprometer a saúde do paciente ocorram. Resultados O sistema foi instalado no departamento de pesquisa do hospital, onde permaneceu por aproximadamente 3 meses, em teste. Posteriormente, foi instalado para monitorar um leito da UTI pediátrica. Durante a utilização, ocorreu um evento de sinalização sonoro e comunicação escrita no display. Constatou-se que ocorreu uma queda na resistência de isolamento do sistema IT, e uma verificação nos equipamentos alimentados por esse sistema revelou uma caixa de tomadas com um cabo rompido provocando um curto-circuito entre uma das fases e o terra. Nota-se que sem o uso deste sistema de informação que alarma quando há problemas, o corpo clínico não seria informado do ocorrido e, caso fosse internado algum paciente no leito que é alimentado com o sistema elétrico avariado, este poderia sofrer choques elétricos. Figura 5 Esquema com informações geradas pelo anunciador. Discussão e Conclusões O sistema de segurança elétrica e informação desenvolvido têm o intuito de aumentar o nível de segurança para o corpo clínico e para o paciente, durante a sua internação nos centros de terapia intensiva. Através dele, é possível detectar problemas elétricos durante a utilização de equipamentos eletromédicos, bem como proporcionar um meio de registro do que ocorre durante a utilização destes equipamentos. Com esta supervisão, o leito ou o equipamento eletromédico com problema poderá ser retirado de operação

6 imediatamente após apresentar algum defeito, que forneça risco ao paciente. O ajuste das funções do anunciador e a obtenção das informações ocorrem de modo fácil para o operador do sistema. As informações obtidas são bastante úteis para o bom funcionamento do setor clínico. O sistema de informação e de segurança elétrica para ambientes hospitalares desenvolvido atende de maneira satisfatória os requisitos da norma ABNT NBR (1995) [1]. Já está em uso em todos os leitos da UTI pediátrica e proporcionando a segurança adequada aos pacientes e corpo clínico. Observa-se, entretanto, que este sistema pode ser instalado em qualquer ambiente crítico de ambientes assistenciais de saúde, ou seja, leitos de UTI ou em salas cirúrgicas. Uma proposta de aperfeiçoamento seria a realização da comunicação de dados sem cabos. O DSI se comunicaria com o anunciador que estaria presente em uma das paredes da UTI, ou no posto de enfermagem central, sem a necessidade de cabos entre os módulos. As redes locais sem fio (WLANs) constituem-se como uma alternativa às redes convencionais com fio, fornecendo as mesmas funcionalidades, mas de forma flexível, de fácil configuração e com boa conectividade em áreas prediais. Dependendo da tecnologia utilizada, rádio freqüência ou infravermelho, e do receptor, as rede WLANs podem atingir distâncias de até 18 metros [8]. Outra possibilidade de aperfeiçoamento do sistema seria instalar um anunciador também no setor de manutenção do hospital para que a equipe de manutenção fosse acionada em caso de problemas. O sistema de informação de segurança elétrica também poderia ser interligado com o sistema de gerenciamento de tecnologia médica, denominado Sistema de Manutenção Hospitalar 4.0, instalado no Centro de Engenharia Biomédica do hospital. Com esta interligação, todos os problemas ocorridos no local ficariam registrados automaticamente. Agradecimentos Ao corpo técnico do centro de engenharia biomédica e ao corpo clínico do hospital que contribuíram nos testes finais. Referências [1] Associação Brasileira de Normas Técnicas - Instalações elétricas em estabelecimentos assistenciais de saúde Requisitos para segurança, NBR Rio de Janeiro, [2] Agência Nacional de Vigilância Sanitária. Resolução RDC nº 50. Dispõe sobre o Regulamento Técnico para planejamento, programação, elaboração e avaliação de projetos físicos de estabelecimentos assistenciais de saúde (2002). [3] Hofheinz, W. Electrical Safety Ungrounded Power Supply Systems (IT- Systems) in Medical Sites. WGKT, Grünberg, Germany: [4] Naseerudin, S.M. Electrical Safety in Healthcare Facilities Journal. IEP-SAC Saudi Arabia 2004: [5] Atkin, D. H.; Orkin, L.R. Eletrocution in the Operating Room. Anesthesiology. 1973: [6] Ellinas, L. Tackling O.R. shock hazards. Health Care in Canada. 1978: p [7] ECRI. O. Renovations and the Use of Isolated Power and Explosion-Proof Plugs. Health Devices, Canadá, 1992, v. 21, n. 9, p [8] Martincosky, D. H.P. J. C Sistema Para Telemetria de Eletrocardiograma Utilizando Tecnologia Bluetooth. [dissertação]. Florianópolis (SC): Programa de Engenharia Biomédica, IEB / UFSC; Contato Andréa T. Riccio Barbosa, pesquisadora do Hospital São Vicente de Paulo, aricciobarbosa@yahoo.com.br. Fábio Iaione, Professor Adjunto da Universidade Federal da Grande Dourados, fabio.iaione@ufgd.edu.br.