UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA/CONTROLE E AUTOMAÇÃO IAGO CAVALARO MARQUES LUCAS BAESSO GUIMARÃES ADAPTAÇÃO DE GLICOSÍMETRO CONVENCIONAL PARA MEDIÇÃO E APLICAÇÃO DE INSULINA VOLTADA PARA DEFICIENTES VISUAIS TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO CURITIBA 2013
IAGO CAVALARO MARQUES LUCAS BAESSO GUIMARÃES ADAPTAÇÃO DE GLICOSÍMETRO CONVENCIONAL PARA MEDIÇÃO E APLICAÇÃO DE INSULINA VOLTADA PARA DEFICIENTES VISUAIS Trabalho de Conclusão de Curso de graduação, apresentado à disciplina Metodologia aplicada ao TCC, do Curso Superior de Engenharia Elétrica/Controle e Automação do Departamento Acadêmico de Eletrotécnica DAELT da Universidade Tecnológica Federal do Paraná UTFPR, como requisito parcial para obtenção do título de engenheiro eletricista. Orientador: Prof. Dr. Amauri Amorin Assef Co-Orientador: Prof. Me. Douglas Roberto Jakubiak CURITIBA 2013
SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO... 3 1.1 TEMA... 4 1.1.1 Delimitação do tema... 4 1.2 PROBLEMAS E PREMISSAS... 5 1.3 OBJETIVOS... 5 1.3.1 Objetivos gerais... 5 1.3.2 Objetivos específicos... 5 1.4 JUSTIFICATIVA... 6 1.5 PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS... 6 1.6 ESTRUTURA DO TRABALHO... 7 1.7 CRONOGRAMA... 8 REFERÊNCIAS... 9
1 INTRODUÇÃO A diabetes, mal que atinge cerca de 12 milhões de brasileiros, segundo estimativa da SBD (Sociedade Brasileira de Diabetes) (LACERDA, 2013), consiste em uma síndrome metabólica de origem múltipla, devido a falta de insulina no organismo causada pela incapacidade do pâncreas em produzi-la na quantia necessária, ou quando o hormônio é incapaz de agir, como no caso da resistência à insulina, o que acaba causando um aumento de glicose no sangue. Como a insulina tem como função facilitar a penetração do açúcar nas células, onde é usado como fonte de energia, a falta desse hormônio desencadeará um aumento de glicose no sangue e, consequentemente, a diabetes (LACERDA, 2013). O aumento da glicose sérica pode gerar alguns problemas de ordem oftalmológica, como a diminuição da sensibilidade da córnea com propensão para o aparecimento de ceratites; úlceras neurotróficas e defeitos epiteliais persistentes; alterações corneanas; catarata (4 vezes mais presente em diabéticos); e,tido como a consequência mais grave da diabetes, a retinopatia diabética (RD) (DIABETES..., 2014). Este último, a RD, é a maior causa de cegueira por diabetes, uma vez que, o aumento da glicose sérica gera outras alterações bioquímicas, que resultam em modificações estruturais da membrana basal dos capilares retinianos das células endoteliais e dos pericitos. Assim, desencadeando alguns problemas como o edema macular e a neovascularização retiniana, que são as grandes causas da cegueira por diabetes (DIABETES..., 2014). Em se tratando da RD, o tempo de duração da diabetes é o fator de risco mais importante a ser levado em conta. Passados 20 anos da evolução da diabetes, a retinopatia diabética estará presente em praticamente todos os portadores de diabetes tipo 1 (insulino dependente) e em quase todos, cerca de 50 a 80%, dos pacientes com o tipo 2 (não insulino dependente). Assim, com base nas informações apresentadas, não é difícil concluir que um grade número de pessoas portadoras de deficiência visual são também portadoras de algum dos tipos de diabetes (DIABETES..., 2014).
Foco deste trabalho, os portadores de diabetes tipo 1 precisam aplicar insulina diariamente. Esse processo requer um autoexame para verificação dos níveis de glicose no sangue, processo que é feito por meio de um glicosímetro, dispositivo capaz de medir a concentração de glicose sérica. Entretanto, essa não é uma tarefa fácil para um deficiente visual, uma vez que, apesar de existirem diferentes tipos de glicosímetros, sua forma de utilização consiste em furar a ponta do dedo com uma agulha pequena chamada lanceta, a fim de obter uma pequena gota de sangue. Em seguida, coloca-se o sangue em uma tira reagente que é colocada no aparelho e em menos de um minuto o resultado é exibido no display. Tarefa que pode apresentar um grande grau de dificuldade para alguém que não enxerga (O QUE É..., 2014). Dessa forma, visando facilitar a prática do autoexame para os diabéticos do tipo 1 portadores de deficiência visual, este trabalho de conclusão de curso tem como objetivo o desenvolvimento de um glicosímetro aplicador de insulina para deficientes visuais, ou seja, não só adaptar o medidor para leitura com áudio dos resultados e uma maneira mais prática de medição, mas também uni-lo a um mecanismo que faça a interpretação desse dado e regule algum dos tipos de aplicadores de insulina com a dosagem certa a ser aplicada. 1.1. TEMA Desenvolvimento de dispositivo portátil pessoal de uso medicinal com âmbito da tecnologia assistiva. 1.1.1. Delimitação do tema Adaptação de glicosímetro que, através de amostra sanguínea, utilizará um auto aplicador de insulina de modo que possibilite pessoas deficientes visuais se auto medicarem.
1.2. Problema e premissas Todos os portadores de diabetes tipo 1 necessitam da aplicação diária de insulina. Entretanto, este processo acaba sendo de extrema dificuldade quando falamos de deficientes visuais, considerando uma tarefa quase impossível se levarmos em conta que pouquíssimos glicosímetro encontrados no mercado possuem a leitura do resultado com áudio. Além disso, o procedimento consiste em furar o dedo com uma pequena agulha (lanceta), pressioná-lo até que surja uma pequena gota de sangue, e então colocála numa fita reagente e só assim inserir no aparelho de medição. Feito isso, o usuário ainda precisa regular a dosagem adequada, de acordo com o resultado do teste, e por fim aplicar em si mesmo a insulina. 1.3. Objetivos 1.3.1. Objetivo Geral Desenvolver um glicosímetro, para deficientes visuais, acoplado a um auto aplicador de insulina que a partir dos dados relativos a medição de glicose sérica, regule automaticamente a dosagem correta de insulina a ser aplicada. 1.3.2. Objetivos Específicos Adaptar um medidor de glicose para leitura dos resultados com áudio. Desenvolver uma maneira mais prática de medição (retirar sangue e colocar no glicosímetro)
Acoplar um mecanismo que faça a aquisição do nível de glicose no sangue e regule automaticamente algum dos tipos de aplicadores de insulina com a dosagem certa a ser aplicada. 1.4. Justificativa A retinopatia diabética é o fator de risco mais importante a ser levado em conta em portadores de diabetes de longa duração. Praticamente todos os portadores da doença por mais de vinte anos desenvolvem algum grau de retinopatia. Segundo Hirschi e Polak (1997), 12% dos novos cegos americanos são provenientes desta enfermidade, no Brasil essa estatística é deficiente, pois as taxas variam entre 1,42 a 9,77% (BARBOSA;DUARTE, s.d.). Considerando os dados mais consistentes, 12% dos novos deficientes visuais anuais americanos, podemos prever que destinando conhecimentos de engenharia com a finalidade proposta neste trabalho, possibilitará um grande ganho qualitativo de vida para o público alvo do mesmo, uma vez que, quando falamos da possibilidade da auto medicação o paciente passa a ser independente nesse ponto, dispensando a necessidade do auxílio de outra pessoa o medicando diariamente. 1.5. Procedimentos metodológicos O dispositivo a ser desenvolvido neste projeto terá por objetivo a aplicação de insulina em diabéticos portadores de deficiência visual, entretanto, deixará em aberto a possibilidade de posteriormente estender a utilização do aplicador, a ser desenvolvido, para outros tipos de medicamentos, sempre visando principalmente a acessibilidade de pessoas desprovidas de visão. Para o desenvolvimento do dispositivo, será necessário uma pesquisa de campo com pessoas deficientes visuais que possuam o quadro médico de diabetes tipo 1. Tal pesquisa visa descobrir as principais dificuldades encontradas pelo público alvo quanto a auto medição da glicose sérica e a auto aplicação da insulina. O acesso aos
entrevistados se dará com auxílio do setor PROTA (Programa de Tecnologia Assistiva), da Universidade Tecnológica Federal do Paraná, o qual efetua serviços como a fabricação e manutenção de bengalas-guia para deficientes visuais e manutenção de máquinas braile e regletes, além de outros projetos de tecnologia assistiva voltados para todos os tipos de deficiências. Feita a pesquisa de campo, o passo seguinte será a escolha do tipo de glicosímetro e aplicadores de insulina que melhor se enquadrem a proposta, para então - A estrutura básica do aparelho será um glicosímetro comercial no qual após feita a medição de glicose terá esses dados extraídos por um microcontrolador, que por sua vez será responsável por calcular a insulina necessária a ser aplicada e comandará um, a princípio, motor de passo que será responsável por regular a dosagem adequada. A parte de retirada de sangue também será alterada com o intuito de facilitar essa tarefa, porém, as alterações serão baseadas no trabalho de campo que levantará os principais problemas nessa parte do processo para que sejam solucionados da melhor maneira possível. Como a ideia inicial trata-se de adaptar o glicosímetro, não são esperados grandes gastos com sensores e outros materiais de alto custo, uma vez que, a ideia principal é gerar um produto acessível a massa consumidora. Assim que em condições de teste, será utilizado uma ampola fechada por uma camada de borracha para substituir a pele humana, uma vez que, é possível escolher a espessura adequada, além de possibilitar a visualização do processo de aplicação da insulina, de uma maneira mais clara, a borracha simulará a pele, enquanto a ampola armazenará o medicamento aplicado de tal maneira que seja possível verificar se houve algum problema durante a aplicação, dessa forma, dispensando a necessidade de utilizar o aplicador em pessoas para testar sua funcionalidade. 1.6. Estrutura do trabalho Esse trabalho esta estruturado da seguinte forma:
Capítulo 1 - Introdução e apresentação do tema, problemas e premissas, objetivo geral, objetivos específicos, justificativa e procedimentos metodológicos. Capítulo 2 Pesquisa de campo, análise dos dados coletados, estudo de possibilidades de funcionamento do dispositivo, projeto. Capítulo 3 Descrição e simulação do circuito do dispositivo, apresentando o algoritmo que relaciona o nível de glicemia com a quantidade de insulina a ser aplicada, levando em conta também parâmetros essenciais pré definidos, como peso, sexo e idade. Capítulo 4 Simulação do circuito mecânico, determinação da profundidade necessária de incisão da agulha na epiderme, análise de utilização contínua sem manutenção. Capítulo 5 Conclusões 1.7. Cronograma Escolha do tema Elaboração da proposta Correção Entrega da versão final Revisão bibliográfica Elaboração da Fundamentação Teórica Confecção do sistema Testes e análises Desfesa Final 2013 2014 2015 Ju Ju Ja Fe No De Ja Fe Ma Ab Ma n l Ago Set Out Nov Dez n v Mar
REFERÊNCIAS LACERDA, A.C. DOZE MILHÕES DE BRASILEIROS TEM DIABETES MAS A 11-2013/35603-ciencia_diabetes-0>. Acesso em: 23 jan. 2014. DIABETES E VISÃO. Disponível em: <http://www.oftalmologia-pediatrica.eu/pagina,120,124.aspx>. Acesso em: 23 jan. 2014. TUDO SOBRE DIABETES. Disponível em: <http://www.minhavida.com.br/saude/temas/diabetes>. Acesso em: 23 jan. 2014. O QUE É DIABETES TIPO 1?. Disponível em: <http://www.minhavida.com.br/saude/temas/diabetes-tipo-1>. Acesso em: 23 jan. 2014. DUARTE, D.A.; BARBOSA, D.. ACHADOS MOLECULARES DA RETINOPATIA DIABÉTICA. EM FOCO PATOGÊNESE BIOQUÍMICA. Disponível em: <http://www.asmec.br/biblioteca/anais2010/art.%20004.pdf>. Acesso em: 23 jan. 2014. HIRSCHI K.K.; D AMORE, P.A. Control of angiogenesis by the pericyte: molecular mechanisms and significance. EXS 1997;79:419-28. POLAK M., Newfield RS, Fioretto P, Czernichow P, Marchase R. Pathophysiology of diabetes complications. Diabetologia 1997;40:B65-7. METADE NÃO SABE DISSO. 2013. Disponível em: <http://port.pravda.ru/science/11- ABC.MED.BR, 2013. Retinopatia diabética: o que é, quais os fatores de risco, como se instala; como são o diagnóstico, a evolução e o tratamento?. Disponível em: <http://www.abc.med.br/p/diabetes-mellitus/365329/retinopatia-diabetica-o-que-equais-os-fatores-de-risco-como-se-instala-como-sao-o-diagnostico-a-evolucao-e-otratamento.htm>. Acesso em: 23 jan. 2014.