O objetivo deste trabalho é desenvolver a arquitetura de um Sistema de Alarme Inteligente visando à aplicação deste em um Equipamento de Monitorização Multiparamétrica de Pacientes que deverá estar em conformidade com normas internacionais de segurança de equipamentos eletromédicos, tema este que surgiu durante o projeto de um Equipamento de Monitorização Multiparamétrica de Pacientes desenvolvido na Intermed Equipamento Médico Hospitalar Ltda. Esta arquitetura propõe o uso de um método robusto para fusão de sensores através de Filtro de Kalman, como apresentado por Ebrahim, Feldman e Bar-Kana (1997), onde a partir de diferentes sensores fornecendo valores de freqüência cardíaca obtemos um valor ótimo da freqüência cardíaca livre de artefatos e mais preciso do que o disponível por qualquer sensor individualmente. Os sinais fisiológicos do paciente, juntamente com o valor ótimo da freqüência cardíaca, são então transformados em variáveis semânticas e analisados através de lógica fuzzy a fim de se identificar condições de alarme presentes no paciente. O sistema desenvolvido é detalhado para um cenário clínico, correspondendo a uma Unidade de Tratamento Intensivo Cardíaca, onde os principais parâmetros de configuração do sistema foram obtidos através de entrevistas com profissionais da área de saúde. O desenvolvimento do sistema foi focado no atendimento às Normas Internacionais aplicáveis mais atuais, que passaram a permitir Sistemas de Alarme Inteligente em 2003. O sistema foi simulado para o cenário clínico detalhado, onde foram analisados três pacientes em diferentes casos. Durante a simulação foi mostrada a influência de um valor mínimo do grau de coincidência para validação das condições de alarme, onde obtivemos valores adequados utilizando para isso um valor de 50%. Ao final mostramos também a importância de se levar em consideração a prioridade das condições de alarme no sistema proposto, o que além de ser um requisito de norma, influencia diretamente no comportamento do sistema, e conseqüentemente na resposta esperada pelo operador em função da mensagem a ele apresentada. / The objective of this work is the development of an Intelligent Alarm System architecture aiming at its application on a Multiparameter Patient Monitoring Equipment, which must be in compliance to international electrical medical equipment safety standards. This theme was raised during the project of a Multiparameter Patient Monitoring Equipment developed at Intermed Equipamento Médico Hospitalar Ltda. This architecture proposes a robust method for sensor fusion using a Kalman Filter as presented by Ebrahim, Feldman and Bar-Kana (1997), in which sensor measurements of heart rate are used to derive a predicted value for this parameter free of artifacts and more precise than any of the individual measurements. The patient vital signs are then, together with the predicted value of the heart rate, transformed into semantic variables and analyzed through fuzzy logic in order to identify alarm conditions. The proposed system is detailed for a clinic scenario, corresponding to a Cardiac Intensive Care Unit, where the main configuration parameters were obtained through interviews with health care professionals. The system development was focused on the compliance to International Standards at present day, which allow the use of Intelligent Alarm Systems since 2003. The system was simulated for the detailed clinic scenario with three patients in different cases. The simulations show the influence of a minimal grade of coincidence value for the validation of the alarm conditions, where we obtained good results using a value of 50%. At the end of this work, it is shown the importance of considering the alarm priority, which not only is a standard requirement, but also interferes directly on the system behavior, and consequently, on the operator´s expected response to the message.

O objetivo deste trabalho é desenvolver a arquitetura de um Sistema de Alarme Inteligente visando à aplicação deste em um Equipamento de Monitorização Multiparamétrica de Pacientes que deverá estar em conformidade com normas internacionais de segurança de equipamentos eletromédicos, tema este que surgiu durante o projeto de um Equipamento de Monitorização Multiparamétrica de Pacientes desenvolvido na Intermed Equipamento Médico Hospitalar Ltda. Esta arquitetura propõe o uso de um método robusto para fusão de sensores através de Filtro de Kalman, como apresentado por Ebrahim, Feldman e Bar-Kana (1997), onde a partir de diferentes sensores fornecendo valores de freqüência cardíaca obtemos um valor ótimo da freqüência cardíaca livre de artefatos e mais preciso do que o disponível por qualquer sensor individualmente. Os sinais fisiológicos do paciente, juntamente com o valor ótimo da freqüência cardíaca, são então transformados em variáveis semânticas e analisados através de lógica fuzzy a fim de se identificar condições de alarme presentes no paciente. O sistema desenvolvido é detalhado para um cenário clínico, correspondendo a uma Unidade de Tratamento Intensivo Cardíaca, onde os principais parâmetros de configuração do sistema foram obtidos através de entrevistas com profissionais da área de saúde. O desenvolvimento do sistema foi focado no atendimento às Normas Internacionais aplicáveis mais atuais, que passaram a permitir Sistemas de Alarme Inteligente em 2003. O sistema foi simulado para o cenário clínico detalhado, onde foram analisados três pacientes em diferentes casos. Durante a simulação foi mostrada a influência de um valor mínimo do grau de coincidência para validação das condições de alarme, onde obtivemos valores adequados utilizando para isso um valor de 50%. Ao final mostramos também a importância de se levar em consideração a prioridade das condições de alarme no sistema proposto, o que além de ser um requisito de norma, influencia diretamente no comportamento do sistema, e conseqüentemente na resposta esperada pelo operador em função da mensagem a ele apresentada. / The objective of this work is the development of an Intelligent Alarm System architecture aiming at its application on a Multiparameter Patient Monitoring Equipment, which must be in compliance to international electrical medical equipment safety standards. This theme was raised during the project of a Multiparameter Patient Monitoring Equipment developed at Intermed Equipamento Médico Hospitalar Ltda. This architecture proposes a robust method for sensor fusion using a Kalman Filter as presented by Ebrahim, Feldman and Bar-Kana (1997), in which sensor measurements of heart rate are used to derive a predicted value for this parameter free of artifacts and more precise than any of the individual measurements. The patient vital signs are then, together with the predicted value of the heart rate, transformed into semantic variables and analyzed through fuzzy logic in order to identify alarm conditions. The proposed system is detailed for a clinic scenario, corresponding to a Cardiac Intensive Care Unit, where the main configuration parameters were obtained through interviews with health care professionals. The system development was focused on the compliance to International Standards at present day, which allow the use of Intelligent Alarm Systems since 2003. The system was simulated for the detailed clinic scenario with three patients in different cases. The simulations show the influence of a minimal grade of coincidence value for the validation of the alarm conditions, where we obtained good results using a value of 50%. At the end of this work, it is shown the importance of considering the alarm priority, which not only is a standard requirement, but also interferes directly on the system behavior, and consequently, on the operator´s expected response to the message.

Orientadores: Cecilia Amelia de Carvalho Zavaglia, Eliana Aparecida de Rezende Duek / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-05T03:14:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Barbantini_SamuelHilsdorf_D.pdf: 12141806 bytes, checksum: 0b989130cb636eca30c7bf3da9bc69f8 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: A utilização de polímeros bioreabsorvíveis como suporte para cultura de células tem se destacado como alternativa para tratamento de lesões e perda de tecidos. O objetivo deste trabalho foi obter e caracterizar suportes densos e porosos de poli(E-caprolactona) (PCL) e poli(D,L-ácido lático-co-ácido glicólico) (50/50) (PLGA50), preparados pelo método de fusão com adição e lixiviação de citrato de sódio. As amostras foram avaliadas em estudos de degradação in vitro para o estudo do efeito da retirada do sal, e em meio tampão fosfato (pH 7,4) e alcalino com NaOH (pH 12, 13 e 13,7). Os materiais foram utilizados como suporte para cultura de osteoblastos e o estudo in vivo foi realizado pelo implante em noia de ratos. Os resultados obtidos através de análises morfológicas, térmicas e de propriedades mecânicas, mostram que amostras de PCL são mais estáveis quando comparadas às suas análogas de PLGASO.A cultura de células mostrou um padrão de adesão e proliferação satisfatório, com intensa atividade celular. No estudo in vivo as amostras de PCL mostram uma degradação mais acentuada quando comparada com os resultados obtidos no estudo in vitro. Os resultados mostraram que a técnica utilizada no preparo das amostras é útil na confecção de suportes altamente porosos. Em função do tempo de degradação e das propriedades mecânicas, as amostras de PLGA5O foram os suportes mais indicados para aplicações na engenharia de tecidos ósseos / Abstract: The use of bioresorbable polymers as sca:ffolds for the cells culture has received special attention as an alternative for the treatment of lesions and the loss of tissue. The aim of this work was to obtain and to characterize dense and porous scaffolds of poly(e-caprolactone) (PCL) and poly(D,L-lactic acid-co-glycolic acid) (50/50) (PLGA50), prepared by melting method with addition and leaching of sodium citrate. The samples were evaluated in studies of in vitro degradation, in phosphate bufIer solution (pH 7.4) and alkaline medium ofNaOH (pH 12, 13 and 13.7). Scaffolds samples were used in osteoblast culture and the in vivo study was evaluated by implant in mouse tibia. The results of morphologic, thermal and of mechanical analyses, showed that the PCL samples are stable compared to their similar of PLGA50. The culture of cells showed a satisfactory adhesion and proliferation, with intense cellular activity. In the in vivo study, the samples of PCL showed a higher degradation when it is compared to the results obtained in vitro study. The results showed that the proposed technique allowed the preparation of highly porous scaffoldsa nd in function of time degradation and mechanics properties, the samples of PLGA50 were the most suitable scaffolds for applications in the bone tissue engineering / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica