Este trabalho visou mostrar o desenvolvimento de um ventilador pulmonar mecânico, focando principalmente na parte de hardware necessária para que este equipamento pudesse funcionar. Ventilação mecânica é a modalidade da medicina mais importante no cuidado a pacientes criticamente enfermos. O ventilador é um equipamento utilizado principalmente em unidades de terapia intensiva, que basicamente coloca uma mistura de ar e oxigênio para dentro do pulmão de um paciente incapacitado de fazer isto naturalmente, quer seja por força de uma doença que o impossibilita de fazê-lo, ou por uma cirurgia, a qual impossibilitou o movimento do músculo do diafragma para que o ar entrasse no pulmão naturalmente. Este projeto cobriu uma descrição abrangente sobre este ventilador, sua transformação de ar comprimido e oxigênio provenientes de um cilindro em uma mistura controlada de fluxos que entra no pulmão para a inspiração de um volume, ou para atingir uma pressão determinada, e a saída desta mistura, mantendo no pulmão uma pressão também controlada. Foi desenvolvido um protótipo de hardware e firmware para este aparelho, e o intuito foi mostrar o processo de transformação da ideia inicial e as necessidades de projeto em um aparelho testado e certificado para uso no mercado. / This work aimed to present the development of a pulmonary mechanical ventilator, mainly focusing on the hardware part needed in order for this device to work. Mechanical ventilation is the most important medical mode concerning the care of patients that are critically ill. The ventilator is a device very much used in intensive care units (ICUs), and it basically delivers an air and oxygen mixture to the patients lungs that is normally unable to do so naturally, either because the patient is seriously ill that prevents him/her to do so, or due to surgery, in this case prevented the movement of the diaphragm muscle so the air could be naturally delivered to the lung. This work covered a comprehensive description about this ventilator, its transformation of compressed air and oxygen coming from a cylinder in a controlled mixture of flows that enters the lung for the inspiration of a volume, or to achieve a determined pressure, and the output of this mixture, maintaining a controlled pressure in the lung too. A hardware and firmware prototype was developed for this device. The aim was to show the transformation process from the main idea and the need for a project of a tested and certified device to be used in the market.

A ventilação mecânica pulmonar é a substituição da respiração espontânea de um paciente quando este não realiza ou realiza parcialmente esta tarefa. Esta ventilação é de extrema importância para o tratamento de pacientes em estado crítico em unidades de terapia intensiva e para a manutenção da oxigenação sanguínea durante cirurgias. A ventilação mecânica pulmonar consiste em empurrar os gases para dentro do pulmão de forma controlada, mantendo uma pressão inspiratória ou um volume inspiratório determinado. Além disso, controla o nível de pressão durante a expiração do paciente para manter os alvéolos abertos e dificultar lesões internas. Este trabalho se propõe a caracterizar uma especificação de engenharia para os sistemas de controle de ventilação, se baseando em características fisiológicas do sistema respiratório do paciente saudável e também com patologias conhecidas. São apresentados modelos matemáticos para os sistemas mecânicos responsáveis pela atuação na inspiração e na expiração do paciente, bem como um modelo matemático para o sistema respiratório. Foram desenvolvidos sistemas de controle, baseados no controlador PID, para os principais tipos de modalidades ventilatórias. Os sistemas controlados foram simulados e os resultados são apresentados neste trabalho. Os controles propostos foram implementados em equipamentos de anestesia e UTI projetados na K. Takaoka Ind. Com. Prod. Hosp. LTDA. entre 2008 e 2010 no Brasil, e estão sendo usados hoje nas salas de cirurgia e centros de terapia intensiva pelo Brasil e em alguns países da América do Sul e do Oriente médio. / The mechanical ventilation is the replacement of spontaneous breathing of a patient when it does not perform or partially perform this task. This ventilation is extremely important for the treatment of critically ill patients in intensive care units and for the maintenance of blood oxygenation during surgery. The mechanical ventilation consists in pushing the gas into the lungs in a controlled manner, maintaining a determined inspiratory pressure or inspiratory volume. In addition, it has to control the pressure level during the patients exhalation to keep the alveoli opened and prevent internal injuries. This work aims to characterize an engineering specification for the control systems of ventilation, relying on physiological characteristics of the patient\'s respiratory system on healthy subjects and also subjects with known diseases. Here are presented mathematical models for the mechanical systems responsible for acting on the inspiration and expiration of the patient, as well as a mathematical model for the respiratory system. There were developed control systems, based on the PID controller for the main types of ventilation modes. Controlled systems were simulated and the results are presented in this dissertation. The proposed controls were implemented in anesthesia and intensive care equipments designed in K. Takaoka Ind. Com Prod. Hosp. LTD. between 2008 and 2010 in Brazil, and are being used today in the operating rooms and intensive care centers in Brazil and some countries in South America and the Middle East.

Este estudo objetivou identificar na literatura de saúde textos que abordassem aspectos do desenvolvimento de crianças dependentes de ventilador; caracterizar ações de cuidado realizadas ou propostas para a promoção do desenvolvimento dessas crianças, assim como, analisá-las, segundo o referencial de necessidades essenciais da infância proposto por Brazelton e Greenspan (2002). O processo de busca bibliográfica realizado nas bases de dados PubMed, Lilacs, Embase e Cinahl e a leitura dos resumos, possibilitaram a organização dos artigos localizados em 17 grupos temáticos, sendo eleitos para a análise temática de conteúdo somente os que potencialmente continham informações relacionadas às perguntas da pesquisa. O corpus da análise constituiu-se de 35 artigos internacionais que pertenciam aos seguintes grupos temáticos: (1) processo de transição do hospital para casa/comunidade, (2) experiência da criança e da família, (3) interação criança-cuidador, (4) qualidade de vida, (5) proteção e segurança e (6) artigos de revisão. Os critérios para seleção dos documentos e análise pautaram-se no modelo metodológico de análise de Bardin (1977). A análise temática possibilitou a construção de duas categorias sobre o ambiente de cuidados e o desenvolvimento de crianças dependentes de ventilador. A categoria Concepções e práticas que resultam em cuidado desigual agrupou as diferentes concepções sobre infância e dependência de tecnologia ventilatória, e, como conseqüência, os contextos de assistência diversos, ou mesmo, opostos aos quais as crianças em ventilação prolongada foram submetidas. Revelou as ações, pensamentos, experiências e situações que dão existência ao contexto desfavorável ao atendimento das necessidades integrais da criança ou do adolescente dependente de ventilador, assim como aquelas que proporcionam condições mais favoráveis ao desenvolvimento. Sinalizou tanto as oportunidades como os desafios que estavam presentes em todos os cenários de atenção à saúde da criança e estabeleciam-se nas interações entre criança, ambiente e cuidador, resultando em maior ou menor desenvolvimento do potencial de cada criança. A categoria Potenciais de desenvolvimento efetivados versus potenciais de desenvolvimento comprometidos forneceu evidências sobre a competência da criança dependente de ventilador nas tarefas esperadas do desenvolvimento, tais como a socialização e o aprendizado, favorecidas no contexto de cuidados integrais. Ainda, descreveu distúrbios físicos, comportamentais e de desenvolvimento, potencialmente associados a contextos desfavoráveis, marcando os prejuízos a que seu potencial foi submetido. Notaram-se, nos artigos analisados, a preocupação e o empenho dos pais, profissionais e instituições para melhorar o contexto de atenção às necessidades de saúde das crianças dependentes de ventilador. No entanto, destacaram-se as ações que privilegiam a necessidade de proteção física e segurança em detrimento das demais necessidades essenciais para o desenvolvimento / This study aimed to identify in health literature papers that dealt with developmental aspects of ventilator-dependent children, to characterize care actions proposed or given so as to promote these childrens development, and at the same time to analyze such actions according to the Irreducible Needs of Children framework proposed by Brazelton and Greenspan (2002). Search for bibliography in PubMed, Lilacs, Embase and Cinahl and abstract reading made it possible to organize articles in 17 theme groups. However, theme analysis was carried out using only the articles that potentially contained information related to the research questions. Analysis corpus is made up of 35 articles from foreign sources belonging to the following group themes: (1) transition process from hospital to home/community, (2) childs and familys experience, (3) child-care giver interaction, (4) life quality, (5) protection and safely and (6) review articles. Criteria to select documents and analysis followed Bardins (1977) methodological model analysis. Theme analysis enabled the construction of two categories about care settings and ventilator-dependent children. The category Concepts and practices resulting in unequal care encompassed different concepts about childhood and ventilation technology dependence and thus the different or even opposite settings concerning care to which prolonged ventilator-dependent children are submitted. This concept also revealed actions, thoughts, experiences and situations that bring about both the unfavorable setting of providing for the comprehensive needs of ventilator-dependent child or adolescent and those that provide more favorable conditions for their development. It also pointed to opportunities and challenges present in all settings pertaining to the childs health care that are established in the interactions between child, environment and caregiver, resulting in higher or lower level of development of each childs full potential. The category Effective developmental potentials vs. Compromised developmental potentials provided evidences about competences of the ventilator-dependent child to perform developmental tasks, such as socializing and learning, which a comprehensive care setting favors. It also described physical, behavioral and developmental disorders potentially associated with unfavorable settings which compromise the childs and adolescents full potential. The analyzed studies showed that parents, health care professionals and institutions are concerned and making efforts to improve the health care setting of ventilator-dependent children. However, actions aimed at providing physical protection needs and safety are more favored to the detriment of other essential needs for their full development

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2018-05-24T13:16:09Z No. of bitstreams: 1 PDF - Nivian Mirelly Moraes Feliciano.pdf: 19881474 bytes, checksum: fdfb6f3b8a3b155b108cf8d7c23465a3 (MD5) / Approved for entry into archive by Secta BC (secta.csu.bc@uepb.edu.br) on 2018-06-05T11:34:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 PDF - Nivian Mirelly Moraes Feliciano.pdf: 19881474 bytes, checksum: fdfb6f3b8a3b155b108cf8d7c23465a3 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-05T11:34:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Nivian Mirelly Moraes Feliciano.pdf: 19881474 bytes, checksum: fdfb6f3b8a3b155b108cf8d7c23465a3 (MD5) Previous issue date: 2016-09-30 / Since the dawn of mechanical ventilation, the main objective of the technology involving intensive therapy is to provide life support to the lowest acceptable risk. As the capabilities and complexities of these devices are continually on the rise, cognitive loads imposed on the handling of the Ventilator Pulmonary Mechanical (VPM) ma y increase the Global Work Load (GWL) becoming a risk factor for inaccuracies and failures. Therefore, the aim of the study was to evaluate the usability of VPMs through the perception of GWL in intensive physical therapists. Search cross-sectional was developed in the public and private hospital to trace the professional profile of intensive physical therapists to evaluate the perception of GWL and patient safety. Data were collected regarding age, gender, academic training, time experience in Intensive Care Unit (ICU), perception of the GWL through the instrument Index National Aeronautics and Space Administration - Task Load Index (NASA- TLX) and perception patient safety by applying a questionnaire developed by the World Health Organization. the research was approved by the ethics committee, CAAE: 53329416.6.0000.5187, with development according to the 466/12 Resolution of the National Health Council. the data were analyzed using the SPSS statistical package It is used for correlation and comparison test. We evaluated 46 Physiotherapists, 73.9% working in adult ICU, 13% in neonatal ICU and 13% in the pediatric ICU. The GWL had an average of 14.4 (± 3.2). The Mental Demand was presented as the most influential factor for the GWL, with a higher percentage of choice when compared to other factors. Statistical difference was observed between GWLs between Adult ICU and Neonatal / Pediatric (p <0.05). Also there was a weak correlation between age, time academic training and experience in ICU with the GWL. On patient safety, 65.2% are considered to be reasonably confident in their own ability to identify influential factors on patient safety. It was observed that 37% of physiotherapists identify likely to suggest changes, however, when asked about the likelihood that factors may interfere with this conduct, 50% reported reasonably likely situation to happen then most likely (26.1%). As the degree of difficulty in suggesting changes in the workplace a fa irly difficult aspect considered by 39.1% of physiotherapists. This study provides evidence that neonatal / pediatric ICU implies more demand for its employees that the adult ICU, observed by GWL. The Mental Demand is one that requires more physical therapist handling a VPM in ICU, reflecting negatively on the usability of the VPM interface in use by these professionals. Despite all the political and organizational efforts in disseminating the patient safety culture, the reality of ICUs collides with the lack of communication, lack of professional interest and lost struggle of numerous attempts to change. These results may contribute to the development of interfaces that require less associated cognitive load, because it reflects the usability of VPM evaluated in real environment. / Desde o surgimento da ventilação mecânica, o objetivo principal da tecnologia que envolve a terapia intensiva é prestar suporte de vida com o menor risco aceitável. Como as capacidades e complexidades desses equipamentos estão continuamente em ascensão, as cargas cognitivas impostas ao manuseio do Ventilador Mecânico Pulmonar (VMP) podem aumentar a Carga Global de Trabalho (CGT) transformando-se num fator de risco para imprecisões e falhas. Portanto, o objetivo do estudo foi avaliar a usabilidade de VMPs através da percepção de CGT em fisioterapeutas intensivistas. A pesquisa do tipo transversal foi desenvolvida em ambiente hospitalar público e privado, para traçar o perfil profissional dos fisioterapeutas intensivistas, avaliar a percepção de CGT e de segurança do paciente. Foram coletados dados referentes à idade, gênero, tempo de formação acadêmica, tempo de experiência em Unidade de Terapia Intensiva (UTI), percepção da CGT através do instrumento Index National Aeronautics and Space Administration – Task Load Index (NASA-TLX) e percepção de segurança do paciente através da aplicação de um questionário desenvolvido pela Organização Mundial de Saúde. A pesquisa obteve aprovação do comitê de ética, CAAE: 53329416.6.0000.5187, com desenvolvimento de acordo com a Resolução 466/12 do Conselho Nacional de Saúde. Os dados foram avaliados através do pacote estatístico SPSS, sendo utilizado teste de correlação e comparação. Foram avaliados 46 Fisioterapeutas, 73,9% atuando em UTI adulto, 13% em UTI neonatal e 13% em UTI pediátrica. A CGT apresentou uma média de 14,4 (±3,2). A Demanda Mental apresentou-se como fator de maior influência para a CGT, apresentando maior percentual de escolha quando comparada aos outros fatores. Foi observada diferença estatística entre as CGTs entre as UTIs Adulto e Neonatal/Pediátrica (p<0,05). Também observou-se uma correlação fraca da idade, tempo de formação acadêmica e experiência em UTI com a CGT. Sobre segurança do paciente, 65,2% consideram-se razoavelmente confiantes em sua própria capacidade de identificação de fatores influentes sobre segurança do paciente. Foi observado que 37%, dos fisioterapeutas identificam probabilidade de sugerir mudanças, porém, quando questionados quanto à probabilidade de que fatores venham interferir nesta conduta, 50% deles relataram situação razoavelmente provável de acontecer seguida de muito provável (26,1%). Sendo o grau de dificuldade na sugestão de mudanças no local de trabalho um aspecto razoavelmente difícil considerado por 39,1% dos fisioterapeutas. Este estudo fornece evidências de que a UTI neonatal/pediátrica implica mais exigência para seus profissionais que a UTI adulto, observada através da CGT. A Demanda Mental é aquela que exige mais do fisioterapeuta ao manusear um VMP numa UTI, refletindo negativamente sobre a usabilidade da interface do VMP em uso por esses profissionais. Apesar de todos os esforços políticos e organizacionais em disseminar a cultura de segurança do paciente, a realidade das UTIs esbarra na falta de comunicação, na falta de interesse profissional e na luta perdida das inúmeras tentativas de mudanças. Estes resultados podem colaborar para o desenvolvimento de interfaces que demandem menor carga cognitiva associada, pois reflete a usabilidade do VMP avaliada em ambiente real.

Este estudo objetivou identificar na literatura de saúde textos que abordassem aspectos do desenvolvimento de crianças dependentes de ventilador; caracterizar ações de cuidado realizadas ou propostas para a promoção do desenvolvimento dessas crianças, assim como, analisá-las, segundo o referencial de necessidades essenciais da infância proposto por Brazelton e Greenspan (2002). O processo de busca bibliográfica realizado nas bases de dados PubMed, Lilacs, Embase e Cinahl e a leitura dos resumos, possibilitaram a organização dos artigos localizados em 17 grupos temáticos, sendo eleitos para a análise temática de conteúdo somente os que potencialmente continham informações relacionadas às perguntas da pesquisa. O corpus da análise constituiu-se de 35 artigos internacionais que pertenciam aos seguintes grupos temáticos: (1) processo de transição do hospital para casa/comunidade, (2) experiência da criança e da família, (3) interação criança-cuidador, (4) qualidade de vida, (5) proteção e segurança e (6) artigos de revisão. Os critérios para seleção dos documentos e análise pautaram-se no modelo metodológico de análise de Bardin (1977). A análise temática possibilitou a construção de duas categorias sobre o ambiente de cuidados e o desenvolvimento de crianças dependentes de ventilador. A categoria Concepções e práticas que resultam em cuidado desigual agrupou as diferentes concepções sobre infância e dependência de tecnologia ventilatória, e, como conseqüência, os contextos de assistência diversos, ou mesmo, opostos aos quais as crianças em ventilação prolongada foram submetidas. Revelou as ações, pensamentos, experiências e situações que dão existência ao contexto desfavorável ao atendimento das necessidades integrais da criança ou do adolescente dependente de ventilador, assim como aquelas que proporcionam condições mais favoráveis ao desenvolvimento. Sinalizou tanto as oportunidades como os desafios que estavam presentes em todos os cenários de atenção à saúde da criança e estabeleciam-se nas interações entre criança, ambiente e cuidador, resultando em maior ou menor desenvolvimento do potencial de cada criança. A categoria Potenciais de desenvolvimento efetivados versus potenciais de desenvolvimento comprometidos forneceu evidências sobre a competência da criança dependente de ventilador nas tarefas esperadas do desenvolvimento, tais como a socialização e o aprendizado, favorecidas no contexto de cuidados integrais. Ainda, descreveu distúrbios físicos, comportamentais e de desenvolvimento, potencialmente associados a contextos desfavoráveis, marcando os prejuízos a que seu potencial foi submetido. Notaram-se, nos artigos analisados, a preocupação e o empenho dos pais, profissionais e instituições para melhorar o contexto de atenção às necessidades de saúde das crianças dependentes de ventilador. No entanto, destacaram-se as ações que privilegiam a necessidade de proteção física e segurança em detrimento das demais necessidades essenciais para o desenvolvimento / This study aimed to identify in health literature papers that dealt with developmental aspects of ventilator-dependent children, to characterize care actions proposed or given so as to promote these childrens development, and at the same time to analyze such actions according to the Irreducible Needs of Children framework proposed by Brazelton and Greenspan (2002). Search for bibliography in PubMed, Lilacs, Embase and Cinahl and abstract reading made it possible to organize articles in 17 theme groups. However, theme analysis was carried out using only the articles that potentially contained information related to the research questions. Analysis corpus is made up of 35 articles from foreign sources belonging to the following group themes: (1) transition process from hospital to home/community, (2) childs and familys experience, (3) child-care giver interaction, (4) life quality, (5) protection and safely and (6) review articles. Criteria to select documents and analysis followed Bardins (1977) methodological model analysis. Theme analysis enabled the construction of two categories about care settings and ventilator-dependent children. The category Concepts and practices resulting in unequal care encompassed different concepts about childhood and ventilation technology dependence and thus the different or even opposite settings concerning care to which prolonged ventilator-dependent children are submitted. This concept also revealed actions, thoughts, experiences and situations that bring about both the unfavorable setting of providing for the comprehensive needs of ventilator-dependent child or adolescent and those that provide more favorable conditions for their development. It also pointed to opportunities and challenges present in all settings pertaining to the childs health care that are established in the interactions between child, environment and caregiver, resulting in higher or lower level of development of each childs full potential. The category Effective developmental potentials vs. Compromised developmental potentials provided evidences about competences of the ventilator-dependent child to perform developmental tasks, such as socializing and learning, which a comprehensive care setting favors. It also described physical, behavioral and developmental disorders potentially associated with unfavorable settings which compromise the childs and adolescents full potential. The analyzed studies showed that parents, health care professionals and institutions are concerned and making efforts to improve the health care setting of ventilator-dependent children. However, actions aimed at providing physical protection needs and safety are more favored to the detriment of other essential needs for their full development

A ventilação mecânica pulmonar é a substituição da respiração espontânea de um paciente quando este não realiza ou realiza parcialmente esta tarefa. Esta ventilação é de extrema importância para o tratamento de pacientes em estado crítico em unidades de terapia intensiva e para a manutenção da oxigenação sanguínea durante cirurgias. A ventilação mecânica pulmonar consiste em empurrar os gases para dentro do pulmão de forma controlada, mantendo uma pressão inspiratória ou um volume inspiratório determinado. Além disso, controla o nível de pressão durante a expiração do paciente para manter os alvéolos abertos e dificultar lesões internas. Este trabalho se propõe a caracterizar uma especificação de engenharia para os sistemas de controle de ventilação, se baseando em características fisiológicas do sistema respiratório do paciente saudável e também com patologias conhecidas. São apresentados modelos matemáticos para os sistemas mecânicos responsáveis pela atuação na inspiração e na expiração do paciente, bem como um modelo matemático para o sistema respiratório. Foram desenvolvidos sistemas de controle, baseados no controlador PID, para os principais tipos de modalidades ventilatórias. Os sistemas controlados foram simulados e os resultados são apresentados neste trabalho. Os controles propostos foram implementados em equipamentos de anestesia e UTI projetados na K. Takaoka Ind. Com. Prod. Hosp. LTDA. entre 2008 e 2010 no Brasil, e estão sendo usados hoje nas salas de cirurgia e centros de terapia intensiva pelo Brasil e em alguns países da América do Sul e do Oriente médio. / The mechanical ventilation is the replacement of spontaneous breathing of a patient when it does not perform or partially perform this task. This ventilation is extremely important for the treatment of critically ill patients in intensive care units and for the maintenance of blood oxygenation during surgery. The mechanical ventilation consists in pushing the gas into the lungs in a controlled manner, maintaining a determined inspiratory pressure or inspiratory volume. In addition, it has to control the pressure level during the patients exhalation to keep the alveoli opened and prevent internal injuries. This work aims to characterize an engineering specification for the control systems of ventilation, relying on physiological characteristics of the patient\'s respiratory system on healthy subjects and also subjects with known diseases. Here are presented mathematical models for the mechanical systems responsible for acting on the inspiration and expiration of the patient, as well as a mathematical model for the respiratory system. There were developed control systems, based on the PID controller for the main types of ventilation modes. Controlled systems were simulated and the results are presented in this dissertation. The proposed controls were implemented in anesthesia and intensive care equipments designed in K. Takaoka Ind. Com Prod. Hosp. LTD. between 2008 and 2010 in Brazil, and are being used today in the operating rooms and intensive care centers in Brazil and some countries in South America and the Middle East.

La vigilancia epidemiológica es un instrumento que permite identificar las oportunidades de prevención y apoyar la mejora continua en la calidad de atención de la salud. La neumonía asociada al ventilador (NAV) está bajo vigilancia debido a su alta prevalencia y mortalidad en las Unidades de Cuidados Intensivos (UCI). Diversos estudios concluyen en una baja sensibilidad y escasa correlación entre el diagnóstico clínico y el reporte de vigilancia, que dificulta el cumplimiento de los propósitos de la salud pública. El objetivo fue evaluar el valor predictivo del sistema de vigilancia epidemiológica de NAV en la UCI del Hospital Regional Lambayeque, 2014-2016. Materiales y métodos: diseño: estudio observacional transversal descriptivo. Población: historias clínicas de los pacientes diagnosticados como NAV en la UCI del Hospital Regional de Lambayeque reportados al sistema de vigilancia epidemiológica durante el periodo 2014-2016. Muestra: estudio tipo censal e incluye 69 historias clínicas de los pacientes reportados por el sistema de vigilancia. Variables principales: neumonía asociada a ventilador, lugar de intubación y ventilación, radiografía de tórax, esputo purulento. Análisis de datos: estadística descriptiva: medidas de tendencia central, dispersión y frecuencias. Resultados: el valor predictivo positivo fue de 61,2%. Conclusiones: el sistema de vigilancia presentó un bajo valor predictivo positivo comparado con otros estudios.

[pt] O presente trabalho apresenta a avaliação da garantia da confiabilidade metrológica de um equipamento eletromédico (EEM), o ventilador pulmonar, também conhecido como ventilador mecânico. A falta de confiabilidade metrológica nesses equipamentos pode resultar na ocorrência de efeitos danosos, conforme a sua qualificação quanto ao potencial de risco à saúde dos usuários (operadores e pacientes). Apesar de ser fundamental para garantir o efeito desejado, a avaliação da confiabilidade geralmente não é realizada durante o período de uso (póscomercialização). Considerando a falta de informação em metrologia no ambiente da saúde e os poucos estudos de metrologia aplicados a esta área indicando os riscos da falta de avaliação metrológica, é de especial relevância a realização de investigações neste campo de pesquisa. Na presente dissertação foram realizadas medições para avaliação da confiabilidade metrológica de ventiladores pulmonares utilizando informações técnicas e normativas. Realizou-se um estudo bibliográfico minucioso dos princípios básicos de funcionamento dos ventiladores pulmonares e suas especificações técnicas. Para a realização das medições foram estudadas referências tais como normas nacionais e internacionais, manuais dos fabricantes do equipamento e publicações sobre manutenção de EEM. Medições para a avaliação metrológica de dez (10) ventiladores pulmonares, 6 da marca I modelo I.1 e 4 da marca II modelo II.2, foram realizadas em um hospital público. A exceção de um ventilador novo, todos os ventiladores pulmonares avaliados apresentaram não conformidades. Os resultados obtidos na avaliação da confiabilidade metrológica dos ventiladores pulmonares assinalam a urgente necessidade de avaliação metrológica periódica destes EEM. Verificou-se também a necessidade de avaliação de parâmetros cuja obrigatoriedade de medição não consta na norma aplicável. De uma forma ampla, o presente trabalho contribui para a conscientização de profissionais da saúde e da área de metrologia quanto à importância da avaliação da confiabilidade metrológica periódica de ventiladores pulmonares. / [en] The present Masters dissertation evaluates the metrological reliability of pulmonary ventilators, also known as mechanical ventilators. Pulmonary ventilators are electromedical equipment (EEM). The absence of metrological reliability of a pulmonary ventilator may result in dangerous consequences, according to its classification by the potential risk to the health of users (operators and patients). Even though it is of fundamental importance to guarantee the desired effect, the evaluation of reliability, in general, is not performed during the post-sale period. Considering the lack of information in metrology in the field of health, and that there are few studies indicating the risks of the absence of metrological evaluations, research in this field are especially relevant. In the present dissertation, measurements based on technical and regulatory information were performed in order to evaluate the metrological reliability of pulmonary ventilators. A meticulous bibliographical study of the basic principles and technical specifications of pulmonary ventilators was performed. The measurements were based on national and international standards, manufacturer manuals, and EEM maintenance publications. Measurements for the metrological evaluation of ten (10) pulmonary ventilators, 6 of brand I model I.1 and 4 of brand II model II.2, were performed in a public hospital. Except for a new unit, all evaluated pulmonary ventilators presented non- conformities. These results indicate an urgent need for periodic metrological evaluations of these EEMs. In addition, the need for evaluations of parameters not included in the current standards was verified. The present work contributes for increasing the awareness of health and metrology professionals regarding the importance of periodical evaluations of the metrological reliability of pulmonary ventilators.

Este trabalho descreve o desenvolvimento de um sistema de controle com compensação de tempo morto aplicado a um ventilador para simular os efeitos do vento em modelos de embarcações. O sistema é instalado no tanque de provas do Departamento de Engenharia Naval da Escola Politécnica da USP. Um sistema de controle baseado em computador é elaborado para a realização dos testes e validação, procedendo-se inicialmente a identificação do sistema a ser controlado. Na malha de controle, o sinal de referência é a velocidade do vento desejada em uma distância pré-definida do ventilador e pode ser tanto um valor constante (representando um vento constante) ou um valor variante no tempo (representando uma rajada de vento). O sistema atuador consiste de um inversor de frequência que aciona o ventilador e a velocidade do vento é medida por um anemômetro, cujo sinal é usado como realimentação para o controlador. A sintonia da malha é realizada pelo método do modelo interno (IMC) e o efeito do tempo morto é observado nos testes, aplicando-se o compensador baseado no Preditor de Smith para minimizá-lo. Pelos resultados dos ensaios, conclui-se que o Preditor de Smith melhora o desempenho do sistema de geração de vento. / This paper describes the development of a control system with dead time compensation applied to a fan to simulate wind effects in models of vessels. The system is installed on the academic towing tank of the Naval Architecture and Oceanic Engineering Department of the University of São Paulo. A control system based on computer is designed for testing and validation, proceeding initially to identify the system to be controlled. In the control loop, the set-point is the desired speed of the wind on a pre-defined distance from the fan and it can be either a constant value (representing a constant wind) or a time-varying value (representing a wind gust). The actuator system consists of a frequency-inverter that drives the fan and the wind speed is measured by an anemometer, whose signal is used as feedback to the controller. The tuning of the controller is made by the internal model control (IMC) and the effect of dead time is observed in the tests, applying the compensator based on Smith Predictor to minimize it. Through the results from the tests, it was concluded that the Smith Predictor improves the performance of the wind generation system.

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