Máquina de Hemodiálise

26/07/2017 22:34

Introdução

A maioria dos órgãos humanos são insubstituíveis por alguma máquina atualmente, como por exemplo pulmão e fígado, tendo como principais fatores de sobrevivência fatores como transplantes de órgãos e do mesmo modo continua a não ser um método tão simples, o que acaba por diferir os rins, se os seus rins começam a entrar em estado de falência, a pessoa no caso pode ser submetida a um tratamento de diálise que a aproxima de uma vida longa e normal. Muitos dos pacientes que são submetidos a este tratamento se acostumam com a rotina de diálise, que geralmente são repetidas três vezes na semana, e acabam por recusar a adentrar na fila de espera para transplantes de rins. 
 
Adentrando ao funcionamento, as máquinas de hemodiálise mais antigas possuem um tanque , ver Figura 1, onde o operador prepara previamente toda a solução que será usada durante a sessão. Como um paciente adulto, em média, consome 120 litros de solução por sessão, uma máquina simples possui um tanque com capacidade de 120 litros, enquanto uma máquina dupla, ou seja, que pode atender a dois pacientes simultaneamente, dispõe de um tanque de 240 litros. No tanque são misturados água e os eletrólitos que compõem a solução [1].

A maioria dos órgãos humanos são insubstituíveis por alguma máquina atualmente, como por exemplo pulmão e fígado, tendo como principais fatores de sobrevivência fatores como transplantes de órgãos e do mesmo modo continua a não ser um método tão simples, o que acaba por diferir os rins, se os seus rins começam a entrar em estado de falência, a pessoa no caso pode ser submetida a um tratamento de diálise que a aproxima de uma vida longa e normal. Muitos dos pacientes que são submetidos a este tratamento se acostumam com a rotina de diálise, que geralmente são repetidas três vezes na semana, e acabam por recusar a adentrar na fila de espera para transplantes de rins. 

Adentrando ao funcionamento, as máquinas de hemodiálise mais antigas possuem um tanque , ver Figura 1, onde o operador prepara previamente toda a solução que será usada durante a sessão. Como um paciente adulto, em média, consome 120 litros de solução por sessão, uma máquina simples possui um tanque com capacidade de 120 litros, enquanto uma máquina dupla, ou seja, que pode atender a dois pacientes simultaneamente, dispõe de um tanque de 240 litros. No tanque são misturados água e os eletrólitos que compõem a solução [1].

Figura 1. Máquina de Hemodiálise do Tipo Tanque (Assis-Med).

Em anos mais recentes foram lançadas as máquinas de proporção ou proporcionadoras Figura 2, que não possuem tanque, tendo duas entradas para eletrólitos, às quais são ligados dois galões de substâncias químicas, e uma entrada para água. A solução é preparada pela máquina dinamicamente durante a sessão, a partir de uma programação inicial feita pelo operador [1].

Figura 2. Máquina de Hemodiálise de Proporção (Sistemas Vitais).

Para mensurar o quão importante é a manuseio, perícia médica e condições do local de serviço, em 1996 ocorreu em Caruaru contaminação por cianobactérias, muito comum em centros urbanos com água doce como rios e açudes, tal situação foi ocasionada pela estiagem que atingiu o sistema estadual de abastecimento de água potável na qual fornecia agua para clínica, por consequência a falta de água começou a ser suprida por caminhões pipas que capitavam água de açudes.  O controle de bactérias era realizado pelos próprios motoristas que cloravam água e posteriormente de fato o abastecimento da clínica. A forte intoxicação atingiu 80 % de um total de 138 pacientes, dos quais 54 vieram a falecer de insuficiência hepática nos cinco meses subsequentes, ficando conhecido como a “Tragédia de Caruaru”. 

Logo depois do ocorrido em Caruaru, o Ministério da Saúde realizou uma auditoria nos serviços de diálise brasileiros e, em seguida, lançou uma nova regulamentação para esses serviços. Assim, foi publicada a Portaria 2.042, de 11.11.96, a qual fez uma série de exigências quanto à qualidade da água, às características dos equipamentos e materiais e também com relação às condições das clínicas, dando a elas um prazo para o seu cumprimento. A Portaria provocou, por um lado, uma rápida adequação de alguns dos atores envolvidos no sistema de diálise (como, por exemplo, as máquinas produzidas no país, a qualidade da água utilizada nos banhos etc.), mas também gerou, por outro lado, uma série de protestos contra o Ministério da Saúde, pois este passou a fazer novas exigências sem que houvesse qualquer alteração no preço pago aos centros de hemodiálise pelo Sistema Único de Saúde (SUS), que – cabe observar – é o grande patrocinador dos serviços de diálise no Brasil.

Como aprimoramento daquela Portaria, o Ministério da Saúde publicou a Portaria 82, de 03.01.2000, que substituiu a anterior BNDES Setorial, Rio de Janeiro, n. 12, p. 105-134, set. 2000 115 e estabeleceu requisitos de segurança e qualidade que devem ser cumpridos no atendimento a pacientes renais crônicos, definindo como deve ser feita a indicação de um paciente ao serviço, os parâmetros operacionais e os procedimentos de serviço para os centros de diálise, além de especificar padrões mínimos para os equipamentos, a qualidade da água e a infra-estrutura física dos centros. Legisla ainda sobre o cadastramento dos serviços junto ao SUS e formas de avaliação e controle desses serviços. 

Ainda de acordo com a nova Portaria, uma máquina de hemodiálise deve permitir a utilização de solução de bicarbonato de sódio ou de acetato como banho, além de ser capaz de controlar certas variáveis, que dizem respeito à segurança do paciente: temperatura; pressão da solução ou pressão transmembrana com dispositivos de parada automática do fluxo de sangue e de alarme; condutividade contínua da solução com dispositivos de suspensão automática do fluxo da solução e alarmes; detecção de ruptura do dialisador com dispositivos de parada automática do fluxo de sangue e alarmes; detecção de bolhas no retorno do sangue ao cliente, para prevenção de embolia gasosa, com dispositivos de parada automática do fluxo de sangue e alarmes; modos excludentes de operação: diálise e desinfecção; e pressão de linha venosa e arterial [1].

 

Arquitetura de Alto Nível

Utilizando como referência equipamentos de hemodiálise dos fabricantes: B-Braun, Fresenius e Baxter [2, 3, 4], podemos ter uma breve noção da arquitetura do funcionamento e arquitetura de alto nível do sistema de uma máquina de tratamento de hemodiálise. A figura 3 nos auxilia entender de forma o procedimento principal da máquina de hemodiálise.
 
Figura 3. Arquitetura de Alto Nível de uma máquina de Hemodiálise.
 
A máquina tem como função principal realizar a filtragem do sangue e, também, a eliminação de líquidos de pacientes com insuficiência renal. Para isso há uma série de sensores que realiza a monitoramento do paciente e no equipamento pré, pós e durante o procedimento, tais como pressão arterial, temperatura do fluído, vazão do fluído, condutividade do fluído etc. Sensores, como por exemplo o esfigmomanômetro para medição da pressão arterial, são ligados diretamente no paciente, outros são conectados junto à bomba peristáltica, por exemplo o fluxômetro. Todas as grandezas mensuradas são então discretizadas e enviadas ao microcontrolador (MCU) que as processa e envia para o painel de interface homem máquina (IHM), além de controlar o dialisador comparando os sinais recebido dos sensores e os valores setados pelo operador através da IHM. O dialisador por sua vez realiza o filtro do sangue e retorna-o para o paciente através da bomba peristáltica. Da mesma forma que o fluxo vindo do paciente é monitorado o fluído que sai do dialisador também é verificado.
 
Os operadores dos equipamentos de hemodiálise, são orientados, pelos fabricantes a realizar a calibração dos sensores de acordo com os manuais de usuário fornecidos junto à máquina.
 
 

Especificações de Entrada e Transdução

Para uma melhor compreensão dos mecanismos e especificações de entrada e transdução de máquinas de hemodiálise, buscou-se três grandes fabricantes, são eles: B-Braun, Fresenius e Baxter [2, 3, 4]. Embora sejam de marcas diferentes, todas as máquinas possuem as especificações de entrada comum, isto é, todas possuem o sangue como elemento de entrada à ser filtrado. Um dos elementos fundamentais encontrado nesses equipamentos é a bomba peristáltica, uma bomba capaz de bombear o sangue sem entrar em contato com o mesmo, pois se tratando de sangue humano, não pode haver qualquer tipo de contaminação, até mesmo da própria bomba. Assim sendo as máquinas de hemodiálise em momento algum entra em contato com o paciente, porém ela pode ser utilizada mais de uma vez pelo mesmo paciente, desde que este não seja  soropositivo para a Aids, pois caso seja a máquina deve ser utilizada uma única vez e depois de ser utilizada deverá passar por um processo de lavagem e esterilização. No caso do uso do equipamento por mais de um paciente, deve haver a lavagem e esterilização da máquina após cada procedimento.
 
A Tabela 1 exibe um quadro comparativo das especificações das três marcas pesquisadas.

 

Tabela 1. Quadro comparativo entre as marcas B-Braun, Fresenius e Baxter.

Quanto ao elemento de transdução, como a máquina de hemodiálise tem por objetivo reproduzir os mesmos comportamentos de um rim humano, seu elemento transdutor nada mais é do que o próprio filtro, que neste caso é chamado de dialisador. O dialisador , ou capilar, é constituído de membranas que possuem pequenos orifícios que permitem a passagem de íons e de algumas moléculas como as de água e de toxinas, porém impedem a passagem de corpos maiores como as hemácias e outras partículas do sangue.

 

Especificações de Processamento de Sinal

Ao analisar as especificações técnicas das marcas de maquinas de hemodiálise da Tabela 1 e compreendendo os princípios de funcionamento da hemodiálise abordados na seção Introdução, o sangue do paciente é tido como sinal de entrada, sendo assim o processo de filtragem dele deve ser executado dentro de certos requisitos bem definidos. O bombiamento deve ser feito conforme descrito na Tabela 1, caso ultrapasse os valores máximos o paciente terá uma carência de sangue podendo eventualmente causar complicações médicas. A temperatura da água utilizada no processo também deve ser controlada, pois caso ela seja excessiva pode causar alterações na composição sanguínea. A pressão sanguínea deve ser mantida com certas variações permitidas pelos fabricantes [2, 3, 4], caso haja uma pressão sanguínea excessiva o paciente entrará em hipertensão, caso haja uma pressão inferior a mínima o paciente entrará em hipotensão. Portanto quando controladas devidamente, as variáveis de processo permitem que a máquina de hemodiálise tenha um comportamento semelhante ao rim humano, suprindo a necessidade do paciente.
 

Especificações de Saída

Uma vez que o sangue é retirado do paciente, filtrado e novamente retorna para ele, as características de temperatura e pressão sanguíneas devem ser compatíveis com a do corpo humano, para que o paciente tenha novas complicações médicas derivadas do tratamento atual. Portanto a temperatura de saída do sistema dialisado deve estar entre 33 ºC e 40 ºC, já a pressão de saída são controladas para operar nos valores nominais a +- 77,6 mmHg, sendo que em condições de ausência de fluxo de fluido, as pressões de fluido na linha do paciente não ultrapassarão +- 113,8 mmHg por um período não superior a 10 segundos. O sistema impedirá que a pressão da bomba exceda +- 181,0 mmHg nas condições de operação normal e de falha individual.
 
 

Desempenho, Confiabilidade e Erros

No que diz respeito a confiabilidade do equipamento, observou-se que a máquina da B-Braun possui um sistema de proteção de temperatura redundante, ou seja, caso o sistema de proteção principal falhe ao detectar a temperatura máxima (41 ºC) um sistema secundário irá atuar. Também podemos citar como exemplo o sistema de detecção de vazamento de sangue, que possui um sensor de cor vermelha. Por o fabricante estipula um erro na medição da vasão de sangue, no qual considera a soma do desvio do equilíbrio da câmara (medida por ciclos de câmara e depende do fluxo do dialisado) somado ao erro da bomba de ultrafiltração.
 

Conclusão

 
Portanto, se tratando das condições de saúde do ser humano, a máquina de hemodiálise é um bom exemplo de como a tecnologia e pesquisa podem auxiliar no bem estar de um paciente em condições extremas da falha de um órgão vital. Claro que um órgão humano nunca será totalmente substituído em sua funções, porém atualmente a ciência é permite que pessoas, antes sem expectativas, possam sonhar com uma vida mais saudável.
 

Referências

 
[1] Melo, Paulo R. S. and Rios, Evaristo C. S. D. and Gutierrez,Regina M. V. Equipamentos para hemodialise. [Online]. Available: https://web.bndes.gov.br/bib/jspui/bitstream/1408/3068/1/BS\%2012\%20Equipamentos\%20para\%20Hemodi\%C3\%A1lise\
P.pdf
 
[2] B.Braun. Dialog+ Maquina de Dialise. [Online]. Available:
https://www.bbraun.com.br/cps/rde/xchg/cw-bbraun-pt-br/hs.xsl/products.html?d=00020741690000000458&prid=PRID00001032
 
[3] Fresenius Medical Care. Hemodialysis system Technical Manual. [Online]. Available:
https://photos.medwrench.com/equipmentManuals/627-3784.pdf
 
[4] Baxter. Sistema DPA HomeChoice. [Online]. Available:https://www.latinoamerica.baxter.com/brasil/images/br/pdf/Bula\
Homechoice.pdf