DISPOSITIVOS DE INFUSÃO
Profa. Dra. Vera Lúcia da Silveira Nantes Button
Depto.
Engenharia Biomédica – Faculdade Eng. Elétrica e de
Computação
– UNICAMP
DISPOSITIVOS DE INFUSÃO
ÍNDICE
I.
INTRODUÇÃO
II.
BREVE
HISTÓRICO DOS DISPOSITIVOS DE INFUSÃO
III.
APLICAÇÕES
DOS DISPOSITIVOS DE INFUSÃO
IV.
SISTEMAS DE
INFUSÃO
IV.1. Sistema de infusão com controle de fluxo
manual
IV.2. Controlador de Infusão
IV.3. Bombas de infusão
IV.3.1.
Onde são
usadas
IV.3.2.
Critérios de
utilização
IV.3.3.
Problemas
decorrentes de vazões incorretas:
IV.3.3.
Problemas
decorrentes de vazões incorretas
IV.3.4.
Vazão
IV.3.5.
Diagrama em
Blocos
IV.3.3.a.
Circuito de
Controle
IV.3.3.b.
Painel de
Controle
IV.3.3.c.
Saída de
dados (“display”)
IV.3.3.d.
Alarmes
IV.3.3.e.
Motor
IV.3.3.f.
Mecanismos
de Infusão
IV.3.3.f.1.
Peristáltico
IV.3.5.1.a. Peristáltico Rotativo
IV.3.5.f.1.b. Peristáltico Linear
IV.3.3.f.2.
Seringa
IV.3.3.f.3.
Pistão ou
Diafragma
IV.3.3.g.
Sensor de
Gotas
IV.3.3.h.
Sensor de Ar
IV.3.3.i.
Demais
Sensores
IV.3.3.j.
Equipo
V.
CLASSIFICAÇÃO
DOS DISPOSITIVOS DE INFUSÃO
V.1.
Bombas de
Infusão para uso Geral
V.2. Bombas Ambulatoriais de Infusão V.2.1.
Bomba de Insulina
V.3.
Bomba de
Infusão de Analgésicos Controlada pelo Paciente (PCA)
V.4.
Bombas
Implantáveis
V.5.
Bombas de
Múltiplos Canais
VI.
CONTROLE EM
MALHA FECHADA
VII.
ACIDENTES
COM BOMBAS DE INFUSÃO
VIII. CONSIDERAÇÕES DE COMPRA/MANUTENÇÃO
IX.
ROTINAS DE
TESTE E CALIBRAÇÃO
X.
REVISÃO DO
APRENDIZADO
XI.
BIBLIOGRAFIA
DISPOSITIVOS
DE INFUSÃO
I. INTRODUÇÃO
O sistema circulatório é o caminho primário para a
oxigenação e nutrição do corpo humano e também para a remoção de dióxido de
carbono e outras secreções do organismo.
Infusão significa
introduzir um líquido (que não seja o sangue) em um vaso sangüíneo.
Considerando que todo o sangue de um adulto saudável
circula completamente em 60 segundos, as substâncias introduzidas no sistema
circulatório são distribuídas rapidamente. Assim, rotas de acesso intravenoso e intra-arterial compõem vias eficazes para
transportar fluidos, sangue e medicamentos até os órgãos vitais de um paciente.
Em torno de 80%
dos pacientes hospitalizados recebem terapia por infusão. A nutrição
enteral e a aplicação de anestésicos por via nervosa são utilizados em uma
população menor de pacientes.
Com o aumento do uso de terapias intravenosas,
tornou-se necessário desenvolver dispositivos para infundir drogas com pressão
superior à pressão sangüínea e com precisão elevada. As bombas de infusão foram desenvolvidas entre as décadas de 60 e 70.
A partir de então, estes dispositivos evoluíram conforme os avanços nos campos
da eletrônica, da mecânica e da medicina.
Um sistema de infusão consiste tipicamente, de três
componentes: um reservatório de fluido, um dispositivo (equipo) que transporta
o líquido do reservatório para o paciente e um dispositivo para regular ou
gerar o fluxo. Vários sistemas diferentes são usados para promover o fluxo de
fluidos em equipos intravenosos.
Uma bomba de infusão é um dispositivo eletromecânico
capaz de gerar fluxo de um dado fluido a pressões superiores à pressão do
sangue no local da infusão : cerca de 10mmHg para pressão venosa e
aproximadamente 80mmHg e 120mmHg para pressão arterial diastólica e sistólica,
respectivamente. Possui alarmes e controles possibilitando a infusão precisa e
segura mesmo em baixas velocidades e longos períodos de tempo.
II. BREVE HISTÓRICO DOS DISPOSITIVOS DE INFUSÃO
- A
administração de fluidos intravenosos e medicações parenterais (através de
injeção) surgiu com uma agulha Rochester em 1950.
- No
início da década de 60: 40% das drogas eram aplicadas na forma intravenosa;
havia necessidade de um processo de infusão mais preciso;
- 1963:
primeiro dispositivo automático de infusão – infusor cronométrico da Watkins
(“chronofuser”, consistia num mecanismo de relógio que movimentava um cabeçote
com roletes que comprimia um cateter deslocando o líquido);
- Década
de 70: introdução da eletrônica analógica aliada a motores CC;
- Década
de 80: utilização de eletrônica digital (microcontroladores) aliada a motores
de passo; cronoterapia (na cronoterapia, administra-se drogas levando em conta
o ciclo ou ritmo circadiano do paciente);
- Década
de 90: desenvolvimento de sensores para controle em malha fechada (com
realimentação da saída na entrada, buscando reduzir erros) de alguns sistemas
de infusão, algoritmos de correção e modelamento do controle biológico.
III. APLICAÇÕES DOS DISPOSITIVOS DE INFUSÃO
Os dispositivos de infusão ambulatoriais ou de
finalidade geral, são usados para introduzir no sistema circulatório de
pacientes, líquidos e agentes farmacológicos através de rotas intravenosas
(IV), epidurais e mais raramente intra-arteriais, em aplicações diversas como:
- a
manutenção dos níveis apropriados de fluidos de um paciente durante e após
cirurgias, tratamento de queimaduras e controle de desidratação em pacientes
pediátricos;
- nutrição
parenteral (endovenosa) total (TPN) de pacientes;
- para
manter a veia aberta facilitando a administração de medicamentos em emergência;
(KVO – Keep Vein Open, é uma propriedade de bombas de infusão programáveis de
redução do volume infundido no final da infusão, com o objetivo de manter o
vaso aberto);
- infusão
contínua (por exemplo, hormônio do crescimento) ou intermitente (por exemplo,
antibióticos) de drogas, em quantidades efetivas e não tóxicas.
A administração
contínua de drogas pode ser considerada a aplicação mais importante dos
dispositivos de infusão, pois a concentração de uma droga em seu sítio de
ação deve ser suficientemente alta para ser efetiva, mas não tão elevada a
ponto de ser tóxica.
Os modos tradicionais de administração de drogas,
através de injeções ou pílulas, resultam em flutuações ao longo do tempo na
concentração da droga (figura 1), que podem fazer com que esta fique abaixo ou
acima da faixa terapêutica, mesmo que a concentração média esteja dentro da
faixa.
A infusão contínua de drogas reduz as flutuações e,
se a taxa de infusão for correta, assegura uma ação terapêutica contínua.
A infusão contínua de drogas pode ser usada para aplicação de:
- drogas
vasoativas, para controlar a pressão arterial;
- anestésicos
durante cirurgias;
- quimioterapia
para tratamento de câncer;
- agentes
indutores de trabalho de parto;
- drogas
anti-arrítmicas;
- insulina;
- supressores
de dor e de trabalho de parto; - hormônios; etc.
Figura 1. Comparação da evolução da concentração da
droga x tempo, a partir do instante de sua administração, para terapias
convencional e ideal (modificado de
Drug Infusion Systems, J. Webster, Medical Instrumentation Enciclopedy,
1988)
Dispositivos de infusão são utilizados em pacientes
hospitalizados em ambulatórios, centros cirúrgicos, UTIs e em ambulâncias.
Pacientes que necessitam de terapia prolongada de infusão mas estão livres de
outros cuidados hospilalares, podem ser tratados em casa.
IV. TIPOS DE DISPOSITIVOS OU SISTEMAS DE INFUSÃO
Existem três
sistemas de infusão: o que utiliza controle
manual de fluxo, e é o mais simples de todos; o que utiliza um controlador de infusão (automático ou
semi-automático) para estabelecer o fluxo determinado pelo operador; e o a bomba de infusão, que gera, monitora e
controla o fluxo. A bomba de infusão é o sistema que oferece a maior precisão
de infusão, e permite trabalhar com pressões maiores que os sistemas
gravitacionais. Nas bombas de infusão o controle do fluxo pode ser volumétrico
ou não-volumétrico.
IV.1. Sistema de infusão com controle de fluxo
manual
O sistema de
infusão mais simples consiste em um reservatório e um equipo, composto por
um tubo, uma câmara de gotejamento e uma pinça rolete ou chapinha metálica
(grampo) para comprimir o tubo do equipo e controlar o fluxo de líquido do
reservatório para o paciente (figura 2). A pressão de infusão é a diferença
entre a pressão hidrostática gerada pela coluna de líquido no equipo e a
pressão venosa (que varia em torno de 10mmHg).
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Figura
2. Componentes do sistema de infusão com controle de fluxo manual.
Desvantagens:
1. Este sistema é muito impreciso, pois o fluxo irá
variar no tempo com:
- a
redução da coluna de líquido ao longo da infusão;
- as
variações da pressão venosa do paciente;
- o
posicionamento (altura) do reservatório;
- a
viscosidade e a temperatura do líquido;
- a
formação de coágulo na linha de infusão.
2. Além
da imprecisão, este sistema só pode ser usado em veias periféricas, devido à
baixa pressão gerada. Seu uso é impraticável em veias centrais e artérias, onde
a pressão do sangue é alta.
3. O
método de controle de fluxo se baseia na contagem feita pelo operador
(enfermeira, auxiliar de enfermagem,
etc) do gotejamento. Este sistema de
controle possui um erro inerente ao processo: as
características das gotas variam no tempo. Também não é possível estabelecer um
dado fluxo que resulte num número de gotas que não seja inteiro (por exemplo:
3,5 gotas/minuto).
4. Não
possui alarmes e a monitoração do processo depende exclusivamente do
profissional da saúde.
Vantagens:
1. Baixo
custo;
2. Operação
simples.
Para garantir maior
precisão nos sistemas de infusão, pode-se utilizar controladores de fluxo.Quando for necessário precisão e pressão maiores (arterial 80mmHg - diastólica e 120mmHg
- sistólica) ao longo do tempo, deve-se utilizar bombas de infusão.
IV.2. Controlador de infusão
O controlador de pressão (ou de infusão) é um equipamento destinado a regular a vazão
do líquido administrado ao paciente sob pressão positiva gerada pela força
da gravidade (NBR IEC 60601-2). Depende da pressão gerada pela ação da
gravidade para proporcionar a infusão, porém a regulação do fluxo é controlada
por uma contagem eletrônica de gotas.
Vantagens
e desvantagem:
Os controladores são uma opção para um sistema simples de infusão, pois monitoram e regulam o fluxo determinado
pelo operador (semi (figura 3) ou automaticamente). Por trabalharem com
pressão baixa, são sensíveis à oclusão
no equipo ou ao deslocamento da agulha, mas são limitados
pela baixa pressão de infusão.
Figura 3. (a)
Sistema de infusão por gravidade com controlador semi-automático de infusão.
Quando a contagem de gotas não está de acordo com o valor prédeterminado,soa o
alarme e o operador reajusta o grampo.
No sistema de infusão por gravidade com controlador
mostrado na figura 3, o controle é semi-automático: o operador ajusta com ajuda
do grampo, o fluxo desejado. Na câmara de gotejamento existe um diodo emissor
de luz (LED) de um lado, e um sensor de luz do outro (por exemplo, um
foto-diodo, acionado pela luz emitida pelo LED). O funcionamento deste sensor
fotoelétrico é interrompido pela passagem de cada gota, enviando um sinal ao
contador de gotas. Desta maneira, o controlador pode emitir um alarme caso a
contagem de gotas esteja abaixo da programação estabelecida, ou se estiver
ocorrendo fluxo livre, situações que necessitam da intervenção do operador.
IV.3. Bombas de infusão
Bombas de infusão são usadas quando se necessita de maior precisão na aplicação de fluidos
no paciente, ou quando é necessário empregar fluxos maiores que os obtidos com
sistemas gravitacionais ajustados manualmente.
Nas bombas de infusão a pressão de infusão independe
da pressão gravitacional, e muitas vezes é maior que a pressão gravitacional. O
controle do fluxo pode ser volumétrico ou não-volumétrico, e o mecanismo de
infusão pode ser peristáltico, por pistão ou por seringa.
IV.3.1.
Onde são usadas:
- Em
oncologia, nos tratamentos de quimioterapia;
- UTI,
para administração contínua de drogas cardiovasculares;
- Unidades
de queimados;
- Durante
e após cirurgias;
- Tratamento
de pacientes desidratados
- Neonatologia
(devido ao baixo peso e sensibilidade dos pacientes é indispensável a
utilização de sistemas de infusão precisos e confiáveis); -
Em terapias intra-vasculares feitas na casa do paciente.
IV.3.2.
Critérios de utilização:
- quando
se necessita maior precisão do que a obtida com os métodos gravitacionais;
- quando
for necessário pressão positiva para vencer a pressão do vaso sangüíneo, como
em terapia intra-arterial;
- quando
a extravasão da droga infundida estiver associada a morbidade; -
quando o volume total a ser infundido não puder ser ultrapassado;
- quando
especificado pelo fabricante da droga;
- quando
a taxa de administração da drogas for pré-determinada;
- quando
a bomba representar um método efetivo para a diminuição de risco ao paciente.
IV.3.3.
Problemas decorrentes de vazões incorretas:
- respostas
retardadas (fluxo baixo) ou tóxicas (fluxo alto) ao paciente -
aumento da possibilidade de ocorrência de flebite e tromboflebite
(infecção e entupimento de vasos, respectivamente)
- infiltrações
e extravazamentos no local de aplicação, podendo causar necrose
- edema
pulmonar, afetando função renal e cardíaca
- problemas
metabólicos
- embolia
pulmonar
IV.3.4. Vazão:
Quanto à vazão, as bombas de infusão podem fornecer fluxos variados, de
acordo com o tipo de controlador de fluxo empregado. Alguns valores típicos são
apresentados a seguir:
Bomba de infusão com controle de
fluxo volumétrico: 25ml/h
Bomba de infusão com controle de fluxo
não-volumétrico: 20gotas/min Bomba de infusão de seringa: 5ml/h (0,1 a 99,9
ml/h, dependendo da seringa)
IV.3.5.
Diagrama em Blocos
Na figura 4 é apresentado um
diagrama em blocos genérico de bomba de infusão.
Figura
4. Diagrama em blocos de uma bomba de infusão.
IV.3.5.a.
Circuito de Controle
O circuito de controle de uma bomba de infusão pode
ser analógico, digital e/ou microprocessado.
O circuito de controle é responsável pela
interpretação das informações inseridas no dispositivo (programação), por
controlar o mecanismo de infusão, por interpretar os sinais dos sensores e
disparar os alarmes, quando necessário.
Os circuitos de controle podem armazenar informações,
calcular a dose da droga, realizar variações na taxa de infusão, interfacear a
bomba com microcomputadores e periféricos, etc..
A infusão pode ser feita através de controle volumétrico ou por controle
nãovolumétrico.
-
controle volumétrico:
unidade de volume por unidade de tempo (ml/h).
Controla o
volume do líquido a ser infundido, assim como a velocidade de infusão,
independente das características do líquido.
-
controle não-volumétrico:
número de gotas por unidade de tempo
(gotas/min). Controla a quantidade de gotas
liberadas, assim como a velocidade de infusão. O volume depende do tamanho da
gota (que varia com o tipo do equipo), da temperatura, da viscosidade e da
densidade do líquido.
IV.3.5.b.
Painel de Controle
Consiste normalmente num teclado para a entrada de
dados sobre a infusão a ser realizada.
IV.3.5.c.
Saída de dados (“display”)
As saídas de dados das bombas de infusão mais comuns
são “displays” alfanuméricos e LCD (“display” de cristal líquido); apresentam
informações sobre a infusão em andamento: volume total a ser infundido, fluxo
(ml/h ou gotas/min), tempo total e tempo restante da infusão, dados sobre
alarmes, etc..
VI.3.5.d.
Alarmes
Além de fornecer um fluxo preciso de infusão, as
bombas de infusão devem possuir alarmes para garantir a segurança do paciente,
mesmo em caso de mal uso do equipamento.
Os alarmes indicam:
- bolhas
de ar no equipo (na presença de bloha de ar, a infusão deve ser automaticamente
interrompida);
- fluxo
livre;
- oclusão
do equipo;
- fim
de infusão (término do líquido);
- bateria
fraca (a bateria deve ter autonomia mínima de 5 minutos).
IV.3.5.e.
Motor
Utiliza-se motores de corrente contínua ou motores de
passo para acionar os mecanismos de infusão.
IV.3.5.f.
Mecanismos de Infusão
Neste bloco é gerada a pressão de infusão,
responsável pelo fluxo do fluido. Os mecanismos de
infusão mais comuns são os peristálticos, por
seringa e por pistão ou diafragma.
VI.3.5.f.1
Peristáltico
Nas bombas com mecanismo de
infusão peristáltico ou bombas peristálticas o mecanismo de infusão é
caracterizado pelo esmagamento de um tubo por onde passa o líquido a ser
infundido, As bombas peristáticas podem usar mecanismo rotativo com e sem
batente ou linear. Fornecem um fluxo entre 0,01 e 999 ml/h, e seu volume é
limitado pela capacidade do reservatório.
IV.3.5.f.1.a.
Peristáltico Rotativo
O mecanismo de infusão
peristáltico rotativo é composto por um rotor que pressiona pequenos
rolos contra um tubo flexível (figura 6).
Figura
6. Representação do mecanismo de infusão peristáltico rotativo.
Pode ser construído de duas formas
básicas: com e sem batente.
Com batente:
o tubo é pressionado contra um ponto fixo (batente rígido); pode ser usado
equipo comum.
Figura 7.
Esquema do sistema peristáltico rotativo com batente. O fluxo é estabelecido de
acordo com o grau de esmagamento do tubo do equipo. Na figura são indicados
dois casos extremos: fluxo livre, em que o sistema rotativo não esmaga o tubo;
e interrupção do fluxo, em que o tubo é totalmente colabado pelo sistema
rotativo.
Sem batente: Não
possui ponto fixo de esmagamento. O tubo é preso sobre o rotor (figura 8);
roletes esticam e esmagam o tubo promovendo o fluxo.
É necessário usar equipo de silicone (pelo menos a
porção onde ocorre o esmagamento do tubo). O equipo é específico para cada
modelo de bomba.
Figura 8. Esquema
do sistema peristáltico rotativo sem batente.
Vantagens
e desvantagens:
Com batente: possui um único ponto de esmagamento, o
que o torna mais confiável; seu ajuste (mecânico) é difícil.
Sem batente: é mais fácil de ser construído; exige um torque
maior do motor para impulsionar o líquido e exige equipo especial (de
silicone).
A escolha do tubo de silicone: está ligada a diversos fatores:
- grau
de pureza (médico, alimentício ou industrial);
- diâmetro
interno do tubo, define a quantidade de fluido deslocada a cada passo do motor;
- espessura
da parede do tubo, determina a força para se obter o colabamento do tubo.
IV.3.5.f.1.b.
Peristáltico Linear
Na figura 9 é representado o mecanismo
de infusão peristáltico linear. Este mecanismo é composto por uma série
de placas (ou engrenagens) que pressionam o tubo contra um batente, realizando
um movimento ondulatório gerado por um fuso, acionado pelo motor, justaposto às
placas. O fluido é impulsionado pela pressão aplicada ao tubo em posições
consecutivas.
Figura
9. Representação do sistema de infusão peristáltico linear.
Vantagens:
alta precisão (erro menor que 2%) e infusão contínua (não pulsátil). As bombas
com mecanismo de infusão a seringa não possuem sensor de ar pois são menos
suscetíveis a este problema.
Desvantagens:
volume limitado ao da seringa e necessidade de padronização das seringas.
Apesar de serem limitadas pelo volume da seringa (máximo 100ml), alguns modelos
podem acomodar mais de uma seringa.
IV.3.5.f.2.
Seringa
Bombas com mecanismo de
infusão com seringa ou bombas de seringa utilizam uma seringa como reservatório
da droga; garantem precisão elevada e fluxo contínuo para pequenos volumes
(menores que 100ml) de medicamentos potentes.
Por infundirem soluções com precisão
elevada e baixo fluxo, são particularmente apropriadas para aplicações
pediátricas e terapia intensiva, onde volumes pequenosde medicamentos com
concentração elevada devem ser infundidos por um longo período de tempo.
Neste mecanismo a rotação do motor de passo é
transmitida a um fuso (rosca sem fim) que movimenta o êmbolo da seringa (figura
10). Normalmente uma mola ou um mecanismo a gás é utilizado para empurrar o
êmbolo com força constante, criando uma pressão de infusão constante.
Figura
10. (a) Esquema do mecanismo de infusão por seringa. (b) exemplos de bombas
de seringa.
IV.3.5.f.3.
Pistão ou Diafragma
Este mecanismo utiliza um equipo tipo pistão e tubo
como o indicado na figura 11. O motor transmite um movimento ao pistão que
entra e sai do êmbolo do equipo, promovendo o enchimento (figura 11 a) e o
esvaziamento (figura 11 b) do reservatório (ou diafragma) de um volume
conhecido.
Uma válvula direciona o fluxo conforme o estágio ao
longo do ciclo de bombeamento. Este mecanismo controla o volume infundido
variando o a amplitude e a taxa do deslocamento do pistão.
Vantagem:
grande precisão (2%)
Desvantagem:
fluxo pulsátil (o líquido é infundido a incrementos discretos de volume);
grande custo do equipo.
Figura 11. Esquema
de funcionamento do sistema de infusão tipo pistão. (a): pistão abaixa,
reservatório enche. (b): com a subida do pistão o reservatório é esvaziado e a
droga é impulsionada através do equipo.
IV.3.5.g.
Sensor de Gotas
Este sensor é posicionado junto à câmara de
gotejamento do equipo e é composto normalmente, por um LED, que emite um feixe
de luz, e um componente fotosensível, como o footransistor, na figura 12.
Figura 12. Esquema
de um sensor de gotas.
Cada gota interrompe o feixe de luz gerado pelo LED e
corta a corrente no fototransistor, gerando um pulso. A freqüência de pulsos é
medida e comparada com o valor ajustado pelo operador no painel de controle. Se
a freqüência estiver fora da faixa selecionada, o circuito soa o alarme. Este
sensor além de ser usado para medir o fluxo de infusão, também detecta fluxo
livre.
IV.3.5.h.
Sensor de Ar
Este sensor é posicionado junto ao equipo, após o
mecanismo de infusão, e opera de modo análogo ao sensor de gotejamento, com um
LED de um lado do tubo e um sensor fotoelétrico do outro: quando uma bolha de
ar atravessa o tubo, mais luz chega ao sensor, e será enviado um sinal para o
circuito de controle que disparará o alarme de ar na linha.
IV.3.5.i.
Demais Sensores
Pode-se ainda utilizar sensores de pressão para
detectar oclusão na linha e transdutores de ultra-som para medir o fluxo de
infusão, além de final de infusão, reservatório vazio e erro de programação. Na
maioria das bombas pode-se armazenar na memória as programações e o volume
total infundido no caso de interrupção temporária, causada por alarme (por
exemplo).
IV.3.5.j.
Equipo
O equipo é o dispositivo que transporta o líquido do
reservatório para o paciente (NBR IEC 60601-2).
Equipo
universal: desenvolvido para utilização em qualquer bomba peristáltica.
Equipo específico:
desenvolvido para uso específico em um modelo de bomba de infusão, garantindo
maior exatidão da vazão infundida.
Algumas bombas possuem capacidade de armazenar dados,
tais como configuração da bomba (programação), ocorrência de alarmes, erros de
sistema, uso de comando e o tempo e data de cada evento. Também podem possuir
uma porta serial RS232 para saída de dados para um microcomputador ou
impressora, permitindo aos hospitais armazenar dados sobre procedimentos de
infusão.
V. CLASSIFICAÇÃO DAS BOMBAS DE INFUSÃO
V.1. Bombas de Infusão de Uso Geral
Bombas de infusão de uso geral são usadas para
aplicar com precisão soluções contendo drogas através de rotas Intravenosa e
epidurais em procedimentos terapêuticos ou de diagnóstico. São usadas em
hospitais, estabelecimentos de saúde alternativos e ambulâncias.
V.2. Bombas Ambulatoriais de Infusão
As bombas ambulatoriais de infusão administram
soluções (agentes parenterais) através de seringas ou reservatórios
compressíveis e são pequenas o suficiente para serem carregadas pelo paciente.
São usada para infundir soluções via intravenosa (IV), epidural e
ocasionalmente intra-arterial. A infusão pode se dar continuamente (por
exemplo, hormônio do crescimento, nutrição parenteral total e quimioterapia) ou
intermitentemente (como no caso de antibióticos).
Pacientes que necessitam apenas de terapia de infusão
podem ser tratados fora do hospital com uma bomba de infusão ambulatorial. A
infusão se dá através de um cateter que pode ser implantado em uma veia
periférica ou central.
Bombas ambulatoriais eletrônicas (Bombas peristálticas, Bombas a seringa,
Bomba de insulina) se utilizam dos mesmoS mecanismos de infusão discutidos
anteriormente. Existem também bombas de infusão descartáveis, como a bomba por
balão elástico, onde a pressão de infusão é obtida pelo preenchimento de um
balão elástico, e o controle do fluxo é feito através das características do
equipo.
A maioria das bombas ambulatoriais são alimentadas a
bateria e são microcontroladas, sendo que alguns modelos permitem programações
complexas de regimes de infusão de mais de uma droga.
V.2.1. Bomba de Insulina
Bombas de insulina são bombas para uso ambulatorial
específicas para infusão de insulina em indivíduos portadores de diabetes Tipo
I (insulina-dependentes). A infusão se dá através de um cateter subcutâneo
inserido na região abdominal. O reservatório geralmente tem capacidade para 3ml
de solução, o suficiente para dois dias. Tais bombas infundem microvolumes
(“boluses”) de forma pulsátil, fornecendo um controle metabólico melhor do que
as injeções, porque infundem insulina de maneira semelhante à de um pâncreas
saudável.
Na maior parte do tempo, opera com um fluxo basal,
suficiente para assegurar o volume de glucose necessário para fornecer energia
ao paciente durante a noite e nos intervalos entre refeições. A taxa basal é
definida em unidades por hora, programando-se um microprocessador. Pode-se
infundir uma dose extra nos horários das refeições (geralmente 30 minutos
antes, antecipando a elevação de glucose no sangue com a digestão dos
alimentos). A dose extra é calculada levando-se em conta o conteúdo calórico e
de carbohidrato da refeição e do nível de glucose pré-refeição
Sistemas de malha aberta de infusão de insulina não
monitoram o nível de insulina no sangue do paciente e pode-se utilizar como
coadjuvante, um monitor portátil de glucose no sangue para realizar pelo menos
4 análises diárias. Os resultados das análise podem ser utilizados para
reprogramar a bomba de infusão de insulina.
Pacientes diabéticos não-depedentes de insulina (Tipo
II e diabetes induzida por gravidez), podem eventualmente, ser tratados com
infusão subcutânea intermitente de insulina.
A maioria das bombas de insulina utiliza cateter
revestido internamente por um material que não reage com a insulina
(“polyolefin”), a fim de evitar incrustações (com perda de insulina) e
entupimento do cateter.
Algumas bombas têm capacidade de guardar dados e
possuem um comando de “automatic off” que encera a infusão de insulina após um
período pré-programado, evitando assim hipoglicemia.
V.3.
Bomba de Infusão de Analgésicos Controlada pelo Paciente
(PCA)
Bombas de infusão PCA operam de forma análoga às
demais bombas discutidas até aqui, com a diferença de que estas infundem doses
de medicamento conforme a requisição do paciente, isto é permitem que o
paciente se auto-administre doses de analgésicos por via intravenosa,
subcutânea ou epidural.
Bombas PCA são indicadas para pós-operatório,
pacientes terminais e traumatizados que apresentem um perfil psicológico
adequado, e permitem administração segura de analgésicos conforme a necessidade
do paciente, mas dentro dos limites prescritos pelo médico responsável.
Para evitar “over dose”, pode-se ajustar o intervalo
mínimo de tempo entre uma infusão e outra (intervalo de bloqueio do mecanismo).
Também são programáveis a dose basal e o volume da dose extra. O botão de
acionamento pode estar localizado na bomba ou em um cabo junto ao leito do
paciente.
V.4. Bombas Implantáveis
Em alguns casos de dores crônicas (como as causadas
por trauma físico e por alguns tipos de câncer), que não encontram solução nem
com doses elevadas de medicação oral, e em que é necessário aplicar a droga o
mais próximo possível de uma região específica, para reduzir a dose efetiva,
pode-se utilizar bombas de infusão implantáveis. O mecanismo de controle e
infusão é implantado sob a pele, por exemplo na região abdominal ou na região
lombar, e um catéter, também implantado, leva a droga até a região alvo.
Bombas implantáveis devem ser pequenas e confiáveis.
Devem permitir recarga do reservatório, e nos modelos eletrônicos a programação
e o controle devem ser feitos externamente, por exemplo, através de ondas de
rádio freqüência (RF). A bateria deve permitir uma certa autonomia de tempo
antes da substituição da bomba (cirúrgica).
Existem modelos comerciais que permitem recarga mas
não regulação. O exemplo mostrado na figura 13 constitui um dispositivo
totalmente mecânico, onde a pressão de infusão é gerada por gás “freon” ou
fluorcarbono (que tende a se expandir a 37?C)
contido a uma pressão P1 num compartimento fechado que comprime o reservatório
do medicamento. A pressão ao redor da bomba é P2. A recarga se dá por injeção
de fluido através da perfuração do “septum” (figura 13 II).
Figura 13. Esquema
de funcionamento da bomba implantável (sem motor). I: em pleno funcionamento.
II: em recarga. 1: saída do líquido infundido. 2: auto-selamento da bomba para
conter a droga. 3: reservatório da droga. 4: gás a pressão 1. 5: interface
vapor/líquido do gás freon. 6: droga a ser infundida (P3 > P1). 7:
condensação do vapor de gás freon.
No exemplo apresentado na figura 14, uma bomba de
infusão com 2,5cm de espessura, 7,5cm de diâmetro e 170g de peso foi implantada
cirurgicamente, logo abaixo da pele na região lombar. O catéter,
também implantado cirurgicamente, é um tubo fino, com uma ponta conectada à
bomba e a outra ponta localizada no espaço intratecal (ao redor da medula
espinhal), onde a medicação para dor é liberada diretamente no fluido que envolve
a medula espinhal, em doses controladas precisamente. Normalmente a dose nestes
casos é apenas uma fração daquela que seria necessária, caso fosse administrada
oral ou intravenosamente (muitas vezes sem alcançar o efeito desejado), uma vez
que está sendo aplicada no local por onde a informação da dor é transmitida. Os
efeitos colaterais são bastante reduzidos com a utilização da bomba
implantável.
As bombas implantáveissão projetadas para não causar
desconforto e não restringir os movimentos do paciente. A droga no reservatório
é renovada através de injeção aplicada na parte central da bomba, no
consultório médico, tipicamente a cada 6 a 8 semanas.
V.5. Bombas de Múltiplos Canais
Pacientes de UTI muitas vezes necessitam de múltiplas
infusões contínuas ao mesmo tempo. Por exemplo, além de terapia intravenosa com
drogas, o paciente também necessita de rehidratação. Quando soluções de mais de
um reservatório precisam ser infundidas, pode-se utilizar bombas de infusão com
múltiplos canais ou uma combinação de bombas de canal único, montadas num único
polo IV. Algumas bombas permitem a infusão simultânea ou intercalada
(“piggybacking”) de duas soluções com taxas e volumes de infusão diferentes. No
modo intercalado, para iniciar uma infusão secundária, é preciso fechar a linha
primária, ajustar a infusão secundária, e então reabrir a linha primária quando
a infusão secundária terminar (normalmente indicada por acionamento de alarme
próprio)
VI. CONTROLE EM MALHA FECHADA
Dispositivos de infusão com controle em malha fechada
(com realimentação negativa da saída na entrada do sistema, para reduzir o
erro) vêm sendo desenvolvidos para:
-
melhorar o tratamento do paciente, através da
infusão precisa da quantidade necessária de medicamento para se obter a maior
eficiência; e
-
para reduzir a atenção dispensada pelos
profissionais envolvidos no tratamento intravenoso do paciente.
Em um sistema convencional de administração de drogas
(figura 15 a), a taxa e o volume de infusão é determinado com base na
experiência do operador, e uma forma de melhorar este sistema é o uso de
“softwares específicos” de auxílio à decisão do operador (figura 15 b).
Figura 15.
Esquemas de funcionamento de um sistema tradicional de administração de drogas
(a); de um sistema com “software” de auxílio ao operador (b); e de um sistema
completamente automatizado (c).
Em sistemas completamente
automatizados (figura 15 c), sensores fazem a transdução da variável a
ser controlada e um algoritmo (programa) de computador calcula a taxa de
infusão, que é automaticamente ajustada pela bomba.
VII. ACIDENTES COM BOMBAS DE INFUSÃO
Os acidentes mais comuns com bombas
de infusão são:
-
fluxo livre: pode levar à “over dose” e ocorre
normalmente devido ao mal posicionamento ou escape do equipo e uso inadequado
do equipo;
-
interferência eletromagnética: pode alterar a
programação e portanto o funcionamento da bomba;
-
infecção e necrose no local da infusão: pode
ocorrer devido à falta de higienização e deslocamento da agulha.
VIII. CONSIDERAÇÕES DE COMPRA/MANUTENÇÃO
Bomba de infusão de uso geral: custo entre R$2.000,00
e $9.000,00; equipo universal (R$1,20).
Bomba de infusão de uso geral, com equipo específico:
cedida em comodato pelo fabricante. Equipo específico: de R$6,20 a R$6,50.
Normalmente o contrato prevê a aquisição de um número mínimo de equipos. Por
exemplo, um contrato envolvendo a cessão de 50 bombas, pode prever a aquisição
de pelo menos 2000 equipos, no período de 1 ano.
Bombas em comodato não necessitam manutenção: são
substituídas pelo fabricante, mas os equipos específicos são muitas vezes mais
caros que o universal.
Bombas de uso geral com equipo universal: na
aquisição de tais bombas, deve-se levar em conta a qualidade do produto, o
custo inicial e o gasto com a manutenção.
O ECRI (Emergency Care Research Institute) recomenda
a padronização, ou seja a utilização do uso de um só modelo de bomba ou pelo
menos de uma só marca, para facilitar o treinamento do pessoal envolvido, a
manutenção e o fornecimento de suprimentos. (obs: preços com base em maio de
2001).
IX. INSPEÇÕES DE ROTINA, ROTINAS DE TESTE E
CALIBRAÇÃO
Hospitais em geral possuem um número elevado de
bombas de infusão. Portanto, a freqüência com que as inspeções de rotinas são
programadas têm um impacto razoável em termos de custo e na utilização de
funcionários.
As rotinas de inspeção são normalmente realizadas
apenas 1 ou 2 vezes ao ano, geralmente seguindo as recomendações do fabricante,
devido à grande confiabilidade de tais equipamentos. Geralmente quando tais
equipamentos falham, alarmes são acionados, não ocorrendo sub ou super infusão
de soluções no paciente. Podem ocorrer falhas de alarmes e de sensores durante
a utilização das bombas, que raramente poderiam ser detectadas durante
inspeções de rotina. Além disso, a calibração das bombas de infusão não devem
apresentar mudanças durante todo o seu ciclo de vida (5 a 10 anos) e a maior
parte dos acidentes envolvendo bombas de infusão decorrem do mal uso por erro
do operador, e não por defeitos no equipamento.
O intervalo entre inspeções de rotina podem ser
determinados, em cada instituição, a partir dos relatórios de inspeções e das
manutenções realizadas e com o programa de qualidade em vigor. De acordo com a
análise destes relatórios, o intervalo entre inspeções pode ser diminuído ou
extendido.
No caso de bombas de infusão, fora do comodato, as
partes que costumam apresentar problemas, mesmo que raros, são os circuitos de
alimentação e “drivers” do acionamento da propulsão de fluxo, e do
tracionamento do equipo. Não envolvem componentes específicos (transistores,
diodos retificadores, capacitores, etc), não havendo necessidade de manutenção
de estoque de tais componentes. Os componentes integrados (microcontroladores e
EPROMs) são fornecidos apenas pelos fabricantes.
Os
testes de inspeção devem ser realizados para verificar:
IX.1.
Características de funcionamento da bomba de infusão:
1. Verificação de taxas de fluxo e
de volume a ser infundido (VBTI)
-
uma bomba em geral é capaz de entregar infusões
primárias a fluxos entre 1 a 999ml/h e infusões secundária entre 1 e 200ml/h;
-
deve limitar a programação do fluxo máximo a
valores coerentes. Por exemplo, bombas que permitem infusão de microvolumes
entre 0,1 e 99,0,l/h, não devem aceitar programação de fluxos maiores que
99,9ml/h.
2. Funções de memória
- em geral, após desligada,
uma bomba de infusão retém os ajustes de fluxo e VBTI e dados sobre alarmes por
até 4 horas. Idealmente, a bomba deve permitir a revisão de períodos pós e pré
alarmes e permitir a impressão dos dados
IX.2. Desempenho
1.
Descontinuidade de fluxo baixo (1ml/h ou menos) deve
ser mínima. A continuidade de fluxo é especilamente importante na infusão de
drogas de ação rápida. Erros de fluxo de até 5% por menos de 30s podem ser
tolerados.
2.
Precisão de fluxo. O fluxo deve se manter dentro de
+/-5% do valor programado e não deve variar mais que 5% durante um período de
72 horas de uso.
IX.3. Características de segurança
1. alarmes
devem indicar claramente o problema específico causador do alarme
2. não
deve ser possível desarmar alarmes sonoros indefinidamente. Se silenciado
momentaneamente, devem ser reativados automaticamente após 2 minutos ou menos.
3. mesmo
havendo controle de volume sonoro, não deve ser possível ajustar volumes
inaudíveis.
4. A
bomba deve ser capaz de detectar uma oclusão antes do paciente (“upstream”) sem
precisar do sensor de gotas ou outro dispositivo externo.
5. O
limite de pressão do fluxo no paciente (“downstream”) deve ser menor que 20psi
(1034mmHg), para evitar que o equipo se desprenda. Na maioria das aplicações
(venosas), pressões de infusão menores que 4psi (207mmHg) são suficientes. Para
linhas epidurais pressões em torno de 10psi (517mmHg) são necessárias. Para
aplicação neonatal, deve ser possível ajustar a pressão máxima em valores
menores que 2psi (103mmHg).
6. Alguns
modelos dispõem de gráfico de tendência de pressão (mudanças relativas de
pressão de infusão) o que auxilia o operador a detectar oclusões incipientes.
7. Quando
ocorre uma oclusão, a bomba deve interromper o fluxo a soar o alarme o mais
rápido possível ( o que pode levar alguns minutos).
8. O
controlador de infusão deve ser resistente a programações incompletas, como
quando o próprio paciente ou um visitante mexer no painel. Os ajustem devem ser
feitos em duas etapas, sendo a segunda, uma confirmação da mudança estabelecida
na primeira etapa.
9. Quando
desconectado da bomba, o equipo não deve permitir fluxo livre para o paciente,
apenas um ajuste gravitacional.
Inspeções de rotina podem ser realizadas segundo
protocolos indicados pelo fabricante do equipamento e estabelecidos pelo
hospital, com ou sem utilização de analisadores de bombas de infusão. Estes
dispositivos realizam testes simples de fluxo, volume e alarmes de oclusão,
substituindo buretas, balanças, temporizadores barômetros, etc., e são
necessários quando o número de bombas de infusão a serem inspecionadas e
consertadas diariamente é elevado.
O analisador de bombas de infusão necessita calibração
anual, realizada pelo próprio fabricante.
X. REVISÃO DO APRENDIZADO
Após a leitura atenta do texto sobre Dispositivos de
Infusão, você está apto a responder aos testes de múltipla escolha apresentados
a seguir, que podem ter mais de uma alternativa correta:
1.
Os
controladores de infusão diferem das bombas de infusão:
( ) quanto ao volume limitado
(pequeno) a ser infundido
( ) os primeiros são menos sensíveis
à oclusão indesejada do fluxo
( ) os primeiros são mais sensíveis
à oclusão indesejada do fluxo
( ) quanto à maior capacidade, das bombas, de
infundir soluções sob pressão elevada
( ) nda
2.
Em que
situações o paciente necessita de infusão de soluções através de bombas de
infusão?
( ) infusão de drogas em neonatos
prematuros
( ) rehidratação simples
( ) terapia intra-arterial
( ) quando o volume de solução a
ser infundida não é crítico
( ) nda
3.
As bombas de
infusão de seringa:
( ) permitem infundir um volume
pequeno e preciso num intervalo de tempo grande
( ) não são indicadas quando a
“região terapêutica” é estreita
( ) têm como característica a
miniaturização em relação às bombas de infusão
( ) tanto o equipo quanto a bomba
são descartáveis
( ) nda
4.
Numa bomba de
infusão genérica, o sistema de controle é responsável por:
( ) fornecer energia aos circuitos
da bomba
( ) controlar a pressão arterial do
paciente
( ) controlar o mecanismo de infusão
de soluções
( ) “interpretar” sinais vindos dos
sensores
( ) desarmar alarmes recorrentes
( ) nda
5.
Fluxo livre é
uma condição em que:
( ) o paciente recebe a dose exata
da droga
( ) terapia através da qual o
processo de hidratação é acelerado
( ) o controlador está programado
para fluxo máximo
( ) a vida do paciente está em
perigo
( ) nda
6.
Quando o
alarme de excesso de pressão de entrada (“upstream”) soa:
( ) indica condição de oclusão entre o reservatório
e o paciente ( ) o operador deve desabilitar o alarme
( ) o operador deve dar “reset” na
bomba e reiniciar o processo
( ) indica condição de fim de
infusão
( ) nda
7.
Nas bombas
com mecanismo de infusão peristáltico:
( ) utiliza-se equipo universal
( ) o deslocamento do fluxo ocorre
por esmagamento do equipo
( ) 0 fluxo é limitado pela
capacidade do reservatório
( ) o equipo deve ser de silicone
( ) nda
8.
Bombas de
infusão microcontroladas necessitam calibração:
( ) a cada 2 semanas
( ) a cada 2 anos ou após 50
utilizações
( ) a cada 6 ou 12 meses, de acordo
com o fabricante
( ) após cada manutenção corretiva
( ) nda
9.
Em relação
aos sistemas de segurança das bombas de infusão
( ) os alarmes sonoros podem ser
momentaneamente desabilitados
( ) os alarmes sonoros podem ser
permanentemente desabilitados
( ) podem ocorrer falhas de alarmes
e sensores durante a infusão
( ) se estiverem bem calibradas, nunca ocorrem
falhas de sensores e alarmes ( ) nda
10. Nos sistemas de infusão com controle de
fluxo manual:
( ) há influência da pressão venosa
do paciente no fluxo estabelecido
( ) o fluxo varia com a massa
corpórea do paciente
( ) o fluxo estabelecido varia com a
temperatura e a viscosidade da solução
( ) o fluxo é bastante preciso, e
seu controle é objetivo
( ) nda
XI. BIBLIOGRAFIA
Webster, J. D., Encyclopedia of
Medical Devices and Instrumentation, 1988.
Webster, J. D., Medical
Instrumentation, 1998.
Bronzino, The Biomedical
Engineering Handbook, 1995.
ABNT, NBR IEC 60601-2, 1996.
ECRI (Emergency Care Research Institute), Infusion
Pumps, Ambulatory, 1999; Infusion Pumps, Syringe, 1999; Infusion Pumps, General
Purpose, 1999; Infusion Pumps, Controllers, 1999.
General-Purpose Infusion Pump Purchasing Guide.
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www.medtronic.com
www.opitsourcebook.com/alaris.html
www.opitsourcebook.com/infudev.html
www.ebmequipamentos.com.br/bombas.html
www.dibmed.
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