Proposta de abordagem para determinação de potência ativa em unidade eletrocirúrgica

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Monteiro, Andre Luiz Regis
• Orientador(a): Schneider Júnior, Bertoldo
• Banca de defesa: Schneider Júnior, Bertoldo, Soares, Alcimar Barbosa, Hara, Marcos Santos, Setti, João Antônio Palma
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Curitiba
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Cirurgia; Instrumentos e aparelhos cirúrgicos - Calibração; Fourier, Transformadas de; Engenharia elétrica; Surgery; Surgical instruments and apparatus - Calibration; Fourier transformations; Electric engineering
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA BIOMEDICA::ENGENHARIA MEDICA::INSTRUMENTACAO ODONTOLOGICA E MEDICO-HOSPITALAR
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/2745

Apesar de mais de cem anos de eletrocirurgia, a regulação de potência ativa a ser entregue ao tecido orgânico ainda é um desafio para a engenharia. Poucos fabricantes de equipamentos eletrocirúrgicos possuem métodos para regular potência ativa. Aqueles que possuem, apenas ajustam grosseiramente a potência a ser entregue ao redor de um setpoint. Na verdade, não pôde ser evidenciado um fabricante com um processo para medir a potência ativa de fato entregue à carga. Isso pode ser constatado pelo fato de não haver ainda instrumentação no mercado capaz de satisfazer a exigência normativa, conforme item 201.7.4.2 da norma específica, NBR IEC 60.601.2-2 Equipamento eletromédico Parte 2-2: Prescrições particulares para segurança do equipamento cirúrgico de alta frequência, que impõe a não apresentação no painel do valor de potência em watts a não ser que essa potência seja entregue com uma exatidão de ± 20 % sobre a faixa de resistência da carga total. O desconhecimento da potência ativa pode causar queimaduras e danos ao tecido, que pode receber energia além do necessário. O desafio é medir tensão e corrente e calcular a potência rápido o suficiente para tornar possível uma realimentação e um controle a tempo de impedir a carbonização do tecido. Este trabalho apresenta uma abordagem para cálculo de potência ativa para tentar suprimir o problema descrito, e apresenta o setup de medição utilizado. O processo é baseado na interpretação matemática da potência ativa, determinada através de tensão e corrente conhecidas. Demonstrou-se que o processo é constituído de cálculos matemáticos ordinários com base em simples processo de multiplicação de variáveis discretizadas no domínio da frequência, obtidas através da Transformada Discreta de Fourier (DFT), aplicada aos vetores de tensão e corrente amostrados no tempo. A forma de cálculo proposta é executada em valores próximos a 4 ms, seis vezes mais rápido do que os 25 ms estipulados inicialmente (Apêndice A) para evitar a carbonização do tecido. Simulações e experimentos práticos de ablação – remoção de uma parte do corpo, seja por excisão ou por amputação - de tecido são utilizados e comparados para validação do procedimento. A determinação da potência ativa entregue por unidade eletrocirúrgica comercial foi realizada com o método proposto e comparada com dados de potência do fabricante. As maiores discrepâncias de valor encontraram-se nos testes sem faiscância. Além disso, demonstrou-se que a abordagem sugerida pode avaliar se a entrega de resultados pelo equipamento está dentro dos padrões normativos exigidos. Adicionalmente, é apresentado um modelo de espaço faiscante, válido para curvas de corte, coagulação e blend (que combina características das ondas de corte e coagulação), que possibilita o estudo da tensão e corrente sobre a carga. Este modelo vincula o aparecimento do valor DC para corrente ou tensão, dependendo do circuito de saída, à faiscância apresentada pelos processos eletrocirúrgicos. Este fato é desconsiderado nos processos de certificação eletromédica, que consideram apenas situações com contatos ôhmicos.