Baixe Interferência Eletro Magnética em Equipamentos Eletro-Médicos e outras Manuais, Projetos, Pesquisas em PDF para Eletrônica, somente na Docsity! 24/07/19Ciências do Ambiente - Engenharia Elétrica - UNICE P 1 Interferência e Compatibilidade Eletromagnética em Equipamentos Eletro-médicos Sérgio L. Cristofoletti Roberto C. Z. Bettoni Luis A. Nogueira 24/07/19Ciências do Ambiente - Engenharia Elétrica - UNICE P 2 Radiação Eletromagnética A radiação eletromagnética é a propagação de energia através de partículas ou ondas eletromagnéticas. Todos os aparelhos eletro-eletrônicos - fornos de microondas, celulares, antenas, radares, computadores - emitem este tipo de radiação. Para classificar a radiação considera-se o valor da freqüência pela qual se propagam as ondas eletromagnéticas. 24/07/19Ciências do Ambiente - Engenharia Elétrica - UNICE P 5 Radiações Não Ionizantes  EMI  Radiações Eletromagnéticas – Radiações Não Ionizantes  Não possuem energia suficiente para quebrar as ligações iônicas  Causam o aquecimento dos tecidos biológicos – Olhos e Cérebros são mais afetados por conter mais líquido.  Elevação da temperatura corpórea em mais de 1o C.  Luz Visível, Infravermelho e ondas de rádio 24/07/19Ciências do Ambiente - Engenharia Elétrica - UNICE P 6 Compatibilidade Eletromagnética Capacidade de um dispositivo, equipamento ou sistema para funcionar satisfatoriamente no seu ambiente eletromagnético, sem introduzir perturbação eletromagnética intolerável em tudo que se encontre nesse ambiente. 24/07/19Ciências do Ambiente - Engenharia Elétrica - UNICE P 7 Perturbação Eletromagnética Fenômeno eletromagnético capaz de degradar o desempenho de um dispositivo, equipamento ou sistema, ou de afetar desfavoravelmente matéria viva ou inerte. Uma perturbação eletromagnética, pode ser um ruído eletromagnético, um sinal não desejado ou uma modificação do próprio meio de propagação. 24/07/19Ciências do Ambiente - Engenharia Elétrica - UNICE P 10 Conceitos e Definições Segundo “Guidelines for Limiting Exposure to Time Varying Electric, Magnetic and Electromagnetic Fields (up to 300 GHz)”, publicado em Health Physics, vol.74, n.4, pp.494-522, April 1998 Campo Elétrico (E): – Associado c/ presença de cargas elétricas – Exerce força sobre cargas elétricas – Expresso em volt por metro (V.m-1) 24/07/19Ciências do Ambiente - Engenharia Elétrica - UNICE P 11  Campo Magnético: – Associado c/ movimento de cargas elétricas (corrente) – Pode ser expresso de duas formas: Densidade de fluxo magnético (B) dado em Tesla [T] Como campo magnético (H) dado em [A m-1]  B e H se relacionam por : B = H – Onde:  = Permeabilidade magnética do meio – em meios biológicos = 4.10-7 H/m=  do vácuo  Campo Eletromagnético: – Produto Vetorial entre E e H (mutuamente normais) – Propagação do CEM: Modelo de Onda Plana para uma região de campo distante 24/07/19Ciências do Ambiente - Engenharia Elétrica - UNICE P 12  Características de Onda Plana: frentes de onda têm uma geometria plana; vetores E e H, e a direção de propagação da onda são mutuamente perpendiculares; E e H têm mesma fase, e o quociente da amplitude de E e H é constante através do espaço. No espaço livre (vácuo), o quociente E/H é igual a 377 Ohms, que é o valor da impedância característica do espaço livre (ZCEL); densidade de potência S, i.e., a potência por unidade de área normal à direção de propagação, está relacionada aos campos elétrico e magnético, pela expressão: S = EH = E2/ ZCEL = ZCEL H2 S = E2/377 [W.m-2] OU S = H2 * 377 [W.m-2] 24/07/19Ciências do Ambiente - Engenharia Elétrica - UNICE P 15 As quantidades dosimétricas usadas nesta recomendação, levando em conta diferentes faixas de freqüências e formas de ondas, são: Densidade de corrente, J, na faixa de freqüências até 10 MHz; Corrente, I, na faixa de freqüências até 110 MHz; Taxa de absorção específica , SAR, na faixa de freqüências de 100 kHz – 10 GHz; Absorção específica, SA, para campos pulsados, na faixa de freqüências de 300 MHz – 10 GHz; e Densidade de potência, S, na faixa de freqüências de 10 GHz– 300 GHz. Um sumário geral das grandezas relacionadas com os Campos Eletromagnéticos e sua dosimetria, usadas nesta recomendação, é apresentado na Tabela 24/07/19Ciências do Ambiente - Engenharia Elétrica - UNICE P 16 24/07/19Ciências do Ambiente - Engenharia Elétrica - UNICE P 17 Bases para limitar a exposição a Campos Eletromagnéticos Estas diretrizes para limitação da exposição foram desenvolvidas após uma análise abrangente de toda a literatura científica publicada. Estas diretrizes são baseadas em efeitos na saúde de caráter imediato, em curto prazo, tais como estimulação dos nervos periféricos e músculos, choques e queimaduras causadas por contatos com objetos condutores e a elevação de temperatura nos tecidos, resultante da absorção de energia durante exposição a Campos Eletromagnéticos. 24/07/19Ciências do Ambiente - Engenharia Elétrica - UNICE P 20 A condutividade elétrica e a permissividade variam com o tipo do tecido do corpo e também dependem da freqüência do campo aplicado. Os campos elétricos externos ao corpo induzem no mesmo uma carga superficial; dai resultando correntes induzidas no corpo, cuja distribuição depende das condições de exposição, do tamanho e forma do corpo, e da orientação deste em relação ao campo. 24/07/19Ciências do Ambiente - Engenharia Elétrica - UNICE P 21 Acoplamento a campos magnéticos de baixa freqüência A interação física de campos magnéticos variáveis no tempo, com o corpo humano, resulta na formação de campos elétricos induzidos e correntes elétricas circulantes. As amplitudes dos campos induzidos e a densidade das correntes são proporcionais ao laço (caminho fechado) escolhido, à condutividade elétrica do tecido, à taxa de variação e à amplitude da densidade do fluxo magnético. 24/07/19Ciências do Ambiente - Engenharia Elétrica - UNICE P 22 Para uma dada amplitude e freqüência do campo magnético, os campos elétricos mais intensos são induzidos onde as dimensões do laço são maiores; sendo que o caminho exato e a amplitude da corrente induzida em qualquer parte do corpo, dependerão da condutividade elétrica do tecido. O corpo não é eletricamente homogêneo, entretanto, as densidades de correntes induzidas podem ser calculadas, usando modelos que representam de maneira realística as propriedades anatômicas e elétricas do corpo e recorrendo a métodos computacionais que têm grau elevado de resolução anatômica. 24/07/19Ciências do Ambiente - Engenharia Elétrica - UNICE P 25 Absorção de CEM em 4 níveis: freqüências de aproximadamente 300 MHz a vários GHz, nas quais ocorre absorção local significativa e não uniforme; freqüências acima de 10 GHz, nas quais a absorção de energia ocorre principalmente na superfície do corpo. 24/07/19Ciências do Ambiente - Engenharia Elétrica - UNICE P 26 SAR – Baixas Freqüências Em tecidos, a SAR é proporcional ao quadrado da intensidade do campo elétrico interno. A SAR média e a distribuição da SAR, podem ser computadas ou estimadas a partir de medidas em laboratório. Os valores da SAR dependem dos seguintes fatores: parâmetros do campo incidente, i.e., freqüência, intensidade, polarização, e a configuração fonte- objeto (campo próximo ou distante); características do corpo exposto, i.e., seu tamanho e geometria interna e externa, e as propriedades dielétricas dos vários tecidos; e efeitos de aterramento e reflexão de outros objetos no campo próximo ao corpo exposto. 24/07/19Ciências do Ambiente - Engenharia Elétrica - UNICE P 27 SAR – Baixas Freqüências Quando o eixo maior do corpo humano é paralelo ao vetor do campo elétrico, e sob condições de exposição de onda plana (i.e. exposição no campo distante), a SAR de corpo inteiro alcança valores máximos. A quantidade de energia absorvida depende de vários fatores, incluindo o tamanho do corpo exposto. O “Homem Padrão de Referência” (ICRP 1994), se não for aterrado, tem uma freqüência ressonante de absorção perto de 70 MHz. Para indivíduos mais altos, a freqüência ressonante de absorção é algo inferior, e para adultos mais baixos, crianças, bebês, e indivíduos sentados, pode ser superior a 100 MHz. Os valores dos níveis de referência do campo elétrico são baseados na dependência da absorção humana com a freqüência; nos indivíduos aterrados, as freqüências ressonantes são cerca de duas vezes mais baixas (UNEP/WHO/IRPA 1993). 24/07/19Ciências do Ambiente - Engenharia Elétrica - UNICE P 30 BASES BIOLÓGICAS PARA LIMITAR A EXPOSIÇÃO (ATÉ 100 kHz) Com a possível exceção de tumores de mama, há pouca evidência, a partir dos estudos em laboratório, de que os campos magnéticos de freqüência de distribuição de energia tenham um efeito de promoção de tumores. Embora sejam necessários estudos adicionais em animais, para esclarecer os possíveis efeitos de campos ELF sobre sinais produzidos em células e na regulação endócrina — ambos os quais podem influenciar o crescimento de tumores promovendo a proliferação de células iniciadas — só se pode concluir que não há, atualmente, nenhuma evidência convincente de efeitos carcinogênicos destes campos e que, portanto, estes dados não podem ser usados como base para desenvolver diretrizes para a exposição. (Ver texto na Íntegra) 24/07/19Ciências do Ambiente - Engenharia Elétrica - UNICE P 31 BASES BIOLÓGICAS PARA LIMITAR A EXPOSIÇÃO (100 kHZ - 300 GHZ) A evidência experimental disponível indica que a exposição de humanos em repouso, por aproximadamente 30 min, a CEM produzindo uma SAR de corpo inteiro entre 1 e 4 W.kg-1, resulta num aumento da temperatura do corpo inferior a 1 ºC . Dados obtidos com animais indicam um limiar para respostas do comportamento na mesma faixa de SAR. A exposição a campos mais intensos, produzindo valores de SAR superiores a 4 W.kg-1, pode exceder a capacidade termoreguladora do corpo e produzir níveis de aquecimento nocivos aos tecidos. 24/07/19Ciências do Ambiente - Engenharia Elétrica - UNICE P 32 Muitos estudos de laboratório com roedores e primatas não humanos, demonstraram a grande variedade de danos em tecidos provocados por elevações de temperatura superiores a 1 – 2 ºC devidas ao aquecimento de partes - ou da totalidade - do corpo. A sensibilidade de vários tipos de tecidos a danos térmicos varia amplamente, mas o limiar para efeitos irreversíveis, mesmo nos tecidos mais sensíveis, é maior do que 4 W.kg-1, em condições ambientais normais. Estes dados formam a base para a restrição de 0,4 W.kg-1 para a exposição ocupacional, o que garante uma larga margem de segurança para outras condições limitantes, tais como alta temperatura ambiental, umidade, ou nível de atividade física. (Ver texto na Íntegra) 24/07/19Ciências do Ambiente - Engenharia Elétrica - UNICE P 35 DIRETRIZES PARA LIMITAR A EXPOSIÇÃO A CAMPOS ELETROMAGNÉTICOS 24/07/19Ciências do Ambiente - Engenharia Elétrica - UNICE P 36 Limites para exposição ocupacional e do público em geral. 24/07/19Ciências do Ambiente - Engenharia Elétrica - UNICE P 37 Características da exposição Faixa de freqüências SAR média de corpo inteiro (W.kg-1) SAR localizada cabeça e tronco (W.kg-1) SAR localizada membros (W.kg-1) OCUPACIONAL ATÉ 1Hz --- --- --- 1 – 4Hz --- --- --- 4Hz – 1kHz --- --- --- 1kHz-100kHz --- --- --- 100kHz – 10MHz 0,4 10 20 10MHz – 10GHz 0,4 10 20 PÚBLICO EM GERAL ATÉ 1Hz --- --- --- 1 – 4Hz --- --- --- 4Hz – 1kHz --- --- --- 1kHz-100kHz --- --- --- 100kHz – 10MHz 0,8 2 4 10MHz – 10GHz 0,8 2 4 24/07/19Ciências do Ambiente - Engenharia Elétrica - UNICE P 40 público em geral pico (p.g.) ocupacional pico (ocup.) 1 1 10 2 2 3 4 13 4 5 10 10 10 E ( V /m ) 10 10 10 f (Hz) 6 10 7 10 8 10 9 10 10 10 11 1010 24/07/19Ciências do Ambiente - Engenharia Elétrica - UNICE P 41 público em geral pico (p.g.) ocupacional pico (ocup.) 1 1 10 2 -1 2 1 4 3 5 13 4 5 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 f (Hz) 6 10 7 10 8 10 9 10 10 10 11 1010 B ( T ) 24/07/19Ciências do Ambiente - Engenharia Elétrica - UNICE P 42 Caso: EMI em equipamentos eletro-médicos ocasionada por telefonia celular Objetivo: Estudar os efeitos das REM emitidos por aparelhos de telefonia celular no desempenho de diversos equipamentos eletro-médicos presentes no ambiente hospitalar, fornecendo dados para o estabelecimento de uma política de gerenciamento do uso de fontes de rádio freqüência no ambiente hospitalar 24/07/19Ciências do Ambiente - Engenharia Elétrica - UNICE P 45 Materiais e Métodos Parte Experimental: – Medição da intensidade dos campos elétricos produzidos por dois modelos de telefones celulares marca MOTOROLA. – Observação das alterações funcionais ocorridas em vários equipamentos eletro- médicos existentes numa ambiente hospitalar durante sua exposição aos campos medidos. 24/07/19Ciências do Ambiente - Engenharia Elétrica - UNICE P 46 Resultados  Os campos elétricos emitidos pelos celulares ultrapassaram o limite de 3 V/m para o qual os equipamentos eletro- médicos são projetados se observadas as prescrições da norma NBR-IEC 60601-1-2 24/07/19Ciências do Ambiente - Engenharia Elétrica - UNICE P 47  As alterações funcionais observadas nos equipamentos eletro-médicos foram classificadas em 3 categorias de risco dado que as interferências produziam condições de risco com gravidades variáveis para o paciente: 1. Categoria 0: Nenhuma alteração perceptível no funcionamento  50% 2. Categoria 1: Alteração perceptível sem prejuízo no desempenho de sua função  17% 3. Categoria 2: Alteração perceptível com prejuízo no desempenho de sua função  33% 24/07/19Ciências do Ambiente - Engenharia Elétrica - UNICE P 50 Alterações funcionais nos equipamentos testados EQUIPAMENTO INTERFERÊNCIAS OBSERVADA OXÍMETRO DE PULSO 1. ALTERAÇÃO NA LEITURA 2. ALTERAÇÃO NA FREQÜÊNCIA DO BIP. 3. DESLIGAMENTO ESPONTÂNEO DO EQUIPAMENTO 24/07/19Ciências do Ambiente - Engenharia Elétrica - UNICE P 51 Alterações funcionais nos equipamentos testados EQUIPAMENTO INTERFERÊNCIAS OBSERVADA MEDIDOR DE PRESSÃO NÃO INVASIVO 1. INSUFLAMENTO DO MANGUITO SEM A REALIZAÇÃO DE LEITURA 2. LEITURA INCORRETA DOS VALORES DE PRESSÃO 24/07/19Ciências do Ambiente - Engenharia Elétrica - UNICE P 52 Caso: Mapeamento de EMI num Ambiente Hospitalar Moderno Objetivo: Coleta de dados para determinar ações preventivas contra os perigos da Interferência Eletromagnética sobre equipamentos eletro-médicos num ambiente hospitalar moderno a partir de um sistema on-line de mapeamento da distribuição de campos eletromagnéticos e de fontes de EMI. 24/07/19Ciências do Ambiente - Engenharia Elétrica - UNICE P 55 INTRODUÇÃO: O ambiente eletromagnético dos hospitais tem se transformado dramaticamente nos últimos 20 anos. Novos e sofisticados sistemas eletrônicos têm sido continuamente introduzidos em modernos hospitais a fim de melhorar os serviços de cuidados à saúde na forma de equipamentos de terapia e de diagnose. Entretanto, sem as devidas precauções, tais benefícios podem ser prejudicados por potenciais interferências eletromagnéticas (EMI) que afetam o correto funcionamento de tais sistemas. A compatibilidade Eletromagnética, ou EMC, diz respeito quanto à capacidade de qualquer equipamento eletrônico funcionar apropriadamente dentro de seu ambiente eletromagnético. 24/07/19Ciências do Ambiente - Engenharia Elétrica - UNICE P 56 Sistemas eletro-médicos, como quaisquer outros equipamentos eletrônicos, produzem campos eletromagnéticos ao seu redor e as características de tais campos são o que determina o tipo de interferência potencial que o sistema provoca no seu ambiente eletromagnético e os aspectos relacionados com a interferência eletromagnética não se manifestam simplesmente na forma de perturbações visualmente perceptíveis. Tais perturbações, na sua forma mais complexa e perigosa – “interferências obscuras”- podem criar condições ameaçadoras para a saúde e o bem estar dos pacientes. 24/07/19Ciências do Ambiente - Engenharia Elétrica - UNICE P 57 Grupos de pesquisa também tem procurado dar atenção a equipamentos críticos, no que se refere a EMI, dentre os quais: desfibriladores, unidades de eletro-cirurgia (bisturis elétricos) e sistemas de telecomunicação sem fio. Tais estudos têm mostrado que interferências eletromagnéticas potencialmente perigosas podem ser provenientes tanto de sistemas analógicos, quanto de sistemas digitais. Sinais analógicos podem ser afetados por campos eletromagnéticos variáveis no tempo presentes no ambiente que os envolve e “pacotes” de sinais digitas ou de dados podem também ser perturbados por sinais indesejados induzidos no seu meio de transporte (cabos, p.ex.) que se acoplam aos sinais de interesse como se pertencessem a estes. 24/07/19Ciências do Ambiente - Engenharia Elétrica - UNICE P 60 O estudo em questão aborda um sistema on- line integrado dedicado ao o mapeamento da distribuição de campos eletromagnéticos num ambiente hospitalar. Tal sistema foi criado e utilizado para a pesquisa de fontes, tipos e níveis de interferências eletromagnéticas nos departamentos do General Distinct Anti-Cancer Hospital (Piraeus, Metaxa, Grécia) e do Centro de Imagens por Ressonância Magnética de uma clínica particular localizada em Patras, Asklipios (Figure 1). 24/07/19Ciências do Ambiente - Engenharia Elétrica - UNICE P 61 Figure 1. On-line navigation maps linked with relevant information. 24/07/19Ciências do Ambiente - Engenharia Elétrica - UNICE P 62 MATERIAIS E MÉTODOS: Utilizando equipamentos especiais e dedicados, os pesquisadores fizeram medições do campo magnético das duas instalações acima mencionadas. Um instrumento de medição Metron Norway QA5 foi utilizado para se obter a medição da intendidade dos campos magnéticos. Além disso, um dispositivo específico especialmente desenvolvido para o estudo forneceu as medições em valores efetivos - RMS (raiz média quadrática) – das forças eletromotizes induzidas (fem) pela presença de um campo eletromagnético variável no tempo atravessando uma bobina de apenas uma espira cujas dimensões permitiam a abrangência de uma área de aproximadamente 0.1 m2 ( Figure 2). 24/07/19Ciências do Ambiente - Engenharia Elétrica - UNICE P 65 Device Type Bmax 10 -8 Tesla E (V/m) Mixer OR OR Photometer 1000 3.00 Microcentrifuge OR OR Hematological analyzer 1100 3.30 Table centrifuge OR OR Abbot wash 1640 4.92 Abbot analyzer OR OR Hematological centrifuge 500 1.50 Electrophoresis 1600 4.80 Incubator 630 1.89 Table I. In vitro laboratory and blood bank: typical devices checked. 24/07/19Ciências do Ambiente - Engenharia Elétrica - UNICE P 66 Device Type Bmax 10 -8 Tesla E (V/m) Anaesthesia 1600 4.80 ES unit 1 1800 5.40 Oximeter 160 0.48 Central ICU unit OR OR Suction pump 1700 5.10 ES unit 2 OR OR Monitor OR OR Cranial pressure OR OR Table IIa. Intensive care unit and surgery. OR represents over range. 24/07/19Ciências do Ambiente - Engenharia Elétrica - UNICE P 67 Department EMI Source Receptor Observatio n ICU (nursing room) ESU Vital-signs monitor Disturbanc e ICU(machine storage area) Defibrillat or Vital-signs monitor Disturbanc e ICU (nursing room) ESU Dosimetric pump Disturbanc e Operating theater ESU Vital-signs monitor Disturbanc e Operating theater ESU Anesthesia Negative Table IIb. High-risk EMI conditions. 24/07/19Ciências do Ambiente - Engenharia Elétrica - UNICE P 70 Device Type Bmax 10 -8 Tesla E (V/m) Telital 400 110 0.33 Siemens 500 1.50 Nokia 5110 930 2.79 Panasonic G 600 1280 3.84 Panasonic G 520 980 2.94 Ericsson GF788 1800 5.4 Ericsson GA628 OR OR Ericsson 388 OR OR Ericsson GSM 900 1300 3.90 Philips Twist 1240 3.72 Table IV. Wards: typical mobile phones checked. OR represents over range. 24/07/19Ciências do Ambiente - Engenharia Elétrica - UNICE P 71 CONSIDERAÇÕES: Tanto no Hospital quanto na clínica de ressonância magnética, as medições de campo magnético foram executadas cobrindo todos os equipamentos eletro- médicos a partir de várias, distâncias, direções e ângulos. Um sistema de informações criado para administrar os dados colhidos foi, ao final das medições, traduzido uma distribuição eletromagnética espacial superposta sobre as plantas estruturais dos edifícios. A distribuição eletromagnética espacial foi construída utilizando-se os valores máximos de intensidade e as distâncias entre cada ponto do espaço e as fontes de EMC também foram registradas. 24/07/19Ciências do Ambiente - Engenharia Elétrica - UNICE P 72 Uma página na Internet foi criada para tornar os dados recolhidos acessíveis aos diversos departamentos do hospital. As informações alí disponibilizadas facilitaram o reconhecimento, a compreensão e a manipulação de potenciais eventos de interferência eletromagnética que podem causar situações inconvenientes e até de ameaça à vida de pacientes. Os lay-outs digitalizados que mostram o perfil da distribuição de campo eletromagnético nas instalações do hospital tornaram visíveis e identificáveis as áreas de alto risco acompanhadas por informações técnicas adicionais que incluíam os valores brutos das medições iniciais para cada parte dos equipamentos ensaiados durante os seus diversos modos de operação. 24/07/19Ciências do Ambiente - Engenharia Elétrica - UNICE P 75 Ficou demonstrado, portanto, que o sistema de mapeamento on-line utilizado promoveu uma alternativa de boa relação custo/benefício considerando que o mesmo tenha proporcionado o acesso às informações pertinentes a ameaças e riscos potenciais decorrentes de eventos de interferência eletromagnética e, ainda, ajudado de forma importante na determinação de ações corretivas viáveis e efetivas para os referidos problemas. Hospitais e demais ambientes onde a presença de eventos de interferência eletromagnética possam trazer ameaças ou riscos potenciais foram aconselhados a observar todos os dados e informações obtidas concernentes a tais eventos e a tomar precauções apropriadas quanto a escolha, seleção e instalação de seus sistemas e equipamentos eletro-médicos. 24/07/19Ciências do Ambiente - Engenharia Elétrica - UNICE P 76 Interferência Eletromagnética e Compatibilidade Eletromagnética: Perguntas e Respostas mais Freqüentes. 24/07/19Ciências do Ambiente - Engenharia Elétrica - UNICE P 77 1- O que é Radiação Eletromagnética? 24/07/19Ciências do Ambiente - Engenharia Elétrica - UNICE P 80 Na parte de equipamentos, o trabalho consiste, basicamente, em verificar se os campos emitidos pelos mesmos estão dentro dos padrões e se as normas técnicas estão sendo observadas. Por outro lado, o estudo dos efeitos dos campos eletromagnéticos em seres vivos tem sido desenvolvido em duas linhas completamente distintas de trabalho: Uma linha de trabalhos e estudos procura saber se uma onda e/ou campo eletromagnético não ionizante é capaz de gerar e/ou promover o desenvolvimento de câncer. Outra linha procura saber como utilizar o campo eletromagnético para a cura do câncer. 24/07/19Ciências do Ambiente - Engenharia Elétrica - UNICE P 81 3 – Porque estudar a interferência eletromagnética em equipamentos médicos e hospitalares? 24/07/19Ciências do Ambiente - Engenharia Elétrica - UNICE P 82 Os estudos sobre EMI não são somente importantes em equipamentos hospitalares, mas também, em equipamentos instalados no próprio corpo do ser humano. Hoje em dia, tornou-se rotineiro encontrar-se uma pessoa portadora de problemas cardíacos carregando um dispositivo marca-passos instalado em seu corpo. Se considerarmos o fato de estarmos, atualmente, imersos num verdadeiro oceano formado por campos eletromagnéticos, fica clara a necessidade de estudar-se os efeitos potencialmente adversos que tais campos podem exercer sobre estes equipamento e dispositivos e, conseqüentemente, os potenciais riscos e ameaças aos quais esta pessoa possa estar exposta por um mau funcionamento provocado por uma EMI atuando sobre seu dispositivo de suporte e manutenção da vida. 24/07/19Ciências do Ambiente - Engenharia Elétrica - UNICE P 85 Num ambiente hospitalar, entretanto, algumas das interferências podem ser controláveis, a princípio: Se, por exemplo, uma interferência instantânea e transitória afetar o funcionamento de um monitor cardíaco, isto pode vir a ser um potencial risco de morte ao paciente a ele conectado se os responsáveis pelos seus cuidados associarem tal interferência – visível na tela do equipamento – a uma arritmia, e administrarem ao paciente algum medicamento para “reverter” o quadro clínico do paciente. O pessoal médico deve ser adequadamente treinado para saber identificar e diferenciar o que pode ser um efeito de uma perturbação provocada por uma interferência eletromagnética daquilo que pode ser uma resposta do organismo do paciente a uma circunstância de sua condição física. 24/07/19Ciências do Ambiente - Engenharia Elétrica - UNICE P 86 5 – A EMI em equipamentos eletro-médicos difere em quê em relação a outros tipos de equipamentos eletrônicos? 24/07/19Ciências do Ambiente - Engenharia Elétrica - UNICE P 87 A interferência eletromagnética em equipamentos eletro-médicos não é muito distinta daquela que pode ocorrer em qualquer equipamento eletrônico. A diferença é que, muitas vezes, as instalações hospitalares têm sido projetadas, construídas e utilizadas por pessoas que desconhecem por completo o assunto. Por exemplo, existem riscos potenciais de EMI se uma unidade eletro-cirúrgica (bisturi elétrico) for instalada no mesmo circuito de alimentação elétrica de um monitor cardíaco ou de um eletrocardiógrafo. Vários estudos demonstraram que esta prática – nada incomum, aliás – causam efeitos de interferência eletromagnética de magnitudes impressionantes. O que se vê com freqüência no Brasil, é que nem o Engenheiro que projetou tal instalação elétrica, nem o técnico que a executou, possuem formação ou conhecimento em Interferência Eletromagnética e, muito menos, conhecem as normas que regulamentam as instalações elétricas em ambientes de cuidados à saúde. No mínimo, o engenheiro / projetista de uma instalação elétrica para esta finalidade, deveria saber que se está alimentando um equipamento altamente gerador de ruídos (no caso, o bisturi) com a mesma rede que alimenta um outro equipamento extremamente sensível a estes, e que isto pode ocasionar um funcionamento inadequado do monitor. 24/07/19Ciências do Ambiente - Engenharia Elétrica - UNICE P 90 Até o início de 2002, não existia nada a respeito de compatibilidade eletromagnética para equipamentos eletro-médicos no Brasil. A ANVISA tem publicado desde a sua criação em 1999 resoluções e portarias que fazem sérias exigências a respeito, porém, a falta de capacitação técnica dos laboratórios brasileiros para a execução de ensaios e adequações de equipamentos eletro-médicos, no tocante à compatibilidade eletromagnética, tem obrigado a agência a registrar produtos sem que estes ensaios sejam realizados. No final de 2003, finalmente, um dos laboratórios nacionais recebeu a certificação e o reconhecimento internacional habilitando-o a efetuar estes ensaios e a previsão é de que a partir do segundo semestre de 2004 todos os equipamentos eletro-médicos em processo de certificação e registro junto a ANVISA sejam submetidos compulsoriamente aos ensaios de compatibilidade eletromagnética, quando aplicáveis, segundo a natureza dos mesmos. 24/07/19Ciências do Ambiente - Engenharia Elétrica - UNICE P 91 Por outro lado, a ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas) já “nacionalizou”, traduziu e publicou a Norma NBR IEC 60601-1-2, colateral à norma NBR IEC 60601-1, que prescreve as exigências gerais para segurança e ensaios de compatibilidade eletromagnética em equipamentos eletro-médicos. Entretanto, a velocidade de análise para adoção, tradução e publicação de normas técnicas pela ABNT infelizmente não acompanha o ritmo com que as mesmas são revistas internacionalmente, de acordo com novos resultados de estudos e pesquisas que, cada vez mais, tem descoberto novos aspectos e potenciais riscos relativos ao assunto. Assim, os equipamentos registrados e certificados no âmbito nacional têm sido considerados e registrados como “seguros” pelos órgãos competentes baseados em prescrições que não acompanham o estado da arte de segurança em vigor internacionalmente. Tal fato é extremamente prejudicial tanto para os beneficiários, para os usuários e, ainda, para as empresas nacionais fabricantes de equipamentos eletro-médicos, na medida em que seu certificado e registro não sendo compatíveis com as prescrições normativas internacionais, inviabilizam a exportação, comercialização e venda de seus produtos no exterior. 24/07/19Ciências do Ambiente - Engenharia Elétrica - UNICE P 92 A ABRICEM – Associação Brasileira de Compatibilidade Eletromagnética apresentou à ABNT em maio de 2000 o projeto de norma número 03:077. 01 – Limites para a Exposição a Campos Elétricos, Magnéticos e Eletromagnéticos Variáveis no Tempo (até 300 GHz) preparado para a Comissão de Estudo de Compatibilidade Eletromagnética CE-03:77.01 do Comitê Brasileiro de Eletricidade CB-03. Este projeto de norma é baseado na “Guidelines for Limiting Exposure to Time Varying Electric, Magnetic and Electromagnetic Fields (up to 300 GHz)”, publicado em Health Physics, vol.74, n.4, pp.494-522, April 1998; sob a responsabilidade e a égide do INCIRP – Comitê Internacional para Proteção Contra Radiações Não Ionizantes que também fundamenta a IEC – Comissão Eletrotécnica Internacional e vários outros organismos normativos internacionais para o estabelecimento de normas que visam assegurar a compatibilidade eletromagnética de equipamentos, máquinas e instrumentos eletro-eletrônicos para quaisquer aplicações. O referido projeto não possui ainda nenhum valor normativo até o momento em âmbito nacional. Encontra-se passível de recebimento de sugestões de forma e objeções de mérito, até a data estipulada no edital correspondente. 24/07/19Ciências do Ambiente - Engenharia Elétrica - UNICE P 95 Outro aspecto que deve ser considerado é que, uma vez estando “imersos” num campo eletromagnético com dimensões e perfil completamente desconhecidos, os equipamentos em uso numa sala cirúrgica ou numa UTI podem, de um instante para outro, manifestar disfunções causadas por interferências eletromagnéticas causando inclusive alguns acidentes com sérios prejuízos ao paciente. Além disso, em princípio, os equipamentos de fabricação nacional sequer encontram-se em conformidade com as normas de compatibilidade magnética porque o atendimento às suas prescrições não era compulsório até o início do ano de 2004. A menos daqueles cujos fabricantes voluntariamente tenham submetido seus produtos a adequações e ensaios baseados nas normas internacionais existentes. As normas internacionais, aliás, são bastante rigorosas: Nos Estados Unidos e na Europa as prescrições e regulamentações normativas são, hoje em dia, extremamente restritivas no tocante à segurança elétrica e à compatibilidade eletromagnética dos equipamentos e sistemas eletro-médicos, bem como com relação aos assuntos relacionados com as suas respectivas instalações elétricas. 24/07/19Ciências do Ambiente - Engenharia Elétrica - UNICE P 96 No Brasil, entretanto, ainda hoje se vê um grande número de centros cirúrgicos e de terapia intensiva localizados exatamente acima das instalações das subestações de fornecimento de energia elétrica dos hospitais, enquanto a maioria das pessoas, dentre as quais, inclusive, membros importantes de colegiados técnicos pertinentes aos assuntos de compatibilidade e interferência eletromagnética, focam sua atenção unicamente sobre os aspectos das interferências causadas por radiações eletromagnéticas causadas por equipamentos de telecomunicações, dentre os quais, os de telefonia celular e suas respectivas estações rádio-base, bem como por antenas e transmissores de rádio freqüência das emissoras de rádio e televisão. É muito comum de se ver no Brasil incidentes relacionados com interferências eletromagnéticas em dependências hospitalares instaladas sobre subestações de energia dotadas de transformadores de altíssimas potências serem relacionados exclusivamente com o uso de telefones celulares, por exemplo, levando as pessoas a acreditarem incoerentemente que tais aparelhos são os responsáveis por estas interferências. Na realidade, em casos como este, o problema pode ser devido às interferências provocadas tanto pela subestação quanto pelos telefones celulares, ou, ainda, por problemas devidos a uma instalação elétrica mal feita ou por manutenção inadequada dos equipamentos médicos. 24/07/19Ciências do Ambiente - Engenharia Elétrica - UNICE P 97 Tomemos por exemplo o caso de um equipamento eletro-médico de origem norte-americana em uso num hospital brasileiro: Se este equipamento é comercializado nos EUA, significa que o mesmo está em conformidade com as normas e os padrões de compatibilidade eletromagnética, com toda a certeza. Se por qualquer motivo tal equipamento tenha apresentado alguma avaria ou mau funcionamento e tenha sido reparado aqui mesmo no Brasil por pessoal técnico que por um motivo ou outro desconheça o que seja compatibilidade eletromagnética, componentes podem vir a ser substituídos sem o devido critério acarretando na perda da sua “integridade” tornando-o num equipamento susceptível, ou até mesmo, gerador de interferências eletromagnéticas. Quando um conserto ou reparo é executado por pessoal técnico não qualificado, normalmente este trabalho é executado por “inspeção”, ou seja, por comparação com equipamentos similares que muitas vezes podem não estar em conformidade com as prescrições de compatibilidade eletromagnética. Assim, um técnico que não possua o menor conhecimento acerca da compatibilidade eletromagnética, muitas vezes, pode remover um componente ou outro de um circuito pensando ingenuamente que o mesmo não exerce função importante para o funcionamento do equipamento. De fato, tal componente pode ser algum tipo de filtro ou protetor com grande importância na compatibilidade eletromagnética do sistema, cuja remoção não afeta, em tese, o seu funcionamento normal, mas rompe com a integridade eletromagnética do mesmo.