Development of an Embedded System for a Platelet Illumination Device

Abstract

Este documento relata os trabalhos realizados dentro do escopo do projeto de conclusão do curso de Engenharia de Controle e Automação da Universidade Federal de Santa Catarina. Este projeto foi desenvolvido pela aluna Tatiana Beber Kassick durante seu estágio efetuado no seio da empresa Macopharma que projeta e produz equipamentos e dispositivos médicos. No setor de Pesquisa e Desenvolvimento em Automação da divisão de Transfusão, o projeto consistia em implementar um novo sistema embarcado para a máquina de iluminação de plaquetas sanguínias: a Macotronic UV. Esse aparelho permite a execução, o controle e o monitoramento do processo THERAFLEX UV-Platelets. Plaquetas são componentes do sangue humano que, graças a seus efeitos coagulatórios, servem principalmente para estancar sangramentos e reparar vasos sanguínios danificados. Assim, transfusões de plaquetas são um tratamento altamente utilizado para prevenir hemorragias em pacientes com baixa concentração destes elementos. A partir de uma doação de sangue pode-se obter um concentrado de plaquetas ao separá-las dos outros componentes sanguíneos – glóbulos brancos e vermelhos – através de centrifugação. No entanto esse concentrado pode conter agentes patogênicos, como bacterias e virus, advindos do sistema do doador o que representa risco de contaminação e infecção para o paciente receptor. Glóbulos brancos remanescentes também podem causar reações adversas prejudiciais. Levando em consideração esses riscos e a fim de evitá-los ou ao menos reduzí-los signifivamente, diversas ténicas de inativação de patógenos já foram desenvolvidas. O processo THERAFLEX, elaborado pela empresa Macopharma, é um exemplo inovante nessa área. Ele utiliza luz ultravioleta de onda curta UVC (especificamente 254 nm de largura de onda), também chamada de luz germicida, para atingir diretamente os ácidos desoxirribonucleico e ribonucleico (ADN e ARN) patogênicos sem, todavia, afetar a estrutura plaquetária, importante para obtenção de uma transfusão eficaz e bem sucedida. Para uma exposição uniforme, o processo THERAFLEX UV combina à iluminação um movimento rotatório da bolsa de concentrado de plaquetas, atingindo assim melhores resultados na inativação de patógenos. O processo é automatizado pela máquina Macotronic UV, composta por uma placa-mãe, uma placa de entradas e saídas analógicas gerenciada por um microcontrolador, um pirômetro, quatro fotodiodos, seis lâmpadas ultravioletas, motores, relés e ventiladores. Seu sistema embarcado compreende uma interface homem-máquina, um software para o microcontrolador e um protocolo de comunicação entre esses dois componentes. Apesar de já existir um protótipo deste dispositivo, uma revisão do seu sistema embarcado se fez necessária na busca por otimização do controle do processo, por um aumento de precisão durante a iluminação, por aprimoramentos em nivel de conforto para os usuários e para elevar a capacidade de manutenção dos códigos. O projeto descrito neste documento se dividiu, então, em três etapas: desenvolvimento de uma nova interface gráfica, alterações no programa do microcontrolador e adaptação do protocolo de comunicação às mudanças realizadas.

This document describes the development of a new embedded system for Macopharma’s Macotronic UV illumination device. Consisting of a human-machine interface application, a microcontroller software and a communication protocol between the two, this system aims to provide intuitive features and fully monitored process control, ensuring high level precision during the THERAFLEX UV-Platelet procedure to improve platelet quality and allow health providers to offer purer and safer platelet transfusion treatments.