Covid-19

Um grupo de professores e alunos da UTFPR Câmpus Londrina, em parceira com uma equipe de médicos do Hospital de Câncer de Londrina, desenvolverem um ventilador pulmonar de baixo custo utilizando a tecnologia “open source”.

O projeto foi criado e desenvolvido pelos professores Janksyn Bertozzi, Janaina Fracaro de Souza Goncalves, Roger Nabeyama Michels, Rafael Sene de Lima e Ricardo de Vasconcelos Salvo. Da parte médica, compõem o grupo os doutores Paulo Emílio Fugant, Luiz Wanderlei Roman e Janne Stella Takahara. Os alunos Renan Poli Nakahara e Lucas Vasquez Ugolini também integram a equipe.

Os trabalhos do grupo teve início no final do mês de maio deste ano, com o objetivo de colaborar com os esforços mundiais de enfrentamento do Covid-19, mediante a proposição de um equipamento de baixo custo que pudesse ser utilizado nos hospitais de Londrina.

O projeto, que soma esforços a outros disponíveis na plataforma colaborativa de hospedagem de código GitHub, que conta com mais de 36 milhões de desenvolvedores ao redor do mundo, iniciou com uma visita dos professores e alunos ao Hospital do Câncer, que recepcionados e orientados pela Engenheira Biomédica Nathany Lopes, puderam conhecer de perto como se dá o funcionamento do equipamento. Na sequência, o grupo buscou adquirir sensores e atuadores disponíveis nacionalmente e compatíveis com a Plataforma Arduino para o desenvolvimento do algoritmo e circuitos de controle do ventilador pulmonar empregando tecnologias open source.

No que diz respeito ao modo de funcionamento do aparelho, o algoritmo de controle foi escrito em linguagem C++, de forma a possibilitar que o equipamento em questão trabalhe no modo controlado ou assisto/controlado. No primeiro modo, não existe nenhuma participação do paciente, e já no segundo, esta ocorre apenas no início da fase inspiratória, exigindo um ligeiro esforço que acaba por impulsionar o momento em que a ventilação deverá ser iniciada. O equipamento também permite o ajuste da pressão PEEP (Pressão positiva no final da expiração), razão inspiração/expiração, tempo de apneia, volume e número de ciclos por minuto, além de sistema de segurança para evitar pressões acima de valores ajustados pelo operador.

De acordo com os professores Janksyn  e Janaina, para a fabricação da maioria dos componentes, a equipe utilizou do método de manufatura aditiva (impressão 3D). Ao final, o custo do protótipo ficou em R$ 1.100,00, valor este que pode vir ser reduzido com a aquisição dos componentes em quantidade. Os docentes salientam que a escolha pela manufatura aditiva, embora possa encarecer o processo em larga escala, para o desenvolvimento do protótipo foi um método eficaz, já que a tecnologia utilizada possibilitou a confecção das peças, algumas de geometria complexa, em um curto espaço de tempo, agilizando todo o processo, o que poderia ser inviabilizado se optado pelo caminho do formato tradicional de fabricação, que, por sua vez, demandaria investimento em gabaritos e ferramentas.

Os testes de validação do protótipo, foram realizados na segunda quinzena deste mês na UTFPR e no Hospital do Câncer de Londrina. Desde então, estão sendo estudadas algumas soluções técnicas que irão possibilitar a melhoria do equipamento como um todo. O próximo passo será a validação do protótipo junto aos órgãos competentes.

A equipe desenvolvedora apresentam vários benefícios intrínsecos ao projeto e a utilização futura do equipamento. Quanto a implementação de uso do equipamento no âmbito hospitalar, pacientes que se encontram internados fora da UTI, poderão ser atendidos. Novos conhecimentos poderão surgir e novas competências profissionais também, considerando a integração dos conhecimentos de engenharia com outras áreas em prol das necessidades médicas. Uma nova oportunidade de negócios, também pode ser vislumbrada pelas pequenas empresas, tanto na fabricação desses ventiladores, por se tratar de um produto de baixo custo de fabricação, quanto na manutenção desses equipamentos.

Para a equipe, o referido projeto representou um grande aprendizado, pois a interdisciplinaridade de conhecimentos enriqueceu e ampliou o know how de todos da equipe. Por isso, “os nossos agradecimentos aos profissionais do Hospital do Câncer, ao Sr. Diego Maeda, proprietário da empresa 3D MAEDA, que com apoio e/ou orientações técnicas, nos ajudaram a desenvolver todas as etapas deste projeto”, ressaltou um dos integrantes, que conclui ainda enfatizando que “a equipe estará a disposição para dar suporte técnico as empresas que se dispuserem a produzir o equipamento em larga escala”.

Mais informações com os professores Janksyn (janksynbertozzi@utfpr.edu.br) ou Janaina (janainaf@utfpr.edu.br).

Confira o projeto na íntegra disponível na plataforma Github!