REGISTRO DOI: 10.5281/zenodo.10543543
Emanuelle Passos Martins1
Resumo: O cenário da saúde, marcado por longas e extenuantes jornadas de trabalho dos profissionais associadas à grande quantidade de pacientes, aspira abordagens inovadoras para agilizar processos e proporcionar interações mais significativas entre paciente e profissional. Neste contexto, o Arduino se destaca como uma ferramenta tecnológica simples, porém com ampla versatilidade, baixo custo e simples manuseio. Sendo uma plataforma de prototipagem eletrônica de código aberto que pode ser conectada a outros dispositivos e programada para receber entradas e gerar saídas, o Arduino é capaz de automatizar processos e criar ambientes mais interativos. Desse modo, o presente trabalho visa apresentar os resultados obtidos ao longo do projeto intitulado “Arduino no Hospital”, que consistiu no desenvolvimento de um conjunto de soluções simples para hospitais. A partir dos casos práticos de aplicação desenvolvidos destaca-se que o Arduino pode desempenhar um papel importante na monitorização, automação e melhoria geral dos processos clínicos, oferecendo contribuições aos profissionais da saúde e ajudando a garantir uma prestação de serviço mais eficaz e humanizada para os pacientes.
Palavras-chave: Arduino, automatização, ambiente hospitalar, Tinkercad.
Abstract: The healthcare scenario, characterized by the long and strenuous work hours of professionals associated to a high volume of patients, calls for innovative approaches to streamline processes and foster more meaningful interactions between patients and healthcare providers. In this context, Arduino stands out as a simple yet highly versatile, cost-effective, and user-friendly technological tool. As an open-source electronic prototyping platform that can be interconnected with other devices and programmed to receive inputs and generate outputs, Arduino has the capability to automate processes and create more interactive environments. Thus, this study aims to present the outcomes achieved during the project titled “Arduino in the Hospital,” which involved the development of a set of simple solutions for healthcare facilities. Through practical application cases, it is evident that Arduino can play a significant role in monitoring, automating, and enhancing overall clinical processes, offering valuable contributions to healthcare professionals and aiding in ensuring a more efficient and humane service delivery for patients.
Key-words: Arduino, automation, hospital environment, Tinkercad.
1 INTRODUÇÃO
O cenário da saúde, marcado por complexidades inerentes e demandas urgentes, aspira abordagens inovadoras que transcendam as fronteiras convencionais. As longas e extenuantes jornadas de trabalho dos profissionais dessa área associadas à grande quantidade de pacientes destacam a necessidade de soluções para automatizar tarefas repetitivas e agilizar processos, além de melhorar a precisão nos diagnósticos, proporcionando aos profissionais mais tempo para interações significativas com os pacientes e contribuindo para a oferta de cuidados mais personalizados e eficazes.
Neste contexto, o Arduino se destaca como uma ferramenta tecnológica simples, porém com ampla versatilidade, baixo custo e simples manuseio. O Arduino é uma plataforma de prototipagem eletrônica de código aberto que pode ser conectada a outros dispositivos e programada para receber entradas e gerar saídas, criando ambientes interativos, como por exemplo ligando uma lâmpada a partir do acionamento de sensores. Sendo formada pelos componentes: hardware (placa) e software (Integrated Development Environment – IDE), a programação deste microcontrolador permite a comunicação com ele, normalmente utilizando-se as linguagens C ou C++, que são compiladas para que a placa consiga compreender a instrução fornecida e então executá-la¹.
Devido a todas essas características, as aplicações do Arduino são bastante diversificadas. Além de contribuir no ensino de programação em escolas e universidades, vale citar o seu uso em sistemas de monitoramento de estruturas civis de baixo custo, na medição da umidade e temperatura do solo utilizada para se controlar o momento em que se deve regar plantas, na aferição de sinais vitais de pacientes, entre outros1, 2.
Desse modo, o presente trabalho visa apresentar os resultados obtidos ao longo de um projeto desenvolvido durante a disciplina de graduação “Introdução à Engenharia de Computação” no qual propôs-se oferecer soluções práticas para ambientes hospitalares com o uso do Arduino visando contribuir com automação e melhoria de processos.
2 METODOLOGIA
Dado que o projeto foi desenvolvido durante a pandemia de COVID-19, por medidas de segurança ele foi realizado de forma remota. Para tal utilizou-se o Arduino virtual através da ferramenta Tinkercad3.
Intitulado “Arduino no Hospital”, o projeto consistiu no desenvolvimento de um conjunto de soluções simples para hospitais, tais como:
• Aferir a temperatura do paciente e do ambiente, através de sensores;
• Calcular o IMC (Índice de Massa Corporal) de adultos, conforme a equação 1, ao receber como entrada o peso e a altura do paciente;
• Acender um LED quando o paciente acionar um interruptor, indicando que precisa de ajuda;
• Controlar o acendimento da lâmpada de um banheiro, representada por um LED, através de sensor de presença para se evitar o contato com superfícies;
• Controlar com um potenciômetro a intensidade luminosa da lâmpada do ambiente no qual se encontra o paciente para que o incômodo visual possa ser reduzido;
• Verificar se os pacientes e seus acompanhantes receberam as refeições, acendendo um LED ao ser indicado o não recebimento;
• Quantificar o total de refeições distribuídas diariamente a partir da verificação anterior.
Tais funcionalidades foram apresentadas em um display LCD (Liquid Crystal Display), como um recurso visual e para o controle delas. Assim, combinadas em formato de um menu, ao se escolher a opção desejada, as informações correspondentes eram apresentadas.
Para se realizar todas essas funcionalidades foram necessários: 1 Arduino, 2 protoboards, 4 resistores, 3 LEDs, 2 potenciômetros, 2 sensores de temperatura, 1 sensor de presença, 1 lâmpada, 1 interruptor, 1 display LCD (Liquid Crystal Display) e cabos para conexões, como mostra a Figura 1.
Figura 1 – Circuito do “Arduino no Hospital”
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO
Apesar de ter sido desenvolvido virtualmente, o projeto simulou exatamente o funcionamento do Arduino físico, contando com as mesmas ferramentas, o que indica a aplicabilidade do Tinkercad.
De forma simples e fácil compreensão o LCD apresenta as funcionalidades do sistema, cabendo ao profissional digitar o número correspondente à opção desejada no menu. Ao se optar pela opção relacionada à temperatura, por exemplo, é possível verificar tanto a temperatura do paciente quanto do ambiente. Isso permite o monitoramento de pacientes que estejam com febre, pois dessa forma não é necessário que o profissional vá até ele fazer a aferição, além do controle da temperatura do ambiente, mesmo à distância.
Quanto à opção que realiza o cálculo do IMC, é possível informar o peso e a altura do paciente para que a classificação seja retornada. Sendo essa medida referente à classificação mais geral do estado nutricional de adultos, ela é muito utilizada na rotina de trabalho dos profissionais. Por conta disso, tê-la integrada ao sistema é de grande valia, principalmente porque o LCD foi programado para retornar não somente o valor do IMC, mas também a classificação dele, o que elimina a necessidade do profissional estar memorizando a Tabela 1 a seguir referente à classificação4.
Tabela 1 – Classificação do IMC de adultos
A possibilidade de se acender um LED através do acionamento de um interruptor proporciona um auxílio visual aos profissionais de plantão, indicando que o paciente precisa de ajuda no momento de acionamento dele em específico, o que diminui a necessidade de estar frequentemente passando de quarto em quarto para verificar se o paciente precisa de algo, ao mesmo tempo em que não se deixa o paciente sem auxílio.
O controle de lâmpada por sensor de presença é primordial em ambiente hospitalar, dado que assim se evita o contato com superfícies e por consequência se reduz a transmissão de doenças e viroses. Neste projeto essa solução foi aplicada somente para um banheiro, mas entende-se que há possibilidades de aplicação em outros locais de um hospital também.
Considerando o bem-estar do paciente, especialmente durante períodos de doença, quando a sensibilidade pode estar aumentada, o controle da intensidade luminosa do ambiente em que ele se encontra pode gerar benefícios significativos. Neste contexto, o controle com um potenciômetro pode ser mais vantajoso em comparação com um interruptor convencional, oferecendo um ajuste mais gradual e sensível às necessidades do paciente.
Ademais, a cada momento de distribuição de refeições pela equipe de nutrição do hospital podem ocorrer casos em que o paciente esteja em consultas ou fazendo exames e não se encontre no seu leito, idem para o seu acompanhante. Situações como essa dificultam o controle do número de refeições, importante para o setor financeiro do hospital, e geram transtornos tanto para os profissionais quanto para os pacientes e acompanhantes, que ficam sem suas refeições até entrarem em contato com a equipe de nutrição.
Pensando nisso, a automação desse processo pode gerar grandes contribuições. Através deste simples sistema desenvolvido o paciente consegue informar tanto se recebeu a refeição quanto se isso não tiver ocorrido. No primeiro cenário, tal informação pode ser levada à equipe de nutrição para que, caso ainda esteja no horário de distribuição de refeições, possa-se fazer uma segunda tentativa de entrega da refeição. Já no caso em que a refeição foi entregue, ao fazer tal indicação, o sistema contabiliza de forma automática a quantidade total de refeições diárias, sem necessitar do trabalho manual dos profissionais.
4 CONCLUSÃO
A partir dos casos práticos de aplicação em hospitais desenvolvidos destaca-se que o Arduino, enquanto tecnologia simples e de baixo custo, pode desempenhar um papel importante na monitorização, automação e melhoria geral dos processos clínicos. Dessa forma, além de oferecer contribuições aos profissionais da saúde, também ajuda a garantir uma prestação de serviço mais eficaz e humanizada diante das demandas crescentes e complexas do sistema de saúde contemporâneo.
Além disso, a simplicidade do Arduino não apenas democratiza o acesso à tecnologia, mas também acelera o processo de prototipagem e implementação. Em um ambiente dinâmico como o hospitalar, onde a rapidez na resposta às demandas é crucial, essa característica torna-se um diferencial significativo.
Por outro lado, nota-se a importância da interdisciplinaridade entre a saúde e as áreas voltadas à computação, por conta da informática ser uma ferramenta com inúmeras possibilidades de aplicações, ressaltando a necessidade de profissionais voltados para uma visão sistêmica dos problemas que pensem em soluções cada vez mais inovadoras.
Para trabalhos futuros seria interessante a integração com ferramentas que permitam a conexão com a internet, considerando por exemplo o armazenamento dos dados coletados, como temperatura e número de refeições diárias na nuvem, além da troca dessas informações entre as equipes de profissionais do hospital.
5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1MOTA, A. O que é Arduino e como funciona? Vida de Silício, 2021. Disponível em: https://portal.vidadesilicio.com.br/o-que-e-arduino-e-como-funciona/. Acesso em: 18 jan.2024.
2PUHLMANN, H. F. W.; GONÇALES, I.; CAVALCANTE, D. B.; FERNANDES, L. P. G.; BRESSAN, D. L.; LAVANDOSCKI, F. I. Monitoramento estrutural de obras civis utilizando a plataforma Arduino e sensores de baixo custo. WordPress, 2019. Disponível em: https://consulteengenheiroeletronico.wordpress.com/2019/08/14/monitoramentoestrutural-de-obras-civis-utilizando-a-plataforma-arduino-e-sensores-de-baixo-custoarranjos-experimentais-e-resultados/. Acesso em: 18 jan. 2024.
3AUTODESK. Tinkercad, 2010. Disponível em: https://www.tinkercad.com/. Acesso em: 18 jan. 2024.
4Cálculo do Índice de Massa Corporal (IMC). Biblioteca Virtual em Saúde (BVS) Atenção Primária em Saúde. Disponível em:https://aps.bvs.br/apps/calculadoras/?page=6. Acesso em: 18 jan. 2024.
1Universidade Federal de Goiás (UFG) – Escola de Engenharia Elétrica, Mecânica e de
Computação (EMC), Goiânia, Goiás, Brasil, e-mail: emanuellepassos14@gmail.com