Protótipo de recolha de ar exalado para aplicações médicas

Abstract

O ar exalado revela um grande potencial para a realização de diagnósticos médicos, e em especial de diagnósticos médicos preventivos, sendo a distinção entre o ar alveolar e o que o precede na expiração feita em função do seu teor de dióxido de carbono (CO2). A análise do ar alveolar exalado permite o diagnóstico de várias doenças. O objetivo principal deste trabalho prende-se com a conceção, projeto, desenvolvimento e teste de um protótipo para recolha de ar exalado para utilização em aplicações médicas. Concebeu-se, assim, uma solução que a partir da análise do ar exalado em termos de teor de CO2 e do caudal de ar exalado, comuta uma válvula de três vias, encaminhando apenas o ar alveolar para um recipiente de recolha. Toda a informação é obtida e processada em tempo real. Desenvolveu-se para o protótipo de recolha uma interface gráfica, na qual o operador pode especificar os parâmetros necessários para a correta operação do sistema. Paralelamente, desenvolveu-se um outro sistema para agitação e controlo da temperatura de armazenamento das amostras de ar exalado recolhidas. Este trabalho foi levado a cabo em estreita colaboração com a Professora Sílvia Rocha, do Departamento de Química da Universidade de Aveiro, que trabalha na análise química do ar exalado e na aplicação dos resultados para fins médicos, e coordenadora do projeto PTDC/QUI-QUI/117803/2010, em cujo âmbito foram adquiridos os meios necessários para a realização deste trabalho.

Exhaled air shows a great potential for performing medical diagnostics, particularly, preventive medical diagnostics, being the distinction between the alveolar air and the one which precedes in the expiration taken on the basis of its content in carbon dioxide (CO2). The analysis of the exhaled alveolar air allows the diagnostics of various diseases. The main goal of this work is the conception, design, development and test of a prototype to collect exhaled air for use in medical applications. Thus, it was conceived a solution that, based on the analysis of exhaled air in terms of CO2 content and the exhaled airflow, switches a three-way valve, forwarding only the alveolar air to a collection container. All the information is gathered and processed in real time. An graphical interface was developed for the prototype, in which the operator can specify the necessary parameters for the correct operation of the system. In parallel, it was developed another system for stirring and control the storage temperature of collected samples of exhaled air. This work was carried out in close collaboration with Professor Silvia Rocha from Department of Chemistry at University of Aveiro, who works in the chemical analysis of exhaled air and its application for medical purposes, and is the coordinator of the project PTDC/QUI-QUI/117803/2010, under which the necessary resources for this work were acquired.