Desenvolvimento De Um Dispensador Automático De Medicamentos
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Departamento de Engenharia Eletrotécnica Desenvolvimento de um Dispensador Automático de Medicamentos Trabalho de Projeto apresentado para a obtenção do grau de Mestre em Automação e Comunicações em Sistemas de Energia Autor Nelson Miguel Domingues Vinagre Orientadores Doutor Inácio de Sousa Adelino da Fonseca Doutor José Manuel Torres Farinha Instituição Instituto Superior de Engenharia de Coimbra Coimbra, Dezembro, 2013 D ESENVOLVIMENTO DE UM DISPENSADOR AUTOMÁTICO DE MEDICAMENTOS AGRADECIMENTOS Agradecimentos Quero deixar, aqui, expresso o meu reconhecimento: Aos meus orientadores de projeto, professor doutor Inácio Fonseca e professor doutor José Torres Farinha, disponibilidade, persistência, sabedoria e conselhos preciosos e por me encorajar a investigar e nunca desistir. Ao pessoal docente e não docente do Departamento de Engenharia Eletrotécnica pelo apoio e disponibilidade, e em particular ao professor Marco Silva pela ajuda na soldadura das PCI (Placas de Circuito Impresso) e ao Sr. Francisco Dias pela ajuda no fornecimento de material; À restante equipa de trabalho que me acolheram desde o primeiro momento e me impulsionaram para ter hoje este produto; Aos desenvolvedores e contribuidores de projetos com licenças permissivas (de software ou outros conteúdos) que pouparam muitas horas de trabalho neste projeto. Por fim, mas não menos importante quero agradecer à minha família e amigos pelo apoio prestado durante este longo percurso. Nelson Miguel Domingues Vinagre i D ESENVOLVIMENTO DE UM DISPENSADOR AUTOMÁTICO DE MEDICAMENTOS RESUMO Resumo O número de pessoas com idade superior a 65 anos aumentou consideravelmente nos últimos 40 anos. Este incremento da longevidade tem levado ao aparecimento de diversas patologias relacionadas com a idade e ao aumento da prevalência das patologias crónicas. Na grande maioria, esta população idosa é polimedicada, apresentando idades compreendidas entre os 60 e os 90 anos. Tomando como exemplo a Diabetes Mellitus Tipo 2, uma doença crónica onde, maioritariamente, os pacientes são polimedicados e com alguma idade, alguns estudos sugerem que 50% dos doentes não aderem aos regimes medicamentosos e que apenas um terço dos doentes diabéticos têm uma adesão adequada à terapêutica. Ora, a não-adesão à terapêutica, para além de ser um problema significativo para os doentes, uma vez que diminui a eficácia do tratamento e aumenta o risco de desenvolvimento de complicações, aumenta substancialmente os custos humanos, sociais e económicos da doença. O presente projeto de mestrado foi materializado num dispositivo, designado ePillbox, que visou responder aos problemas da polimedicamentação, através de uma solução tecnológica, incorporando as vertentes de controlo e comunicação. Por outras palavras, o presente projeto pretende ser uma solução de engenharia para um problema de saúde que se prevê continuar a agravar-se nos próximos anos. O dispositivo final é encapsulado numa caixa individual com um design inovador, e mais-valias tecnológicas, relativamente aos dispositivos existentes no mercado. Como resultado final, o presente projeto de mestrado inclui não só uma vertente tecnológica, que está subjacente ao presente mestrado, mas também uma vertente de design e de serviço a um público que poderá ver na presente solução um grande valor acrescentado na sua qualidade de vida. Palavras-chave: Dispensador de medicamentos; Medicamentos automáticos; Dispensador individual; Dispensador eletrónico de medicamentos Nelson Miguel Domingues Vinagre iii D ESENVOLVIMENTO DE UM DISPENSADOR AUTOMÁTICO DE MEDICAMENTOS ABSTRACT Abstract The number of people aged over 65 has increased considerably in the last 40 years. This increase in longevity has led to the emergence of various diseases related to age and the increased prevalence of chronic pathologies. The vast majority of the elderly population, with ages between 60 and 90 years, is multi-medicated. For example, in the case of Diabetes Mellitus, some studies suggest that 50% of patients do not adhere to medication regimens and that only one third of them have adequate adhesion to therapy. However, non-adherence to therapy is a significant problem for patients, as it decreases the effectiveness of treatment and increases the risk of developing complications, also increasing the human, social and economic cost of disease. This master’s degree project presents a new device, called ePillbox, with the main object to solve the multi-medication problems, though a technological solution, with control and communications features built-in. In other words, this device aims to be an engineering solution to a health problem that is expected to get worse in the coming years. The final device is packaged in an individual box with innovative design and technological improvements in relation to existing devices in the market. As a final result, this master's project includes not only a technological aspect that underlies this master’s degree, but also an element of design and service to an audience that can see in this solution a great added value in their quality of life . Key-words: Pill dispenser; Automatic pill; Individual dispenser; Electronic pill dispenser. Nelson Miguel Domingues Vinagre v D ESENVOLVIMENTO DE UM DISPENSADOR AUTOMÁTICO DE MEDICAMENTOS ÍNDICE Índice Agradecimentos ......................................................................................................... i Resumo ..................................................................................................................... iii Abstract ...................................................................................................................... v Índice ........................................................................................................................ vii Índice de figuras ....................................................................................................... xi Índice de tabelas ..................................................................................................... xv Abreviaturas .......................................................................................................... xvii Capítulo 1 - Introdução ............................................................................................. 1 1.1 - Motivação e contexto .................................................................................................................. 1 1.2 - O projeto e a equipa .................................................................................................................... 2 1.3 - Objetivos ..................................................................................................................................... 3 1.4 - Organização do documento ........................................................................................................ 3 Capítulo 2 - Estado da Arte ....................................................................................... 5 Capítulo 3 - Arquitetura do sistema ......................................................................... 9 3.1 - Enquadramento ........................................................................................................................... 9 3.2 - Arquitetura do sistema ................................................................................................................ 9 3.3 - Módulos do dispositivo ePillBox ................................................................................................ 11 3.3.1 - Alimentação do sistema ..................................................................................................... 12 3.3.2 - Unidade de processamento ............................................................................................... 12 3.3.3 - Módulos de comunicação .................................................................................................. 13 3.3.3.2 - Wi-Fi /Ethernet ............................................................................................................ 14 3.3.3.3 - Bluetooth ..................................................................................................................... 14 3.3.4 - Interface com o utilizador ................................................................................................... 14 3.3.5 - Interface de potência com os atuadores ............................................................................ 14 3.3.6 - Atuadores ........................................................................................................................... 15 3.3.7 - Tabuleiro de tomas ............................................................................................................ 15 3.4 - Sumário ..................................................................................................................................... 15 Capítulo 4 - Desenvolvimento do hardware .......................................................... 17 4.1 - Enquadramento ......................................................................................................................... 17 4.2 - Módulo de Alimentação ............................................................................................................. 17 4.2.1 - A alimentação externa ....................................................................................................... 18 4.2.2 - Conversor DC-DC .............................................................................................................