Mantenha os sensores biomédicos firmemente no lugar e reduza os erros com fitas de segurança médica

By Bill Giovino

Contributed By Digi-Key's North American Editors

Com a expansão da Internet das Coisas (IoT) para dispositivos médicos, houve um aumento no número e na variedade de sensores biométricos que devem ser ligados à pele humana. Os dados coletados são usados para monitorar e diagnosticar condições médicas, assim como estudar e melhorar o desempenho de atletas profissionais e programas comerciais de exercícios pessoais em casa.

Embora a fita de segurança médica de fabricação especial seja comumente usada para fixar os sensores, estas fitas não são "de tamanho único". Em vez disso, vários fatores devem ser considerados, tais como conforto, permeabilidade ao ar e à umidade, e resistência a fluidos, todos aumentando a complexidade da seleção da fita. Além disso, para algumas aplicações, a fita deve ser rápida e facilmente removida e recolocada na pele para reposicionar os sensores, o que pode ser importante em situações de emergência. O que é necessário é uma variedade de fitas médicas que são facilmente diferenciadas para que possam ser aplicadas à situação apropriada.

Este artigo apresenta uma família de fitas médicas da 3M projetadas para diferentes situações de fixação da pele humana. O artigo explica os usos de quatro fitas médicas 3M e como elas tratam de aplicações específicas de segurança médica. Também analisa as vantagens da padronização em uma família de fitas médicas, que incluem a simplificação das compras, a consistência da documentação e a facilidade de uso.

Aplicações de fitas de segurança médica

Assim como a disponibilidade e a ampla seleção de sensores ambientais tem estimulado o crescimento do IoT comercial, assim como do IoT industrial (IIoT), a disponibilidade e a variedade de sensores biométricos estão incentivando novos dispositivos de sensoriamento médico, incluindo dispositivos médicos de IoT. Produtos de sensoriamento biométrico para consumidor, tais como relógios inteligentes com monitores cardíacos podem ser facilmente presos a um pulso, enquanto os monitores cardíacos podem ser presos ao redor do peito de uma pessoa para proporcionar uma precisão exigida ainda melhor. Esta maior precisão é devida não apenas ao uso de um sensor mais preciso, mas também à colocação segura do monitor cardíaco sobre o coração. A precisão dos dados biométricos dos sensores está diretamente relacionada tanto com o tipo de sensor como com a colocação adequada na pele.

Entretanto, para aplicações de sensoriamento biométrico de grau médico, muitos sensores devem ser fixados em locais que não podem ser adaptados a uma simples correia. Além disso, eles também podem precisar ser mais apertados e firmemente acoplados à superfície da pele para uma leitura biométrica confiável. Isto requer o uso de fita de segurança médica para manter o sensor no lugar. Como visto na Figura 1, a maioria das fitas de segurança médica é composta de um dorso com capacidade de impressão e escrita que é a própria fita, um adesivo para fixar a fita na pele e um forro removível que é arrancado para expor o adesivo.

Diagrama da fita de segurança médica que é geralmente composto por um dorso (acima) e um adesivo (meio)Figura 1: A fita de segurança médica é geralmente composta de um dorso (acima) e um adesivo (meio). Um forro (abaixo) protege o adesivo e é arrancado quando pronto para uso. (Fonte da imagem: 3M Medical Materials)

A seleção do dorso e adesivo na construção de uma fita médica determina suas características de uso. As situações de segurança médica não são todas iguais, e a seleção e o uso adequado da fita requer a consideração de uma série de fatores ergonômicos. Estes fatores combinados ditam a construção do dorso da fita e a escolha do adesivo utilizado.

Ergonomia da fita de segurança médica

Uma consideração importante é a resistência a fluidos. Para uso prolongado, uma fita de segurança médica pode ficar molhada devido à lavagem frequente da área ou durante um banho, resultando em uma falta de aderência, levando a leituras não confiáveis dos sensores. Se a resistência a fluidos é uma exigência, isso muitas vezes envolve um dorso de fita feito de polietileno com um adesivo médico de base acrílica. Esta construção não só é resistente a fluidos, mas também impede que vapor de água — como em um chuveiro quente ou em uma área com alta umidade — penetre na fita.

Um requisito complementar à resistência a fluidos é a típica taxa de transmissão de vapor de umidade (MVTR) da fita. MVTR é tipicamente especificado em gramas por metro quadrado (g/m²) de umidade permitida através do material durante um período de 24 horas. Enquanto em algumas situações não se permite a passagem de fluidos ou vapor de água através da fita (MVTR = ~0), em outras pode ser necessário permitir a passagem de umidade como a transpiração através da fita. Neste último, um dorso de fita de tecido sem entrelaçamento permite que a pele respire e a transpiração evapore.

Há alguns casos de uso em que uma fita deve reposicionar facilmente para que o sensor possa ser rapidamente recolocado ou permitir vários usos limitados no mesmo paciente. Enquanto uma variedade de adesivos está disponível para fitas de uso único, os adesivos médicos à base de silicone permitem que o sensor seja facilmente removido e fixado com segurança novamente.

O conforto da fita é sempre importante, especialmente no caso de fitas de desgaste prolongado. Geralmente, a fita de fibra sem entrelaçamento com uma MVTR no mínimo moderada é a mais confortável, embora a fita de polietileno possa ser um pouco confortável, dependendo da construção e da colocação. O conforto da fita também está relacionado com a espessura do dorso e o tempo de uso da fita. As fitas de desgaste prolongado precisam ser confortáveis por até uma semana sem causar desconforto ao paciente, e o material de dorso mais fino pode proporcionar mais flexibilidade e conforto.

Fitas de segurança médica 3M

Para atender a essas diferentes aplicações, a 3M Medical Materials fabrica uma variedade de fitas diferentes de segurança médica. Estas fitas de segurança levam em conta os vários fatores ergonômicos discutidos acima. Além disso, como essas fitas podem ser padronizadas e estão disponíveis em um único fornecedor, a 3M simplifica a gestão de estoque e fornece documentação consistente entre os produtos, o que pode simplificar as compras e reduzir erros.

Para aplicações de desgaste prolongado, a 3M fabrica sua fita sem entrelaçamento de desgaste prolongado 3M-4077 (Figura 2). O 3M 4077 4" X 10YD (Figura 1) é um tamanho popular a 10 cm x 9 m com um dorso sem entrelaçamento de poliuretano branco de 0,16 milímetro (mm) de espessura. Ele usa um adesivo acrílico de desgaste prolongado, o que o torna altamente confortável para uso prolongado. Seu MVTR é especificado em ~185 g/m² e é um pouco resistente a fluidos, permitindo a respiração da pele por até 14 dias de uso recomendado.

Imagem da fita médica de segurança 3M 4077Figura 2: A fita de segurança médica 3M 4077 é recomendada para um desgaste prolongado de até 14 dias. Ele é enviado em um rolo conveniente com cerca de 20 cm de diâmetro. (Fonte da imagem: 3M Medical Materials)

A fita de segurança médica 3M 4077 não reposiciona e é recomendada apenas para uso único, tornando esta fita aplicável para sensores biométricos de desgaste prolongado que são descartados após uma aplicação.

Como todas as fitas aqui discutidas, o 3M 4077 vem em um rolo para facilitar o uso. O rolo tem cerca de 20 cm de diâmetro e é facilmente armazenado em um compartimento médico ou em uma sala de emergência.

Para aplicações de fitas de segurança médica em que a pele deve ter permissão para respirar, a fita deve ter uma alta MVTR. Para estas aplicações, a 3M oferece o 3M 1530 4" X 10YD. Esta fita mede 10 cm x 9 m com um material de dorso em raiom branco sem entrelaçamento de 0,14 mm e vem com um adesivo médico em acrilato de grau cirúrgico. Esta construção resulta em uma taxa de MVTR muito alta de 4200 g/m². Não reposiciona e não tem resistência a fluidos, tornando-o impróprio para a maioria das aplicações biométricas de consumo. Com seu alto MVTR e bom nível de conforto, a fita é especificada para aplicações cirúrgicas e monitoramento hospitalar prolongado. É fácil de rasgar à mão — uma vantagem em situações médicas de emergência onde os eventos progridem rapidamente.

Para aplicações onde um alto grau de conforto e flexibilidade é necessário, a 3M fornece a fita cirúrgica de filme de poliuretano 3M 9836 4" X 10YD com um adesivo médico em acrílico. A fita está no tamanho padrão de 10 cm x 9 m. O dorso é de filme de poliuretano e com apenas 0,03 mm de espessura é a fita mais fina aqui, proporcionando flexibilidade e conforto. É resistente à água e razoavelmente respirável a ~450 g/m², proporcionando um bom compromisso entre a respirabilidade e a resistência à água. O dorso fino confortável desta fita, a flexibilidade, a respirabilidade razoável e a resistência à água podem torná-la aplicável para fixar os sensores a uma criança onde o sensor e a fita de fixação devem suportar alguma torção — especialmente importante com um paciente que pode não ser capaz de fornecer resposta verbal eficaz quanto ao conforto da fixação do sensor.

Para algumas aplicações de monitoramento de sensores, o sensor deve reposicionar para vários usos, além de fixar um instrumento médico à pele do paciente. Nessas aplicações, a fita duplamente revestida como a 3M 2477P 4" X 10YD é muito útil (Figura 3). A fita mede 10 cm x 9 m com um dorso muito fino de elastômero termoplástico (TPE) de 0,04 mm, com adesivo em ambos os lados (camada C). O TPE é translúcido, permitindo uma visão conveniente do sensor e da pele para ajudar na colocação adequada. De um lado está um adesivo médico de acrilato-silicone (camada B) que é projetado para ser suavemente removido e reposicionado sobre a pele para fixar um sensor biométrico. No verso do dorso TPE há um adesivo de base acrílica (camada D). Este segundo adesivo pode ser fixado com segurança a um dispositivo sensor biométrico médico em miniatura.

Diagrama de camadas da fita de segurança médica de dupla face 3M 2477P 4 x 10 YDFigura 3: As camadas da fita de segurança médica de dupla face 3M 2477P 4 x 10 YD incluem um adesivo acrilato-silicone em um lado (camada B) e um adesivo acrílico (camada D) no outro. (Fonte da imagem: 3M medical Materials)

Esta fita de segurança médica exclusiva pode servir a dois propósitos. Em primeiro lugar, pode servir como segurança tanto para o sensor quanto para o dispositivo de registro biométrico médico. Isto proporciona um sistema compacto de gravação biométrica sem fios longos. O dispositivo sensor biométrico pode ser um sistema embarcado muito leve, alimentado por uma bateria CR2032. Ele poderia gravar a leitura do sensor na memória flash ou enviar as leituras do sensor via Bluetooth ou Wi-Fi para um computador ou dispositivo móvel. Isto também é útil para a prototipagem de dispositivos sensores biométricos comerciais baseados em computadores de placa única (SBCs) do tamanho de um selo postal.

Em segundo lugar, esta fita pode ser usada como uma fita médica autônoma. O lado adesivo de silicone pode ser usado para sensores biométricos reposicionáveis ou reutilizáveis. Isto permite que os sensores biométricos para atletas sejam usados e reutilizados diariamente. A fita tem resistência moderada a fluidos e tem um MVTR de 400 g/m² — bom para uso a curto prazo.

As especificações da 3M-2477P não recomendam que o adesivo acrílico seja usado contra a pele.

Conclusão

Nem todas as aplicações de segurança de sensores biométricos são as mesmas, portanto, existe uma ampla seleção de fitas de segurança médica. As condições de uso da fita médica, incluindo a ergonomia da situação, determinam os materiais utilizados para o dorso e o adesivo. A padronização em um fornecedor para fita médica simplifica a compra e o inventário, reduz erros e fornece consistência na documentação.

Disclaimer: The opinions, beliefs, and viewpoints expressed by the various authors and/or forum participants on this website do not necessarily reflect the opinions, beliefs, and viewpoints of Digi-Key Electronics or official policies of Digi-Key Electronics.

About this author

Bill Giovino

Bill Giovino is an Electronics Engineer with a BSEE from Syracuse University, and is one of the few people to successfully jump from design engineer, to field applications engineer, to technology marketing.

For over 25 years Bill has enjoyed promoting new technologies in front of technical and non-technical audiences alike for many companies including STMicroelectronics, Intel, and Maxim Integrated. While at STMicroelectronics, Bill helped spearhead the company’s early successes in the microcontroller industry. At Infineon Bill orchestrated the company’s first microcontroller design wins in U.S. automotive. As a marketing consultant for his company CPU Technologies, Bill has helped many companies turn underperforming products into success stories.

Bill was an early adopter of the Internet of Things, including putting the first full TCP/IP stack on a microcontroller. Bill is devoted to the message of “Sales Through Education” and the increasing importance of clear, well written communications in promoting products online. He is moderator of the popular LinkedIn Semiconductor Sales & Marketing Group and speaks B2E fluently.

About this publisher

Digi-Key's North American Editors