Publicação: Desenvolvimento e avaliação de um protótipo de laringoscópio instrumentado para aprimoramento da intubação orotraqueal
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA BIOMEDICA
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A intubação orotraqueal é um procedimento médico essencial para garantir uma via aérea segura, mas a avaliação da competência durante o treinamento muitas vezes carece de métricas objetivas, o que pode levar a complicações e prolongar a curva de aprendizado. Este trabalho apresenta o desenvolvimento e a avaliação de um protótipo experimental que integra um sensor de força strain gauge e uma unidade de medição inercial a um laringoscópio, com o objetivo de fornecer parâmetros biomecânicos para o treinamento da intubação orotraqueal. A metodologia envolveu a integração de um strain gauge ao gancho do laringoscópio para medição de força e de um sensor inercial posicionado no dorso da mão do operador para capturar dados de movimento, como aceleração e velocidade angular. Os sistemas, controlados por dois microcontroladores diferentes, transmitem os dados simultaneamente para um computador via comunicação serial e Wi-Fi. A validação do sistema de força foi realizada por meio de testes com massas conhecidas, resultando em um modelo de regressão linear com alta correlação (R² = 0,9828), enquanto a análise do sensor inercial demonstrou a capacidade de identificar padrões para movimentos específicos do punho, como flexão/extensão, adução/abdução e pronação/supinação. Os resultados indicam a viabilidade técnica do protótipo como uma ferramenta didática para fornecer feedback quantitativo em treinamentos baseados em simulação, contribuindo para o aprimoramento da técnica de intubação orotraqueal.
Abstract
Orotracheal intubation is an essential medical procedure to ensure a secure airway, but proficiency assessment during training often lacks objective metrics, which can lead to complications and a prolonged learning curve. This study presents the development and evaluation of an experimental prototype that integrates a strain gauge force sensor and an inertial measurement unit with a laryngoscope, aiming to provide biomechanical parameters for orotracheal intubation training. The methodology involved integrating a strain gauge into the laryngoscope hook for force measurement and an inertial sensor positioned on the back of the operator's hand to capture movement data, such as acceleration and angular velocity. The systems, controlled by two different microcontrollers, transmit data simultaneously to a computer via serial communication and Wi-Fi. The force system was validated through tests with known masses, resulting in a linear regression model with high correlation (R2 = 0,9828), while analysis of the inertial sensor demonstrated the ability to identify patterns for specific wrist movements, such as flexion/extension, adduction/abduction, and pronation/supination. The results indicate the technical feasibility of the prototype as a teaching tool to provide quantitative feedback in simulation-based training, contributing to the improvement of the orotracheal intubation technique.
Palavras-chave
Laringoscópio, Laryngoscope, Strain gauge, Sensor inercial, Inertial sensor, Intubação orotraqueal, Orotracheal intubation, Instrumentação biomédica, Biomedical instrumentation
Citação
ANDRADE, Isabela Gonçalves de. Desenvolvimento e avaliação de um protótipo de laringoscópio instrumentado para aprimoramento da intubação orotraqueal. 2025. 55 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Biomédica) – Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2025.
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