When noise became information: State-of-the-art in biospeckle laser / Quando o ruído tornou-se informação: O estado da arte do biospeckle laser

ABSTRACT Laser was presented to science and industry in the 1960s and shortly became a useful tool in many areas, with applications based on its multiple characteristics such as coherence of light, which presents a phenomenon known as interference pattern, or speckle, when beam returns from an illuminated surface. Despite great application of speckle pattern, its residual presence, for example, in interferometric approaches was considered as a noise, demanding filtering. However, grains themselves became information as their dynamic changes in time started to be linked to biological sample activity. Dynamic laser speckle has been since then a phenomenon widely used to monitor biological activities in many areas from agriculture to medicine. It is known as biospeckle laser (BSL) when adopted in biological material, with high sensitivity to follow very tiny movements in biological tissues, linked to changes in speckle provided by scatterer activities inside and outside cells. Since the 1970s, biospeckle laser usage follows a crescent technologic spiral where technological developments opened room for new applications, while new demands regarding biological monitoring forced the development of new methodologies. Therefore, potential adoption of the phenomenon as a sensor, for instance, in agricultural and medical processes, as well as constant offer of new devices provided new turns in the BSL technologic spiral and opened room for technique improvement. In this study, I present a short history of biospeckle laser (BSL) with applications and development associated with challenges regarding its usage in portable and accessible devices or even in commercial equipment. And the history was packed in a temporal diagram identifying the breakpoints responsible for improvements in the use of the technique.

RESUMO O laser foi apresentado à ciência e à indústria em 1960, e rapidamente tornou-se uma ferramenta útil à muitas áreas do conhecimento, que fazem uso de suas múltiplas características, como é o caso da coerência da luz, que é responsável pelo fenômeno conhecido como padrão de interferência, ou speckle; este padrão de interferência ocorre quando a luz retorna do material iluminado formando uma figura de interferência para o observador. Apesar da grande aplicação, a presença residual do padrão de speckle em abordagens interferométricas apresentava-se como um ruído que demanda filtragem. Apesar da dificuldade em alguns casos, os grãos de speckle tornaram-se fonte de informação em situações dinâmicas, quando suas mudanças começaram a ser relacionadas à atividade do material biológico iluminado. Speckle laser dinâmico tornou-se o termo usado para denominar o fenômeno que passou a ser usado para monitorar a atividade biológica e não biológica em aplicações desde a agricultura até aquelas relacionadas à medicina. Este fenômeno também é conhecido como biospeckle laser (BSL), quando aplicado em material biológico, e com grande sensibilidade para seguir os menores movimentos intra e intercelulares dos dispersores de luz presentes no tecido biológico. A partir da década de 1970, o biospeckle laser teve sua utilização baseada em uma espiral crescente e ligada ao desenvolvimento tecnológico que favoreceu novas aplicações acompanhadas de novas metodologias de análise. Portanto, a adoção do fenômeno como um sensor, por exemplo, na agricultura e na medicina fomenta sempre uma constante oferta de novos dispositivos e novos métodos favorecendo o uso em novas áreas do conhecimento. Esta revisão apresenta uma resumida história do biospeckle laser (BSL) pontuando as aplicações e desenvolvimentos além dos desafios, como é o caso do uso de forma portátil e por equipamentos comerciais. E esta história foi resumida em um diagrama identificando os chamados pontos do corte com contribuições que mudaram a forma de uso da técnica.

Gestión de mantenimiento y producción más limpia en tres instituciones de salud de medellín, colombia / Cleaner maintenance and production management in three health institutions in medellín, colombia / Gestão de manutenção e produção mais limpa em três instituições de saúde de medellín, colômbia

Objetivo: Realizar un diagnóstico del estado de la gestión del mantenimiento de equipos biomédicos en el área de urgencias de tres (3) instituciones de nivel tres de complejidad médica de la ciudad de Medellín, Colombia, dentro del proyecto de investigación producción más limpia en salud. Metodología: Se diseñó una encuesta a partir de la Guía Sectorial de Producción más Limpia, en hospitales, clínicas y centros de salud, donde se obtuvo una lista de chequeo para la revisión del estado de la gestión de mantenimiento de los equipos biomédicos más complejos utilizados en urgencias. Resultados: La gestión de mantenimiento de los equipos biomédicos más complejos es muy buena en el hospital 1 y excelente en los hospitales 2 y 3; la metrología y gestión de mantenimiento en los equipos biomédicos del área de urgencias de los tres hospitales es excelente. Conclusión: La gestión de mantenimiento es muy importante para el ahorro económico en las instituciones, ya que se pueden reducir tiempos muertos de los equipos sin afectar la prestación de los servicios, aparte de que se reducen gastos en la compra de repuestos, y generación de residuos causantes de impactos negativos al medio ambiente.

Objective: to perform a diagnosis of the state of biomedical equipment maintenance management in the emergency areas of three (3) institutions of level three of medical complexity in the city of Medellín, Colombia. The realm is within the cleaner production in health research project. Methodology. A survey was designed based on the Cleaner Production Sector. Guide: in hospitals, clinics and health centers, where a check list was obtained to review the state of maintenance management of the most complex biomedical equipment used in the emergency room. Results: maintenance management of the most complex biomedical equipment is very good in hospital 1 and excellent in hospitals 2 and 3. Metrology and maintenance management in the biomedical equipment of the emergency area of all three hospitals is excellent. Conclusion: maintenance management is very important for financial savings in institutions, since they can thus reduce equipment downtime without hindering the provision of services, along with reducing costs in the purchase of spare parts and generation of waste, which causes a negative impact on the environment.

Objetivo: Realizar um diagnóstico do estado da gestão da manutenção de equipamentos biomédicos na área de urgências de três (3) instituições de nível três de complexidade médica da cidade de Medellín, Colômbia, dentro do projeto de investigação produção mais limpa em saúde. Metodologia: Desenhou-se uma pesquisa a partir da Guia Setorial de Produção mais limpa, em hospitais, clínicas e centros de saúde, onde se obteve uma lista de verificação para a revisão do estado da gestão de manutenção dos equipamentos biomédicos mais complexos utilizados em urgências. Resultados: A gestão de manutenção dos equipamentos biomédicos mais complexos é muito boa no hospital 1 e excelente nos hospitais 2 e 3; a metrologia e gestão de manutenção nos equipamentos biomédicos da área de urgências dos três hospitais é excelente. Conclusão: A gestão de manutenção é importantíssima para a poupança económica nas instituições, já que podem-se reduzir tempos mortos dos equipamentos sem afetar a prestação dos serviços, aparte de que se reduzem despesas na compra de repostos, e geração de resíduos causantes de impactos negativos ao meio ambiente.

POLITICS FOR THE INTEGRATION OF THE ACTIVITIES OF INSURANCE METROLOGICAL TO THE PROCESS OF MAINTENANCE OF BIOMEDICAL EQUIPMENTS / POLÍTICA PARA LA INTEGRACIÓN DE LAS ACTIVIDADES DE SEGUROS METROLÓGICOS AL PROCESO DE MANTENIMIENTO DE EQUIPOS BIOMÉDICOS / POLÍTICA PARA A INTEGRAÇÃO DAS ATIVIDADES DE SEGUROS METROLÓGICAS AO PROCESSO DE MANUTENÇÃO DE EQUIPAMENTOS BIOMÉDICOS

In this article, is postulated the integration of the activities for metrology and EB's maintenance (medical equipments), in order that this could be adopted for clinics and hospitals of the national territory. In a such way, which they have a theoretical support to be able to restructure the present flowcharts in his departments of clinical engineering. For such an intention, there has effected an exhaustive technological vigilance relating to subject matter that compete with the regulation, policies and functions that apply to these activities in the country and international entities; giving evidence across a comparison between these, of the diverse discrepancies and failings that are demonstrated on having developed these activities of a way independent, since also, from the opportunities of improvement that can present the institutions of health in Colombia, on having had integrated inside his engineering departments to the above mentioned areas. Finally, all the information gathered is brought to the Colombian context to be applicable to the national healthcare system. The politics of integration is outlined and the model proposes closely for mix the metrology and the maintenance of medical equipment, of a such way that are in limit with the laws that govern them in Colombia.

En este artículo se postula la integración de las actividades de metrología y mantenimiento de EBs (equipos médicos), con el fin de que estas puedan ser adoptadas para clínicas y hospitales del territorio nacional. En una forma tal, que las instituciones tengan un soporte teórico para poder reestructurar los actuales diagramas de flujo en sus departamentos de ingeniería clínica. Con ese objetivo, se ha efectuado una exhaustiva vigilancia tecnológica relacionada con los temas que competen con la regulación, las políticas y las funciones que se aplican a estas actividades en el país y por las entidades internacionales. Este proceso ha generando evidencias a través de una comparación entre estos, de las diversas discrepancias y fallas que se demuestran al haber desarrollado estas actividades de manera independiente. Esto permitirá a su vez, oportunidades de mejora que se pueden obtener y compartir en las instituciones de salud en Colombia, al haber integrado en el interior sus departamentos de ingeniería a las áreas antes mencionadas. Por último, toda la información recogida se lleva al contexto colombiano para ser aplicable al sistema nacional de salud. Las políticas de integración se esbozan. El modelo propone una estrecha mezcla para la metrología y el mantenimiento de equipos médicos, de manera tal que se encuentran en cumplimiento de las leyes que los rigen en Colombia.

Este artigo discute a integração de atividades de metrologia e de manutenção da EBs (equipamento médico), para que estes possam ser adotadas para clínicas e hospitais no território nacional. De tal forma, que tenham um relatório teórico para reestruturar os atuais diagramas de fluxo em departamentos de engenharia clínica. Com esse objetivo, se procedeu a uma exaustiva vigilância tecnologia relacionada com os tópicos relacionados com a regulamentação, as política e as funções que se aplicam a essas atividades no país e por entidades internacionais; gerando evidências através de uma comparação entre estes das várias discrepâncias e falhas que são mostradas ao ter desenvolvido essas atividades de forma independente, permitindo que a partir de oportunidades de melhoria que se podem obter nas instituições de saúde da Colômbia, para ser integrado dentro de seus departamentos de engenharia das áreas tratadas acima. Finalmente, toda a informação recolhida é levada ao contexto colombiano para ser aplicável ao sistema nacional de saúde. As políticas de integração são descritas e o modelo propõe uma estreita mistura para a metrologia e manutenção de equipamentos médicos, para que eles estejam em conformidade com as leis que regem na Colômbia.

CARACTERIZACIÓN DE LA GESTIÓN METROLÓGICA EN ENTIDADES PRESTADORAS DEL SERVICIO DE SALUD / METROLOGICAL MANAGEMENT CHARACTERIZATION IN HEALTHCARE INSTITUTIONS / CARACTERIZAÇÃO DA GESTÃO METROLÓGICA EM INSTITUIÇÕES PRESTADORAS DE CUIDADOS DE SAÚDE

La metrología como ciencia de las mediciones posee su utilización en el sector industrial, pero se resalta la importancia en su aplicación en el área de la salud, dado que con los procesos metrológicos se puede identificar la exactitud y precisión que pueden poseer los equipos biomédicos; de ahí la pertinencia de destacar la necesidad de desarrollar la normatividad que en el tema de metrología en equipo biomédico debe expedir aquellas organizaciones en el país que velan por la protección social relacionada con los servicios de promoción, protección y recuperación de la salud presentados en normas en cada país. Para dar cumplimiento a esto en toda institución hospitalaria en Colombia se debe realizar un proceso de habilitación, como requisito mínimo de calidad para prestar el servicio de salud, según lo establece el Decreto 2003 de 2014, donde se establece de obligatorio cumplimiento la calibración de los equipos médicos; pero no hay unos criterios únicos y normativos que determinen una debida gestión metrológica en las entidades de salud, por lo tanto este articulo pretende presentar una caracterización de la Gestión Metrológica en equipos biomédicos partiendo de normativa nacional e internacional y realizando validación en entidades prestadoras del servicio de salud, en el marco del proyecto de investigación producción más limpia en el clúster salud de la ciudad de Medellín.

Metrology as the science of measurement has its use in the industrial sector, but the importance of its application in the area of health is highlighted, since, with metrological processes the accuracy and precision of biomedical equipment can be identified; hence the relevance of emphasizing the need to develop regulations in metrology in biomedical equipment by those organizations in the country that ensure the social protection services related to the promotion, protection, and recovery found in standards in each country. To fulfill this in every hospital institution in Colombia institutions must undertake a process of availability, as a minimum requirement to provide quality health services, as established by Decree 2003 of 2014, which makes mandatory calibrating medical equipments; but there is a unique and normative standard which determine an appropriate metrological management in health institutions, so this article aims to present a characterization of metrological management in biomedical equipment based on national and international standards and performing validation care in health institutions, in the framework of the research project Cleaner Production in Medellin's health cluster.

A Metrologia, como a ciência da medição tem a sua utilização no sector industrial, mas se sublinha a importância na sua aplicação na área da saúde, como acontece com os processos metrológicos podem se identificar a exatidão e precisão que pode ter os equipamentos biomédicos; daí a relevância de enfatizar a necessidade de desenvolver as normas em tema de metrologia em equipamentos biomédicos deve emitir essas organizações no país que garantam os serviços de proteção social relacionadas com a promoção, proteção e recuperação da saúde apresentado nas normas de cada país. Para cumprir isto em cada instituição hospitalar na Colômbia deve se empreender um processo de habilitação, como requisito mínimo para prestar o serviço de saúde de qualidade, conforme o estabelecido pelo Decreto 2003 de 2014, que estabelece calibragem obrigatória dos equipamentos médicos; Mas não há uns padrões únicos e normativos que determinem uma gestão metrológica apropriada nas instituições de saúde, de modo que este artigo tem como objetivo apresentar uma caracterização da gestão metrológica em equipamentos biomédicos com base em normas nacionais e internacional e realizando validação em entidades fornecedoras de saúde, no âmbito do projeto de pesquisa mais limpa no cluster da saúde da cidade de Medellín.

Bases legales y proyecciones de desarrollo de la metrología en el Sistema Nacional de Salud / Legal basis and development projection of metrology in the national health care system

La metrología es una ciencia de amplia aplicación en los servicios de salud puesto que garantiza la objetividad, confiabilidad, trazabilidad y uniformidad de las mediciones. Es propósito de este informe presentar las bases legales de la metrología en Cuba y sus perspectivas de desarrollo en el Sistema Nacional de Salud. Se realizó una búsqueda acerca de la pertinencia de esta ciencia y de las proyecciones del Ministerio de Salud Pública para su desarrollo. En Cuba, la metrología está refrendada en los Lineamientos de la Política Económica y Social del Partido y la Revolución y soportada legalmente. En el sector de la salud, el aseguramiento metrológico lo apoya, fundamentalmente, el Servicio Nacional de Metrología y la red de servicios de electromedicina, que dentro de sus funciones tiene la de reparar y calibrar equipos e instrumentos de medición. La existencia de las nuevas tecnologías y los requerimientos del Sistema conllevan a la implementación, por parte del Ministerio de Salud Pública, de un conjunto de acciones dirigidas al desarrollo de la metrología, entre ellas, la formación y superación de los recursos humanos, el desarrollo de las inversiones, la utilización de los resultados de la ciencia, el control y las alianzas estratégicas. Todos son elementos claves para garantizar las actividades de aseguramiento metrológico que demanda el Sistema Nacional de Salud y contribuir, desde esa óptica, al progreso de la salud pública, al mejoramiento de la calidad de los servicios y a la satisfacción de la población(AU)

Metrology is science of great application in health care services since it assures objectivity, reliability, traceability and uniformity of measurements. The objective of the present report was to present the legal bases of metrology in Cuba and its development prospects in the Cuban health care system. A search was made on the relevance of this science and the projections of the Ministry of Public Health for its advancement. Metrology is included in the Guidelines of the Economic and Social Policy of the Party and the Revolution and is legally endorsed in Cuba. The National Service of Metrology and the medical equipment maintenance and repair service are the ones that render the metrological assurance in the health care sector. One of their functions is to repair and calibrate measurement tools and equipment. The new technologies and the requirements of the national health care system lead to the implementation of a set of actions by the Ministry of Public Health towards the development of metrology such as formation and upgrading of human resources, investment plans, utilization of the scientific results, control and strategic alliances. All of these are key elements to guarantee the metrological assurance activities that the health system demands, thus contributing to the advance of the public health, the improvement of the service quality and the satisfaction of the population(AU)

Necesidades metrológicas en los laboratorios clínicos / Metrological needs in clinical laboratories / Necessidades metrológicas nos laboratórios clínicos

Los resultados generados por los laboratorios clínicos son elementos claves para el diagnóstico y tratamiento de enfermedades, así como para el seguimiento de los pacientes, por lo tanto se requiere un control metrológico sobre el proceso de medición, el cual determinará el grado de comparabilidad y de confianza requerido sobre los resultados obtenidos. Esta revisión aborda el tema de comparabilidad de las mediciones y de cómo ésta se ve influenciada por factores como la conmutabilidad de los materiales de referencia, los métodos de medición, la disponibilidad de materiales y procedimientos de referencia, además de los intervalos de referencia y límites de decisión para un mensurando en particular. Finalmente se exponen cuáles son los mecanismos adoptados que permitirán garantizar la comparabilidad de las mediciones en esta área.

The results produced by clinical laboratories are key elements in the diagnosis and treatment of diseases and to monitor patients, so, it requires a metrological control over the measurement process, which will determine the degree of comparability and trust required on the obtained measurement results. Therefore, in this paper we discuss about the comparability of measurements and how it is influenced by factors such as commutability of reference materials, measurement methods, availability of materials and reference procedures, in addition to reference intervals and decision limits for a particular measurand. Finally it is exposed what are the mechanisms that allow ensure measurements comparability on this area.

Os resultados gerados pelos laboratórios clínicos são elementos chaves para o diagnóstico e tratamento de doenças, assim como para o seguimento dos pacientes, sendo preciso um controle metrológico sobre o processo de medição, que determina o grau de comparabilidade e confiança requerido sobre os resultados obtidos. Neste documento trata-se o tópico de comparabilidade das medições e de como a mesma se encontra influenciada por fatores como a comutatividade dos materiais de referência, os métodos de medição, a disponibilidade de materiais e procedimentos de referência, além dos intervalos de referência e limites de decisão para um mensurando em particular. Finalmente, são expostos quais são os mecanismos adotados que permitirão garantir a comparabilidade das medições nesta área.

Metodologia de avaliação metrológica da medição de energia para analisadores de desfibriladores e cardioversores / Methodology for metrological evaluation of power measurement for defibrillators and cardioverters analyzers

Neste artigo descreve-se uma pesquisa na qual se desenvolveu um analisador de desfibriladores e cardioversores e se executou sua avaliação metrológica, sendo apresentados os resultados obtidos. A avaliação das incertezas de medição do analisador foi realizada de acordo com as determinações da versão brasileira do EA-4/02 - Expressão da Incerteza de Medição de Calibração publicado pelo INMETRO. Os resultados obtidos mostraram-se adequados às exigências de exatidão determinadas pelas normas ANSI/AAMI DF2 (American..., 1996) e ANSI/AAMI DF80 (American..., 2003), tendo apresentado uma incerteza expandida relativa para as medições de energia igual a 1,0% no pior caso. Nesta pesquisa foi também realizada uma análise da incerteza definicional do processo de calibração utilizado e avaliou-se a capacidade do processo. Para os cálculos da capacidade do processo, foi determinado um erro máximo para as medições de energia igual a 5% ou 1,0 J, o que for maior. Este erro máximo é igual a 1/3 do erro máximo admissível para a energia entregue pelos desfibriladores, em outras palavras, é igual ao erro máximo admissível para um instrumento de medição pela Norma ANSI/AAMI DF2 (American..., 1996). Os resultados obtidos para a capacidade do procedimento de calibração mostraram-se adequados para as especificações de um analisador de desfibriladores e cardioversores, tendo obtido como resultado, no pior caso, um índice de capacidade Cm igual a 2,87, que é bem superior, portanto, a 1,0, sendo este o limite mínimo para que o procedimento seja considerado capaz de calibrar a medição de energia sem atribuir uma incerteza definicional demasiadamente grande.

This paper describes a research involving the development of a defibrillator and cardioversor analyzer and its metrological evaluation. The evaluation results are presented. The evaluation of measurement uncertainties was performed according to the directives of the Brazilian version of the EA-4/02 - Expressing Uncertainty in Calibration Measurements - published by INMETRO. The results conformed to the accuracy prescriptions defined in the ANSI/AAMI DF2 (American..., 1996) and ANSI/AAMI DF80 (American..., 2003) standards, presenting an expanded relative uncertainty of energy measurements of 1.0% in worst cases. An uncertainty analysis was performed for the calibration process employed in the research and the process capacity was evaluated. A maximum error of 5% or 1.0 J, whichever is greater, was determined for the energy measurements taken to calculate process capacity. The maximum error is 1/3 of the maximum error acceptable for the energy delivered by the defibrillators, i.e., it is the maximum error acceptable for a measurement device according to the ANSI/AAMI DF2 (American..., 1996) standard. The results for the capacity of the calibration procedure were shown to be appropriate for the specifications of a defibrillator and cardioversor analyzer. At worst case the capacity index Cm was 2.87, well above the threshold of 1.0, which is the minimum value needed to consider the procedure as capable of calibrating energy measurements without incurring in a large definition uncertainty.

Medidores de pH ­ procedimento de avaliação e qualificação / Procedure for evaluating and qualifying pH meters

Neste artigo é apresentado um procedimento para avaliação e qualificação de medidores potenciométricos de pH, fundamentadoem normas técnicas nacionais, internacionais e normas da qualidade. O objetivo é introduzir um procedimentoque propicie o uso adequado do medidor de pH e leve à padronização da avaliação do equipamento e melhoriana confiabilidade dos resultados obtidos. O procedimento consiste em avaliar o medidor de pH por meio de um formulário cujos quesitos baseiam-se na inspeção do medidor, acessórios, insumos, documentação e testes. Para avaliar a aplicabilidade do método proposto, foram testados medidores de pH pertencentes a laboratórios de Curitiba. Nesses testes constatou-se que o procedimento permite definir critériosadequados de análise, pois abrange todas as fases do processo, o que permite evidenciar não-conformidades em todas elas, desde a seleção do medidor de pH, procedimento de controle e acompanhamento do processo até a emissão do parecer final. Os resultados in situ indicaram que a maioria dos medidores de pH apresentavam não-conformidadescom as normas vigentes. Observou-se a necessidade de manutenção periódica dos medidores e treinamento dos técnicos que realizam os ensaios. Constatou-se também que os profissionais não dedicam a devida atenção ao ensaio de medição de pH por considerá-lo simples, o que certamente contribui para a ocorrência de resultados incorretos.

In this article we describe a procedure for evaluating and qualifyingpotentiometric pH meters based on Brazilian and international technical standards and Brazilian quality standards. The aim of the study was to introduce a procedure that will enable pH meters to be used correctly and lead to a standardized approach to the evaluation of this instrument, as well as allowing more reliable results to be obtained. The procedure involves evaluating the pH meter by using an assessment form that covers inspection of the meter, accessories, supplies, documentation and tests. The feasibility of the proposed method was evaluated by testing pH meters belonging to a number of laboratories in Curitiba (Brazil). As a result of these tests it was found that the procedure allows suitable analytical criteria to be defined, as it covers all phases of the process, from the initial selection of the pH meter, through the procedure for controlling and following up the process, to the release of the final report, and therefore allows any non-compliance to be identified. The in situ results show that most of the meters tested do not comply with the prevailing standards and that regular routine maintenance needs to be carried out as well as training given to the technicians who perform the tests. It was also observed that the staff who use the pH meters do not take enough care when carrying out pH measurements because they believe it is a simple procedure, a fact which undoubtedly contributes to incorrect results.