Desenvolvimento de um sistema à escala reduzida para determinação do tipo de sangue humano

Abstract

A determinação do tipo sanguíneo é um dos testes clínicos mais importantes que precede uma transfusão de sangue. Em situações de emergência, as transfusões sanguíneas são críticas, especialmente quando não há tempo para determinar o tipo de sangue do paciente, devido ao seu estado clínico, sendo a transfusão realizada com base no dador universal (tipo sanguíneo O negativo). Esta situação pode acarretar um conjunto de complicações clínicas para o paciente. Os sistemas e métodos existentes, atualmente, para a determinação do tipo sanguíneo apresentam algumas limitações, nomeadamente: subjetividade no caso dos métodos manuais; e elevado custo e tempo de resposta, no caso dos sistemas automáticos. Assim, no âmbito desta dissertação foi desenhado e construído um dispositivo automático para a determinação do tipo sanguíneo ABO-Rh, com as seguintes características: pequenas dimensões, 150 mm × 120 mm × 70 mm; portátil, permitindo a realização de análises próxima do paciente; baixo custo, em relação aos sistemas automáticos existentes no mercado; e tempo de resposta curto, permitindo a realização de uma análise em menos de 5 minutos. Estas características tornam o dispositivo vantajoso para operar especialmente em situações de emergência e fora dos laboratórios de análises clínicas, minimizando algumas das limitações dos sistemas/métodos atuais. O dispositivo implementado recorre à espetrofotometria, por absorção ótica, para detetar a reação de aglutinação em amostras sanguíneas, previamente preparadas e introduzidas no sistema. O protocolo experimental utilizado baseia-se na preparação de quatro amostras de teste, recorrendo ao protocolo convencional em lâmina, em que são utilizadas amostras de sangue total misturadas com soluções comerciais de anticorpos tipo A, B, AB e D. Uma vez introduzidas, simultaneamente, as amostras de teste no dispositivo, este determina três valores de densidade ótica (DO) por amostra, em comprimentos de onda específicos. Com base nestes valores, o sistema classifica cada uma das amostras em aglutinada ou não aglutinada e determina o tipo sanguíneo em análise, por aplicação de um algoritmo de decisão implementado no dispositivo. Os elementos base do dispositivo são: um sistema de LEDs e a sua eletrónica de controlo; fotodíodos e a sua eletrónica de leitura e um microcontrolador com display táctil (interface do utilizador com o dispositivo). O sistema foi testado e validado em ambiente laboratorial utilizando amostras padronizadas cedidas pelo Instituto Português de Sangue, correspondentes a diferentes tipos de sangue ABO-Rh.

Blood type determination is one of the most important clinical tests that precede a blood transfusion. In emergency situations, blood transfusions are critical, once usually, due to the patient condition there is no time to blood typing and it is administered the universal donor blood type (O negative). This situation can bring some clinical risks to the patient. The systems and methods available nowadays to blood typing have some limitations, such as, the subjectivity of the manual tests and the high cost and time response of the automatic systems. Therefore, in this thesis, it is presented an automatic electronic device to ABO-Rh human blood typing with the following features: miniaturized, 150 mm × 120 mm × 70 mm; portable, allowing blood type determination near the patient; low-cost, comparing to the automatic systems available today; and fast response time, allowing performing analysis in less than 5 minutes. With these features the system is especially advantageous to operate in emergency situations and outside a conventional clinical laboratory, decreasing some limitations of the existents systems/methods. The developed device is based on a spectrophotometric approach and in the detection of agglutination reaction in the test samples, previously prepared and introduced into the device. The experimental procedure is based on the conventional plate protocol, i.e., preparation of four test samples by mixing blood samples with commercial antibodies solutions type A, B, AB and D. The samples are, simultaneously, introduced into the system and three discrete values of optical density (for each sample) are obtained at specific wavelengths. Based on these values, the device classifies each sample in agglutinated or non-agglutinated and determines the blood type by the application of a decision algorithm, based on the samples classification. The basic elements of the implemented device are: a group of LEDs and its electronic control system, photodiodes and their electronic reading system and a microcontroller with a touchscreen (user interface with the device). The system has been tested and validated in the laboratory using standardized samples, corresponding to different blood types ABO-Rh, provided by the Portuguese Blood Institute.