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Monitoramento Cardíaco por Sensoriamento

Centro Universitário Do Norte

Escola de Exatas

Walter Charles Sousa Seiffert Simões

Adriela Oliveira

• Introdução

• Concepção da Arquitetura

• Implementação do Modelo Proposto

• Testes e Resultados

• Considerações Finais

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Roteiro

Walter Seiffert Simões/ Adriela Oliveira

• Problema• “Como as tecnologias de IOT voltadas a Healthcare podem ser utilizadas para

auxiliar nas atividades de monitoramento de pacientes em locais fora da coberturade atendimento médico nas questões de perfil cardíaco, de forma precisa e emtempo real e a um custo acessível? ”

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Introdução


• Problema• Alguns dos problemas a serem tratados:

• Locais fora de cobertura de redes de dados: precisa realizar um armazenamentolocal;

• Passagem de dados a unidades servidoras médicas autorizadas;

• Monitoramento dos tipos: Específico e Mapa;

• Construção de projeto em baixo custo;

• Permitir o acompanhamento remoto do médico;

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Introdução


• Problema• A falta de saneamento básico;

• A falta de escolas;

• A falta de profissionais de saúde;

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Introdução


• Problema• No Brasil, a região norte é a que possui a menor quantidade de

médicos por habitantes– Média nacional – 1,5 médicos por mil habitantes;

– Média europeia – 3,4 médicos por mil habitantes;

• IBGE indica que existe 1 médico por mil habitantes

• Nas capitais:– Manaus – 1,1 médicos por mil habitantes

– Macapá – 1,4 médicos por mil habitantes

– Belém – 3,4 médicos por mil habitantes

• Interior da Amazônia – 0,4

– 0,2 no Amazonas

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Introdução


• Problema

• Fatores geradores deste números:

• Naturais e Políticos

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Introdução


• Problema – Fatores Naturais

• Grandes extensões de floresta (60% do território brasileiro);

• Baixa densidade populacional (30% da população brasileira);

• Dificuldades de transporte;

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Introdução


• Problema – Fatores Políticos

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Introdução


• Problema do Estudo

• Sociedade de cardiologia estima 200 mil mortes por doenças cardíacas;

• Dificuldade ao acesso médico;

• Dificuldade ao acesso aos recursos, principalmente de dispositivos de monitoramento;

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Introdução


• Objetivo Geral do Projeto• Especificar, construir e validar um dispositivo vestível de monitoramento cardíaco,

para coletar dados dos sinais cardíacos, através de sensores ECG(eletrocardiograma) e de frequência, enviando para uma estação base de coleta dedados na nuvem, acessível ao médico e profissionais de saúde.

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Objetivos


• Objetivos Específicos• Identificar um conjunto de técnicas e ferramentas para construção de sistemas

vestíveis de monitoramento cardíaco;

• Definir as hipóteses e estratégias a serem utilizadas nas construções do dispositivovestível e do servidor em nuvem;

• Experimentar o uso do dispositivo vestível no monitoramento de pacientes;

• Coletar e analisar os dados resultantes da aplicação dos métodos adotados.

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Objetivos


• Introdução





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Roteiro


• Identificação do Estado da Arte• Sistema de Kumar (2013): trabalha com nanosensores wearable monitorando

sinais fisiológicos EMG (Eletromiografia) e ECG (Eletrocardiogramia),transmitindo por wi-fi;

• Sistema de Ranjan (2014): mede saturação de oxigênio SpO2, frequênciacardíaca, pressão e temperatura;

• Sistema de Abrar et al. (2012): monitora sinais de ECG em tempo realutilizando o protocolo GSM (Group Special Mobile) e GPRS (General PacketRadio Services) para o envio dos dados à internet;

• Dos trabalhos relacionados foram observadas as técnicas, vantagens edesvantagens e o cenário de uso;

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Concepção da Arquitetura


• Definição da arquitetura

• Dispositivo vestível de monitoramento do sinal fisiológico de ECG efrequência cardíaca utilizando rede zigbee;

• Uso de técnicas de adequação e integração do módulo de comunicaçãosem fio Xbee a micro controladora Arduíno e sensores.

• A exibição dos dados em página HTML, hospedada em um servidor web eservidor de aplicação baseado em Apache para acesso remoto.

• Os dados serão armazenados localmente em uma memória eremotamente em um banco de dados Firebird.

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• Ambiente off-line

• O ambiente off-line é composto por dispositivo vestível.

• Para desenvolvimento do dispositivo será integrado:– uma microcontroladora com software embarcado;

– micro sd para armazenamento redundante dos dados;

– um sensor de ECG que irá fazer a leitura dos sinais e enviará para a rede local;

– interface html, para visualizar os dados sem necessidade de internet.

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• Ambiente on-line

• Após os dados chegarem ao nó central de comunicação será enviadopara a nuvem (ambiente on-line) onde estará hospedados uma base dedados e servidor de aplicação.

• O dados são enviados para a internet e através da requisição domédico ou usuário cadastrado;

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• Ambiente on-line

• Um eletrocardiograma (ECG) é um exame de saúde na área decardiologia no qual é feito o registro da variação dos potenciaiselétricos gerados pela atividade elétrica do coração.

• O exame não apresenta riscos. Eventualmente podem ocorrer reaçõesdermatológicas em função do gel necessário para melhorar aqualidade do exame.

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• Ambiente on-line: Visualização dos sinais de ECG e Frequência cardíaca

• Os batimentos serão apresentados pelos parâmetros:

• Menor que 60 é considerado batimento fraco;

• Entre 60 e 100 será considerado normal;

• Maior que 100 será considerado alterado (força de impulso muitoforte).

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• Ambiente on-line: Visualização dos sinais de ECG e Frequência cardíaca

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Os dados do ECG será

visualizado através dos ciclos

cardíacos (P-QRS-ST-T-U).

Uma forma típica de ECG é

mostrada na Figura.

A onda P é devido à

despolarização dos átrios, QRS é

devido à despolarização dos

ventrículos e a onda T é devido a

repolarização dos ventrículos.

• Critérios eletrocardiográficos de patologia cardíaca

• SVE – Sobrecarga ventricular esquerda

• Recomendados índices de Sokolow Lyon e de Cornell:

• Índice de Sokolov-Lyon: onda S de V1 + onda R de V5 ou V6 >35mm;

• Índice de Cornell: onda R de aVL + onda S de V3 maior do que 28 mm em homens e 20 mm em mulheres.

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• Critérios eletrocardiográficos de patologia cardíaca

• SVD – Sobrecarga ventricular direita

• Componente R do QRS de V1 e V2 de voltagem maior que o máximo para a idade (maior do que 7mm em V1 no adulto).

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• Introdução





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Roteiro


• Dispositivos da plataforma Arduino

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Implementação do Modelo Proposto



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• Introdução





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Roteiro


• Teste

• Importante: Todos os testes realizados em ambiente controlado,

pelos desenvolvedores;

• Está em andamento o processo de homologação junto ao Comitê deética – UFAM;

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Testes e Avaliações


• Avaliações Off-line e On-line

• O resultado será avaliado de forma quantitativa, apresentadoatravés de imagens, gráficos e tabelas.

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• Avaliações Off-line e On-line

• Parte Off-line: espera-se que tenha eficácia em armazenar osdados e transmiti-los na rede local e para a internet;

• Parte on-line: espera-se boa performance na recepção dosdados;

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• Introdução

• Trabalhos Relacionados





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Roteiro


• Conclusões

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Considerações Finais


•A principal contribuição deste trabalho é o desenvolvimento de umprotótipo que possa ser incorporado no acompanhamento de perfilcardíaco por sensoriamento ECG de determinados pacientes em seusambientes domiciliares pelos seus médicos.

Este protótipo também apresenta características altamente desejáveisem trabalhos de IOT, como: mobilidade e conexão em nuvem, quepermitem seu uso em diversos ambientes, mesmo em local que nãopossua conexão com a internet (off-line) e o recebimento dos dadospelo médico em momento posterior.

• Artigos aceitos

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Considerações Finais


•OLIVEIRA, Adriela; SIMOES, Walter. DESENVOLVIMENTO DEDISPOSITIVO VESTÍVEL UTILIZANDO REDE ZIGBEE PARAMONITORAMENTO DE PACIENTES CARDÍACOS. XXV CBEB - CongressoBrasileiro de Engenharia Biomética, 2016.

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Perguntas


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