Monitoramento Cardíaco por Sensoriamento

Transcrição

1 Centro Universitário Do Norte Escola de Exatas Monitoramento Cardíaco por Sensoriamento Walter Charles Sousa Seiffert Simões Adriela Oliveira

2 Roteiro Introdução Concepção da Arquitetura Implementação do Modelo Proposto Testes e Resultados Considerações Finais 2

3 Introdução Problema Como as tecnologias de IOT voltadas a Healthcare podem ser utilizadas para auxiliar nas atividades de monitoramento de pacientes em locais fora da cobertura de atendimento médico nas questões de perfil cardíaco, de forma precisa e em tempo real e a um custo acessível? 3

4 Introdução Problema Alguns dos problemas a serem tratados: Locais fora de cobertura de redes de dados: precisa realizar um armazenamento local; 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; 4

5 Introdução Problema A falta de saneamento básico; A falta de escolas; A falta de profissionais de saúde; 5

6 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 6

7 Introdução Problema Fatores geradores deste números: Naturais e Políticos 7

8 Introdução Problema Fatores Naturais Grandes extensões de floresta (60% do território brasileiro); Baixa densidade populacional (30% da população brasileira); Dificuldades de transporte; 8

9 Introdução Problema Fatores Políticos 9

10 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; 10

11 Objetivos 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 de dados na nuvem, acessível ao médico e profissionais de saúde. 11

12 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 dispositivo vestível 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. 12

13 Roteiro Introdução Concepção da Arquitetura Implementação do Modelo Proposto Testes e Resultados Considerações Finais 13

14 Concepção da Arquitetura 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, frequência cardíaca, pressão e temperatura; Sistema de Abrar et al. (2012): monitora sinais de ECG em tempo real utilizando o protocolo GSM (Group Special Mobile) e GPRS (General Packet Radio Services) para o envio dos dados à internet; Dos trabalhos relacionados foram observadas as técnicas, vantagens e desvantagens e o cenário de uso; 14

15 Concepção da Arquitetura Definição da arquitetura Dispositivo vestível de monitoramento do sinal fisiológico de ECG e frequência cardíaca utilizando rede zigbee; Uso de técnicas de adequação e integração do módulo de comunicação sem fio Xbee a micro controladora Arduíno e sensores. A exibição dos dados em página HTML, hospedada em um servidor web e servidor de aplicação baseado em Apache para acesso remoto. Os dados serão armazenados localmente em uma memória e remotamente em um banco de dados Firebird. 15

16 Concepção da Arquitetura 16

17 Concepção da Arquitetura 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. 17

18 Concepção da Arquitetura 18

19 Concepção da Arquitetura Ambiente on-line Após os dados chegarem ao nó central de comunicação será enviado para a nuvem (ambiente on-line) onde estará hospedados uma base de dados e servidor de aplicação. O dados são enviados para a internet e através da requisição do médico ou usuário cadastrado; 19

20 Concepção da Arquitetura Ambiente on-line Um eletrocardiograma (ECG) é um exame de saúde na área de cardiologia no qual é feito o registro da variação dos potenciais elétricos gerados pela atividade elétrica do coração. O exame não apresenta riscos. Eventualmente podem ocorrer reações dermatológicas em função do gel necessário para melhorar a qualidade do exame. 20

21 Concepção da Arquitetura 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 muito forte). 21

22 Concepção da Arquitetura Ambiente on-line: Visualização dos sinais de ECG e Frequência cardíaca 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. 22

23 Concepção da Arquitetura 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. 23

24 Concepção da Arquitetura 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). 24

25 Roteiro Introdução Concepção da Arquitetura Implementação do Modelo Proposto Testes e Resultados Considerações Finais 25

26 Dispositivos da plataforma Arduino Implementação do Modelo Proposto 26

27 Dispositivos da plataforma Arduino Implementação do Modelo Proposto 27

28 Dispositivos da plataforma Arduino Implementação do Modelo Proposto 28

29 Roteiro Introdução Concepção da Arquitetura Implementação do Modelo Proposto Testes e Resultados Considerações Finais 29

30 Testes e Avaliações Teste Importante: Todos os testes realizados em ambiente controlado, pelos desenvolvedores; Está em andamento o processo de homologação junto ao Comitê de ética UFAM; 30

31 Testes e Avaliações Avaliações Off-line e On-line O resultado será avaliado de forma quantitativa, apresentado através de imagens, gráficos e tabelas. 31

32 Testes e Avaliações Avaliações Off-line e On-line Parte Off-line: espera-se que tenha eficácia em armazenar os dados e transmiti-los na rede local e para a internet; Parte on-line: espera-se boa performance na recepção dos dados; 32

33 Roteiro Introdução Trabalhos Relacionados Concepção da Arquitetura Implementação do Modelo Proposto Testes e Resultados Considerações Finais 33

34 Conclusões Considerações Finais A principal contribuição deste trabalho é o desenvolvimento de um protótipo que possa ser incorporado no acompanhamento de perfil cardíaco por sensoriamento ECG de determinados pacientes em seus ambientes domiciliares pelos seus médicos. Este protótipo também apresenta características altamente desejáveis em trabalhos de IOT, como: mobilidade e conexão em nuvem, que permitem seu uso em diversos ambientes, mesmo em local que não possua conexão com a internet (off-line) e o recebimento dos dados pelo médico em momento posterior. 34

35 Artigos aceitos Considerações Finais OLIVEIRA, Adriela; SIMOES, Walter. DESENVOLVIMENTO DE DISPOSITIVO VESTÍVEL UTILIZANDO REDE ZIGBEE PARA MONITORAMENTO DE PACIENTES CARDÍACOS. XXV CBEB - Congresso Brasileiro de Engenharia Biomética,

36 Perguntas 36