Desenvolvimento de sistema para monitoramento não-invasivo da frequência cardíaca e oximetria de pulso através da fotopletismografia - Wilges, Rogério de Mattos (My University, 2022)
The need to continuously monitor the physiological parameters for diagnosis has been encouraging the development of technologies associated with sensors and non-invasive signal acquisition systems, which maintain sufficient quality for extracting the necessary information and monitoring, thus bringing practicality, and causing minimal discomfort to users. Clinical assessments of patients can be performed by observing vital signs, such as temperature, respiratory rate, heart rate, blood pressure and blood oxygen saturation level. In this scenario, the development of a system for monitoring heart rate and oximetry in real time with wireless transmission becomes a challenge, since it may have relevant applications and facilitate integration with other devices. Thus, this work aims to develop a system capable of acquiring the photoplethysmography signal, and through this, extract and monitor heart rate parameters, peripheral oxygen saturation, and transmit them wirelessly. The necessary references for the development of a proposal presented here are also presented, dealing with the human physiology involved in the process of heart rate and oximetry, the techniques for acquiring the photoplethysmography signal. Next, the relevant details of the methodology are presented, covering the development stages of the work, involving the circuit and data flow, the main hardware elements, experimental procedure and comparison standards in order to validate the system. Steps related to the prototype project are also presented, with the integration of components, firmware implementation, development of a web server which is intended to make the processed data available to the user. Finally, it is emphasized that the results obtained by the prototype through comparative tests, remained within the percentage of uncertainties inherent to the devices used as comparison standards, qualifying the prototype for the proposed application. [resumo fornecido pelo autor]
A necessidade em monitorar de forma contínua os parâmetros fisiológicos para diagnóstico, vêm incentivando o desenvolvimento de tecnologias associadas a sensores e sistemas não invasivos de aquisição de sinais, que mantenham a qualidade o suficiente para extração da informação necessária e monitoração, desta forma trazendo praticidade, e causando o mínimo desconforto aos utilizadores. As avaliações clínicas dos pacientes, podem ser realizadas através da observação de sinais vitais, tais como temperatura, frequência respiratória, frequência cardíaca, pressão sanguínea e nível de saturação de oxigênio no sangue. Nesse cenário, o desenvolvimento de um sistema para monitoração da frequência cardíaca e oximetria em tempo real com transmissão sem fios, torna-se um desafio, uma vez que poderá ter aplicações relevantes, e facilitar a integração com outros dispositivos. Desta forma, este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de um sistema capaz de adquirir o sinal de fotopletismografia, e através deste, extrair e monitorar os parâmetros de frequência cardíaca, saturação periférica de oxigênio, e transmiti-los sem fio. Também são apresentadas as referências necessárias para o desenvolvimento de uma proposta aqui apresentada, tratando sobre a fisiologia humana envolvida no processo de frequência cardíaca e oximetria, as técnicas para aquisição do sinal de fotopletismografia. Na sequência são apresentados os detalhes pertinentes a metodologia, onde abrange-se as fases de desenvolvimento do trabalho, envolvendo o circuito e fluxo de dados, os elementos principais do hardware, procedimento experimental e padrões de comparação afim de validar o sistema. Também são apresentadas etapas relativas ao projeto do protótipo, com a integração dos componentes, implementação do firmware, desenvolvimento de um servidor web o qual destina-se a disponibilizar ao usuário os dados processados. Por fim, ressalta-se que os resultados obtidos pelo protótipo através de testes comparativos, permaneceu dentro do percentual de incertezas inerentes aos dispositivos utilizados como padrões de comparação, qualificando o protótipo para a aplicação proposta. [resumo fornecido pelo autor]
Keywords: Engenharia eletrônica; Fotopletismografia; Frequência cardíaca; Oximetria; Microcontroladores