Título: | Projeto conceitual de um módulo de aquisição de ECG para aplicações em homecare |
Autor(es): | Ribeiro, Gabriel Martins |
Orientador(es): | Garcia, Euler de Vilhena |
Assunto: | Eletrocardiograma Cuidado domiciliar Eletrocardiograma - simulação de aquisição |
Data de apresentação: | 27-Jul-2023 |
Data de publicação: | 27-Set-2023 |
Referência: | RIBEIRO, Gabriel Martins. Projeto conceitual de um módulo de aquisição de ECG para aplicações em homecare. 2023. 90 f., il. Trabalho de conclusão de curso (Bacharelado em Engenharia Eletrônica) — Universidade de Brasília, Brasília, 2023. |
Resumo: | Doenças cardiovasculares (DCVs) são as principais causadoras de óbitos entre idosos no
mundo, consequentemente o monitoramento correto dos sinais cardíacos é tarefa crítica
para a medicina moderna. Os equipamentos usados para diagnóstico clínico de DCVs
devem ser adequados ao contexto em que o paciente está inserido, além de apresentar
confiabilidade técnica desde a etapa de aquisição dos sinais. Nessa contexto, desenvolveu-se o projeto informacional e conceitual (baseado no modelo de projeto PRODIP - Projeto
Integrado de Produtos) de um módulo de aquisição de ECG (Eletrocardiograma) que
atende as principais normas técnicas vigentes. Para verificar o funcionamento do módulo
projetado, foi realizada simulação de cada etapa separada do módulo completo, utilizando o software LT Spice versão 17.1.8. Inicialmente, o sistema capta o ECG sintético
por meio de 3 eletrodos estrategicamente posicionados no corpo do paciente. O sinal cardíaco foi, então, condicionado em amplitude e banda (atenuando-se ruídos externos) para
que estivesse dentro da faixa de aquisição de 0,05 Hz à 150 Hz (estabelecida pela norma
AAMI EC 11). Além disso (considerando a limitação de locomoção da população idosa),
realizou-se revisão de literatura científica de equipamentos para monitoramento remoto
de ECG em homecare, utilizando Internet das Coisas (Internet of Things - IoT). A partir
da literatura encontrada nos últimos 10 anos, construiu-se uma matriz de Pugh a fim
de definir o estado da arte em equipamento para diagnóstico e monitoramento de ECG
no cenário de homecare. O eletrocardiógrafo D-Heart apresentou a maior pontuação por
obedecer à maioria dos critérios estabelecidos. Outrossim, observou-se através de simulação, que o eletrodo comum Ag/AgCl (prata/cloreto de prata) possui melhor performance
na aquisição de ECG sintético que o eletrodo do tipo capacitivo de aço inoxidável, por
haver conservado o aspecto triangular do sinal original e atenuado melhor o ruído em
amplitude e banda. Porém, o eletrodo capacitivo não necessita de contato com a pele do
paciente, facilitando a sua aplicação. Destarte, como o objetivo principal desse trabalho
foi garantir qualidade na etapa inicial de aquisição do sinal cardíaco e estabelecimento do
cenário de interesse (homecare), futuros trabalhos poderão implementar as demais etapas
de processamento e apresentação do sinal de ECG com mais precisão e com qualidade
aceitável para diagnóstico clínico, baseado nas normas pesquisadas e no D-Heart. Através
da representação gráfica desses dados, os stakeholders (médicos, parentes e demais pessoas
interessadas nas informações cardíacas) poderão monitorar remotamente (via bluetooth),
na casa do paciente, a condição de saúde cardíaca do mesmo. |
Abstract: | Cardiovascular diseases (CVDs) are the main cause of death among the elderly in the
world, consequently the correct monitoring of cardiac signals is critical for modern medicine.
The equipment used for the clinical diagnosis of CVDs must be adequate to the context
in which the patient is inserted, in addition to presenting technical reliability from the
stage of signal acquisition. In this context, an informational and conceptual project was
developed (based on the PRODIP project model - Integrated Product Project) of an ECG
(Electrocardiogram) acquisition module that meets the main current technical standards.
To verify the functioning of the designed module, a computational simulation of each separate step of the complete module was carried out, using the LT Spice software version
17.1.8. Initially, the system captures the synthetic ECG through 3 electrodes strategically
placed on the patient’s body. The cardiac signal was then conditioned in amplitude and
band (attenuating external noise) so that it was within the acquisition range of 0.05 Hz
to 150 Hz (established by the AAMI EC 11 Standard). In addition (considering the limited mobility of the elderly population), a scientific literature review was carried out on
equipment for remote ECG monitoring in homecare, using Internet of Things (Internet
of Things - IoT). From the literature found in the last 10 years, a Pugh matrix was constructed in order to define the state of the art in equipment for diagnosis and monitoring of
ECG in the scenario of homecare. The D-Heart electrocardiograph had the highest score
for meeting most of the established criteria. Furthermore, it was observed through simulation that the common electrode Ag/AgCl (silver/silver chloride) has better quality in the
acquisition of synthetic ECG than the electrode of the capacitive type of stainless steel,
for having preserved the triangular aspect of the original signal and further attenuated the
noise in amplitude and band. However, the capacitive electrode does not require contact
with the patient’s skin, facilitating it’s application in homecare scenario. Thus, once the
main goal of this project is to guarantee the quality of the first step of cardiac signal
acquisition and establishment of the scenario of interest (homecare), future studies may
implement other processing steps and present the ECG signal with more precision and
with acceptable quality for clinical diagnosis, based on standards and D-Heart electrocardiograph. Through the graphical representation of this data, the stakeholders (doctors,
relatives and other people interested in cardiac information) can remotely monitor the
patient’s cardiac health condition via bluetooth, in the patient’s home. |
Informações adicionais: | Trabalho de conclusão de curso (graduação) — Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, 2023. |
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