Desenvolvimento e avaliação de um sistema de aquisição de sinais de pletismografia remota, com estimação sem contato de frequência cardíaca e respiratória

Abstract

A fotopletismografia remota (rPPG) tem se destacado como uma técnica promissora para a medição não invasiva de sinais fisiológicos, com potencial de aplicação em diversas áreas, incluindo saúde e segurança pública. No entanto, sua implementação ainda enfrenta desafios relacionados a interferências externas, como variações de iluminação e movimentos involuntários. Diante disso, este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de um protótipo de rPPG de baixo custo e portátil, capaz de capturar sinais fisiológicos com maior confiabilidade, além de propor um método de estimação eficiente e acessível. O sistema foi projetado para ser uma alternativa a soluções comerciais de hardware e software fechados, oferecendo maior transparência e flexibilidade para pesquisas futuras e aplicações práticas. Para atingir esse objetivo, foram analisados dez algoritmos de conversão de sinais RGB em sinais de rPPG, avaliando seu desempenho em 27 regiões faciais distintas. O estudo buscou identificar quais combinações entre regiões faciais e algoritmos produziam os melhores resultados em diferentes condições experimentais. Os testes demonstraram que o desempenho ideal varia conforme o experimento, o que motivou o desenvolvimento de um indicador de qualidade capaz de prever quais combinações seriam menos ruidosas e proporcionariam aferições mais precisas. Esse indicador mostrou-se eficaz na seleção de amostras de sinal com menor interferência. Os experimentos foram conduzidos sob condições controladas de iluminação e ruído de movimento, evidenciando a necessidade de aprimoramento do dispositivo para aplicações em ambientes mais adversos. Os resultados obtidos demonstram que a abordagem proposta é viável e que o uso do indicador de qualidade pode contribuir para melhorar a precisão da rPPG em diferentes cenários. Além disso, a construção de um protótipo portátil e acessível possibilita novas investigações e aplicações práticas, especialmente em situações que demandam monitoramento rápido e não invasivo. Como perspectiva futura, sugere-se o aprimoramento do hardware e a adaptação do sistema para ambientes com maior variabilidade luminosa e de movimento, ampliando sua aplicabilidade no monitoramento fisiológico remoto.