Sistema embarcado reconfigurável para aquisição de sinais de eletrocardiograma

Abstract

Os Smartphones apresentam atualmente recursos que possibilitam o desenvolvimento de sistemas moveis para utilizacao na area medica, originando uma area chamada m-Health (mobile-health). Um dos exames medicos mais comuns e o eletrocardiograma (ECG), o qual e efetuado de forma nao invasiva e permite o diagnostico de diferentes doencas cardıacas, possibilitando um tratamento previo para evitar problemas mais graves. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um sistema embarcado reconfiguravel para aquisicao de sinais de ECG e um aplicativo para visualizacao e armazenamento destes sinais obtidos em um smartphone com Android. O sistema embarcado e constituıdo por uma FPAA (Field Programmable Analog Array) na qual implementa-se, de forma reconfiguravel, todo circuito eletronico necessario para o condicionamento do sinal de ECG. O sinal amplificado e filtrado pela FPAA e digitalizado por um microcontrolador que transmite o sinal para o smartphone atraves de um modulo Bluetooth. Alem da visualizacao e armazenamento dos sinais, o aplicativo possibilita a reconfiguracao parcial do circuito de ECG (ganho ajustavel) ou total (alteracao total do circuito de condicionamento). Os parametros medidos nos testes do circuito de ECG (resposta em frequencia, imunidade ao potencial de meia celula, CMRR, impedancia de entrada e consumo) e a qualidade dos sinais de ECG registrados em um indivıduo foram satisfatorios. Pode-se verificar a flexibilidade proporcionada pela FPAA atraves da reconfiguracao total, onde as respostas em frequencia medidas nos circuitos genericos, corresponderam com fidelidade as respostas teoricas desejadas. Atraves dessa dissertacao, conclui-se que a FPAA e um dispositivo recomendado para uso em sistemas de aquisicao de sinais bioeletricos, assim como outros, principalmente pela facilidade da reconfiguracao. Espera-se que o sistema desenvolvido sirva como base para o desenvolvimento de trabalhos futuros na area de m-Health e tambem no desenvolvimento de interfaces homem maquina usando sinais bioeletricos.

ABSTRACT - Smartphones today have features that enable the development of mobile systems for use in the medical field, creating an area called m-Health (mobile health). One of the most common medical tests is the electrocardiogram (ECG), which is non-invasive and allows the diagnosis of various heart diseases, enabling prior treatment to prevent more serious problems. The objective of this work was to develop a reconfigurable embedded system for acquiring ECG signals and an Android application for viewing and storing these signals in a Smartphone. The embedded system comprises an FPAA (Field Programmable Analog Array) in which it implements, at reconfigurable manner, all necessary electronic circuitry for conditioning the ECG signal. The signal amplified and filtered by the FPAA is digitalized by a microcontroller which transmits the signal to the smartphone through a Bluetooth module. Besides signal display and storage, the application enables partial reconfiguration of the ECG circuit (adjustable gain) or full reconfiguration (total change of the conditioning circuit). The parameters measured in the tests of ECG circuit (frequency response, halcell potential immune, CMRR, input impedance and consumption) and the quality of ECG signals recorded from one patient were satisfactory. It can also be noted the flexibility offered by the FPAA through full reconfiguration, where the frequency responses measured in generic circuits, corresponded faithfully the theoretical responses. Through this dissertation, it is concluded that the FPAA is recommended for use in bioelectric signals acquisition system, as well as others, particularly the ease of reconfiguration. It is expected that the system will serve as a basis for the development of future work in the field of m-Health, and also in the development of human-machine interfaces using bioelectrical signals.