protótipo de monitor cardíaco em arduino

PROTÓTIPO DE MONITOR CARDÍACO EM ARDUINO
Beatriz da Costa Soriano, Mariana Santos do Lago, Thalia Soares de Oliveira, Vanessa Vieira de Sousa –
Ensino Técnico Incompleto1, Allan Jheyson Ramos Gonçalves2
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CTBJ - CÓLÉGIO TÉCNICO DE BOM JESUS
BR 135, km 3 - Planalto Horizonte
64900- 000 – Bom Jesus – PI
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CTBJ - CÓLÉGIO TÉCNICO DE BOM JESUS
BR 135, km 3 - Planalto Horizonte
64900- 000 – Bom Jesus – PI
Resumo Este Projeto foi desenvolvido no sentido de que as
novas tecnologias sejam vistas como mais uma ferramenta de
auxilio ao processo de monitoramento dos pacientes. O que nos
motiva são as imensuráveis mudanças que a tecnologia trouxe
para a área médica. Este projeto demonstra uma técnica de
medição da frequência cardíaca através do fluxo sanguíneo,
captada através do dedo do paciente durante o bombeamento
de sangue pelo coração. O circuito é relativamente simples e
econômico, bastante similar a alguns utilizados recentemente.
O grande diferencial está na comunicação Arduino, que
permite que estes dados sejam tratados. Em que podemos
acrescentar uma conexão com outras tecnologias, como no
caso de um aplicativo Android, desenvolvido para monitorar
esse paciente, estando a distancia, bastando somente está
conectado a uma rede de internet. Os circuitos aqui
desenvolvidos são bastante simples, mas similares aos
modernos aparelhos que temos hoje, porém com materiais de
baixo custo.
Palavras Chaves: Aplicativo, Android, Sensor, Arduino.
Abstract: This project was developed in the sense that new
technologies are seen as one more tool to aid of patient
monitoring process. What motivates us is the immeasurable
changes that technology has brought to the medical field. This
design demonstrates a technique of measuring heart rate
through the blood stream, captured through the patient's finger
during the pumping of blood by the heart. The circuit is
relatively simple and inexpensive, very similar to some
recently used. The big difference is in the Arduino
communication that allows these data are processed. We can
add a connection to other technologies, such as an Android
application, designed to monitor this patient, with the distance,
just simply is connected to an internet network. Circuits
developed here are quite simple, but similar to modern
equipment we have today, but with low-cost materials.
Keywords: Application , Android , sensor, Arduino.
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INTRODUÇÃO
Pensando em diminuir os números de superlotação nos
hospitais, os médicos idealizaram em manter certos pacientes
em internação domiciliar, permitindo que o paciente fique na
presença integral da família e com isso venha ter uma melhora
significativa. Dessa forma, os médicos começam a monitorar
estes pacientes em casa, porém tal proposta surge gerando um
alto custo para a família e um enorme desperdício de tempo por
parte do médico. Com isso, surgiu o Home Care: Cuidados
Médicos em Casa. Podemos nos perguntar o que é o Home
Care mais objetivamente são atividades voltadas aos pacientes
e seus familiares ou responsáveis, a serem realizadas em um
ambiente extra-hospitalar, em que os pacientes podem ser
tratados em suas casas, através de acompanhamento de
profissionais da saúde. Sendo assim utiliza e-Health pela qual
define-se tudo que relaciona medicina a internet.
Silva et.al (2005) relatam que nas últimas décadas vem
crescendo no mundo um movimento que busca respostas para a
insatisfação dos indicadores da qualidade de saúde e para os
altos custos sociais com a atenção hospitalar. Sendo assim,
pesquisas revelam que estes altos custos estão ligados
principalmente o processo de internação. Através da utilização
do e-Health o custo do tratamento fica mais baixo podendo ser
feito até mesmo domiciliarmente com o médico envolvido
apenas no monitoramento do paciente, obtendo todas as
informações necessárias para diagnóstico não precisando estar
no mesmo ambiente físico. Como a maioria destes aparelhos
não possui recursos suficientes para conexão com a Internet,
entre em cena o uso de uma placa Arduino para que sirva de
ponte de comunicação e possa assim conectar os aparelhos na
rede.
O presente projeto tem como motivação pessoas que
apresentam problemas cardíacos e hipertensão arterial e por
passar muito tempo nos hospitais tem a necessidade e vontade
de voltar para sua residência. Por ter tido muitos gastos, o
protótipo viria a sanar os gastos dos mesmos, pois os pacientes
Mostra Nacional de Robótica (MNR)
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serão monitorados em ambientes extra-hospitalar e o médico
receberá um alerta em seu celular caso haja alguma alteração.
São imensuráveis as mudanças que a tecnologia trouxe para a
área médica. Agora, mais recentemente, surgem os aplicativos
para os smartfones e tablets. Além das mudanças que
aconteceram dentro dos hospitais, as novas tecnologias também
interferiram no comportamento dos pacientes. A internet,
quando bem utilizada, é uma ótima ferramenta de informação
sobre a doença e seus tratamentos, e até mesmo um excelente
meio de contato entre médicos e pacientes.
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CONCEITOS BÁSICOS
Nessa sessão abordaremos sobre os conceitos necessários para
entendimento do projeto a partir da definição dos componentes
utilizados no protótipo.
2.1 Placa Arduino Nano
A plataforma foi projetada com a finalidade de ser de fácil
entendimento, de fácil programação e de fácil aplicação, além
de ser multiplataforma, podendo ser configurado em ambiente
Linux, Mac OS e Windows.
São pulsos digitais ligados a sensores e atuadores, que
permitem construir sistemas que percebam a realidade e
respondem com ações físicas. Ele é baseado em uma placa
micro controlada, com acessos de Entrada/Saída (I/O), sobre a
qual foram desenvolvidas bibliotecas com funções que
simplificam a sua programação.
2.2 Android Studio
Android Studio é um ambiente de desenvolvimento integrado
(IDE) para desenvolver para a plataforma Android. Um bom
desenvolvedor Android tem de saber dar qualidade ao
aplicativo que está desenvolvendo e isso inclui boa qualidade
de código, alta produtividade no desenvolvimento e
conhecimento em integrações de sistemas.
O Android Studio permite-lhe ver qualquer alteração visual que
fizermos a nossa aplicação em tempo real, e também pode ver
como irá parecer numa série de diferentes dispositivos
Android, cada um com diferentes configurações e resoluções,
simultaneamente. Outra funcionalidade no Android Studio são
as novas ferramentas para o código de empacotamento e
etiquetagem. Estas permitem que se mantenha no topo do seu
projeto quando lidar quando grandes quantidades de código. O
programa também utiliza um sistema de arrastar e largar para
mover os componentes por todo o interface do utilizador. Para
instalar o Android Studio, é necessário ter o Kit de
Desenvolvimento de Software Android (SDK) juntamente com
o Kit de desenvolvedor Java (JDK).
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O TRABALHO PROPOSTO
A idéia que norteou o projeto de ínicio foi o desenvolvimento
um um relógio programado em arduíno para pessoas com
doenças crônicas, ou seja, pessoas que precisam de mais
atenção na hora de tomar seus remédios. E que em sua pulçeira
pudesse ter compartimentos para guardar unidades do mesmo,
para facilitar mais ainda. Porém no amadurecimento da idéia
buscamos realizar um projeto que demonstra uma técnica mais
sofisticada. Então surgiu a idéia de um protótipo de batimentos
cardíacos através do fluxo sanguíneo, captada através do dedo
do paciente durante o bombeamento de sangue pelo coração.
Para tanto, diferencia-se dos demais porque o mesmo reflete
sobre o uso das novas tecnologias para a melhoria dos
processos de manutenção e restauração da saúde. Em tempos
Mostra Nacional de Robótica (MNR)
modernos, a tecnologia está cada vez mais ligada a nós. E não
poderia ser diferente na saúde. Temos visto robôs servindo de
instrumentos para cirurgiões e máquinas de alta precisão que
permitem visualizar o interior do corpo humano com nitidez e
segurança, contribuindo para o diagnóstico precoce e o
tratamento de inúmeras doenças.
Participaram do desenvolvimento do projeto quatro pessoas.
Sendo que o mesmo passou por duas importantes fases: A
primeira que se deu por meio de diversas pesquisas diante do
tema central. Em seguida a fase de desenvolvimento prático,
onde foi realizado testes e captura de resultados. E com base
em pesquisas, discursões, e elaborações de ideias escolhemos
um tema no qual estava voltado para o bem estar do ser
humano, um projeto viável e de grande serventia para uma
população que precisa está conectada ao médico. População
está que precisa confirir seus batimentos cardíacos e sua
pressão arterial sem que esta precise se deslocar para um
hospital ou Posto de saúde.
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MATERIAIS E MÉTODOS
O protótipo cardíaco é um projeto que consiste em pensar em
algo que seja útil. Com objetivo de realizar um aplicativo de
monitoramento cardíaco desenvolvido na plataforma para
dispositivos móveis da Google (Android) usando o Android
Studio. Através dessa ferramenta foram desenvolvidas
aplicações simples, fazendo novas implementaçoes até chegar
ao resultado final. No desenvolvimento do projeto a dupla
Mariana e Vanessa realizaram os testes no aplicativo. Foram
realizadas quinze aplicações orientadas pelo Professor, com
objetivos especifícos: No início aplicações em primeiro plano
e logo em seguida aplicações que rodam em segundo plano.
Na parte do protótipo cardíaco em arduíno, esteve sob os
comandos da dupla Beatriz e Thalia que foi desenvolvido com
capacidade de enviar informações interpretadas pela placa
arduíno e transmitir-las ao aplicativo. Foram feitos 2 testes na
placa arduíno na intenção de capturar e tratar os dados
enviados pelo Sensor de Pulso Cardíaco.
Para McRoberts (2011) Arduino é um pequeno computador
que você pode programar para processar entradas e saídas entre
o dispositivo e os componentes externos conectados a ele. Ele é
o que chamamos de plataforma física ou embarcada,ou seja,um
sistema que pode interagir com seu ambiente por meio de
hardware ou software.
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RESULTADOS E DISCUSSÃO
Dessa forma assegumos que a comunicação Arduino com o
sistema android de um smartphone, permite que estes dados
sejam enviados através de um aplicativo. Aplicação esta que
terá a função de exibir um alerte ao android do médico,
podendo assim, atendê-lo mesmo á distância, assim evitando
que o paciente venha a óbito por falta de socorro, a idéia não
consiste em garantir que o paciente não vá a óbito, mas sim que
ele tenha uma chance de ser socorrido a tempo. Em adultos, o
coração normal bate cerca de 60 a 100 vezes por minuto
durante condição de repouso e o sistema desenvolvido permite
analisar e monitorar estes batimentos em tempo real auxiliando
na detecção de anormalidades.
Esse protótipo poderar ser usado ainda para avaliar o
desempenho de marca-passo cardíaco. Assim como é eficiente
em pessoas que apresentam bradicardia(que é definida como
um ritmo cardíaco lento ou irregular, geralmente de menos de
60 batidas por minuto.) ou taquicardia (um ritmo cardíaco
rápido ou irregular, geralmente de mais de 100 batimentos por
minuto, e de até 400 batimentos por minuto.).
Silva, Kênia Lara ET.al. Internação domiciliar no sistema
único de saúde: Home Care in the Brazilian Nathional
Health System (SUS). Revista Saúde Pública, 2005.
Taquicardia. Disponível em
<http://www.medtronicbrasil.com.br/yourhealth/tachyca
rdia/index.htm>. Acesso em 29 de maio de 2016.
Figura 1 – Primeiro protótipo do Sensor Cardíaco.
Segundo Floriani et.al (2005), nas últimas décadas tem sido
crescente no mundo inteiro um movimento que busca respostas
para o fenômeno dos altos custos sociais com a atenção
hospitalar e a insatisfatória resposta comprovada pelos
indicadores de qualidade de saúde das populações.
Desenvolvendo o projeto analizamos que nem sempre o
médico está a disposição para atender um paciente, no caso, se
for o dia de descanso dele. O que fazer para quando alguma
anormalidade for detectada?
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CONCLUSÕES
Considerando o desenvolvimento do protótipo proposto para o
monitoramento remoto de pacientes, pode-se dizer que os
objetivos foram concluídos satisfatoriamente, pois conseguiuse o desenvolvimento do Sensor de batimentos cardíacos em
Arduino, com uma aplicação para informar o médico se algo
estiver anormal. O armazenamento das informações recebidas
pelo aplicativo será implementado após a realização de testes
práticos de monitoramento, com a participação de médicos e
pacientes voluntários no projeto. A parte da pesquisa que trata
da conexão com o banco de dados, a qual se pretende
desenvolver utilizando o protocolo HTTP para a conexão e
gravação dos dados do sensor na base de dados, de forma a
permitir que o profissional de saúde possa manter um histórico
com os dados de seus pacientes ainda será desenvolvida.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Arduino. Disponível em>http://arduino.cc/en/<. Acesso em 07
de abril de 2016.
Bradicardia.
Disponível
em
<http://www.medtronicbrasil.com.br/yourhealth/bradycardia/<. Acesso em 29 de maio de 2016.
Date, C.J., Introdução ao Sistema de Bancos de Dados. Rio de
Janeiro: Campus, 2003.
Floriani, Ciro Augusto, and Fermin Roland Schramm.
"Atendimento domiciliar ao idoso: problema ou
solução? Home care for the elderly: problem or
solution?." Cad. Saúde Pública 20.4 (2004): 986-994.
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