21º Simpósio Internacional de Iniciação Científica da USP - SIICUSP
1. Monitoramento remoto da frequência cardíaca em ambientes
hospitalares utilizando rede ZibBee
Alysson Celso de Almeida Silva1, Luciano Cássio Lulio1,2
1
Universidade Paulista (ICET/UNIP) - Araraquara - SP
Universidade de São Paulo (EESC/USP) - São Carlos - SP
2
alyssoncalmeida@gmail.com / lclulio@sc.usp.br
1. RESUMO
O projeto proposto consiste no desenvolvimento de um monitor cardíaco remoto,
para inspeção e análise dos batimentos cardíacos em pacientes com tendência a
taquicardia e bradicardia. O protótipo é composto por um circuito eletrônico de
gerenciamento, com processamento de dados via micro controlador; módulos de
comunicação sem fio ZigBee que tratará o protocolo de mensagens enviadas e
recebidas em uma malha de rede de dados entre uma central (host) e o monitor
cardíaco local, no paciente; aplicativo supervisório em linguagem C# que
interpreta e manipula em tempo real no host.
2. INTRODUÇÃO
As Redes de Sensores Sem Fio que representam uma tecnologia emergente que
tem proporcionado um crescimento significativo das perspectivas industriais e
científicas em todo o mundo. O avanço da eletrônica tem permitido o
desenvolvimento de sensores e transceptores com consumo de energia e
dimensões cada vez menores. Assim, o uso de sensores sem fio organizados
em rede com o objetivo de monitorar e controlar um determinado ambiente, como
o de um hospital, é uma forte tendência para os próximos anos.
3. OBJETIVOS
O objetivo deste trabalho é implementar um sistema de monitoramento cardíaco
de pacientes em um ambiente hospitalar e assim identificar situações de
bradicardia e taquicardia, baseado em uma rede de sensores sem fio composta
por módulos XBee/ZigBee. Cada paciente será equipado com um sensor de
1
2. batimentos cardíacos, e assim está informação será enviada através do módulo
XBee/ZigBee para uma central de monitoramento.
4. METODOLOGIA
O sistema é constituído de três módulos. No primeiro há o módulo de aquisição
do sinal da frequência cardíaca do paciente, que é constituído de fonte de
alimentação, sensor foto transistor, filtros ativos e micro controlador. No
segundo, há o módulo de transmissão dos dados, constituído de um módulo
ZigBeeEnd-device e um módulo ZigBeeCoordinator.
No último nível, um
software responsável pelo monitoramento. No módulo de aquisição, são
utilizados duas etapas de filtro e amplificação do sinal obtido através do sensor
para envio do sinal tratado para o microcontrolador responsável por contabilizar
e transmitir os dados para o transmissor sem fio. No módulo de transmissão
sem fio, é utilizado transmissor ZigBee responsável em receber os dados do
micro controlador e enviar ao receptor ZigBee que faz a interface com o software
de monitoramento.
5. DESENVOLVIMENTO
O circuito de aquisição do sinal dos batimentos cardíacos é constituído por duas
etapas de amplificação e filtragem do sinal que foram primeiramente
dimensionadas
através
de
cálculos
matemáticos.
Na
segunda
etapa
desenvolvemos, para simulação, o circuito de aquisição no software Proteus.
Figura 01: Circuito elétrico de amplificação.
2
3. 6. RESULTADOS
Como resultados dos trabalhos obtivemos o estudo e implementação de técnicas
de condicionamento e transmissão do sinal para três problemas distintos; o
condicionamento, transmissão e a supervisão, entre o circuito de aquisição e um
software de monitoramento.
Figura 02: Módulo microcontrolado de interpretação dos batimentos cardíacos.
7. FONTES CONSULTADAS
BARONTI, PAOLO; PRASHANT, Pillai; CHOOK, Vince W.C.; CHESSA, Stefano; MUST,
Alberto; HU, Y. Fun. (2007).Wireless sensor networks: A survey on the state of the art and
the 802.15.4 and ZigBee standards. Computer Communications (30). 2007. p. 1655-1695.
BRANQUINHO, O. C.; REGGIANI, N.; ANDREOLLO, A. G. (2005). Redes de comunicação de
dados sem fio - uma análise de desempenho. In: ISA SHOW SOUTH AMERICA Feira SulAmericana e 5 Congresso Internacional de Automação, Sistemas e Instrumentação. São Paulo,
Brasil, 2005
STREETON, M.; STANFIELD, C. (2005). Zigbee: the telemetry solution? In: The IEE Seminar on
Telemetry and Telematics. Savoy Place, London, UK, 2005. p. 8/1 – 8/4.
Junqueira, W.N.G. Auditoria Cardiologia de Netter médica em perspectiva: presente e futuro de
uma nova especialidade. Criciúma: Edição do Autor, 2001.
3