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TRABALHO INTERDISCILINAR DIRIGIDO INTITUTO POLITCNICO Centro Universitrio UNA

ACOMPANHAMENTO CARDACO REMOTO

Curso: Engenharia de Computao Professor TIDIR: Elson de Abreu Rocha Junior Alan Carlos Rodrigues da Silva, Andrezza Rodrigues Castro Fonseca, Bruno Henrique Rocha de

Almeida, Mike Robert Siqueira, Veridiane Lais Reis de Souza

Resumo - Este artigo tem como escopo o desenvolvimento de um prottipo para acompanhamento cardaco remoto. A apresentao dos conceitos bsicos sobre

arritmia, arduno, sensores e comunicao GSM. Demonstrao prtica da leitura

de informaes transmitidas pelo sistema do sensor em frequncia dos batimentos

cardacos. Palavras-chave Cardaco, Arritmia, Sensor, GSM.

1 INTRODUO

Segundo Nogueira (2013, p.28) a sade entendida como progresso e

recurso essencial do desenvolvimento social, econmico e pessoal e ainda como

importante dimenso do bem-estar e da qualidade de vida. Ou seja, s haver um

pleno desenvolvimento da sociedade a partir do momento que a preocupao com a

sade e a qualidade de vida se tornar prioridade. O autor tambm cita que alguns

fatores influenciam gradativamente na produtividade dos trabalhadores e ainda

acrescenta que a sade determina, at certo ponto, a capacidade de trabalho e a produtividade de uma populao, cujos aumentos possibilitam um maior investimento em fatores que permitem melhor a sua qualidade de vida. A sade , simultaneamente, indicador e fator de desenvolvimento. (NOGUEIRA 2013, p.28)

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Sendo assim, considerando a importncia da sade para o desenvolvimento

da sociedade, pode-se destacar os problemas cardacos como fator relevante que

influencia na qualidade de vida da populao. De acordo com a Organizao

Mundial de Sade1 (2014), as doenas cardacas so as que mais matam no

mundo, significante o nmero de mortes que tem como causa doenas do corao.

Pode-se citar como exemplo a afirmao de Gonalves (2005. p.43), a qual

diz que as arritmias mais graves, podem causar parada cardaca e leso cerebral

irreversvel.

No decorrer do tempo, a tecnologia tem contribudo para o avano de

diversas reas, especialmente da medicina. A utilizao da tecnologia na rea em

questo impacta de forma positiva na qualidade de vida, principalmente na

preveno de problemas que podem evoluir para um quadro mais crtico.

Diante disto a questo norteadora deste estudo foi elaborada: De que forma

um dispositivo de acompanhamento cardaco pode aumentar a qualidade de vida

das pessoas com arritmia? Deste modo, objetiva-se propor um acompanhamento do

comportamento da frequncia cardaca remotamente de pacientes que apresentam

arritmia. Objetiva-se especificamente montar um circuito contendo um sensor de

pulso de batimento cardaco integrado a um microcontrolador Arduno UNO e um

mdulo GSM; obtendo atravs deste circuito a frequncia cardaca de um paciente e

transmitindo estes dados via internet.

2 REFERENCIAL TERICO

2.1 Sistema Web

Oliveira (2003) define Web como sistema com padres para armazenagem, recuperao, formatao e exibio de informaes usando a tecnologia cliente/servidor, onde seus usurios podem combinar textos, vdeos, grficos e sons para disponibilizar apresentaes informativas e atraentes.( OLIVEIRA 2003, p.45)

Percebe-se atravs deste conceito que h uma srie de recursos que podem

ser utilizados na interao dos usurios. importante salientar que esta interao e

o processamento de informaes so feitos em tempo real.

1 NEWS.MED.BR, 2011. OMS divulga as dez principais causas de morte no mundo. Disponvel em: . Acesso em: 4 out. 2014.

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O autor tambm cita que A Web a ferramenta que mais tem contribudo

para o crescimento e popularizao da Internet, alm de permitir sua utilizao

comercial. Isto , esta tecnologia tem contribudo para uma maior acessibilidade e

transmisso da informao como um todo.

2.2 Arritmia

Segundo Gonalves (2005, p.41) "arritmia o termo usado para designar

todos os distrbios na frequncia, no ritmo e na conduo (ou propagao) dos

impulsos eltricos cardacos." Como significado literal: a falta de ritmo. Gonalves tambm cita que ocorre arritmia quando o corao bate na

frequncia menor que 60 ou maior que 100 vezes por minuto ou em que o batimento

cardaco irregular.

2.3 Sensor de pulso AMPED um sensor de frequncia cardaca plug-and-play2 para

Arduno. Essencialmente combina um sensor de frequncia cardaca ptica simples,

com um circuito de amplificao e cancelamento de rudo tornando-o rpido e fcil

obter leituras de pulso de confiana. Alm disso, ele funciona com apenas 4 mA em

5V, o que sugere uso em aplicaes mveis. O sensor pode ser fixado sobre a ponta do dedo ou lobo da orelha e

conectado diretamente ao Arduno. Ele tambm inclui um aplicativo para gesto de

cdigo aberto que gera grficos em tempo real.

2.4 Mdulo GSM

Um mdulo GSM para Arduno um mdulo para operar na rede mvel

GSM de celulares, capaz de efetuar todas as funes de um aparelho convencional

como: Efetuar e receber chamadas, enviar e receber SMS.

O mdulo utiliza um rdio modem M10 que possibilita a comunicao da

placa usando comandos AT. O M10 um modem GSM/GPRS que trabalha nas

frequncias GSM850MHz, GSM900MHz, DCS1800MHz andPCS1900MHz.

2.5 Comandos AT

2 Segundo RAINER e CEGIELSKI (2012, p.409) plug and play um Recurso que permite que o sistema operacional reconhea um novo hardware e instale automaticamente o software necessrio (chamado driver de dispositivo)

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Os comandos AT so um conjunto de comandos que so utilizados para comunicao e configurao do mdulo GSM, como realizar e receber chamadas de voz, enviar e receber SMS atravs de redes celulares de tecnologia GSM, dentre outros servios.( SOUZA,2011)

Conforme o autor cita acima, os comandos AT so responsveis pelas

tarefas executadas pelo mdulo GSM.

2.6 Arduno O Arduno, projeto iniciado em 2005, uma plataforma de computao fsica

de fonte aberta (o que possibilita a criao de placas-clone) que apresenta ambiente

multiplataforma. McRoberts (2011, p.20) afirma que "a maior vantagem do Arduno

sobre outras plataformas de desenvolvimento de microcontroladores a facilidade

de sua utilizao". A placa Arduno baseia-se em uma placa simples de entrada/ sada; pode

ser utilizada para desenvolver projetos interativos independentes, ou conectado a

softwares do computador. Segundo Banzi (2011) a programao realizada via

IDE3 do Arduno, linguagem baseada na linguagem C, usado para a criao de um

sketch (esboo, pequeno programa de computador), do qual se faz upload para a

placa Arduno.

3 MATERIAIS E MTODOS

O presente trabalho caracteriza-se como pesquisa aplicada, visando gerar

conhecimentos para aplicao prtica, dirigidos soluo de problemas

especficos. Do ponto de vista dos objetivos, caracteriza-se a pesquisa como

exploratria explicativa, a qual se realiza levantamento bibliogrfico e so

identificados os fatores que contribuem para a ocorrncia dos fenmenos

estudados. (PINHEIRO, 2010).

Explicaram-se conceitos que promovem a fundamentao terica do

problema estudado e melhor entendimento da parte prtica, tais como: definio de

Sensor de pulso AMPED, Arduno e Mdulo GSM.

Em Resultados Experimentais desenvolveu-se a parte prtica, monitorou-se

a frequncia dos batimentos cardacos realizando a montagem de um circuito.

Utilizou-se para a montagem deste circuito: Arduino UNO, sensor de pulso AMPED,

3 Integrated Development Environment (ambiente de desenvolvimento integrado)

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celular motorola modelo W220 atuando como mdulo GSM. Parte da montagem do

circuito baseia-se num projeto de montagem apresentado no site Pulse Sensor4.

4 RESULTADOS EXPERIMENTAIS

Realizou-se a montagem de um prottipo capaz de detectar as pulsaes

cardacas e envi-las para um aplicativo em tempo real, ou posteriormente podero

ser enviadas para um banco de dados, realizando uma coleta automatizada das

informaes para monitorar a frequncia e batimentos cardacos.

4.1 Utilizando o Sensor de Pulso Utilizando o Sensor de Pulso AMPED a deteco da frequncia cardaca

realizada. A figura 1 representa a pinagem do sensor e a figura 2 representa a

montagem do sensor no Arduno.

Figura 1: Pinos do sensor. Fonte: PULSE SENSOR

4 PULSE SENSOR. Disponvel em . Acesso em: 8 out. 2014

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Figura 2: Pinos do sensor no Arduino. Fonte: PULSE SENSOR

O Sensor de Pulso AMPED alimentado com 05 volts podendo tambm ser

alimentado com 3,3 volts desde que a montagem seja alterada no Arduno para o

pino 3,3 volts e configurado em seu programa. A figura 3 apresenta o cdigo usado

para a leitura da frequncia e batimentos cardiovasculares.

Figura 3: Cdigo para a leitura dos batimentos cardacos. Fonte: DO AUTOR

4.2 Utilizando o Motorola-W220 O Motorola-W220 utilizado no prottipo do qual substitui o mdulo GSM para

Arduno tem como intuito automatizar o envio de SMS toda a vez que identificar uma

anormalidade nos batimentos cardacos. A figura 4 representa a montagem do

Motorola-W220 no Arduno.

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Figura 4: Motorola-W220 no Arduno

Os cabos laranja e branco na figura 4 esto conectados aos pinos TX e RX

respectivamente e o cabo verde no pino GND do Arduno. A figura 5 representa o

cdigo usado para envios de mensagens.

Figura 5: Cdigo para envio de mensagens. Fonte: DO AUTOR

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4.3 Prottipo Executou se ao final a montagem do Arduno com o Sensor de Pulso AMPED

e o celular Motorola modelo W220. A figura 6 representa o prottipo final.

Figura 6: Prottipo final. Fonte: DO AUTOR

Aps a montagem do prottipo foi possvel verificar os batimentos cardacos

conforme a Figura 7 abaixo.

Figura 7: Grfico gerado pelo sensor AMPED . Fonte: DO AUTOR

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5 CONCLUSO

Tendo em vista os resultados obtidos, pode-se dizer que o prottipo est

dentro da especificao inicial. O prottipo atingiu as expectativas, porm propem-

se estudos futuros a fim de aperfeio-lo e integr-lo com outros estudos

semelhantes. A partir desse aperfeioamento o prottipo poder ser utilizado

futuramente na rea mdica para auxlio do tratamento de pacientes com doenas

cardiovasculares.

6 REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

ARDUINO. Disponvel em Acesso em: 4 out. 2014. BANZI, Massimo. Primeiros Passos com o Arduino. 1 ed. So Paulo: Novatec, 2011 GONALVES, Maria A.B. Noes Bsicas de Eletrocardiograma E Arritmias. So Paulo: SENAC, 2005

MCROBERTS, Michael. Arduino Bsico. 1 ed. So Paulo: Novatec, 2011 MOTOROLA. Disponvel em < www.motorola.com> Acesso em: 10/11/2014 NEWS. MED. BR, 2011. OMS divulga as dez principais causas de morte no mundo. Disponvel em: . Acesso em: 4 out. 2014.

NOGUEIRA, Helena - Os Lugares e a Sade. Coimbra: IUC, 2008. (Cincias e Culturas; 6). ISBN 978-989-8074-33-1

OLIVEIRA, Mrian, ABDALA, Elisabeth vila (Organizadoras). Tecnologias da Internet: casos prticos em empresas. Porto Alegre: EDIPUCRS, 2003.

PINHEIRO, Jos M.S. Da iniciao cientfica a o TCC: uma abordagem para os cursos de tecnologia. 1 ed. Rio de Janeiro: Cincia Moderna Ltda., 2010

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PULSE SENSOR. Disponvel em

. Acesso em: 8 out. 2014

RAINER Jr., R. Kelly, CEGIELSKI, Casey. Introduo a sistemas de informao. 3 Ed. Rio de Janeiro: Elsevier Brasil, 2012

SOUZA, Andre J.M. Controle e automao de iluminao residencial por telefone. Braslia: Uniceub, 2011

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APNDICE A

Figura 8: Resumo do prottipo em um diagrama de estados

Figura 9: Motorola W220. Fonte: DO AUTOR

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Figura 10: Arduno UNO. Fonte: ARDUINO

Figura 11: Sensor de Pulso AMPED. Fonte: PULSE SENSOR

1 INTRODUO2 REFERENCIAL TERICO2.2 ArritmiaSegundo Gonalves (2005, p.41) "arritmia o termo usado para designar todos os distrbios na frequncia, no ritmo e na conduo (ou propagao) dos impulsos eltricos cardacos." Como significado literal: a falta de ritmo.Gonalves tambm cita que ocorre arritmia quando o corao bate na frequncia menor que 60 ou maior que 100 vezes por minuto ou em que o batimento cardaco irregular.2.3 Sensor de pulso AMPED um sensor de frequncia cardaca plug-and-play1F para Arduno. Essencialmente combina um sensor de frequncia cardaca ptica simples, com um circuito de amplificao e cancelamento de rudo tornando-o rpido e fcil obter leituras de pulso de conf...2.4 Mdulo GSM2.6 ArdunoO Arduno, projeto iniciado em 2005, uma plataforma de computao fsica de fonte aberta (o que possibilita a criao de placas-clone) que apresenta ambiente multiplataforma. McRoberts (2011, p.20) afirma que "a maior vantagem do Arduno sobre outra...A placa Arduno baseia-se em uma placa simples de entrada/ sada; pode ser utilizada para desenvolver projetos interativos independentes, ou conectado a softwares do computador. Segundo Banzi (2011) a programao realizada via IDE2F do Arduno, lin...

3 MATERIAIS E MTODOS4.3 ProttipoExecutou se ao final a montagem do Arduno com o Sensor de Pulso AMPED e o celular Motorola modelo W220. A figura 6 representa o prottipo final.5 CONCLUSOTendo em vista os resultados obtidos, pode-se dizer que o prottipo est dentro da especificao inicial. O prottipo atingiu as expectativas, porm propem-se estudos futuros a fim de aperfeio-lo e integr-lo com outros estudos semelhantes. A parti...6 REFERNCIAS BIBLIOGRFICASARDUINO. Disponvel em Acesso em: 4 out. 2014.BANZI, Massimo. Primeiros Passos com o Arduino. 1 ed. So Paulo: Novatec, 2011MCROBERTS, Michael. Arduino Bsico. 1 ed. So Paulo: Novatec, 2011