COMPETIÇÃO INTEL - GASPARIN, SPILLERE, SUZUKI, ZARO

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Proposta de Participação 
Competição Intel de Sistemas Embarcados 
SBESC 2015 
 
 
Dados da Proposta 
 
Nome do Projeto: Monitoramento remoto de oximetria de pacientes com problemas 
respiratórios severos para homecare 
Professor responsável: 
E-mail: 
Professora Doutora Daniela Ota Hisayasu Suzuki 
suzuki@eel.ufsc.br 
Instituição: Universidade Federal de Santa Catarina 
Data: 
10/04/2015 
 
Equipe 
Nome: Formação E-Mail 
Camila Gasparin Licenciada em Física e graduanda em 
Engenharia Eletrônica 
myluxa@gmail.com 
Janio Damiani Spillere Graduando em licenciatura em Física janio_d_spillere@hotmail.com 
Luiz Eduardo Zaro Graduando em Engenharia Eletrônica 
 
LuizEduardoZaro@hotmail.com 
 
Categorias do Concurso 
( ) Categoria 1: Altera DE2i-150 
(X) Categoria 2: Intel GalileoBoardGen 2 
 
Áreas do Concurso 
 
Categoria 1: Altera DE2i-150 
( ) Real Time Programming 
( ) Security and Secure Applications 
( ) System-on-a-chip (SOC) interfaces 
( ) Power Aware Applications 
( ) Multi-Core/Multi-Threading 
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( ) Networking Applications 
( ) Graphics and Video applications 
( ) Embedded Software Development 
 
Categoria 2: Intel Galileo Board Gen 2 
( ) Smart car/homes/grids/cities 
(X) Health 
( ) Industrial Automation 
( ) Werable 
( ) Security 
( ) Retail 
( ) Accessibility 
 
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Identificação e histórico da equipe 
 
 
 
Professora Doutora Daniela Ota Hisayasu Suzukipossui graduação, mestrado e doutorado em Enge-
nharia Elétrica pela Universidade Federal de Santa Catarina (1996, 2003 e 2009, respectivamente), 
com ênfase em engenharia biomédica. Atualmente é professora adjunta do Departamento de Enge-
nharia Elétrica da Universidade Federal de Santa Catarina, atuando principalmente nos seguintes 
temas: sensores, eletrônica aplicada, equipamentos eletromédicos, instrumentação biomédica, expe-
rimentos e modelamento matemático de fenômenos biológicos, eletroporação, bioeletromagnetismo 
e eletroquimioterapia. Tem experiência na área industrial, tendo desenvolvido equipamentos eletrô-
nicos de segurança no trânsito. 
 
 
 
Camila Gasparin: 
Estudante da terceira fase da graduação em Engenharia Eletrônica da Universidade Federal de Santa 
Catarina. Cursando a disciplina de Circuitos e Técnicas Digitais, introdutória da série de disciplinas 
que embasam o desenvolvimento de Sistemas Embarcados. 
 
 
 
Janio Damiani Spillere: 
Estudante de licenciatura em Física com formação de Técnico em Eletrotécnica e Eletrônica, com 
vasta experiência e atuação profissional na área industrial. 
 
 
 
Luiz Eduardo Zaro: 
Estudante da graduação em Engenharia Elétrica da Universidade Federal de Santa Catarina cursan-
do a sexta fase. 
 
 
 
 
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Descrição do sistema embarcado a ser desenvolvido. 
 
 
 
 Considerando um oxímetro de dedo portátil, o sistema será conectado a ele de forma a envi-
ar a uma central de monitoramento, através de uma conexão com a internet, os dados adquiridos 
pelo equipamento. 
 
 A obtenção dos dados necessários será através de led’s infravermelho e vermelho e sensores. 
Será necessário o desenvolvimento de um módulo para aquisição e condicionamento do sinal para a 
entrada analógica da placa Galileu. Nesta etapa será necessária a implementação de alguns filtros 
ativos e amplificação de alguns sinais. Posterior a análise dos dados pela placa Galileo, os resulta-
dos serão enviados via internet. Como o processamento será efetuada na placa Galileo, aos dados a 
serem enviados pela internet serão menores. 
 
Uma vez obtido o sinal na placa Galileo, o sinal será processado na placa. Através do pro-
cessamento do sinal, poderá ser obtido da variabilidade da frequência cardíaca, desta uma análise 
em frequência para obtenção da verificação da atuação do sistema simpático e parassimpático do 
paciente. Estes dados são importantes para análise no domínio do tempo, que talvez seja a forma 
mais simples, produz medidas como o desvio padrão em relação ao intervalo cardíaco normal. A 
análise no domínio da frequência analisa o espectro de potência em duas faixas principais, a faixa 
de baixas frequências (LF: 0,04 a 0,15 Hz) e a de altas frequências (HF: 0,15 a 0,4 Hz). 
 
A placa disponilizará através de um servidor na internet os dados do paciente através de se-
nha. Os dados estarão disponíveis ao usuário através de computadores e smartphones. 
 
Esse módulo, a placa Galileo, converterá o valor analógico medido (seja em tensão ou cor-
rente) em valor digital e o enviará para o sistema os valores máximo e mínimo esperados de uma 
medida ideal do nível de oxigênio. Além das análises da variabilidade da frequência cardíaca. 
 
O aplicativo fará a comparação do valor normal, ou esperado, com o valor medido. Assim, 
com um programa, uma central de atendimento de emergência pode considerar os níveis históricos 
de oximetria e frequência cardíaca do paciente e enviar uma equipe de socorro caso este nível esteja 
perigosamente alterado. 
 
O nível de oximetria normal de cada paciente pode ser individualmente programado por 
qualquer médico que faça atendimento inicial a ele ou, através dos dados do paciente como idade, 
peso e altura, este pode ser encaixado em uma categoria pré-programada. 
 
 
 
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Justificativa e áreas de aplicação 
 
 
 
Considerando as mudanças climáticas e aumento dos níveis de poluição, aos quais estão 
submetidas todas as regiões do planeta, muitos problemas respiratórios, especialmente em idosos e 
crianças, surgem ou são agravados. Também, ainda que haja diminuição do número mundial de 
fumantes, os problemas respiratórios decorrentes deste vício, como câncer de pulmão e enfisema 
pulmonar, ainda são recorrentes. 
 
Como todos estes problemas e fatores são e levam a problemas respiratórios consideráveis 
pode ser necessário medir o nível de oxigênio no sangue dos pacientes para assegurar que os níveis 
estejam seguros e poder prestar socorro em casos emergenciais. 
 
Com isto, tanto na saúde pública quanto na privada é interessante que haja o monitoramento 
remoto dos níveis de oxigênio no sangue destes pacientes para que o atendimento emergencial pos-
sa ser prestado antecipadamente antes que a situação do paciente se agrave e tornando maior a pos-
sibilidade de recuperação deste. 
 
Bem como, poderá ser obtida variabilidade da frequência cardíaca, com estes dados será 
possível identificar diversas dependências com uma variedade de fenômenos, incluindo respiração, 
baroreceptores, funcionamento do sistema nervoso autônomo, temperatura corporal, taxa metabóli-
ca, nível de hormônios e variações diurnas-noturnas. Por exemplo, diminuição do HRV após um 
episódio de infarto do miocárdio foi descoberto estar fortemente ligada com o aumento da mortali-
dade pós-traumática. 
 
Outras aplicações são, por exemplo, medidas de estresse e predição de crises epilépticas. A 
análise da HRV em medidas do nível de estresse mental, ou seja, durante o desenvolvimento de 
uma atividade mentalmente estressante mostra que os valores da HRV tendem a reduzir e, além 
disso, a relação LF/HF pode apresentar uma elevação. Uma complicação desta análise é que o es-
tresse age diferente nas pessoas devido a genética, gênero e ambiente. 
 
Essa medição pode ser realizada com um oxímetro de dedo portátil, sem necessidade de in-
cisão nem maiores equipamentos, podendo ser utilizado normal, diária e constantemente pelo paci-
ente. 
 
Desta forma, o foco do projeto é a manutenção da saúde com objetivo principal no monito-
ramento remoto para socorro emsituações de emergência, mas também podendo ser aplicado para 
relatórios a estarem disponíveis aos médicos nas consultas de rotina eletivas ou não. Havendo histó-
rico recente de grandes variações dos níveis de oximetria ou pequenas variações por grandes perío-
dos, o médico poderá definir as ações a serem realizadas.