PROCESSAMENTO DE SINAIS BIOLÓGICOS

RESUMO

Entender como funciona a atual captação de sinais biológicos, utilizados amplamente tanto na área médica como veterinária e odontológica também, é de suma importância para a engenharia biomédica. Processamento de sinais biológicos possibilitou um amplo apoio na tomada de decisões aos profissionais de saúde, quando não de forma automatizada exprimir o exato diagnóstico do paciente.

Este trabalho consiste em explicar de forma simplificada as classes de processamento de sinais biológicos (PDS) utilizados em equipamentos médicos, assim como demonstrar aplicações para o mesmo, tanto ao nível de hardware quanto o de software já que está sendo aplicado na disciplina de Informática em saúde ministrado na Universidade de Brasília.

Palavras-chave: processamento de sinais biológicos, PDS, saúde.

 

ABSTRACT

Understand how Works the current capitation of Biological Signals, largely utilized both in medical area and veterinary and also in dentistry too, is of great importance for Biomédic Engeneering. Biological Signals processing enabled a broad support in decision making to health professionals, when not in an automated form to express an exact diagnostic of the pacient.

This paper consist in exemplify in a simplified way the classes of Biological Signal Processing (BSP) used in medic equipaments as well the application to demonstrate the same, in hardware level as well in the software level that is already been aplicated in discipline of Health Informact given in Universidade de Brasília.

Keywords: Biological Signal Processing, BSP, Health.

 

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO 8

2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 9

2.1 SINAIS BIOLÓGICOS 9

2.2 PROCESSAMENTO DE SINAIS (PDS) 9

2.3 REDES NEURAIS DE KOHONEN 10

3. PROCESSAMENTO DE SINAL BIOLÓGICO ELÉTRICO 11

3.1 ELETROCARDIOGRAMA 11

4. PROCESSAMENTO DE SINAL BIOLÓGICO MECÂNICO 13

4.1 CARDIOTOCOGRAFO 13

5. PROCESSAMENTO DE SINAIS BIOLÓGICOS QUÍMICOS 15

6. RUÍDO 17

6.1 FILTRAGEM DIGITAL DE SINAIS BIOLÓGICOS 17

7. APLICAÇÕES DE PROCESSAMENTOS DE SINAIS BIOLÓGICOS NA SAÚDE 18

7.1 MONITOR MULTIPARÂMETROS 18

8. ALGORÍTMO 20

8.1 ALGORITMO PARA CODIFICAÇÃO DE SINAIS ELETROFISIOLÓGICOS 20

9. CONCLUSÃO 22

10. REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA 23

 

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Aparelho de processamento de sinais 12

Figura 2 - Representação de Sinais 12

Figura 3 - Oxímetro 14

Figura 4 - Monitor multiparâmetros 18

Figura 5 - Diagrama de bloco do codificador e decodifcador 19

 

1. INTRODUÇÃO

É possível criar a analogia para sinais biológicos como tradutores do funcionamento do corpo para o entendimento humano. Sinais biológicos são meros mecanismos de comunicação que permitem a devida interpretação dos mecanismos que ocorrem em um determinado sistema biológico. Porém, o correto processamento dos mesmos é o que permite nos tempos hodiernos a evolução da medicina, permitindo não só uma infinidade de novos exames com maior precisão e acurácia, além de reduzir drasticamente medidas invasivas para real diagnóstico, como por exemplo, incisões cirúrgicas.

O corpo humano possui uma gama vasta desses sinais que podem ser analisados para diagnósticos, variando sua origem em químicos, elétricos ou mecânicos, todas as três origens exploradas atualmente por equipamentos médicos. Todavia, há a necessidade constante por melhores técnicas de processamento desses sinais, já que diversas patologias não possuem medidas curativas, ou possuem um grande delay para diagnóstico, o que acarretam em danos variados ao paciente.

Este trabalho possui o intuito de explicar e exemplificar parcialmente, o atual conhecimento na área de saúde e associada à engenharia, no que se refere ao processamento de sinais biológicos. Enfatizando principalmente as áreas de engenharia eletrônica e software, direcionando então para a engenharia biomédica.

2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

Possuir a noção de conceitos básicos para entendimento de um assunto novo é de suma importância, sendo assim este trecho do trabalho explica alguns conceitos básicos de forma simplificada, para facilitar o entendimento no decorrer do mesmo.

2.1 Sinais biológicos

A conceituação técnica adequada para o termo sinal biológicoé a de alguma variação de forma energética em função do tempo, que expressem o funcionamento de determinado mecanismo fisiológico ou morfológicode um sistema biológico. Estes estão classificados em três classes, podendo ser elétricos, mecânicos, ou químicos, que advém logicamente de sua origem, seja de impulsos elétricos, sons ou substâncias produzidas, por exemplo e respectivamente.

Ainda é possível caracterizar os sinais biológicos como determinísticos ou não-determinísticos, onde o termo determinístico implica na capacidade de expressar determinado sinal biológico através de equações e/ou mecanismos matemáticos através de técnicas computacionais ou eletrônicas. O que permite a criação de equipamentos para o processamento destes sinais, desde que a parte não-determinística seja retificada ao máximo, geralmente relacionada aos ruídos e corrigida por filtros (explicado futuramente neste trabalho).

2.2 Processamento de sinais (PDS)

O processamento é a chave para que os sinais biológicos