Monitorização de Sinais
Biomédicos em Assistentes
Pessoais Digitais
Grupo de Pesquisa:
Adson Ferreira da Rocha
Francisco Assis de Oliveira Nascimento
Hervaldo Sampaio Carvalho
Liana Sena
Iwens Gervásio Sene Jr.
Rafael Santos Ortis
Talles Marcelo G. de A. Barbosa
Introdução
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Projeto GIMPA
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PHM – Sistema Pessoal de Monitorização da Saúde
Objetivos
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Visualização em tempo real de sinais biomédicos
em um Assistente Pessoal Digital.
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Transmissão dos sinais para um PC.
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Visualização remota dos sinais.
Captura dos Sinais
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PROCOMP
No projeto visualização a partir de dados já
capturados dos seguintes sinais:
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ECG
–
EMG
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Pressão Arterial
–
Oxiometria de Pulso
–
Temperatura
–
Freqüência Cardíaca
PDA - Zaurus
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Zaurus SL-5500
–
Intel StrongArm 1110 – 206 Mhz – 235 Dhrystone MIPS
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64 RAM/16 ROM (Flash ROM)
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LCD 240x320 – 16 bits
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Compact Flash e Secure Digital
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Linux 2.4.18
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Qtopia – Interface Gráfica
PDA-Zaurus
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Limitações:
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Energia limitada
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Processamento limitado
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Processador de ponto fixo
Operações com ponto flutuante emuladas no Kernel do
linux
Resolução baixa
Zaurus - SO
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Qtopia
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Fork do Qt para sistemas embarcados.
Possibilidade de mudança do sistema operacional
com uma atualização da ROM.
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Open Zaurus
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Cacko
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Intefaces gráficas
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OPIE
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PicoGUI
Visualização - Medplot
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Requisitos:
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Tempo real
–
Baixo consumo energia e processamento
Implemetação usando C++ e o framework Qt/Qtopia
Visualização de sinais de ECG, EMG, pressão
arterial, temperatura, oxiometria, freqüência cardíaca
Transmissão dos sinais para um desktop via TCP/IP.
Transmissão dos sinais
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Necessário um protocolo específico que garanta:
–
integridade das informações
–
autenticação entre cliente e servidor
–
prioridade a determinados serviços
Requisitos do protocolo
–
Baixo overhead.
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A transmissão deve ser dependente do estado da
energia, prioridade do dado e custo computacional
Visão Geral - Medplot
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Estrutura do Programa:
Medplot
Sinal
Plotdata
Gerente de dados
Gerente de rede
Classe Medplot
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Classe responsável pelo controle e interface
gráfica.
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Gera a interface gráfica em tela cheia no Zaurus
–
Desabilita a proteção de tela do Zaurus
–
Cria e destrói cada instância dos sinais, gerente de
dados e de rede.
Classe Medplot
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Inteface inicial:
Classe datamanager
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Disponibiliza os dados para as classes dos sinais e
do gerente de rede
Os dados devem ser os mesmos para o gerente de
rede e para as classes dos sinais em um mesmo
instante de tempo.
Carrega os dados da rede ou de um banco de
dados local.
Classe Network
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Entidade responsável pelo envio dos dados para uma
estação remota.
Recebe os mesmos dados que são utilizados na
visualização.
Implementação mínima para o envio dos sinais:
–
conecta com o servidor e espera por uma requisição para
envio de um sinal.
–
recebendo uma requisição de sinal inicia envio
imediatamente.
–
termina a transmissão ao receber a requisição de finalização
Classe Sinal
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Classe Base de cada sinal plotado. Cada sinal
herda toda a estrutura desta classe.
Estruturas em comum a todos os sinais.
Atualização da tela em 30 fps para manter baixa a
utilização do processador e mostrar o sinal
percorrendo suavemente a tela do PDA.
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Em sinais com baixa freqüência de amostragem 1 fps.
Classe ECG
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Mostra o ECG na tela levando em consideração o
tamanho da tela.
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Mostra 2 segundos de ECG modo retrato.
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Mostra 2,5 segundos no modo paisagem.
Pega os dados do datamagnager e formata os
dados para a sua visualização na tela.
Dizima amostras para mostrar o sinal na tela
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máximo de pontos na tela 240.
Classe ECG
Classe EMG
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Mostra 2 segundos de um sinal de EMG na tela.
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Dizima amostras para mostrar todo o sinal na tela
Classe pressão arterial
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Mostra um gráfico das ultimas 10 amostras da
pressão arterial (sistólica e diastólica).
Mostra e atualiza a tabela contento o valor de cada
amostra.
Classes da freqüência cardíaca,
temperatura e oxiometria de pulso.
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Mostram um gráfico das ultimas 10 amostras dos
sinais e uma tabela com o valores.
Classe plotdata
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Classe que plota os dados na tela.
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Responsavel por “ligar os pontos” os gerados pelas
classes dos sinais.
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Double buffered.
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Cada classe possui usa propria instância do plotdata.
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Além dos sinais plota o fundo, os valores dos eixos ou
qualquer outro texto na tela.
Central em um Desktop
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Objetivo:
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Solicitar e receber os sinais capturados em diversos
monitores diferentes.
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Utiliza o mesmo código do Medplot.
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Mostra 3 segundos de ECG e EMG.
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Mostra até 3 sinais diferentes na mesma tela.
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Cada cliente conectado cria uma instancia do
Medplot modificado para o desktop.
Central
Testes de Desempenho
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Testes indiretos do consumo de energia
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Bug no Kernel.
Testes comparando o rendimento com:
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Luz de fundo on/off.
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Atualizações na tela.
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Comparação entre os sinais.
O comsumo de energia pelo processador é pequeno se
comparado com o consumo da luz de fundo.
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Utilização do processador de 30 a 40 %
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Memoria RAM utilizada pelo programa 3 MB.
Sugestões de continuação
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Desenvolvimento do protocolo de comunicação.
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Impacto do TCP/IP.
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Implementação em um Middleware.
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Comunicaçõ com os outros modulos.
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Sincronização.
Gerenciamento de Energia.
Testes com outras ROMs do Zaurus e com outros
PDAs.
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Testes enviando o sinal por uma rede sem fio.
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Visualização dos sinais capturados pelo Procomp.
Conclusões
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Visualização e transmissão de sinais biomédicos é
possível em um PDA.
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Custo computacional baixo.
Transmissão não gera um atraso grande na
visualização do sinal.
A utilização de energia é muito grande ao utilizar
a luz de fundo.