Um sistema embarcado para captura e análise de sinais fotopletismográficos de duplo canal simultâneo para detecção de CoA

CNPqAs cardiopatias congênitas (CC) figuram como o grupo de defeitos de nascimento mais comuns e graves no mundo. A incidência de CC é estimada em cerca de 90 para cada 10000 nascidos vivos. As cardiopatias são doenças graves e a falta de diagnóstico precoce pode levar a óbito ou a complicações sérias, algumas incapacitantes. Entre várias técnicas utilizadas para a detecção de CC, a medição da saturação sanguínea feita através da oximetria de pulso (OP), vem sendo estabelecida como método barato e não invasivo, de triagem de recém nascidos. No entanto, estudos têm mostrado que o teste com oximetria de pulso pode ser pouco efetivo na detecção algumas cardiopatias congênitas. Uma das CC cujo a OP apresenta baixo desempenho na detecção é a Coarctação da Aorta (CoAo). A CoAo é caracterizada pelo estreitamento de uma porção da artéria aorta descendente e se não diagnosticada e tratada precocemente pode levar a óbito ou a complicações sérias como hipertensão, doença arterial coronária, falha congestiva do coração, recoarctação, aneurisma da aorta, ruptura da aorta e acidentes cerebrovascular. Uma dos sintomas da CoAo é um atraso ou redução do pulso femoral (extremidade inferior) em relação ao pulso braquial (extremidade superior), de modo que técnicas que analisem variações no pulso sanguíneo são promissoras na detecção desta cardiopatia. A fotopletismografia (PPG), por exemplo, é um método optoeletrônico utilizado para medir o volume de sangue no leito microvascular do tecido de partes do corpo. Estudos têm analisado diversos índices extraídos do sinal fotopletismográfico, tanto relacionados à amplitude do sinal, quanto ao seu comportamento no tempo, os quais têm apresentado relações diretas com a saúde do sistema cardiovascular. Este fato indica que a comparação de sinais de PPG capturados nas extremidades superior e inferior do corpo é um potencial indicador da presença de cardiopatias. Este trabalho visou o desenvolvimento de um sistema de hardware e software para captura e análise de sinais fotopletismográficos em dois locais do corpo simultaneamente. O sistema, que recebe os sinais através de sensores comerciais amplamente utilizados pelos profissionais de saúde, os condiciona e extrai características dos pulsos obtidos (picos sistólico e diastólico, início do pulso e dicrotic notch) das duas curvas captadas e calcula índices a partir de tais características. Este projeto focou no desenvolvimento do sistema e análise das várias características dos sinais captados, além do cálculo dos índices. No futuro, o sistema deverá ser utilizado em um cenário clínico para avaliação de sua especificidade e sensibilidade na detecção de cardiopatias congênitas, entre elas a CoAo.Congenital heart disease (CHD) figure as the most common birth defects group in the world. The incidence of CHD is estimated at about 90 for each 10000 born alive. Heart diseases are serious diseases and lack of early diagnosis can lead to death or serious complications, some of which are disabling. Among several techniques used for the detection of CC, the measurement of blood saturation through pulse oximetry (PO) has been established as a cheap and non-invasive screening method for newborns. However, studies have shown that the pulse oximetry test may be ineffective in detecting some congenital heart defects. One of the CHD whose PO has poor detection performance is Coarctation of Aorta (CoA). CoA is characterized by the narrowing of a portion of the descending aortic artery and, if undiagnosed and treated early, can lead to death or serious complications such as hypertension, coronary artery disease, congestive heart failure, recoarctation, aortic aneurysm, aortic rupture and stroke. One of the symptoms of CoAo is a delay or reduction of the femoral pulse (lower extremity) in relation to the brachial (upper extremity) pulse, so that techniques that analyze variations in the blood pulse are promising in the detection of this cardiopathy. Photoplethysmography (PPG), for example, is an optoelectronic method used to measure the volume of blood in the microvascular tissue of the body parts tissue. Studies have analyzed several indices extracted from the photoplethysmographic signal, related to the amplitude of the signal and its behavior in time as well, which have presented direct relations with the health of the cardiovascular system. This fact indicates that the comparison of captured PPG signals at the upper and lower extremities of the body is a potential indicator of the presence of cardiopathies. This work aimed at the development of a hardware and software system for capturing and analyzing photoplethysmographic signals at two sites of the body simultaneously. The system, which receives signals through commercial sensors widely used by professionals of health, conditions and extracts characteristics of the pulses obtained (systolic and diastolic peaks, and dichrotic notch) of the two curves captured and calculates indices from such characteristics. This project focused on the development of the system and analysis of the various characteristics of the signals captured, besides the calculation of the indices. In the future, the system should be used in a clinical setting to assess its specificity and sensitivity in the detection of congenital heart diseases, including CoAo