Cardio-Respirômetro

Ferramenta para Saúde Livre

Descrição do Projeto

O presente projeto versa sobre o desenvolvimento de um hardware aberto e livre (HAL) que está sendo desenvolvido numa parceria entre a Unidade de Métodos Não-Invasivos (UNMI) do Hospital de Clínicas de Porto Alegre e o Centro de Tecnologia Acadêmica (CTA). Neste trabalho pretendemos produzir um HAL que possibilite fácil acesso aos dados, que seja passível de adaptações para se moldar às perguntas científicas, de baixo custo, documentação detalhada e que fomente a formação de uma comunidade de usuários e desenvolvedores.

A ferramenta em questão será capaz de monitorar a modulação da frequência cardíaca em função da respiração e será aplicada em pesquisas médicas no HCPA envolvendo técnicas da Yoga e pacientes com insuficiência cardíaca, desenvolvimento de jogos de biofeedback e protocolos de pesquisa diversas com treinamento de rotinas e monitoramento simultâneos. Apesar de já existirem muitas pesquisas sobre a Yoga, pouco se sabe sobre o comportamento dos parâmetros fisiológicos durante a execução destas práticas, geralmente estes estudos são feitos a partir de uma caracterização do paciente antes e depois do período de treinamento. Esta ferramenta vai possibilitar preencher esta lacuna ao monitorar todo o processo de prática.

No seu desenvolvimento estão sendo usados HAL's como o Arduino, Shield Amplificador de Instrumentação , Respirômetro, ECG, assim como as programações nas linguagens Python e C.
A versão mais atual do instrumento conta com medição do eletrocardiograma (ECG) e cintas volumétricas (extensômetro) para acompanhar o volume do pulmão. Este instrumento foi utilizado na prova de conceito de um jogo respiratório que apresenta suas fases seguindo o protocolo de pesquisa usado para os estudos em yôga, ou seja, pode servir para treinamento dos pacientes.

Esperamos que este HAL além de facilitar e estimular a pesquisa acadêmica em geral sirva para o treinamento e monitoramento dos exercícios sem a presença de instrutores, fomente a respiração como uma interface para controle de jogos podendo ser aplicado na criação de rotinas de fisioterapias diversas, sirva às tecnologias assistivas com controles respiratórios e impulsione a cultura do conhecimento aberto e livre no contexto da saúde.

Autores: Flávio Depaoli, Béuren Bechlin e Nelso Jost.

Orientadores: Prof. Dr. Rafael Pezzi (CTA-IF-UFRGS), Prof. Dr. Ruy Silveira Moraes (UMNI-HCPA) e Profa. M.a Carla Lopes (PPg-HCPA e ULBRA).

Agradecimentos especiais a Paulo Miller pela confecção e elaboração das placas, ao professor Mauro Thin pelo elaboração do circuito do eletrocardiograma (ecg) e ao Rodrigo Dillenburg também pelos trabalhos com o ecg.


Principais Características

  • Eletrocardiograma;
  • Cintas para Volumetria do pulmão;
    • Calibração usando um pneumotacógrafo;
  • Modular, podendo ser usado para monitorar o coração e a respiração de forma independentes;
  • Interface amigável ao usuário;
  • Acessível: baixo custo;

Documentação

Desenvolvimento

Cintas Volumétricas.......................Pneumotacógrafo

.............................Eletrocardiograma.......................

Repositórios GIT

Próximos Passos
  • Estudar o código do Pneumotacógrafo;
  • Redesenhar (mais simples) o circuito do Shield Amplificador de Instrumentação para uso do extensômetro (Cintas Volumétricas);
  • Desenhar shield para acoplamento ECG (pinos p2) + Cintas/Extensômetro (plug simples);
  • Coleta de dados em cartão SD (estudar processamento);

Uso

Avisos legais e licenciamento

Copyright 2016 Centro de Tecnologia Acadêmica, IF / UFRGS.

Esta documentação descreve hardware aberto e está licenciada sob termos da licença de hardware aberto do CERN Ver. 1.2.

Você pode redistribuir e modificar esta documentação sob os termos da CERN OHL v.1.2. (http://ohwr.org/cernohl). Esta documentação é distribuída SEM QUALQUER GARANTIA EXPRESSA OU IMPLÍCITA, INCLUINDO COMERCIAIS, QUALIDADE SATISFATÓRIA OU ADEQUAÇÃO PARA UM PROPÓSITO OU USO PARTICULAR. Vejas a licença CERN OHL v.1.2 para condições aplicáveis.Para o texto da versão completa da licença acesse CERN Open Hardeware License v1.2.

Histórico

Data Evento
24/06/16 Tarde Cardiorrespiratória CTA-HCPA
26/08/16 Primeiros testes das cintas volumétricas com extensômetro
22/09/16 Visita ao HCPA para informações sobre pneutacógrafo

Contatos

  • Gerente do Projeto:
    • Flávio Depaoli: flaviodepaoli[arroba]yahoo.com.br
  • Contribuidores:
    • Béuren Felipe Bechlin: beuren.bechlin[arroba]ufrgs.br
    • Nelso G. Jost: nelsojos[arroba]gmail.com
    • Rafael Pezzi: rafael.pezzi[arroba]ufrgs.br
    • Paulo Sérgio Müller: psm.1[arroba]hotmail.com
    • Ruy Silveira Moraes Filho :rfilho[arroba]hcpa.edu.br
    • Carla Lopes: lopescarla.p[arroba]gmail.com

Referências Bibliogáficas
  • [1] Saul JP1, Berger RD, Albrecht P, Stein SP, Chen MH, Cohen RJ. Transfer function analysis of the circulation: unique insights into cardiovascular regulation. Am J Physiol, www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/1928405, 1991 Oct;261(4 Pt 2):H1231-45.
  • [2] G.D. Pinna, R. Maestri, M.T. La Rovere, E. Gobbi, and F. Fanfulla. 2005. Effects of paced breathing on ventilaory and cardiovascular variability parameters during short-term investigations of autonomic function. AJP-Heart Circ Physiol, www.ajpheart.org, vol 290, january 2006.
  • [3] E.Jovanov. 2005. On Spectral analysis of Heart rate Variability during Very Slow Yogic Breathing. IEEE Engineering in Medicine and Biology 27th Anual Conference, Shangai, China, September 1-4, 2005

Referências Técnicas

proposta.png (38,7 KB) Flávio Depaoli, 20/10/2016 12:42

cardioRepirometro.png (9,2 MB) Flávio Depaoli, 27/10/2016 02:59

propostaCardio.png (149,4 KB) Flávio Depaoli, 27/10/2016 03:02