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Mestrado Integrado em Engenharia Biomédica

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Apresentação em tema: "Mestrado Integrado em Engenharia Biomédica"— Transcrição da apresentação:

1 Mestrado Integrado em Engenharia Biomédica
Pressão Arterial Mestrado Integrado em Engenharia Biomédica Teresa Cardoso Nuno Santos Liliana Valente Ana Carapeto

2 Objectivo Construir um protótipo capaz de registar as pressões sistólica e diastólica por esfigmomanometria. Pressão Arterial - Instrumentação e Aquisição de Sinais

3 Pressão Sanguínea É a força exercida pelo sangue contra a superfície interna dos vasos sanguíneos. É originada pelo batimento cardíaco. É um dos principais parâmetros fisiológicos analisados em termos médicos. Valores de pressão mais elevados nas artérias do que nas veias. Valores de pressão nas arteríolas inferiores aos das artérias e superiores aos das veias. Pressão Arterial - Instrumentação e Aquisição de Sinais

4 Ciclo Cardíaco Pressão arterial sistólica – pressão máxima, quando o coração bombeia o sangue, ronda os 120mmHg. Pressão arterial diastólica – pressão mínima, alcançada antes de cada bombeamento de sangue para a artéria aorta, perto de 80mmHg. Pressão Arterial - Instrumentação e Aquisição de Sinais

5 Métodos de Medição da Pressão Arterial
Modo invasivo Introdução de uma agulha na artéria ligada a um transdutor de pressão electrónico Modo não invasivo Métodos auscultatórios – uso de um estetoscópio e de um esfigmomanómetro Métodos oscilométricos – idênticos aos auscultatórios, mas em vez de um estetoscópio, utiliza-se um sensor de pressão electrónico Pressão Arterial - Instrumentação e Aquisição de Sinais

6 Cuidados a ter na medição
Evitar um enchimento excessivo, ou um esvaziamento rápido da bolsa de ar. O doente deve permanecer em repouso durante 5 a 10 minutos antes da medição. O doente não deve realizar nenhuma actividade física nos 30 minutos precedentes à medição. Durante a medição o doente deverá estar sentado com o tronco encostado e relaxado com o braço ao nível do coração, com a palma da mão virada para cima e o cotovelo ligeiramente flectido. 1. O enchimento excessivo da bolsa de ar pode provocar leituras de pressão superiores à realidade. O esvaziamento rápido conduz a leituras de pressão sistólica demasiado baixas e diastólicas demasiado altas. Pressão Arterial - Instrumentação e Aquisição de Sinais

7 Método auscultatório Método utilizado actualmente nos consultórios médicos. As pressões são medidas ao nível do coração, para que a pressão medida esteja o mais perto possível da aorta. A pressão do ar contido na bolsa aumenta até que o fluxo sanguíneo através das artérias do braço seja interrompido – não se costuma aumentar até mais de 180mmHg. Depois inicia-se o esvaziamento gradual de ar na bolsa com o objectivo de se detectar o retorno das pulsações ao braço, detecção essa q é feita pelo estetoscópio. O primeiro som é detectado no instante em que a pressão no interior da bolsa de ar iguala a pressão arterial sistólica. Prosseguindo com a eliminação do ar da bolsa identifica-se um aumento da intensidade do som que é ouvido. Quando a pressão da bolsa de ar iguala a pressão arterial diastólica deixa-se de ouvir qualquer som. Pressão Arterial - Instrumentação e Aquisição de Sinais

8 Sons de Korotkoff K1 – som súbito, bem definido. Define-se a partir deste a pressão sistólica. K5 – desaparecimento completo dos sons. Define-se a partir deste a pressão diastólica. O k4 é utilizado para determinar a pressão diastólica em crianças. Pressão Arterial - Instrumentação e Aquisição de Sinais

9 Métodos de Calibração Manómetros de mercúrio Transdutores de pressão
Desnecessária Transdutores de pressão Calibração periódica imprescindível para manter a exactidão, podendo ser feita de duas formas: Estática Dinâmica Pressão Arterial - Instrumentação e Aquisição de Sinais

10 Calibração estática São utilizadas balanças de pressão para produzir uma pressão de referência. Tem a vantagem de se obterem as pressões de referência com exactidão – incerteza menor do que 0,05%. Submete-se o transdutor à pressão de calibração constante com o tempo e quando essa pressão é aliviada subitamente para a pressão atmosférica, há uma mudança súbita na carga a que o transdutor está sujeito, que é necessária, já que o transdutor só apresenta sinal eléctrico de saída quando experimenta uma mudança na carga a que está exposto. O método estático tem a vantagem de as pressões de referência serem obtidas com exactidão (incerteza menor que 0,05%). Pressão Arterial - Instrumentação e Aquisição de Sinais

11 Calibração Dinâmica Cria-se uma ligação entre o manómetro, o transdutor de pressão e a braçadeira. Coloca-se a braçadeira numa pressão estável e depois de captar a tensão produzida no transdutor, relacionam-se os valores de pressão e tensão. Adquirem-se pares de valores e traça-se uma recta de calibração. Assim, qualquer valor medido no transdutor poderá ser convertido em pressão. Pressão Arterial - Instrumentação e Aquisição de Sinais

12 Construção do protótipo
Material não electrónico necessário Braçadeira com bomba de borracha e válvula Coluna de mercúrio Tubos de borracha Material electrónico necessário Transdutor de pressão Breadboard Amplificador de instrumentação (AI) Placa de aquisição de sinal Computador com MATLAB Fonte de alimentação Fios de cobre para ligar os vários elementos Como material não electrónico e indispensável incluem-se a braçadeira com respectiva bomba de borracha e válvula, a coluna de mercúrio que servirá de suporte para a calibração e eventuais tubos de borracha. Como se trata de um protótipo digital, a grande maioria dos componentes necessários são de origem electrónica. Desta forma foram necessários, em primeira estância, um transdutor de pressão, cuja função foi de converter a pressão mecânica numa tensão diferencial directamente linear à diferença de pressão entre a pressão exercida e a atmosférica, uma breadboard que serviu de suporte eléctrico, um amplificador de instrumentação (AI) que recebeu o sinal proveniente do transdutor, uma placa de aquisição de sinal que trata o sinal digitalmente, um computador com um software apropriado ao tratamento dos dados adquiridos, uma fonte de alimentação que alimenta o AI e o transdutor, e alguns fios de cobre para cobrir ligações entre os vários elementos. Pressão Arterial - Instrumentação e Aquisição de Sinais

13 Montagem electrónica O sinal é gerado no transdutor por imposição de uma pressão diferente da atmosférica. Aquele segue para o AI onde é amplificado e redireccionado para a placa de aquisição. A tensão à saída do AI (com ganho unitário) apresenta uma ordem de grandeza de dezenas a centenas de mV, aquando da imposição de pressão no transdutor, tendo-se por isso utilizado uma resistência em paralelo com este para aumentar o ganho em dez vezes. As alimentações do transdutor e do AI foram impostas pela mesma fonte de alimentação. Utilizou-se um conversor de tensão de 12V para 9V para alimentar o transduto. O AI foi alimentado na tensão preferencial. Pressão Arterial - Instrumentação e Aquisição de Sinais

14 Montagem Electrónica Pressão Arterial - Instrumentação e Aquisição de Sinais

15 Funcionamento do programa
Inicialização das variáveis Calibração Sim Não Processo de calibração: colocar a braçadeira em várias pressões pré-indicadas pelo computador de forma a lhe ser possível calcular a recta de calibração, por regressão linear. O programa prossegue Efectua-se o processo de calibração Pressão Arterial - Instrumentação e Aquisição de Sinais

16 Encher a bolsa de ar até aos 150mmHg
Abrir a válvula da braçadeira Aquisição do Sinal Tendo tudo pronto, o programa pede ao utilizador para encher a bolsa de ar até lhe ser dito para parar, uma vez mais pelo computador. Este threshold é feito por imposição de uma pressão limite, por defeito 150mmHg. Atingido esse limiar, o programa sugere ao utilizador que abra a válvula da braçadeira, de forma a diminuir a pressão de dentro dela. Quando o fizer, o utilizador tem de garantir que a válvula só é mexida uma vez, que depois disso, o ar sai naturalmente de dentro da bolsa de ar. Isto garante que a curva de pressão do ar dentro da braçadeira apresenta-se, aproximadamente, de forma exponencial. A partir deste momento, o sinal é adquirido e o utilizador só terá de esperar que o método devolva as pressões pretendidas. A aquisição deste sinal é realizada a uma frequência de amostragem de 1kHz, e durante 45 segundos. Apresentação das pressões pretendidas Pressão Arterial - Instrumentação e Aquisição de Sinais

17 Calibração Manómetro + Transdutor
Manómetro + Transdutor + Estetoscópio Informações visuais Informações auditivas Esta calibração consiste na determinação da relação entre a tensão obtida à saída do circuito e a respectiva pressão na braçadeira que lhe deu origem, sendo essencial para a determinação das pressões sistólica e diastólica, já que o output fornecido refere-se a valores de tensões. Pressão Arterial - Instrumentação e Aquisição de Sinais

18 Aquisição de Sinal Tratamento inicial do sinal 3 Abordagens possíveis
Eliminação de amostras 3 Abordagens possíveis Módulo da diferença entre sinal e polinómio Máximo de cada 25 amostras Módulo da diferença entre o sinal e o polinómio Análise das amplitudes tempo que o indivíduo demora a abrir a válvula e os instantes em que possam haver variações instáveis provenientes do transdutor em pressões muito baixas Máximo de cada 1000 amostras Análise dos picos Pressão Arterial - Instrumentação e Aquisição de Sinais

19 Transdutor em pressões baixas
Resultados Obtidos Sinal Adquirido Válvula a ser aberta Transdutor em pressões baixas Pressão Arterial - Instrumentação e Aquisição de Sinais

20 Resultados Obtidos Sinal obtido após a eliminação de alguns pontos e ajuste polinomial de 4º grau Pressão Arterial - Instrumentação e Aquisição de Sinais

21 Tratamento de Resultados
Gráfico a partir do qual se obtêm os valores das pressões Pressão Arterial - Instrumentação e Aquisição de Sinais

22 E pelo método auscultatório…
Output A pressão sistólica é: 110 A pressão diastólica é: 70 E pelo método auscultatório… Pressão Arterial - Instrumentação e Aquisição de Sinais

23 Discussão Formas de optimizar a fase de calibração
Múltiplas calibrações Utilização de bombas sem fugas Rectas de calibração de graus superiores, se necessário Confirmação pelo método tradicional auscultatório Principais causas dos desvios identificados Ambiente ruidoso Imprecisões no programa desenvolvido Vantagens do método escolhido Simplicidade Resultados bastante razoáveis Desvantagens do método escolhido Baseado em diversas aproximações Existem métodos mais exactos Pressão Arterial - Instrumentação e Aquisição de Sinais

24 Conclusões Objectivo atingido
Protótipo pode ser aplicado a qualquer pessoa Alguns cuidados a ter… Variabilidade a nível de comportamento da pressão arterial de pessoa para pessoa Pressão Arterial - Instrumentação e Aquisição de Sinais

25 Referências Blood Pressure. (10 de Dezembro de 2007). Obtido em 13 de Dezembro de 2007, de Wikipedia: Pressão Arterial. (28 de Abril de 2007). Obtido em 13 de Dezembro de 2007, de Wikipedia: Pressão sangüínea. (12 de Dezembro de 2007). Obtido em 13 de Dezembro de 2007, de Wikipedia: Rocha, S. (2005). Sistema Circulatório. Obtido em 13 de Dezembro de 2007, de Bertolo, P. (2005). PRESSÃO SANGÜÍNEA. Obtido em 13 de Dezembro de 2007, de Site Prof. Bertolo: Jesus, P. C., & Jesus, C. A. (22 de Fevereiro de 2002). NIPE - Glossário de termos médicos. Obtido em 13 de Dezembro de 2007, de Núcleo Integrado de Pesquisa em Esfigmomanometria (NIPE): Pfarm Online Store :: Medidor de Tensão :: OMRON M6 Confort. (13 de Julho de 2007). Obtido em 15 de Dezembro de 2007, de Pfarm Loja Online: online.com.pt/product_info.php?products_id=70 White Coat Hypertension. (4 de Dezembro de 2007). Obtido em 15 de Dezembro de 2007, de Wikipedia: (s.d.). Obtido em 15 de Dezembro de 2007, de bin/PRG_0599.EXE/5851_2.PDF?NrOcoSis=15987&CdLinPrg=pt Mion Jr., D., Pierin, A., Krasilcic, S., Matavelli, L. C., & Santello, J. L. (1996). THE DIAGNOSIS OF HYPERTENSION. Simpósio: HIPERTENSÃO ARTERIAL, II, pp São Paulo. Pierin, A. M., & Mion Jr., D. (2000). Como avaliar a calibração dos aparelhos de medida da pressão arterial. Rev Bras Hipertens , 7(4), Pressão Arterial - Instrumentação e Aquisição de Sinais


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