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Monitorização de Sinais Biomédicos em Assistentes Pessoais Digitais Grupo de Pesquisa: Adson Ferreira da Rocha Francisco Assis de Oliveira Nascimento Hervaldo.

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1 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

2 Introdução Projeto GIMPA Projeto GIMPA – PHM – Sistema Pessoal de Monitorização da Saúde

3 Objetivos Visualização em tempo real de sinais biomédicos em um Assistente Pessoal Digital. Visualização em tempo real de sinais biomédicos em um Assistente Pessoal Digital. Transmissão dos sinais para um PC. Transmissão dos sinais para um PC. Visualização remota dos sinais. Visualização remota dos sinais.

4 Captura dos Sinais PROCOMP PROCOMP No projeto visualização a partir de dados já capturados dos seguintes sinais: No projeto visualização a partir de dados já capturados dos seguintes sinais: – ECG – EMG – Pressão Arterial – Oxiometria de Pulso – Temperatura – Freqüência Cardíaca

5 PDA - Zaurus Zaurus SL-5500 Zaurus SL-5500 – Intel StrongArm 1110 – 206 Mhz – 235 Dhrystone MIPS – 64 RAM/16 ROM (Flash ROM) – LCD 240x320 – 16 bits – Compact Flash e Secure Digital – Linux Qtopia – Interface Gráfica Qtopia – Interface Gráfica

6 PDA-Zaurus Limitações: Limitações: – Energia limitada – Processamento limitado Processador de ponto fixo Processador de ponto fixo Operações com ponto flutuante emuladas no Kernel do linux Operações com ponto flutuante emuladas no Kernel do linux – Resolução baixa

7 Zaurus - SO Qtopia Qtopia – Fork do Qt para sistemas embarcados. Possibilidade de mudança do sistema operacional com uma atualização da ROM. Possibilidade de mudança do sistema operacional com uma atualização da ROM. – Open Zaurus – Cacko – Intefaces gráficas OPIE OPIE PicoGUI PicoGUI

8 Visualização - Medplot Requisitos: Requisitos: – Tempo real – Baixo consumo energia e processamento Implemetação usando C++ e o framework Qt/Qtopia Implemetação usando C++ e o framework Qt/Qtopia Visualização de sinais de ECG, EMG, pressão arterial, temperatura, oxiometria, freqüência cardíaca Visualização de sinais de ECG, EMG, pressão arterial, temperatura, oxiometria, freqüência cardíaca Transmissão dos sinais para um desktop via TCP/IP. Transmissão dos sinais para um desktop via TCP/IP.

9 Transmissão dos sinais Necessário um protocolo específico que garanta: Necessário um protocolo específico que garanta: – integridade das informações – autenticação entre cliente e servidor – prioridade a determinados serviços Requisitos do protocolo Requisitos do protocolo – Baixo overhead. – A transmissão deve ser dependente do estado da energia, prioridade do dado e custo computacional

10 Visão Geral - Medplot Estrutura do Programa: Estrutura do Programa: MedplotMedplot Gerente de dados Gerente de rede SinalSinal PlotdataPlotdata

11 Classe Medplot Classe responsável pelo controle e interface gráfica. Classe responsável pelo controle e interface gráfica. – 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.

12 Classe Medplot Inteface inicial: Inteface inicial:

13 Classe datamanager Disponibiliza os dados para as classes dos sinais e do gerente de rede 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. 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. Carrega os dados da rede ou de um banco de dados local.

14 Classe Network Entidade responsável pelo envio dos dados para uma estação remota. Entidade responsável pelo envio dos dados para uma estação remota. Recebe os mesmos dados que são utilizados na visualização. Recebe os mesmos dados que são utilizados na visualização. Implementação mínima para o envio dos sinais: 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

15 Classe Sinal Classe Base de cada sinal plotado. Cada sinal herda toda a estrutura desta classe. Classe Base de cada sinal plotado. Cada sinal herda toda a estrutura desta classe. Estruturas em comum a todos os sinais. 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. Atualização da tela em 30 fps para manter baixa a utilização do processador e mostrar o sinal percorrendo suavemente a tela do PDA. – Em sinais com baixa freqüência de amostragem 1 fps.

16 Classe ECG Mostra o ECG na tela levando em consideração o tamanho da tela. Mostra o ECG na tela levando em consideração o tamanho da tela. – Mostra 2 segundos de ECG modo retrato. – Mostra 2,5 segundos no modo paisagem. Pega os dados do datamagnager e formata os dados para a sua visualização na tela. Pega os dados do datamagnager e formata os dados para a sua visualização na tela. Dizima amostras para mostrar o sinal na tela Dizima amostras para mostrar o sinal na tela – máximo de pontos na tela 240.

17 Classe ECG

18 Classe EMG Mostra 2 segundos de um sinal de EMG na tela. Mostra 2 segundos de um sinal de EMG na tela. Dizima amostras para mostrar todo o sinal na tela Dizima amostras para mostrar todo o sinal na tela

19 Classe pressão arterial Mostra um gráfico das ultimas 10 amostras da pressão arterial (sistólica e diastólica). Mostra um gráfico das ultimas 10 amostras da pressão arterial (sistólica e diastólica). Mostra e atualiza a tabela contento o valor de cada amostra. Mostra e atualiza a tabela contento o valor de cada amostra.

20 Classes da freqüência cardíaca, temperatura e oxiometria de pulso. Mostram um gráfico das ultimas 10 amostras dos sinais e uma tabela com o valores. Mostram um gráfico das ultimas 10 amostras dos sinais e uma tabela com o valores.

21 Classe plotdata Classe que plota os dados na tela. Classe que plota os dados na tela. – Responsavel por ligar os pontos os gerados pelas classes dos sinais. – Double buffered. – Cada classe possui usa propria instância do plotdata. – Além dos sinais plota o fundo, os valores dos eixos ou qualquer outro texto na tela.

22 Central em um Desktop Objetivo: Objetivo: – Solicitar e receber os sinais capturados em diversos monitores diferentes. Utiliza o mesmo código do Medplot. Utiliza o mesmo código do Medplot. Mostra 3 segundos de ECG e EMG. Mostra 3 segundos de ECG e EMG. Mostra até 3 sinais diferentes na mesma tela. Mostra até 3 sinais diferentes na mesma tela. Cada cliente conectado cria uma instancia do Medplot modificado para o desktop. Cada cliente conectado cria uma instancia do Medplot modificado para o desktop.

23 Central

24 Testes de Desempenho Testes indiretos do consumo de energia Testes indiretos do consumo de energia – Bug no Kernel. Testes comparando o rendimento com: Testes comparando o rendimento com: – Luz de fundo on/off. – Atualizações na tela. – Comparação entre os sinais. O comsumo de energia pelo processador é pequeno se comparado com o consumo da luz de fundo. O comsumo de energia pelo processador é pequeno se comparado com o consumo da luz de fundo. Utilização do processador de 30 a 40 % Utilização do processador de 30 a 40 % Memoria RAM utilizada pelo programa 3 MB. Memoria RAM utilizada pelo programa 3 MB.

25 Sugestões de continuação Desenvolvimento do protocolo de comunicação. Desenvolvimento do protocolo de comunicação. – Impacto do TCP/IP. – Implementação em um Middleware. – Comunicaçõ com os outros modulos. – Sincronização. Gerenciamento de Energia. Gerenciamento de Energia. Testes com outras ROMs do Zaurus e com outros PDAs. Testes com outras ROMs do Zaurus e com outros PDAs. Testes enviando o sinal por uma rede sem fio. Testes enviando o sinal por uma rede sem fio. Visualização dos sinais capturados pelo Procomp. Visualização dos sinais capturados pelo Procomp.

26 Conclusões Visualização e transmissão de sinais biomédicos é possível em um PDA. Visualização e transmissão de sinais biomédicos é possível em um PDA. – Custo computacional baixo. Transmissão não gera um atraso grande na visualização do sinal. Transmissão não gera um atraso grande na visualização do sinal. A utilização de energia é muito grande ao utilizar a luz de fundo. A utilização de energia é muito grande ao utilizar a luz de fundo.


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