Eletrocardiograma

Processamento de sinais médicos: ECG

A definição formal de sinal, diz que é uma função de uma ou mais variáveis, a qual veicula informações sobre a natureza de um fenômeno (HAYKIN, 2001).

A aquisição e análise de sinais biológicos crescem com o avanço da Engenharia aplicada à Medicina, permitindo o desenvolvimento de equipamentos e soluções para supervisão e análises de diversos sinais vitais. Entre estes podemos ressaltar os sinais derivados da função cardiovascular humana, já que as doenças e problemas referentes ao músculo cardíaco têm uma considerável porcentagem nas causas de mortes da população como um todo (IGARASHI, 2007; BRASIL, 2012).

As doenças cardiovasculares são um conjunto de patologias que acometem o coração e demais artérias do organismo humano. Como exemplo podemos citar o Infarto Agudo do Miocárdio, e também arritmias, isquemias cardíacas, entre outros. Foram responsáveis por aproximadamente 7,4 milhões de óbitos no mundo em 2014. Dessa forma, a supervisão de sinais cardiológicos é objeto de estudo de diversos profissionais (OMS, 2014; IGARASHI, 2007).

O eletrocardiograma é definido como o método digital de análise dos sinais elétricos do coração, dando informações valiosas sobre a atividade elétrica do coração, estrutura cardíaca e ocorrência de isquemia miocárdica (JENKINS, 2011).

Os sinais eletrocardiográficos são adquiridos utilizando amplificadores de três canais diferenciais e filtros passa-alta em 0,5Hz ou 1Hz e passa-baixa em 300Hz (filtro Butterworth 2 ou 3 pólos). O amplificador utilizado em ECGAR não pode conter o filtro notch na freqüência da rede (50Hz ou 60Hz) devido aos artefatos gerados (efeito Gibbs) sobre os PTAV, e é conectado a uma placa conversora A/D de 12bits a 16bits, com freqüência de amostragem típica de 1000Hz a 2000Hz, sendo armazenado em um microcomputador, sendo que os sinais são captados na superfície corporal por eletrodos que formam coordenadas conhecidas como derivações (BARBOSA et al, s.d.).

O resultado desse processamento de frequencias é um exame de imagem que irá representar a variação de tensão, como exemplificado na figura abaixo (Figura 1), que irá gerar a representação gráfica de ondas, que por sua vez representam a atividade elétrica e mecânica do coração. Posteriormente a imagem pode ser interpretada por um profissional especialista permitindo uma definição diagnostica (ROBSON, 2007).

O ECG é o exame de diagnóstico mais utilizado na prática cardiológica por ser seguro, de baixo custo e eficaz. Dentre outras vantagens o ECG é um método indolor, não invasivo, reprodutível e de fácil manuseio quando comparado a outros métodos (JENKINS, 2011).

Figura 1-Ondas Eletrocardiográficas

O processamento dos sinais do eletrocardiograma pode ser baseado em várias das tecnologias, que estão a disposição para a aquisição e transmissão dos dados existentes, cabendo-se a escolha da tecnologia utilizada baseada na escolha e análise de suas características. Esta tecnologia de aquisição de dados baseia-se no estabelecimento de circuitos de captação dos sinais de eletrocardiograma e enfim, o processamento desses sinais em um computado (ROBSON, 2007).

A seguir, exemplos de tecnologias de transmissão são apresentados.

=Eletrocardiograma transtelefônico= link

O eletrocardiograma transtelefônico permite que os sinais cardíacos elétricos coletados sejam processados e em seguida enviados através de uma linha telefônica. O aparelho é colocado próximo ao microfone do telefone para que o sinal seja transmitido para uma central de telemedicina. A transmissão do ECG pelo telefone pode durar cerca de trinta segundos a dois minutos. Nesse caso há a conversão do sinal sonoro recebido em um sinal compatível com o sistema de recepção utilizado, imprimindo-se assim o ECG, que será posteriormente analisado por um médico (ROBSON, 2007). Esse método possui como vantagens o baixo custo de transmissão e infra-estrutura, e acessibilidade, porém é bastante sensível a ruídos, tanto os de origem da linha de transmissão quanto aos ruídos sonoros do ambiente durante a transmissão e apresentam equipamentos de alto custo, tanto para coleta de dados quanto para a decodificação do sinal transmitido (PEREIRA, ARAUJO E SOUZA, 2010).

Eletrocardiograma via internet

Por essa via de transmissão de sinais médicos de eletrocardiografia, a aquisição dos dados eletrocardiográficos pode utilizar um equipamento especifico ou um ECG digital via PC, no qual o próprio computador faz a captura das informações. É uma das tecnologias mais vantajosas para a aplicação na telemedicina. Tem a desvantagem, porém, de necessitar de equipamentos robustos como PCs e softwares de manipulação de dados, que representam alto custo (PEREIRA, ARAUJO E SOUZA, 2010).

Eletrocardiograma via telefone celular

A partir de um eletrocardiógrafo convencional que deve ser interligado a um módulo de transmissão/recepção de dados que utiliza a telefonia móvel (celular), pode-se realizar o processamento do sinais de ECG e os dados do paciente para uma central de exames. Por meio desse sistema pode funcionar independente de microcomputadores e internet de banda larga, bastando haver sinal de telefonia celular. O eletrocardiógrafo deve ser adaptado para a comunicação com o celular, seja através de cabos ou mesmo conexão sem fio como o Bluetooth e os dados são enviados pelo celular tanto através de pacote de dados. Para a recepção, os dados são enviados a um computador para serem depois analisados pelo médico (SILVA, 2005; BORGES, 2005).

Eletrocardiograma via SMS

Em estudo desenvolvido por Pereira, Araujo e Souza (2010) propôs-se o desenvolvimento de uma máquina para eletrocardiografia portátil de baixo custo baseado em mensagens de texto, as chamadas SMS. Por meio desse estudo foi desenvolvido um algoritmo de codificação e compressão de sinais de ECG em caracteres possíveis de serem enviados através de mensagem de texto via celular. Os resultados iniciais do estudo são promissores mostrando ser possível o uso de SMS para tal finalidade. Diante do exposto verifica-se a importância do processamento dos sinais médicos de eletrocardiografia, visto a magnitude desse problema de saúde já supracitado. Esse meio fornece subsídios para uma ampla aquisição de sinais vitais e têm impulsionado o surgimento de novas aplicações e modalidades de tele-monitoramento de pacientes, possibilitando o acompanhamento e o diagnóstico em tempo real de doenças de risco e assim, contribuindo para diminuição da morbi-mortalidade.

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Referencias

BARBOSA, Eduardo Corrêa, et al. Eletrocardiograma de Alta Resolução: fundamentos e metodologia Revista brasileira de cardiologia (online). v17n3, s.d.

BORGES, F. F. Sistema para telemetria da freqüência cardíaca utilizando telefonia celular. Revista Brasileira de Engenharia Biomédica, vol. 17, no. 2, pp. 97–110, 2005.

IGARASHI , Massaki de Oliveira. Utilização de filtros para remoção de interferências de sinais de eletrocardiograma. (MONOGRAFIA). Universidade Presbiteriana Mackenzie, São Paulo, 2007.

HAYKIN, Simon; VEEN, Barry V. Sinais e Sistemas. 5. ed. Tradução José Carlos Barbosa dos Santos. Porto Alegre: Bookman, 2001. 668p., il.

JENKINS, Peggy. Interpretação do Eletrocardiograma em Enfermagem. Tradução: Lais Andrade. Porto Alegre: AMGH, 2011

OMS .OMS divulga as dez principais causas de morte no mundo de 2000 a 2011. Disponível em: <http://www.news.med.br/p/saude/367834/oms-divulga-as-dez-principais-causas-de-morte-no-mundo-de-2000-a-2011.htm>. Acesso em: 18 nov. 2015.

PEREIRA, Tiago Pontes; ARAUJO, A. P. L.; SOUZA, C. P. Um método de compressão de sinais eletrocardiográficos para uso de SMS em sistemas móveis. In: La Novena Conferencia Iberoamericana en Sistemas, Cibernética e Informática (CISCI). 2010.

ROBSON, R. R. et al. Low cost electrocardiogram system based on mobile platforms for telemedicine applications. IEEE - Portable 2007 - International Conference on Portable Information Devices, 2007. SILVA, A. B. Telemetria em sistemas de comunicação móvel celular, 2005.