Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-10-25T03:11:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 342547.pdf: 3675696 bytes, checksum: 99f80042a9e91a30aed7fa9b0498bd24 (MD5) Previous issue date: 2016 / A monitoração contínua de parâmetros fisiológicos de um ser humano é um desafio, visto a complexidade biológica e o número de parâmetros a serem monitorados. O ser humano é um sistema multi variável que necessita desta monitoração contínua para seu ótimo funcionamento. Equipamentos vestíveis (wearable) são aliados para o cumprimento desta tarefa pela autonomia na aquisição dos sinais e parâmetros fisiológicos, tornando-se bastante complexos e completos na finalidade de monitoramento de um ser humano. Outros sistemas também multi variáveis, como um veículo automotivo, possuem um sistema de monitoramento responsável por adquirir todos os sinais relevantes e realizar análises necessárias. A solução de um sistema de monitoramento de veículo automotivo é separada em módulos responsáveis por determinadas tarefas, e cada módulo pode ser independentemente removido, melhorado, e novos módulos podem ser adicionados. A partir da solução de módulos de monitoramento de um veículo automotivo, solução já robusta e consolidada, inspirou-se em uma plataforma de aquisição de fotopletismografia (PPG) com um sistema de monitoramento de um ser humano. O sistema de monitoramento irá obter o sinal de PPG e calculará a pressão sanguínea não invasiva em tempo real baseada neste parâmetro (a partir de uma calibração inicial com um dispositivo auxiliar de pressão), e enviará estes dados calculados a um outro equipamento/estabelecimento de saúde via comunicação sem fio. A plataforma de aquisição realiza controle de intensidade luminosa dos LEDs para obtenção de PPG em qualquer indivíduo sem interferência de fatores interdividuais (cor da pele, rigidez da artéria). Este trabalho também apresenta estudos sobre a obtenção da pressão sanguínea via PPG sem a necessidade de calibração com um dispositivo auxiliar de pressão, e estudos sobre a utilização de LED verde em equipamentos de PPG wearable, em detrimento do LED vermelho e infravermelho. Os resultados mostraram a eficiência da plataforma para cálculo de pressão sanguínea não invasiva em tempo real, atingindo valores dentro da tolerância de erro permitida pela AAMI (Association for the Advancement of Medical Instrumentation). O método de cálculo de pressão sanguínea sem calibração por um aparelho auxiliar de pressão apresentou resultados promissores, mas com necessidade de um estudo mais aprofundado. O controle de intensidade luminosa nos LEDs possibilita a obtenção da morfologia de onda do PPG em qualquer indivíduo. Testes reais ainda necessitam ser efetuados para comprovação dos métodos propostos.<br> / Abstract : The continuous physiological parameters monitoring on a human being is a challenge, due to its biological complexity and the amount of parameters to be monitored. A human being is a multi variable system that need this continuous monitoring for its optimal behaviour. Wearable devices are useful tools to this task due to its autonomy on the signals and parameters acquisition, being very complex and complete on the real time monitoring solution. Other systems also multi variable, as a vehicle, have a monitoring system responsible for acquiring all relevant signals and to perform the needed analysis. This solution for a vehicle monitoring system is splitted in modules, where each module is responsible for their respective task, and each module can be removed, optimized and even new modules can be inserted. From this robust and consolidated solution, a photoplethysmography PPG acquisition platform with a monitoring system was developed. The monitoring system will acquire the PPG signal and calculates the non invasive blood pressure based on PPG (after an initial input from an auxiliary blood pressure device) and send these information to another device or health care establishment. The system has a LED luminous intensity control in order to obtain a PPG waveform in any individual, despite skin color or arterial stiffness. This work also presents studies about the use of green LED light in wearable PPG devices over red and infrared LED lights. Results showed the efficiency of the platform for the non-invasive blood pressure calculus in real time, with errors below the tolerance allowed by AAMI (Association for the Advancement of Medical Instrumentation). The blood pressure calculus without calibration by an auxiliary device showed promising results, but with further studies needed. The LEDs luminous intensity control adjusts the LEDs luminous intensity, allowing the PPG to be obtained in any subject. Real test still need to be performed, so the methods presented in this thesis can be proven.

Orientador: Carlos Alberto Hussni / Resumo: As enfermidades podais do membro torácico são a maior causa das alterações musculoesqueléticas que acometem os equinos. A doença do navicular, osteíte podal e a laminite estão entre as enfermidades de maior incidência em equinos, sendo todas elas citadas como afecções de origem vascular. A fotopletismografia é um método diagnóstico não invasivo que quantifica o tempo de reenchimento venoso baseado na circulação periférica terminal. Objetivou-se estudar a exequibilidade e viabilidade da fotopletismografia podal em equinos, padronizando os valores normais para a espécie. Foram utilizados 10 equinos hígidos, avaliando-se os membros torácicos em diferentes superfícies, sendo dividos em dois grupos: Grupo Borracha (GB) e Grupo Concreto (GC). A fotopletismografia foi realizada com os animais em posição quadrupedal, realizando-se movimentos pendulares para mimetizar movimentos de apoio e elevação do membro, realizando-se cinco movimentos consecutivos e então, imediatamente induzidos ao repouso, obtendo-se então, o tempo de reenchimento venoso (TRV). Não houve diferença significativa entre o membro torácico direito e membro torácico esquerdo nos diferentes grupos (p=0,75). A média do TRV nos equinos do grupo borracha (GB) foi de 12,650 ± 1,694 e no grupo concreto (GC) foi de 12,700 ± 1,387 segundos, não demonstrando diferença significativa entre os diferentes pisos (p=0,98). Os equinos apresentaram valores de referência significativos em relação aos pacientes humanos. Conclui-se que ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The thoracic limb disorders are the major cause of the musculoskeletal changes affecting the horses. Navicular disease, foot osteitis and laminitis are among the diseases of higher incidence in equines, all of which are cited as affections of vascular origin. Photoplethysmography is a noninvasive diagnostic method that quantifies venous refill time based on the terminal peripheral circulation. The objective is study the feasibility of foot photoplethysmography in horses, standardizing the normal values for this species. Thoracic limbs were used on different surfaces and divided into two groups: Rubber Group (RG) and Concrete Group (CG). The photoplethysmography was performed with the animals in a quadrupedal position, with pendular movements being performed to mimic support and elevation movements. Five consecutive movements were performed, and then immediately induced at rest, and venous refilling time (VRT). There was no significant difference between the right and left thoracic limbs in the different groups (p=0.75). The mean TRV in the horses of the rubber group (GB) was 12.650 ± 1.694 and the concrete group (CG) it was 12.700 ± 1.387 seconds, showing no significant difference between the different floors (p=0.98). The reference values in horses are different in relation to human patients. It can be concluded that the photoplethysmography of the thoracic limbs in horses can be used as an auxiliary method to evaluate the microcirculation of the foot, the reference value fo... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T02:19:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 295811.pdf: 4493262 bytes, checksum: a0e2a429d257493eb6c2445e8196e55c (MD5) / A síncope é definida como perda súbita e transitória da consciência devido a uma hipoperfusão cerebral global e transiente. Para seu diagnóstico é comum o emprego de exame que induz roubo vascular denominado teste de inclinação (TI). Contudo, os mecanismos fisiológicos envolvidos na síncope não estão totalmente elucidados, sendo a deflagração da síncope necessária durante o TI, apesar deste se constituir em um evento altamente desagradável para o paciente e que apresenta riscos. Neste trabalho, desenvolveu-se um sistema para a aquisição de sinais fisiológicos de pacientes submetidos ao TI. O sistema faz a aquisição sincronizada de sinais de eletrocardiografia (ECG), fotopletismografia (FPG), frequência da ventilação pulmonar (FVP) e acelerômetro para monitorar a inclinação do paciente durante o TI. Dados de 24 pacientes foram analisados. Técnicas de análise espectral foram utilizadas para a obtenção do balanço simpatovagal (BSV). Utilizou-se a transformada Wavelet para detecção de singularidades nos sinais de ECG e FPG. Baseado nestas singularidades, propôs-se o índice preditivo de síncope (IPS) para identificar pacientes que apresentarão a síncope sem que esta tenha de ser deflagrada, poupando o paciente do desconforto e riscos associados. O IPS antecipou o evento de síncope em 92% dos casos, tendo ocorrido um falso negativo e um falso positivo. Obteve-se especificidade e sensibilidade de 90%, devendo o método proposto ser validado para um maior número de pacientes. Embora o BSV não tenha se mostrado adequado para a predição de síncope, sua análise pode permitir identificar o tipo de síncope em pacientes com resposta positiva ao teste.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-23T11:21:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 245437.pdf: 3383383 bytes, checksum: 623f52c0ef6d27302274c413679bffa0 (MD5) / O presente trabalho aborda o desenvolvimento e a implementação de um sistema de telemetria de sinais de eletrocardiografia e fotopletismografia para uso, principalmente, em programas de reabilitação cardiopulmonar. O sistema desenvolvido é composto por dois tipos de estações. O primeiro tipo de estação, denominada estação portátil, é responsável pela transdução, pelo condicionamento e pela aquisição de três sinais fotopletismográficos em diferentes comprimentos de onda, pelo condicionamento, pela aquisição de sinais de duas derivações configuráveis de sinal de eletrocardiografia e pela transmissão dos sinais via radiofreqüência no protocolo IEEE 802.15.4. O segundo tipo de estação, denominada estação rádio-base, gerencia a rede de comunicação de dados com as estações portáteis e transmite os dados recebidos pelo transceptor de rádio para um computador via interface USB. A estação portátil é configurável, podendo o operador alterar on-line alguns parâmetros do sistema (freqüência de amostragem e resolução dos dados digitalizados), possibilitando uma melhor utilização da banda de transmissão do rádio. Este sistema auxilia os profissionais da área da saúde, responsáveis pela sessão de reabilitação cardiopulmonar, no acompanhamento e na avaliação de parâmetros fisiológicos dos pacientes durante o exercício físico

Submitted by PPG Engenharia El?trica (engenharia.pg.eletrica@pucrs.br) on 2018-10-29T13:30:23Z No. of bitstreams: 1 TIAGO BENETTI_DIS.pdf: 5038519 bytes, checksum: 95fa8d1b367b574eee27e772a55a9a49 (MD5) / Approved for entry into archive by Caroline Xavier (caroline.xavier@pucrs.br) on 2018-10-30T17:21:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TIAGO BENETTI_DIS.pdf: 5038519 bytes, checksum: 95fa8d1b367b574eee27e772a55a9a49 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-30T17:27:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TIAGO BENETTI_DIS.pdf: 5038519 bytes, checksum: 95fa8d1b367b574eee27e772a55a9a49 (MD5) Previous issue date: 2018-08-31 / Heart rate monitoring using Photoplethysmography (PPG) signals acquired from the individuals pulse has become popular due to emergence of numerous low cost wearable devices. However, monitoring during physical activities has obstacles because of the influence of motion artifacts in PPG signals. The objective of this work is to introduce a new algorithm capable of removing motion artifacts and estimating heart rate from pulse PPG signals. Normalized Least Mean Square (NLMS) and Recursive Least Squares (RLS) algorithms are proposed for an adaptive filtering structure that uses acceleration signals as reference to remove motion artifacts. The algorithm uses the Periodogram of the filtered signals to extract their heart rates, which will be used together with a PPG Signal Quality Index to feed the input of a Kalman Filter. Specific heuristics and the Quality Index collaborate so that the Kalman filter provides a heart rate estimate with high accuracy and robustness to measurement uncertainties. The algorithm was validated from the heart rate obtained from Electrocardiography signals and the proposed method with the RLS algorithm presented the best results with an absolute mean error of 1.54 beats per minute (bpm) and standard deviation of 0.62 bpm, recorded for 12 individuals performing a running activity on a treadmill with varying speeds. The results make the performance of the algorithm comparable and even better than several recently developed methods in this field. In addition, the algorithm presented a low computational cost and suitable to the time interval in which the heart rate estimate is performed. Thus, it is expected that this algorithm will improve the obtaining of heart rate in currently available wearable devices. / O monitoramento da frequ?ncia card?aca utilizando sinais de Fotopletismografia ou PPG (do ingl?s, Photopletismography) adquiridos do pulso de indiv?duos tem se popularizado devido ao surgimento de in?meros dispositivos wearable de baixo custo. No entanto, o monitoramento durante atividades f?sicas tem dificuldades em raz?o da influ?ncia de artefatos de movimento nos sinais de PPG. O objetivo deste trabalho ? introduzir um novo algoritmo capaz de remover artefatos de movimento e estimar a frequ?ncia card?aca de sinais de PPG de pulso. Os algoritmos do M?nimo Quadrado M?dio Normalizado ou NLMS (do ingl?s, Normalized Least Mean Square) e de M?nimos Quadrados Recursivos ou RLS (do ingl?s, Recursive Least Squares) s?o propostos para uma estrutura de filtragem adaptativa que utiliza sinais de acelera??o como refer?ncia para remover os artefatos de movimento. O algoritmo utiliza o Periodograma dos sinais filtrados para extrair suas frequ?ncias card?acas, que ser?o utilizadas juntamente com um ?ndice de Qualidade do Sinal de PPG para alimentar a entrada de um Filtro de Kalman. Heur?sticas espec?ficas e o ?ndice de Qualidade colaboram para que filtro de Kalman forne?a uma estimativa da frequ?ncia card?aca com alta acur?cia e robustez a incertezas de medi??o. O algoritmo foi validado a partir da frequ?ncia card?aca obtida de sinais de Eletrocardiografia e o m?todo proposto com o algoritmo RLS apresentou os melhores resultados com um erro m?dio absoluto de 1,54 batimentos por minuto (bpm) e desvio padr?o de 0,62 bpm, registrados para 12 indiv?duos realizando uma atividade de corrida em uma esteira com velocidades variadas. Os resultados tornam o desempenho do algoritmo compar?vel e at? mesmo melhor que v?rios m?todos desenvolvidos recentemente neste campo. Al?m disso, o algoritmo apresentou um custo computacional baixo e adequado ao intervalo de tempo em que a estimativa da frequ?ncia card?aca ? realizada. Dessa forma, espera-se que este algoritmo melhore a obten??o da frequ?ncia card?aca em dispositivos wearable atualmente dispon?veis.