CAPES; CNPq; Fundação Araucária / Este trabalho teve por objetivo o desenvolvimento de um sistema de monitoramento de sinais de ECG e temperatura, com o propósito de dar mobilidade a pessoas que necessitam de monitoramento contínuo de alguns sinais fisiológicos, tais como pessoas idosas e/ou pessoas com deficiências cardíacas ou até mesmo para atletas que desejam melhorar seu desempenho através do monitoramento de seu condicionamento físico. Foram realizadas pesquisas dos equipamentos similares que existem atualmente no mercado e que estão sendo desenvolvidos para um embasamento técnico do protótipo desenvolvido. O sistema foi desenvolvido utilizando um microcontrolador de baixo custo e consumo para aquisição dos sinais fisiológicos e um módulo Bluetooth para comunicação com um dispositivo móvel que apresenta grande capacidade de processamento e recursos para realizar o armazenamento de dados e a interface com um sistema de monitoramento para avaliação médica remota, garantindo a mobilidade, segurança e melhoria na qualidade de vida de idosos e pacientes. Os principais sinais fisiológicos são os sinais vitais, que são as funções mais básicas do corpo, tais como, temperatura corporal, frequência cardíaca, frequência respiratória e pressão arterial. No protótipo proposto, foi incorporado o monitoramento da temperatura corporal e do eletrocardiograma (ECG) completo com as 12 derivações. A frequência respiratória e pressão arterial não foram contempladas no protótipo devido à complexidade de implementação de muitos sinais fisiológicos em um único equipamento. Para definição do hardware e minimizar o risco de futuros problemas, foram também realizados testes com ferramentas de desenvolvimentos disponibilizados pelos fabricantes dos principais componentes e que também são expostos neste trabalho. Pode-se concluir que os objetivos iniciais foram alcançados pois foi desenvolvido um protótipo para monitoramento remoto de sinais de ECG e temperatura utilizando um aplicativo Android. O protótipo foi testado utilizando-se sinais de um simulador de ECG e um sensor de temperatura, atendendo às principais funcionalidades requeridas para o sistema. / This work aims to develop a system for monitoring ECG and temperature signals with the purpose of giving mobility to people requiring continuous monitoring of some physiological signals, such as the elderly and/or individuals with heart failure or even for athletes who wish to improve their performance by monitoring their fitness. Research of similar equipment that there are currently on the market and that are being developed was made for a technical base of the prototype to be developed. The system was developed using a low cost and low consumption microcontroller for the acquisition of physiological signals and a Bluetooth module for communication with a mobile device having large capacity and processing resources to perform data storage and interface with a monitoring system for remote medical evaluation, ensuring mobility, safety and improved quality of life of elderly and patients. The main physiological signals are vital signals, which are the most basic body functions such as body temperature, heart rate, respiratory rate and blood pressure. In the proposed prototype, monitoring body temperature and complete 12-lead electrocardiogram (ECG) was incorporated. The respiratory rate and blood pressure were not included in the prototype due to the complexity of implementation of many physiological signals in a single equipment. For the hardware definition and to minimize the risk of future problems, tests have also been done with development tools available from manufacturers of the main components and which are also presented in this work. It is possible to conclude that the initials objectives were achieved bacause a prototype was developed for remote monitoring of ECG and temperature signals using an Android application. The prototype was tested using an ECG simulator and a temperature sensor, attending the main required features for the system.

Computers network in the hospital environments are central topics of discussion on the use of systems applied to health care to ensure data capture of vital signs. This study aims at analyzing the data capture model of the proposed sensor node, using the Modbus protocol communication standard in the acquisition of multi-parametric information of biological signs of patients. The research was conducted with experimental purpose to characterize the ModBus protocol in the RS485 serial network. It was also performed a systematic review to support the choice of the data model and serial communication standard in wired networks. Thus, a sensor node prototype (PIC18F26K20) was built to capture body temperature and heart rate in the wired communication network in which the protocols CAN and ModBUS were tested. The data from the sensor nodes were subjected to capture tests and sending the data to the central node, and displayed on portable platform (Smartphones). It was also observed the bandwidth characteristics and quality of the obtained data. The systematic review showed a trend in the use of the CAN protocol as wired communication standard for HealthCare activities, the application used in the experiment presented limitations. However, after the experiment using the ModBus protocol, this was adequate and easy to implement applications in the hospital environment, having a low-cost platform as a solution to that area. / Redes de computadores em ambientes hospitalares são temas centrais de discussão sobre a utilização de sistemas aplicados à atividade em saúde que garantam a captura dos dados de sinais vitais. O presente trabalho teve como objetivo analisar o modelo de captura dos dados do nodo sensor proposto, utilizando o padrão de comunicação do protocolo ModBUS na aquisição de informações multiparamétricas de sinais biológicos de pacientes. A pesquisa foi desenvolvida com propósito experimental para a caracterização do protocolo ModBUS sob a rede serial RS485. Foi realizada, ainda, uma revisão sistemática para subsidiar a escolha do modelo de dados e do padrão de comunicação serial em redes cabeadas. Para tanto, foi construído um protótipo de nodo sensor (PIC18F26K20) para captura de temperatura corporal e frequência cardíaca na comunicação da rede com fio na qual os protocolos CANbus e ModBUS foram testados. Os dados dos nodos sensores foram submetidos a testes de captura e envio dos dados ao nodo central, e exibidos em plataforma portáteis (Smartphones). Foram, ainda, observadas as características de largura de banda e qualidade dos dados obtidos. A revisão sistemática demonstrou uma tendência na utilização do protocolo CANbus como padrão de comunicação cabeado para as atividades HealthCare, a aplicação utilizada no experimento apresentou limitações. No entanto, após experimento utilizando o protocolo ModBus, este mostrou-se adequado e de fácil implementação em aplicações na área hospitalar, tendo uma plataforma de baixo custo como solução para a referida área.

INTRODUÇÃO: Evidências relevantes acerca dos benefícios da hipotermia terapêutica provieram da utilização de técnicas de resfriamento sistêmico. Essas técnicas, no entanto, podem causar complicações graves que poderiam ser evitadas com métodos de hipotermia encefálica seletiva. O presente estudo objetiva: 1) verificar a viabilidade da hipotermia encefálica exclusiva através de um sistema de resfriamento nasofaríngeo concomitante ao de preservação da temperatura corpórea em suínos e 2) investigar os efeitos da hipotermia encefálica exclusiva nas variáveis fisiológicas sistêmicas e encefálicas. MÉTODOS: Dez suínos híbridos foram submetidos a resfriamento nasofaríngeo durante 60 minutos e subsequente reaquecimento espontâneo. Foram obtidos dados referentes a: pressão arterial média, débito cardíaco, temperatura encefálica, pressão parcial de oxigênio do tecido encefálico (PbtO2, do inglês, pressure of brain tissue O2), velocidade do fluxo sanguíneo nas artérias encefálicas, índice de resistência e índice de pulsatilidade. RESULTADOS: O resfriamento nasofaríngeo associou-se à um decréscimo gradual da temperatura encefálica, que foi mais marcante no hemisfério cerebral esquerdo (p < 0,01). Neste hemisfério, houve redução de 1,47 ± 0,86°C nos primeiros 5 minutos (p < 0,01), 2,45 ± 1,03°C aos 10 minutos e 4,45 ± 1,36°C após 1 hora (p < 0,01). A diferença entre as temperaturas cerebral sistêmica foi 4,57 ± 0,87°C (p < 0,01). As temperaturas centrais (retal, esofágica e da artéria pulmonar), assim como a hemodinâmica encefálica e sistêmica, mantiveram-se estáveis durante o procedimento. Houve diminuição significativa da PbtO2, concomitantemente ao decréscimo da temperatura encefálica. CONCLUSÕES: A indução de hipotermia encefálica exclusiva é possível através de resfriamento nasofaríngeo associado a medidas de preservação da temperatura sistêmica. O resfriamento encefálico exclusivo não influencia as funções hemodinâmicas sistêmicas e encefálicas, contudo reduz significativamente a PbtO2 / INTRODUCTION: Relevant evidences for the use of therapeutic hypothermia derive from studies using whole body cooling methods. These methods can lead to serious complications. To avoid such complications, selective brain cooling methods were developed. The objective of this study was: 1) to verify the feasibility of exclusive brain hypothermia by means of nasopharyngeal cooling along with measures of systemic temperature preservation in an experimental swine model, and 2) to investigate the influence of the exclusive brain cooling on cerebral and systemic hemodynamics as well as on cerebral oxygenation. METHODS: Ten hybrid swine underwent nasopharyngeal cooling for 60 minutes, followed by spontaneous rewarming. A number of physiological variables were monitored: arterial blood pressure, cardiac output, temperature in the right and left cerebral hemispheres, pressure of brain tissue O2, cerebral blood flow velocities, resistance index, and pulsatility index. RESULTS: Nasopharyngeal cooling was associated with decrease in brain temperature, which was more significant in the left cerebral hemisphere (p < 0,01). There was a reduction of 1.47 ± 0.86°C in the first 5 minutes (p < 0.01), 2.45 ± 1.03°C within 10 min, and 4.45 ± 1.36°C after 1 hour (p < 0.01). The brain-core gradient was 4.57 ± 0.87°C (p < 0,001). Rectal, esophageal, and pulmonary artery temperatures, as well as brain and systemic hemodynamics, remained stable during the procedure. PbtO2 values significantly decreased following the brain cooling. CONCLUSION: Achievement of exclusive brain hypothermia is feasible by means of nasopharyngeal cooling associated with measures of systemic temperature preservation. Selective brain cooling does not influence both systemic and cerebral hemodynamics, except PbtO2, which decreased significantly

Este trabalho apresenta a proposta de um protocolo de comunicação de dados integrando tecnologias de internet das coisas, computação móvel e armazenamento em nuvem, aplicado ao telemonitoramento sob demanda de sinais fisiológicos. O objetivo do trabalho foi adquirir, transmitir, armazenar, receber e permitir a visualização sob demanda, mantendo a integridade da representação do sinal biomédico para a análise médica, sem alterar a mobilidade do paciente em monitoramento. O trabalho utiliza um canal de ECG, para adquirir o sinal de eletrocardiografia do paciente, que é conectado via Bluetooth com um dispositivo de computação móvel. O dispositivo de computação móvel, com acesso a internet sem fio, envia o sinal fisiológico através do protocolo proposto para uma base segura de armazenamento de informações em nuvem, podendo ser acessada sob demanda por um especialista para realizar a avaliação médica. O telemonitoramento sob demanda permite ao especialista: visualizar e analisar dados recentes, como se fosse um monitoramento remoto em tempo real do paciente; e visualizar e analisar dados anteriores que estão armazenados na nuvem, semelhante à análise de um exame realizado previamente. O protocolo proposto possui características de segurança da informação, mantendo a integridade da representação no tempo do sinal fisiológico, ainda que dados sejam corrompidos. O trabalho envolveu o uso de tecnologias recentes aplicadas às necessidades de registros de sinais fisiológicos. Estas tecnologias estão em evolução, os padrões não estão consolidados, ocorrendo alterações à medida que novas necessidades vão sendo apresentadas, assim como novas soluções venham a ser desenvolvidas. Como dispositivo de computação móvel foi utilizado neste trabalho um tablet, podendo ser utilizado um smartphone. O protocolo para este trabalho foi utilizado com o sinal de um canal de eletrocardiografia, podendo ser modificado para atender outras necessidades, incluindo outros sinais fisiológicos. Neste trabalho foi utilizado como sinal fisiológico o sinal de um simulador de ECG. / This work shows a proposal for a data communication protocol integrating internet of things technologies, mobile computing and cloud storage, applied to on-demand remote monitoring physiological signals. The aim of this work was to acquire, transmit, store, receive and allow the on-demand visualization, keeping the integrity of the biomedical signals representation for medical analysis, without changing the mobility of the patient being monitored. The work uses an ECG channel to acquire the patient’s electrocardiography signal, which is linked via Bluetooth to a mobile computing device. The mobile computing device, with wireless internet access, sends the physiological signal through the proposed protocol to a safe base of cloud information storage, which can be accessed on demand by a specialist to do the medical evaluation. On-demand remote monitoring allows the specialist to visualize and analyze recent data, as if it were real time remote monitoring of the patient, and visualize and analyze previous data that are stored in the cloud, similar to an analysis of a previously made exam. The proposed protocol has information security features, keeping the integrity of the time representation of the physiological signal, even if the data are corrupted. The work involved the use of new technologies applied to the necessity of physiological signals record. These technologies are evolving. The patterns are not consolidated, and changes are made as new necessities are presented and new solutions developed. For this work, it was used a tablet as a computing mobile device. However, a smartphone could also be used. The protocol was used with an electrocardiography channel signal, which can be modified to attend other necessities, including other physiological signals. As a physiological signal, for this work, it was used an ECG simulator signal.