Sistema para aquisição e tratamento do sinal de ECG fetal

Abstract

No ano de 1902 foi inventado por Willem Einthoven o eletrocardiógrafo, ou eletrocardiograma (ECG), que representa a atividade elétrica cardíaca percebida de forma não invasiva pela superfície do corpo. Este pode ser registrado em papel milimetrado ou em formato digital. O ECG é muito utilizado na prática clínica para avaliação inicial de doenças cardíacas, podendo ser útil na avaliação tanto em adultos como em crianças, neonatos e até mesmo em fetos. O presente trabalho aborda o desenvolvimento de um sistema para a aquisição e processamento de um sinal de eletrocardiograma fetal utilizando um circuito contendo amplificadores e circuitos condicionadores além de um Raspberry Pi 3 para interface gráfica com o usuário. Antes da montagem do circuito em placa, foram realizadas simulações do circuito no software Tina-TI para validação dos circuitos. Como o Raspberry Pi 3 só possui entradas digitais foi implementada uma etapa de conversão AD antes de o Raspberry receber o sinal de ECG para processamento. Foi utilizada uma bateria externa (i.e., power bank) para alimentar o circuito de ECG e o Raspberry. Além dos componentes de hardware citados, foi utilizada uma ferramenta chamada Node-RED para conectar o Raspberry Pi à internet e fazer os gráficos de ECG. O Node-RED é utilizado para conectar dispositivos de hardware e adquirir dados, facilitando a visualização desses dados na internet em outros dispositivos. Os resultados obtidos com este trabalho foram satisfatórios, visto que o hardware desenvolvido permite fazer o registro e aquisição de dois canais de ECG simultâneos, necessários para aplicação em eletrocardiografia fetal.

In 1902 Willem Einthoven invented the electrocardiograph, or electrocardiogram (ECG), which represents the cardiac electrical activity perceived non-invasively by the surface of the body. This can be recorded on graph paper or in digital format. The ECG is widely used in clinical practice for the initial assessment of cardiac diseases, and can be useful in the assessment of both adults and children, neonates and even fetuses. The present work deals with the development of a system for the acquisition and processing of a fetal electrocardiogram signal using a circuit containing amplifiers and conditioning circuits in addition to a Raspberry Pi 3 for graphical user interface. Before assembling the circuit on a board, circuit simulations were performed in the Tina-TI software to validate the circuits. As the Raspberry Pi 3 only has digital inputs, an AD conversion step was implemented before the Raspberry receives the ECG signal for processing. An external battery (i.e., power bank) was used to power the ECG circuit and the Raspberry. In addition to the hardware components mentioned, a tool called Node-RED was used to connect the Raspberry Pi to the internet and make the ECG graphs. Node-RED is used to connect hardware devices and acquire data, facilitating the visualization of this data on the internet on other devices. The results obtained with this work were satisfactory, since the developed hardware allows the recording and acquisition of two simultaneous ECG channels, necessary for application in fetal electrocardiography.