Uma das maiores prioridades na manutenção do bem-estar geral é a saúde do coração. A função cardíaca saudável é essencial para manter os níveis de energia, o desempenho cognitivo e até o bem-estar emocional. A má saúde do coração pode levar a doenças graves como hipertensão, doenças cardíacas e acidente vascular cerebral, que estão entre as principais causas de morte em todo o mundo.
Um componente importante na manutenção da saúde do coração envolve ficar de olho no funcionamento do coração. O monitoramento common de uma série de métricas relacionadas ao coração pode ajudar os profissionais médicos a detectar problemas precocemente e iniciar protocolos de tratamento antes que as coisas saiam do controle. O monitoramento deve ser feito usando instrumentos aprovados para uso pela agência reguladora relevante em sua área, mas isso não significa que não possamos fazer nosso próprio monitor para diversão e educação.
A parte traseira do dispositivo (📷: Milos Rasic)
E foi exatamente isso que Milos Rasic fez numa tese de mestrado. Em explicit, Rasic construiu um dispositivo de medição de sinal cardiográfico de código aberto que pode medir uma série de métricas relacionadas à saúde cardíaca. É capaz de capturar a pressão do ar do manguito de braço, bem como sinais de eletrocardiógrafo (ECG), fonocardiógrafo e fotopletismografia (PPG). Essas medições fornecem informações sobre a pressão arterial, a atividade elétrica do coração e os sons que ele emite, além de alterações no quantity sanguíneo.
A caixa do aparelho é impressa em 3D em materials PLA, com incrustações coloridas que são coladas manualmente. Ele usa conectores GX12 na parte traseira, junto com portas USB Tipo C e Tipo B para carregamento e transferência de dados, embora a funcionalidade de carregamento permaneça em teste. No inside, ele abriga uma PCB personalizada de 4 camadas, uma bateria de íons de lítio 18650 e um sistema pneumático para medições de pressão arterial.
Uma espiada no {hardware} (📷: Milos Rasic)
A eletrônica é controlada por um microcontrolador Raspberry Pi Pico W, embutido na PCB customizada, que coordena a coleta de dados do sensor e a operação do dispositivo. Recursos notáveis incluem comunicação USB isolada para conexões seguras ao PC, um regulador buck-boost 3V3 para operação estável durante a descarga da bateria e um regulador enhance 6V para alimentar a bomba de ar e as válvulas. Sensores e amplificadores de pressão, como o amplificador de instrumentação INA826, também estão integrados, permitindo leituras de sinais de pressão de alta precisão, essenciais para medições precisas de pressão arterial. Além disso, o PCB inclui um circuito de condicionamento de sinal de estetoscópio e o módulo de ECG AD8232 para aquisição de sinal de ECG de três eletrodos.
O monitor inclui uma pinça PPG, impressa em PLA, que utiliza um sensor MikroElektronika Oxy 5 Click on para medir a frequência cardíaca e a saturação de oxigênio no sangue. Um estetoscópio integra um microfone piezoelétrico no tubo auditivo, permitindo a captura dos sons de Korotkoff durante as medições da pressão arterial. Finalmente, um aparelho de calibração com seringas de pressão ajustáveis garante a precisão do sensor de pressão da braçadeira, que é calibrado em vários pontos para confirmar a resposta linear até 300 mmHg.
Até o momento, apenas foi realizada uma comparação superficial de algumas das métricas com os resultados de equipamentos comerciais. Esses resultados foram bastante positivos, mas ainda há muito trabalho a ser feito antes que o monitor possa ser confiável para uso no mundo actual. Mas para fins educacionais, este projeto é incomparável. Se você quiser se aprofundar mais, não deixe de conferir o detalhado redação do projeto. Tudo foi lançado sob uma licença permissiva GPL-3.0, então você pode usar o trabalho de Rasic como trampolim para seus próprios experimentos.