Desenvolvimento e aplicação de técnicas matemáticas de modelagem, instrumentação e análise em sistemas biomédicos

Abstract

A metodologia proposta nesse trabalho de conclusão de curso foi a incorporação de três grandes resultados desenvolvidos pelas autoras, em conjunto com outros autores. O primeiro artigo é a proposta de um modelo matemático utilizando a técnica de modelagem gráfica Bond Graph para o diagnóstico e tratamento do olho humano com retinopatia diabética. A validação da modelagem foi realizada no software MATLAB○R , onde foram utilizados diferentes sinais de entrada (função degrau, função impulso) para simulação do comportamento dinâmico do olho com e sem o uso de bio lente de látex natural. Além disso a sensibilidade do sistema foi analisada com o uso do método de controle orgânico. Os resultados das simulações validaram o modelo proposto para o olho saudável e as alterações causadas pela retinopatia diabética. Por fim os autores concluíram que o uso da bio lente é eficaz no tratamento da retinopatia diabética. O segundo estudo trata do desenvolvimento de dispositivo de baixo custo para aquisição de sinal eletromiográfico. A técnica utilizada para aquisição do sinal foi a eletromiografia de superfície com eletrodos na disposição bipolar. O sinal aquisitado passou pelos processos de amplificação, filtragem, amostragem e normalização. O estudo apontou como principal problema na aquisição a contaminação do sinal por ruídos do ambiente e artefatos mecânicos. O obtivo do estudo foi alcançado com a construção de um dispositivo de baixo custo capaz de capturar sinais com baixo nível de contaminação por ruídos. O último estudo apresentado nesse tralho refere-se a instrumentação eletrônica de uma muleta Lofstrand. Na metodologia proposta foram posicionados sensores (magnetômetro, giroscópio, acelerômetro e FSR) na muleta para medir a força aplicada sobre ela pelo usuário e o ângulo entre a muleta e um eixo de origem. A principal contribuição do trabalho foi possibilitar a aquisição dessas variáveis durante o uso da muleta para avaliação da marcha do seu usuário. O objeto deste TCC foi aplicar os conhecimentos adquiridos ao longo dos anos de formação em três cenários de sistemas biomédicos.