Desenvolvimento de um esfigmomanômetro digital interfacetado com dispositivo android

Abstract

Foi desenvolvido um esfigmomanômetro digital automático que aplica o método oscilométrico e envia a medição da pressão arterial sistólica, diastólica e média e da frequência cardíaca a um aplicativo Android. O aparelho é autônomo, utilizando uma bateria de polímero de lítio e possuindo um circuito de recarga. O sistema de medição emprega uma braçadeira cuja pressão interna é controlada por um motor e uma válvula eletrônica e mensurada pelo transdutor piezoresistivo integrado MP3V5050GP. Um microcontrolador PIC18F27J53 no qual é programado um filtro digital passa-altas FIR para determinação das oscilações e um algoritmo de identificação de PIPs (pontos de identificação de parâmetro) próprio calcula o resultado de medição a partir do sinal de pressão digitalizado. A comunicação sem fio com o smartphone ou tablet no qual está instalado o aplicativo é realizada pelo módulo Bluetooth Smart RN4020. Para a calibração do sensor e validação do algoritmo utilizou-se o simulador de PNI BP-Pump (Bio-Tek Instruments). A calibração estática envolveu a medição em 12 pontos igualmente espaçados de 40 a 260 mmHg com quatro repetições, obtendo-se uma incerteza de medição máxima de 0,35% do fundo de escala. A validação baseou-se na medição de quatro curvas simulando pressões arteriais na faixa de 50 a 150 mmHg, com cinco repetições cada. O dispositivo apresentou valor absoluto de erro médio e desvio padrão máximos de 9,80 e 3,04 mmHg para a pressão sistólica; 3,80 e 2,05 mmHg para a pressão diastólica; e 3,40 e 4,80 mmHg para a pressão arterial média. Concluiu-se que o erro médio de medição da pressão sistólica poderia ser reduzido adaptando-se o valor da razão característica sistólica do algoritmo de identificação de PIPs, satisfazendo os valores máximos aceitos pelo INMETRO, respectivamente de 5,0 e 8,0 mmHg.

An automatic digital sphygmomanometer that applies the oscillometric method and communicates the measurement of the systolic, diastolic and mean blood pressure and heart rate to an Android app was developed. The device is autonomous, utilizing a lithium polymer battery and possessing a charge circuit. The measurement system employs an arm cuff whose internal pressure is controlled by a motor and an electronic valve and measured by the integrated piezoresistive transducer MP3V5050GP. A PIC18F27J53 in which is programmed a digital high-pass FIR filter to determine the oscillations and a custom-made PIP (parameter identification point) identification algorithm calculates the measurement result through the digitized pressure signal. The wireless communication with the tablet or smartphone hosting the app is achieved through the RN4020 Bluetooth Smart module. For transducer calibration and algorithm validation the BP-Pump (Bio-Tek Instruments) NIBP simulator was used. The static calibration required the measurement of 12 equally spaced points between 40 and 260 mmHg with four replicates, obtaining a maximal measurement uncertainty of 0.35% of full scale. The validation was based on the measurement of four pressure curves simulating blood pressures from 50 to 150 mmHg, with five replicates each. The device achieved maximum absolute mean error and standard deviation of 9.80 and 3.04 mmHg for the systolic pressure; 3.80 and 2.05 mmHg for the diastolic pressure; and 3.40 and 4.8 mmHg for the mean blood pressure. It was concluded that the mean error for the systolic pressure could be reduced by adjusting the systolic characteristic ratio of the PIP identification algorithm, satisfying the maximum values accepted by INMETRO, respectively of 5.0 and 8.0 mmHg.