Desenvolvimento de um software para processamento e análise de sinais biológicos utilizados em biomecânica

Abstract

O corpo humano durante o seu funcionamento tanto em situações estáticas quanto dinâmicas gera variações das quantidades de energia química, elétrica, mecânica e térmica. Essas variações temporais nas diferentes formas de energia são denominadas sinais biológicos. Esses sinais biológicos devido ao atual estágio da tecnologia, podem ser coletados por diferentes tipos de sensores. Os avanços tecnológicos dos sensores e diferentes equipamentos de aquisição de dados a Biomecânica por meio das suas técnicas de pesquisa como: a dinamometria, a cinemetria, a eletromiografia, a antropometria e a termografia, possui instrumental o adequado para a aquisição, processamento e análise desses sinais biológicos. Entretanto, o caminho percorrido da aquisição do sinal biológico até a obtenção de um valor significativo para utilização na avaliação do movimento humano engloba diversas etapas. Uma dessas etapas diz respeito ao processamento e análise do sinal biológico coletado, o qual, dependendo da necessidade de processamento e do software utilizado demanda conhecimentos específicos. Dessa forma o objetivo do presente estudo foi desenvolver um software para análise de sinais biológicos, que possua uma interface gráfica amigável ao usuário da área da saúde e que seja compatível com a plataforma Windows. Inicialmente foram verificadas as necessidades demandadas pelos possíveis usuários do software. Após esta etapa, teve início a atividade de desenvolvimento do software, o qual foi denominado BIOMEC-SAS. O BIOMEC-SAS foi desenvolvido na linguagem IDL 8.1. A atividade de integração e teste para da avaliação das codificações implementados no BIOMEC- SAS foram realizados de duas formas: (1) através da comparação de processamentos de sinais gerados matematicamente, com valores analíticos conhecidos e (2) através da comparação de processamentos e análises de sinais coletados a partir das técnicas de pesquisa em biomecânica realizados com o software desenvolvido e com os mesmos processamentos e análises realizadas com SAD32 e MATLAB®. Na atividade de instalação o BIOMEC-SAS foi distribuído e avaliado por alunos do Programa de Pós-Graduação da Escola de Educação Física da Universidade Federal do Rio Grande do Sul com relação a sua interface gráfica. Os resultados obtidos nas atividades de integração e testes demonstraram que as funções implementadas no BIOMEC-SAS estão adequadas. Já os resultados da atividade de instalação demonstraram a necessidade de correções no BIOMEC-SAS, principalmente no que se relaciona as informações de tela e de ajuda ao usuário. Como considerações finais o BIOMEC-SAS se encontra na atividade de distribuição e implementação de novas funcionalidades.

The human body during its operation both in static and dynamic situations generates variations in the quantity of chemical, electrical, mechanical and thermic energies. The temporal variations in the different forms of energy are called biological signals. These biological signals due to the current stage of technology may be collected by different kinds of sensors. Technological advances in sensors and different equipment for data acquisition in biomechanics by means of techniques like dynamometry, kinematics, electromyography, anthropometry and thermography, have adequate instrumentation for acquisition, processing and analysis of these biological signals. However, the path runs from the acquisition of the biological signal until obtaining a meaningful value to be used in human movement evaluation includes several steps. One of such steps is the processing and analysis of the biological signal collected, which, depending on the processing needs and software used demands specific knowledge. This way the present study aims to develop a software for analysis of biological signals that possess a friendly graphical interface for the user of the health area and is compatible with the Windows platform. Initially the needs required by the possible users of the software were verified. After this, happened the activity of development of the software, which was called BIOMEC-SAS. The BIOMEC-SAS was developed in IDL 8.1 language. Activities of integration and test for the evaluation of codifications implemented on BIOMEC-SAS were performed in two manners: (1) by comparing the processing of signals mathematically generated, with known analytical values; and (2) by comparing the processing and analysis of signals collected using techniques of biomechanics research performed with the developed software and with the same processing and analysis performed with SAD32 and MATLAB®. For the installation activity, the BIOMEC-SAS was distributed and evaluated by students from the Post-Graduation Program from the School of Physical Education of the Federal University of Rio Grande do Sul regarding its graphical interface. Results obtained in the integration and tests activities show that the functions implemented on BIOMEC-SAS are adequate. As for the results on the installation activity demonstrates the necessity of corrections on the BIOMEC-SAS, especially regarding screen informations and user’s help. As final considerations, the BIOMEC-SAS is currently in distribution activity and implementing new functions.