Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Eletrónica Industrial e ComputadoresO bombeamento do sangue estimulado pelo coração provoca uma variação do centro de massa
do corpo, dando origem ao aparecimento de micromovimentos devido às forças de repulsão para que
este mantenha o seu momento físico. Um sistema de balistocardiografia convenciona um método não
invasivo, que tira proveito desses micromovimentos produzindo um sinal representativo do
comportamento mecânico do sistema cardiovascular e do corpo.
Nas últimas décadas, os avanços tecnológicos possibilitaram o desenvolvimento de sistemas de
medição de BCG (balistocardiografia) de maior capacidade de diagnóstico, já que antigamente caíram
em desuso devido ao aparecimento do ECG (Eletrocardiograma) e da Ressonância Magnética.
Recentemente, têm sido desenvolvidos alguns sistemas para medição de BCG em diferentes
abordagens, no entanto ainda apresentam certos inconvenientes uma vez que impõem algum limite
prático na medição devido à posição desconfortável do utilizador, ou relativamente às características do
sensor utilizado que exige a necessidade de estar em contacto com o corpo para uma aquisição plausível
do sinal.
Por outro lado, o progresso a nível da microtecnologia e do desenvolvimento de acelerómetros
MEMS tem possibilitado a criação de sensores de elevada resolução. Entre eles, surge o desenvolvimento
de acelerómetros MEMS baseados no tempo de pull-in que utilizam o tempo como mecanismo de
transdução da aceleração, permitindo alcançar resoluções na ordem dos micro-g.
Surge assim a oportunidade de implementar um sistema para aquisição de sinais de BCG que
integre um acelerómetro MEMS baseado na medição de tempos de pull-in. Esta dissertação reflete o
dimensionamento e implementação desse sistema de medição de BCG assim como o desenvolvimento
de software para aquisição e visualização do sinal medido em tempo real.
Com o intuito de averiguar a qualidade do dispositivo desenvolvido na deteção dos sinais de BCG,
são implementadas métricas para identificação das ondas típicas desse sinal e que permitem determinar
alguns eventos referentes ao comportamento cardíaco. Estes procedimentos habilitam a utilização deste
sistema na realização de análises clinicas para uma investigação mais consistente da capacidade de
diagnóstico desta técnica.The heart pumping causes a variation of the body's center of mass, which creates micro
movements due to the repulsive forces that keep the physical momentum. A ballistocardiography system
is a non-invasive method, which takes advantage of these micro movements producing a representative
signal of the mechanical behavior of the cardiovascular system and body.
In recent decades, technological advances have enabled the development of ballistocardiography
(BCG) measurement systems with reasonable performance, as opposed to the initial systems that
revealed weaknesses and have fallen into disuse due to the appearance of the ECG (electrocardiogram)
and Magnetic Resonance.
Recently some BCG systems have been developed using different technological approaches,
however they still present drawbacks related to signal acquisition such as uncomfortable user position
during measurements, or using sensors that need to be in contact with the body to a plausible signal
acquisition.
On the other hand, the progress level of microtechnology and MEMS accelerometers has enabled
the creation of high-resolution sensors. Among them, MEMS accelerometers based on the pull-in time,
using time as the acceleration transduction mechanism, have been demonstrated and enable the
measurement of micro-g signals.
This raises the opportunity of implementing an acquisition system for BCG signals that
incorporate a MEMS accelerometer based on the measurement of pull-in time. This dissertation
addresses the design and implementation of such BCG measuring system as well as the development of
software for the acquisition and visualization of the measured signal in real time.
To determine the quality of the device developed in the detection of BCG signals, metrics for
identification of the typical waves of the signal and for determining some events related to cardiac
performance are also implemented. These procedures enable the use of this system to perform clinical
analysis aiming a more consistent study of the diagnostic capability of this technique
