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metadata.dc.type: Dissertação
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Title: Implementação e validação de um hardware emulador de sinais biológicos
metadata.dc.creator: Zaidan, Hudson Capanema
metadata.dc.contributor.advisor1: Andrade, Adriano de Oliveira
metadata.dc.contributor.referee1: Pereira, Adriano Alves
metadata.dc.contributor.referee2: Amorim, César Ferreira
metadata.dc.description.resumo: Vários estudos na área da saúde exigem a aquisição e análise de sinais biológicos. A etapa de aquisição destes sinais depende de protocolos, equipamentos e técnicas específicas, e é parte obrigatória do cronograma de diversas pesquisas. Por este motivo, é interessante que se consiga otimizá-la. O principal objetivo do presente trabalho foi o desenvolvimeto de um hardware emulador de sinais biológicos para o ensino e aprendizagem na área de engenharia biomédica, e auxiliar as novas tecnologias provenientes da utilização de sinais biológicos. Neste contexto, o desenvolvimento de equipamentos capazes de emular e simular sinais biológicos se torna relevante, pois, com eles, pode-se subtrair a etapa de aquisição, economizando tempo e auxiliando os estudos voltados para o seu processamento. Estes dispositivos disponibilizam sinais biológicos em sua forma analógica, que previamente estavam armazenados digitalmente em uma base de dados, emulando-os, ou, simplesmente simulando estes sinais quando os mesmos são gerados por programas computacionais. Uma aplicação importante para os emuladores e simuladores desta natureza, é avaliar a exatidão, precisão e desempenho dos sistemas que processam sinais em tempo real. Assim, este estudo contempla uma revisão da literatura que descreve a importância do estudo envolvendo os sinais biológicos e propõe uma arquitetura e organização de um emulador/simulador denominado BioSim, a fim de melhorar as técnicas para o estudo destes sinais, bem como avaliar e calibrar equipamentos que os utilizam. O BioSim corresponde a um sistema de quatro canais, que consiste de módulos de processamento, MAPLE (ARM Cortex M3) e Arduino MEGA (ATMEGA 2560), com uma capacidade de armazenamento de 4 Giga Bytes por canal, através de um cartão micro SD (SanDisk), e uma interface homem-máquina, que compreende uma tela de cristal líquido e botões para navegação. Para avaliar o equipamento desenvolvido foram considerados sinais simulados por um programa computacional além da emulação de um banco de dados de diversos sinais biológicos coletados em estudos anteriores pelo nosso grupo de pesquisa do Laboratório de Engenharia Biomédica da Universidade Federal de Uberlândia BioLab. Os resultados sugerem que o dispositivo é capaz de simular e emular sinais biológicos em tempo real, amostrados até 20 kHz, com uma resolução de 12 bits. Isto permitirá a otimização do processo de aquisição dos sinais biológicos, reduzindo o tempo para a realização de pesquisas na área da Engenharia Biomédica.
Abstract: Several studies in healthcare require the acquisition and analysis of biological signals. The stage of acquisition of these signals depends on protocols, equipment and specific techniques, and is a compulsory part of the schedule of several studies. For this reason, it is interesting to be able to optimize it. The main objective of this work is the development in an emulator hardware of biological signals for teaching and learning in area of biomedical engineering and aid to new technologies arising from the use of biological signals. In this context, the development of equipment capable of emulating and simulating biological signals becomes relevant because, with them, you can subtract the acquisition step, saving time and at aiding aimed studies its processing. These devices provide a biological signal in analog form that was previously stored digitally in a database emulating them, or simply simulating these signals when they are generated by computer programs. An important application for the emulators and simulators of this kind, is to evaluate the accuracy, precision and performance of the systems processing signals in real time. Thus, this study includes a literature review that describes the importance of the study of biological signals and proposes an architecture and organization of an emulator / simulator called BioSim in order to improve techniques for the study of these signals as well as to evaluate and calibrate equipment that use these signals. The BioSim corresponds to a four-channel system consisting of processing modules, MAPLE ( ARM Cortex M3 ) and Arduino MEGA ( ATMEGA 2560 ) , with a storage capacity of 4 Giga Bytes per channel , through a micro SD card ( SanDisk ), and a man-machine interface comprising a liquid crystal display and buttons for navigation. To evaluate the developed equipment were considered signs simulated by a computer program, in emulation of database a several biological signals collected in previous studies by our research group of the Biomedical Engineering Laboratory of the Federal University of Uberlândia - BioLab. The results suggest that the device is able to simulate and emulate biological signals in real time, sampled to 20 kHz, with a resolution of 12 bits. This will allow the optimization of the acquisition process of the biological signals, reducing the time for carrying out research in area of the Biomedical Engineering.
Keywords: Emulador
Sinais biológicos
Instrumentação biomédica
Emulator
Biological signals
Biomedical instrumentation
Emuladores (Programas de computador)
Instrumentos e aparelhos médicos
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: BR
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
metadata.dc.publisher.initials: UFU
metadata.dc.publisher.department: Engenharias
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
Citation: ZAIDAN, Hudson Capanema. Implementação e validação de um hardware emulador de sinais biológicos. 2014. 118 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2014.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14566
Issue Date: 3-Feb-2014
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Engenharia Elétrica

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