Gerador de Sinais Vitais a partir de Bases Clínicas Reais: Ferramenta para Pesquisa em Automação Biomédica e Testes de Dispositivos Médicos

Descrição

O monitoramento de sinais vitais é fundamental na prática clínica moderna e depende de dispositivos multiparamétricos que precisam passar por rigorosos processos de validação antes de serem utilizados. Este projeto propõe o desenvolvimento de um equipamento eletrônico capaz de reproduzir sinais elétricos correspondentes aos sinais vitais capturados de pacientes, utilizando um conversor digital-analógico conectado ao microcontrolador ESP32. O dispositivo será projetado para gerar sinais elétricos contínuos, como eletrocardiograma (ECG), pressão arterial e respiração, a partir de bases de dados clínicas reais disponibilizadas pelo PhysioNet do Massachusetts Institute of Technology (MIT), incluindo o MIMIC Waveform Database. O objetivo central é disponibilizar uma ferramenta de baixo custo que permita testes e validação de monitores multiparâmetro de sinais vitais, além de apoiar atividades acadêmicas voltadas ao ensino de automação biomédica. A metodologia envolve a implementação de algoritmos para reprodução de sinais normais e patológicos, oriundos de bases de dados clínicos reais, seguida da validação da fidelidade dos sinais gerados em comparação com registros originais através de um monitor multiparamétrico que será fornecido pela empresa parceira. O simulador de sinais vitais proposto poderá ser empregado como recurso didático para ensino de instrumentação, aquisição, condicionamento e processamento de sinais biomédicos, fortalecendo a integração entre teoria e prática no IFRS. Além disso, o equipamento permitirá que estudantes desenvolvam projetos em automação biomédica sem a necessidade de coletar sinais diretamente de pacientes reais, eliminando a submissão ao Comitê de Ética em Pesquisa e a exigência de autorização de pacientes, garantindo maior segurança ao evitar riscos de choque elétrico em conexões de seres humanos a circuitos, além de proporcionar agilidade e acessibilidade na execução de pesquisas e protótipos. A parceria com a LIFEMED se justifica pelo elevado custo dos simuladores de sinais vitais comerciais disponíveis no mercado, como os da linha ProSim da Fluke Biomedical que podem chegar a US$ 20 mil, tornando essencial o desenvolvimento de uma solução nacional de baixo custo. Além de apoiar a validação de monitores multiparamétricos e fortalecer a integração entre ensino, pesquisa e inovação, o equipamento a ser desenvolvido apresenta caráter inovador ao utilizar bases de dados clínicas reais disponibilizadas pelo PhysioNet, o que amplia seu potencial para proteção por patente de invenção ou modelo de utilidade e reforça o impacto tecnológico e econômico do projeto. Os resultados esperados incluem: * desenvolvimento de um protótipo funcional de baixo custo baseado em ESP32; * validação da qualidade dos sinais simulados; * aplicação prática em testes de dispositivos médicos da empresa parceira; * disponibilização de um simulador de sinais vitais como recurso didático para apoiar atividades acadêmicas voltadas ao ensino de instrumentação, aquisição, condicionamento e processamento de sinais biomédicos; * contribuição para a formação de estudantes e pesquisadores em automação biomédica; * o simulador, ao utilizar bases clínicas reais do PhysioNet, deverá apresentar inovação com potencial de patente, ampliando o impacto tecnológico e econômico; * fortalecimento da interação entre ensino, pesquisa aplicada e demandas empresariais. O projeto articula-se com ações de extensão ao atender a demanda da LIFEMED por soluções acessíveis para validação de monitores multiparamétricos, promovendo inovação tecnológica e impacto econômico regional. Também se relaciona diretamente com o ensino, ao integrar práticas acadêmicas de instrumentação, aquisição, condicionamento e processamento de sinais biomédicos ao desenvolvimento de um simulador baseado em ESP32 e bases clínicas reais do PhysioNet, contribuindo para a reformulação curricular e para a formação profissional-cidadã dos estudantes do IFRS.