Rede Ultra Densa de EEG com Eletrodos Ativos

O Eletrencefalograma (EEG), criado em 1929 pelo psiquiatra alemão Hans Berger, é usado para registrar a atividade elétrica gerada pelo cérebro, que tem a sua origem na troca iônica entre os meios intra e extracelular. Os sinais captados por eletrodos na superfície craniana, tipicamente entre 10μV e 100μV, são normalmente levados ao equipamento de registro para amplificação e eventual processamento, e posterior análise por pesquisadores e profissionais da área médica.

Entretanto, o ambiente hospitalar está sujeito às interferências eletromagnéticas causadas por equipamentos eletro-médicos, telefones celulares, rádios e outros. Essas interferências podem alterar e até mesmo mascar os sinais de EEG. Assim, para minimizar essas interferências, os circuitos de amplificação, filtragem e conversão AD deverão ser implementados sob a forma de um circuito integrado a ser posicionado diretamente sobre o eletrodo, formando assim um eletrodo ativo.

Ao mesmo tempo, redes ultra-densa de EEG demandam a instalação de 256 ou 512 eletrodos, o que se torna impraticável a colocação manual/individual dos eletrodos. Essas redes são utilizadas para condução de análises temporais e espaciais do cérebro, assim como o mapeamento e estudos das redes cerebrais, e interface home-máquina (incluindo o acionamento de próteses). Adicionalmente essas redes podem ser empregadas em associação com outros exames como Imagem por Ressonância Magnética Funcional – fMRI, Estímulo por Corrente Direta Transcraniana – tDCS, Estímulação Magnética Transcraniana – TMS e Magnetoencefalografia – MEG.

Encontra-se em desenvolvimento um sistema de EEG de baixa susceptibilidade às interferências eletromagnéticas, compatível com redes ultra-densas de até 512 eletrodos. Esse sistema integrado será composto de:

• Touca flexível que sirva de suporte físico para todos os eletrodos, previamente posicionados. A touca também dará suporte à bateria de alimentação dos circuitos.
• Circuito integrado responsável pela amplificação, filtragem e conversão AD, a ser posicionado diretamente sobre o eletrodo, implementando assim um eletrodo ativo.
• Interligação dos eletrodos ativos a um concentrador para a transmissão de dados sem fio.

Especificamente, encontra-se em desenvolvimento os circuitos integrados do eletrodo ativo e do concentrador, em tecnologia CMOS, para operação em baixa tensão e baixa potência.

Desenvolvimento de um Microssistema de Eletrocardiograma para o Monitoramento e o Apoio a Diagnóstico Remoto de Pacientes Cardiopata

O objetivo geral deste projeto de pesquisa é desenvolver um microssistema de eletrocardiografia para o monitoramento e o apoio a diagnóstico remoto de pacientes cardiopatas.

O microssistema de eletrocardiografia é baseado em um tag eletrônico (semelhante a um curativo band-aid) comunicando com um smartphone via uma rede corpórea sem fios.

A escolha do smartphone se dá devido a sua integração entre hardware e software, a sua capacidade de comunicação com outros dispositivos eletrônicos, a sua instrumentação embarcada e a sua disponibilidade junto ao paciente (um aparelho já integrado a rotina da maioria das pessoas).

Assim, o microssistema de eletrocardiografia pode ser dividido em dois produtos, a saber:

• (i) o tag eletrônico, o qual é formado pelo par de eletrodos secos ativos para a captação do sinal cardíaco, a eletrônica de tratamento e condicionamento do sinal captado e a eletrônica de comunicação de dados com o smartphone (via algum protocolo comercial padrão como o Bluetooth); e
• (ii) o aplicativo em plataforma Android capaz de receber os dados e assim monitorar e dar o apoio a diagnóstico remoto via o smartphone.