Aplicações em ortopedia

Uma das aplicações onde diversos especialistas têm investigado relaciona-se com a monitorização de descolamento de próteses de anca. Um desses sistemas, consiste num sistema de telemetria para a detecção de descolamento da prótese de anca por análise de vibrações, Puers et al. (2000), onde um DBI é utilizado para medir a aceleração de uma prótese quando a base do fémur é colocada a vibrar através de um excitador electromagnético a uma dada frequência, figura 1.

 

Figura 1 – Sistema de medida de descolamento de próteses de anca. Adaptada de Puers et al. (2000).

Este DBI é alimentado por uma ligação indutiva onde o emissor está colocado ao redor da coxa e que emite um sinal que é captado pela antena do DBI. Esta ligação telemétrica é assim utilizada para alimentação do sistema implantado e no retorno são recebidos os dados provenientes da aquisição dos dados do sensor de aceleração utilizado internamente. 

Telemetria e transmissão de dados

Telemetria é uma moderna técnica utilizada em diversas áreas nomeadamente na medicina. Baseia-se na ideia de transmitir e receber dados através de tecnologias de comunicação sem fios, ou seja, um equipamento que gera dados num determinado local poderá enviar as suas informações para outro equipamento utilizando técnicas de comunicações sem fios. Mais concretamente, e orientado para o nosso estudo, consiste nas técnicas para aceder a um implante, estabelecendo uma ligação de dados entre dois dispositivos, um deles implantado e outro um computador (PC) de um processo externo/remoto.

Os objectivos da telemetria é receber dados provindos de equipamentos implantados, para monitorar, medir e controlar sinais biomédicos, melhorando desta forma a vida diária dos pacientes e facilita os diagnósticos dos médicos pois com ela são capazes de mais facilmente tomar medidas de precaução, medindo a estipulação de condições e circunstâncias. Pode ser aplicada para fazer o monitoramento de um registo da actividade cardíaca, de sinais electrocardiograma, de sinais electromiograma, temperatura cutânea, resistência galvânica da pele, determinar a carga mecânica (tensão) a que implantes ortopédicos estão exposto, detecção de descolamento de uma prótese de anca, entre outros, controlando eventuais anomalias ou distúrbios no corpo humano.

Este meio de medição e comunicação sem fios de informações bastante usado em implantes biomédicos para o corpo humano é uma técnica de obtenção, processamento e transmissão de dados à distância onde a eficácia da solução de telemetria depende do tipo de informação enviada entre os dispositivos implantáveis.

Além de melhorar a qualidade de vida, o recurso a sistemas de telemetria conferem ao paciente serviços diferenciados, e reduzem custos de leitura e manutenção. A instalação de sistemas de telemetria deve considerar aspectos técnicos e económicos, incluindo os factores intangíveis.

Implantes de retina

Uma outra aplicação de DBI com grande interesse na área da medicina consiste em permitir detectar o glaucoma através da monitorização da pressão intra-ocular. O glaucoma, uma doença degenerativa que provoca lesões irreversíveis e progressivas na retina com uma consequente redução do campo visual podendo levar à cegueira.

O implante desenvolvido utiliza um método minimamente invasivo, com base numa lente de contacto de sensores sem fio. Esta é uma lente de contacto (CLS) gelatinosa descartável de silicone com um sensor embutido, permitindo detectar e medir mudanças/deformações na curvatura da córnea induzidas pelas variações da pressão intra-ocular.

O sensor embutido é composto por dois sensores de tensão resistiva, medidores da sensibilidade e dois extensómetros: um activo que é colocado circunferencialmente para medir as mudanças na curvatura corneana e um passivo para a compensação térmica que é colocado radialmente onde nenhuma tensão é medida, Figura 19.Um microprocessador e uma antena também são incorporados na lente de contacto para a transmissão de dados sem fios, Figura 17. Para completar este sistema contém ainda um par de óculos (para medições durante a noite) e uma unidade portátil (leitor). A energia é enviada dos óculos para a lente de contacto (antena). O microprocessador incorporado envia um sinal de saída (  proporcional à tensão de lentes de contacto e pressão intra-ocular. Os dados são armazenados numa unidade portátil que é usada na cintura do paciente, posteriormente são enviados para um PC para serem visualizados.

Como o sistema é colocado da mesma forma que uma lente de contacto vulgar, torna-se seguro e confortável para ser usado pelo paciente. Além disso, permite medições contínuas da pressão intra-ocular, podendo ser realizadas até mesmo durante o sono e em diversas actividades sem a participação do paciente, abrindo desta forma novos métodos de diagnóstico e terapêuticos para controlar o glaucoma.

Seria uma conquista para todos, mas principalmente para aqueles que recuperariam a sua autonomia e independência livrando-se dos obstáculos impostos pela doença. 

Resumo e objectivos:

     Este projecto engloba o estudo da temática dos dispositivos biomédicos implantáveis em aplicações de monitorização de parâmetros biológicos onde a transmissão de dados tem um papel primordial.

     Após o estudo de alguns dispositivos implantáveis, descritos em artigos científicos em revistas internacionais, completou-se a primeira etapa deste projecto que tem como objectivo o estudo das diferentes técnicas e procedimentos a ter em conta quando é necessária a troca de dados entre o implante e o exterior.

     Actualmente a telemetria é um dos procedimentos mais importantes em dispositivos de aquisição de dados dado que acarreta diversos constrangimentos, quer ao nível do tamanho do implante, capacidade de transmitir e receber dados a uma determinada distância com base na energia disponível para o efeito que é, geralmente, muito escassa.

     Tendo como motivação, o implante na retina, este projecto pretende analisar como é que uma ligação indutiva entre uns óculos especiais e a retina poderá ser a ponta para uma melhoria da qualidade de vida de um paciente.

Olá!

Somos alunas do 3º ano da Licenciatura em Engenharia da Reabilitação e Acessibilidade Humanas, da Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro, em Vila Real, e pretendemos divulgar o nosso projecto, sobre Transmissão de dados em implante biomédicos.