Slides da aula 0 - A Engenharia Biomédica

COB 781
Princípios de Instrumentação Biomédica
Aula 0
Página e Livro
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Livros
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Carlos Peres Quevedo, “Circuitos Elétricos”,
1988, Editora Guanabara.
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Capítulos 1, 2, 3, 4, 5, 6 e 7
Internet
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Sebenta Multimédia
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http://www.ufrgs.br/eng04030/aulas/teoria/capa.htm
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Circuitos elétricos I – Unicamp
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http://www.dt.fee.unicamp.br/~www/ea513/ea513.html
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Circuitos elétricos II – Unicamp
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http://www.dt.fee.unicamp.br/~www/ea612/ea612.html
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Circuitos I - PUC – RS
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http://www.ee.pucrs.br/~lpereira/CKT_I/
Calendário
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Aula 01 – Apresentação. Conceitos de
física e introdução a circuitos elétricos
Aula 02 – Leis de Kirchhoff e elementos
básicos de circuitos
Aula 03 – Divisor de tensão e corrente,
simplificação de circuitos
Calendário
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Aula 04 – Linearidade, superposição,
equivalentes de Thevenin e Norton
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Aula 05 – Análise de nós e malhas
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Aula 06 – Capacitor e Indutor
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Aula 07 – Circuitos RC e RL
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Calendário
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Aula 08 – Circuitos RC e RL
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Aula 09 – Circuitos RLC
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Aula 10 – Números complexos e fasores
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Aula 11 – Fasores e potência
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Aula 12 – Potência
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A disciplina
Modelos
Físicos de
Fenômenos
Naturais
Ferramentas
Matemáticas
Combinar
Sistemas de
Interesse
Prático
 Modelagem de sistemas
 Compreensão
 Identificação
. . .
Uso em modelos
Pulmão e sistema respiratório,
Sistema circulatório,
Sistema neurológico,
Ultrasom,
Trocas térmicas,
Trocas gasosas...
Uso em engenharia
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Conceitos de Instrumentação
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Sensores, Atuadores
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Medidas, erros
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Sinais
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Filtragem, Amplificação
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Diagramas de blocos
Circulação
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Modelo Windkessel
usado para
descrever a
impedância aórtica
em cães
Circulação
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Parâmetros importantes
–
Resistência periférica
–
Resistência de grandes vasos
–
Complacência do sistema
Como estes parâmetros alteram os
gráficos anteriores?
É possível olhar para os gráficos e
determinar o que mudou?
Circulação
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Resistência periférica
●
Resistência de grandes vasos
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Complacência do sistema
Circulação
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Será que o modelo é suficiente?
Abaixo modelo para circulação coronária
levando em conta a pressão arterial e
venosa
Respiração
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Modelo
viscoelástico do
sistema
respiratório
Respiração
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Parâmetros importantes
–
Viscoelasticidade dos tecidos
–
Resistência das vias aéreas
–
Complacência do sistema respiratório
Como estes parâmetros alteram os
gráficos anteriores?
É possível olhar para os gráficos e
determinar o que mudou?
Respiração
●
Viscoelasticidade dos tecidos
●
Resistência das vias aéreas
●
Complacência do sistema respiratório
Potencial de Ação Celular
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Hodgkin-Huxley
Avaliação de Tônus
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Qual a relação
entre força
velocidade?
Estão em fase?
O que é tônus na
equação mecânica?
Avaliação do Tônus
F =M⋅a⋅vk⋅x
dv
F =M⋅ ⋅vk⋅∫ v⋅dt
dt
di
1
V =L⋅ R⋅i ⋅∫ i⋅dt
dt
C
Bioimpedância
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Como determinar
a quantidade de
fluidos intra e
extracelulares?
Como determinar
massa magra?
Bioimpedância
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Quais
características
representam os
efeitos deste
gráfico?
Especificações EMG
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Amplificador
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Taxa de amostragem por canal 1 - 40kHz
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A/D converter 16 bit
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Sensibilidade
–
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0,1 – 50000 µV/div.
Impedância de entrada
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100 MΩ
Especificações EMG
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Nível de ruído na banda de 2 Hz-10 kHz,
–
no máximo <1 µV RMS
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Filtro passa-alta 0,02 – 1000 Hz
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Filtro passa-baixa
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Filtro notch a 50 ou 60Hz
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Rejeição de modo comum
–
não menos que
20 – 10000 Hz
100 dB
Especificações EMG
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Estimulador elétrico:
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Amplitude do estímulo
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Duração do estímulo 0,1 – 5 ms
0,1 – 100 mA
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Afinal de contas, o que há dentro deste
aparelho? Como interligá-lo a outro?
Como escolher?
Segurança Elétrica
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O que causa lesão?
–
Tensão?
–
Corrente?
Uma bateria de 9 V dá choque dolorido?
Uma cerca elétrica (5000V) dá choque
dolorido?
Algum deles mata? Qual o limite de
segurança?