PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA
SISTEMA DE AQUISIÇÃO DE SINAIS DE EMG E
ECG PARA PLATAFORMA ANDROID
TMpor
PEDRO VICTOR EUGÊNIO DE SOUZA
Dissertação submetida ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica da Universidade Federal de Pernambuco como parte dos requisitos para a obtenção do grau de
Mestre em Engenharia Elétrica.
ORIENTADOR: PROF. DR. MARCO AURÉLIO BENEDETTI
RODRIGUES
Recife 2015
UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO
CENTRO DE TECNOLOGIA E GEOCIÊNCIAS
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA
SISTEMA DE AQUISIÇÃO DE SINAIS DE EMG E
ECG PARA PLATAFORMA ANDROID
TMpor
PEDRO VICTOR EUGÊNIO DE SOUZA
Dissertação submetida ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica da Universidade Federal de Pernambuco como parte dos requisitos para a obtenção do grau de
Mestre em Engenharia Elétrica.
ORIENTADOR: PROF. DR. MARCO AURÉLIO BENEDETTI
RODRIGUES
Recife 2015
C a t a l o g a ç ã o n a f o n t e
B i b l i o t e c á r i a V a l d i c é a A l v e s , C R B - 4 / 1 2 6 0
S719s Souza. Pedro Victor Eugênio de.
Sistema de aquisição de sinais de emg e ecg para plataforma android tm / Emerson Alves da Silva - Recife: O Autor, 2015.
114folhas, Il.; Abr; e Tabs.
Orientador: Prof. Dr. Marco Aurélio Benedetti Rodrigues.
Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal de Pernambuco. CTG. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, 2015.
Inclui Referências.
1. Engenharia Elétrica,. 2. Dispositivo Portátil. 3. Aquisição de ECG e EMG. 4. Aplicação Android. I. Rodrigues, Marco Aurélio Benedetti ( Orientador). II. Título.
UFPE
PARECER DA COMISSÃO EXAMINADORA DE DEFESA DE
DISSERTAÇÃO DO MESTRADO ACADÊMICO DE
T Í T U L O
“SISTEMA DE AQUISIÇÃO DE SINAIS DE EMG E ECG
PARA PLATAFORMA ANDROID
TM”
A comissão examinadora composta pelos professores: MARCO AURÉLIO BENEDETTI RODRIGUES, DES/UFPE, EDUARDO FONTANA, DES/UFPE, e MARILÚ GOMES NETTO MONTE DA SILVA, DEB/UFPE, sob a presidência do primeiro, consideram o candidato
PEDRO VICTOR EUGÊNIO DE SOUZA APROVADO
.Recife, 30 de janeiro de 2015.
CECILIO JOSÉ LINS PIMENTEL
Coordenador do PPGEE
MARCO AURÉLIO BENEDETTI RODRIGUES
Orientador e Membro Titular Interno
MARILÚ GOMES NETTO MONTE DA SILVA
Membro Titular Externo
EDUARDO FONTANA
A g r a d e ç o p r i m e i r a m e n t e a D e u s , q u e s e m E l e n a d a é p o s s í v e l .
À U n i v e r s i d a d e F e d e r a l d e P e r n a m b u c o e e s p e c i a l m e n t e a o P r o g r a m a d e P ó s - G r a d u a ç ã o e m E n g e n h a r i a E l é t r i c a p e l a i n f r a e s t r u t u r a e o r g a n i z a ç ã o e x e m p l a r e s .
obtenção do grau de Mestre em Engenharia Elétrica.
S I ST E M A D E A Q U I S I Ç Ã O D E SI N AI S DE E M G
E E C G PA R A P L A T A F O R M A A N D R OI D
T MP e d ro Vi c to r E u g ê nio d e So u za
J a n / 2 0 1 5
Orientador: Marco Aurélio Benedetti Rodrigues, Prof. Doutor. Área de Concentração: Engenharia Elétrica-Eletrônica.
Palavras-chave: Dispositivo Portátil, Aquisição de ECG e EMG, Aplicação Android. Número de Páginas: 114.
Este trabalho fala sobre o desenvolvimento de um protótipo de um sistema de aquisição de sinais de ECG e EMG, de baixo custo de fabricação, baixo consumo de energia e que se comunica via wireless, utilizando protocolo de comunicação Bluetooth, com dispositivos AndroidTM. O desenvolvimento desse protótipo teve como finalidade a monitorização, em tempo real, dos sinais de ECG e EMG de um indivíduo, durante a realização de atividades físicas. Neste equipamento procurou-se realizar o projeto dos amplificadores para sinais biológicos (ECG e EMG), que combinasse baixo consumo e portabilidade, ou seja, os componentes escolhidos para este trabalho objetivaram reduzir o tamanho do circuito. Além disso, a transmissão de dados via Bluetooth foi adequada para que esses dados fossem utilizados em um dispositivo AndroidTM (smartphone), gerando a oportunidade para uma nova gama de produtos, os quais possam integrar a tecnologia existente nos celulares modernos à tecnologia de instrumentação biomédica aplicada ao monitoramento remoto de sinais biológicos. Com o intuito de atingir esse objetivo, foram desenvolvidos os sistemas de controle e processamento, baseados na arquitetura RISC, amplificação e filtragem, fonte de alimentação e comunicação Bluetooth, integrados em duas placas de circuito impresso, ambas com dimensão de 3x5cm. O firmware do sistema de aquisição e o
software de visualização, controle e armazenamento de sinal foram desenvolvidos com a
finalidade de tornar compatível o sistema com a maioria dos dispositivos baseados no sistema operacional AndroidTM. O sistema foi testado, apresentando bom desempenho na transmissão de dados e boa estabilidade em relação ao armazenamento e controle do consumo de energia. Atualmente, este sistema vem sendo utilizado em projetos de pesquisa e dissertações de mestrado com a finalidade de identificar possíveis problemas ou adequações a serem realizadas, tanto ao nível de hardware como de software. Com o sistema validado muitas pessoas podem ser beneficiadas, pois esse equipamento une a praticidade e multifuncionalidade dos telefones AndroidTM com a tecnologia de aquisição e processamento de sinais biológicos.
the degree of Master in Electrical Engineering.
EMG AND ECG SIGNALS AQUISITION SYSTEM FOR
ANDROID
TMPLATAFORM
Pedro Victor Eugênio de Souza
Jan/2015
Supervisor: Prof. Dr. Marco Aurélio Benedetti Rodrigues. Area of Concentration: Electrical and Electronics Engineering.
Keywords: Portable Device, ECG and EMG acquisition, Android Application. Number of Pages: 114.
This work is about a development of a prototype of an ECG and EMG acquisition system with low manufacturing cost, low power consumption and capable of communicating via wireless with AndroidTM devices using Bluetooth communication protocol. This prototype is intended to be used to monitoring the ECG and EMG signals of a person in real time while performing physical activities. In this equipment, the ECG and EMG amplifiers were developed to match low power consumption and size, thus the components were chosen to occupy a small area on the printed circuit board. At the same time, the Bluetooth transmission of data acquired by the amplifiers was built to match for being processed for AndroidTM devices (smartphones), creating the opportunity for a new range of products, which are able to combine the existing technology in modern mobile phones with biomedical instrumentation technology applied to remote monitoring of biological signals. In order to achieve this objective, the systems of control and processing, based on RISC architecture, amplification and filtering, power supply and Bluetooth communication were developed and integrated in two printed circuit boards with area of 5x3cm. The firmware of the acquisition system and the visualization, control and signal storage software were developed in order to turn compatible the system with the majority of devices based on Android operational system. The system was tested, showing good performance for data transmission and good stability on storage and control of energy consumption. The system has been used in research projects and master's theses in order to identify potential problems or adjustments to be made in hardware and software. With the conclusion of the system many people can be benefit, once this equipment combines the Android phones practicality and multifunctionality with the technology of acquisition and processing biological signals.
F i g u r a 2 . 1 - I l u s t r a ç ã o d e u m u n i d a d e m o t o r a e j u n ç ã o n e u r o m u s c u l a r . . . . 2 1 F i g u r a 2 . 2 - E s p e c t r o d e f r e q u ê n c i a d e s i n a l d e E M G . . . . 2 2 F i g u r a 2 . 3 - S i n a l d e E M G a m p l i f i c a d o . . . . 2 2 F i g u r a 2 . 4 - E s t r u t u r a a n a t ô m i c a d o c o r a ç ã o . . . 2 4 F i g u r a 2 . 5 - E s t r u t u r a s d e c o n d u ç ã o d o p o t e n c i a l d e a ç ã o d o c o r a ç ã o . . . . 2 5 F i g u r a 2 . 6 - G r á f i c o d o s i n a l d e E C G a o l o n g o d o t e m p o . . . . 2 6 F i g u r a 2 . 7 - T r i a n g u l o d e E i n t h o v e n . . . . 2 7 F i g u r a 2 . 8 - D e r i v a ç õ e s p a d r ã o d o E C G . . . . 2 8 F i g u r a 2 . 9 - D e r i v a ç õ e s a u m e n t a d a s d o E C G . . . . 2 8 F i g u r a 2 . 1 0 - S i n a l d e E C G c o m i n t e r f e r ê n c i a d a r e d e e l é t r i c a . . 3 1 F i g u r a 2 . 1 1 - C i r c u i t o s d e e l e t r o d o d e r e f e r ê n c i a a t i v o e d e c a b o g u a r d a . . . 3 1 F i g u r a 2 . 1 2 - C i r c u i t o d e C a b o - G u a r d a . . . . 3 2 F i g u r a 3 . 1 - D i a g r a m a d e b l o c o s d o h a r d w a r e . . . . 3 8 F i g u r a 3 . 2 - T o p o l o g i a d e u m a m p l i f i c a d o r d e i n s t r u m e n t a ç ã o c o m t r ê s a m p l i f i c a d o r e s o p e r a c i o n a i s . . . . 3 9 F i g u r a 3 . 3 - D i a g r a m a I n t e r n o d o I N A 1 2 8 . . . . 4 2 F i g u r a 3 . 4 - E s q u e m a d o a m p l i f i c a d o r d e E C G u t i l i z a d o . . . . 4 3 F i g u r a 3 . 5 - C i r c u i t o d o f i l t r o p a s s a - b a n d a . . . . 4 4 F i g u r a 3 . 6 M a g n i t u d e d a r e s p o s t a e m f r e q u ê n c i a d o f i l t r o p a s s a -a l t -a . . . . 4 6 F i g u r a 3 . 7 M a g n i t u d e d a f u n ç ã o t r a n s f e r ê n c i a d o f i l t r o p a s s a -b a i x a . . . . 4 7 F i g u r a 3 . 8 - F u n ç ã o t r a n s f e r ê n c i a d o f i l t r o p a s s a - b a n d a . . . . 4 9 F i g u r a 3 . 9 - C i r c u i t o d e o f f s e t . . . . 5 0 F i g u r a 3 . 1 0 - C i r c u i t o d o f i l t r o u t i l i z a d o p a r a a q u i s i ç ã o d e E M G . . . . 5 3 F i g u r a 3 . 1 1 - G r á f i c o d a f u n ç ã o t r a n s f e r ê n c i a d o f i l t r o p a s s a - a l t a p a r a a q u i s i ç ã o d e E M G . . . . 5 4 F i g u r a 3 . 1 2 - G r á f i c o d a f u n ç ã o t r a n s f e r ê n c i a E M G . . . . 5 4
F i g u r a 3 . 1 4 - C i r c u i t o d e a p l i c a ç ã o d o M A X 8 8 9 2 . . . . 5 7 F i g u r a 3 . 1 5 - C i r c u i t o d o M A X 8 8 9 u t i l i z a d o n o p r o j e t o . . . . 5 9 F i g u r a 3 . 1 6 - C i r c u i t o d e c a r r e g a m e n t o d a b a t e r i a d o e q u i p a m e n t o . . . . 6 1 F i g u r a 3 . 1 7 - A r q u i t e t u r a M S P 4 3 0 G 2 5 5 3 . . . . 6 3 F i g u r a 3 . 1 8 - M o d o d e o p e r a ç ã o d o t i p o s u b i d a d o T i m e r A . . . . 6 8 F i g u r a 3 . 1 9 - F o r m a t o d o b y t e d a U A R T d o M S P 4 3 0 G 2 5 5 3 . . . . 7 0 F i g u r a 3 . 2 0 - F l u x o g r a m a d o P r o c e s s o d e C o n f i g u r a ç ã o d o M ó d u l o E G B T - 0 4 6 S . . . . 7 3 F i g u r a 3 . 2 1 - D e s l o c a m e n t o d e 2 b i t s à d i r e i t a . . . . 7 4 F i g u r a 3 . 2 2 - F l u x o g r a m a d o p r o c e s s o d e c o n v e r s ã o e e n v i o d o s s i n a i s d e E C G e E M G . . . . 7 5 F i g u r a 3 . 2 3 - M ó d u l o E G B T - 0 4 6 S . . . . 7 6 F i g u r a 3 . 2 4 - C i r c u i t o d o m ó d u l o B l u e t o o t h u t i l i z a d o n o p r o j e t o . . . . 7 7 F i g u r a 3 . 2 5 - P r o j e ç ã o 3 D d a p l a c a d e a q u i s i ç ã o d o s s i n a i s d e E C G e E M G . . . . 8 1 F i g u r a 3 . 2 6 - P r o j e ç ã o 3 D d a p l a c a d e a l i m e n t a ç ã o e t r a n s m i s s ã o w i r e l e s s . . . . 8 2 F i g u r a 3 . 2 7 - T e l a i n i c i a l d a a p l i c a ç ã o . . . . 8 4 F i g u r a 3 . 2 8 - A p l i c a t i v o i n f o r m a n d o a l i s t a d e d i s p o s i t i v o s p a r e a d o s . . . . 8 8 F i g u r a 3 . 2 9 - S i n a l d e E C G i l u s t r a d o p e l o a p l i c a t i v o n a t e l a d e u m t a b l e t . . . . 8 9 F i g u r a 3 . 3 0 - I m a g e m d o s i n a l d e E M G e x i b i d o p e l o a p l i c a t i v o n a t e l a d e u m t a b l e t . . . . 9 0 F i g u r a 4 . 1 - M ó d u l o d e a q u i s i ç ã o d e s i n a i s d e E C G e E M G . . . . 9 3 F i g u r a 4 . 2 - P l a c a d o m ó d u l o d e c o m u n i c a ç ã o e a l i m e n t a ç ã o . . . . . 9 4 F i g u r a 4 . 3 - P o s i c i o n a m e n t o d o s e l e t r o d o s p a r a a q u i s i ç ã o d e E C G . . . . 9 6 F i g u r a 4 . 4 - S i n a l d e E C G o b t i d o n a s a í d a d o c i r c u i t o d e a q u i s i ç ã o e c o n d i c i o n a m e n t o . . . . 9 7
o s c i l o s c ó p i o d i g i t a l . . . . 9 8 F i g u r a 4 . 6 - P o s i c i o n a m e n t o d o s e l e t r o d o s p a r a a q u i s i ç ã o d o s i n a l d e E M G . . . . 9 9 F i g u r a 4 . 7 - I m a g e m d o í c o n e d o a p l i c a t i v o n o m e n u d o d i s p o s i t i v o . . . 1 0 0 F i g u r a 4 . 8 - S i n a l d e E C G p l o t a d o n a t e l a d o d i s p o s i t i v o A n d r o i d . . . 1 0 1 F i g u r a 4 . 9 - S i n a l d e E M G p l o t a d o n a t e l a d o d i s p o s i t i v o A n d r o i d . . . 1 0 3
T a b e l a 2 . 1 - C a r a c t e r í s t i c a s H e r d a d a s d o L i n u x p e l a P l a t a f o r m a A n d r o i d . . . 3 4 T a b e l a 3 . 1 - C a r a c t e r í s t i c a s d o I N A 1 2 8 . . . . 4 2 T a b e l a 3 . 2 – D e s c r i ç ã o d o s e s t a d o s e d a s t r a n s i ç õ e s d a R e d e d e P e t r i d o f i r m w a r e . . . . 7 6 T a b e l a 3 . 3 – P a r â m e t r o s u t i l i z a d o s p a r a c o n f i g u r a ç ã o d o b a u d r a t e . . . 6 8 T a b e l a 4 . 1 - D e s c r i ç ã o d o c o n s u m o t o t a l d o p r o t ó t i p o . . . . 9 4
A C L K - A u x i l i a r y C l o c k S y s t e m . A g / A g C l - P r a t a - C l o r e t o d e p r a t a . A I - A m p l i f i c a d o r d e I n s t r u m e n t a ç ã o . A m p . O p . - A m p l i f i c a d o r O p e r a c i o n a l . B p s - B i t s p o r s e g u n d o . C C S - C o d e C o m p o s e r S t u d i o . C I - C i r c u i t o I n t e g r a d o . C M R R - C o m m o n M o d e R a t i o R e j e c t i o n . d B - D e c i b e l . E C G - E l e t r o c a r d i o g r a m a . E E G - E l e t r o e n c e f a l o g r a m a . E O G - E l e t r o o c u l o g r a m a . E M G - E l e t r o m i o g r a m a . E M G s - E l e t r o m i o g r a f i a d e s u p e r f í c i e . F P G A - F i e l d P r o g r a m m a b l e G a t e A r r a y . H z - H e r t z . K - P o t á s s i o . L A - L e f t A r m . L L - L e f t L e g . M C U - M i c r o c o n t r o l a d o r . P A U M - P o t e n c i a l d e A ç ã o d e U n i d a d e M o t o r a . P W M - P u l s e W i d t h M o d u l a t i o n . R A - R i g h t A r m . R F - R a d i o f r e q u ê n c i a . R I S C - R e d u c e d I n s t r u c t i o n S e t C o m p u t e r . S N P - S i s t e m a N e r v o s o P e r i f é r i c o . S P P - S e r i a l P o r t P r o f i l e . U M - U n i d a d e M o t o r a . U S A R T - U n i v e r s a l S e r i a l A s s y n c h r o n o u s R e c e i v e r T r a n s m i t e r U S B - U n i v e r s a l S e r i a l B u s .
S U M Á R I O 1 I N T R O D U Ç Ã O . . . 1 3 1 . 1 ES T A D O D A AR T E . . . 1 5 1 . 2 OB J E T I V O . . . 1 8 1 . 2 . 1 O b j e t i v o s E s p e c í f i c o s . . . 1 8 1 . 3 ES T R U T U R A D A DI S S E R T A Ç Ã O . . . 1 9 2 F U N D A M E N T A Ç Ã O T E Ó R I C A . . . 2 0 2 . 1 O S I N A L D E EL E T R O M I O G R A M A ( E M G ) . . . 2 0 2 . 1 . 1 C a r a c t e r í s t i c a s d o s i n a l d e E M G . . . 2 2 2 . 2 O SI N A L D E EL E T R O C A R D I O G R A M A ( E C G ) . . . 2 3 2 . 2 . 1 O C o r a ç ã o . . . 2 3 2 . 2 . 2 O T r i â n g u l o d e E i n t h o v e n . . . 2 6 2 . 2 . 3 D e r i v a ç õ e s d o E C G . . . 2 7 2 . 2 . 4 E l e t r o d o s U t i l i z a d o s n a A q u i s i ç ã o d e E C G . . . 2 9 2 . 3 IN T E R F E R Ê N C I A E M S I N A S BI O L Ó G I C O S . . . 3 0 2 . 3 . 1 I n t e r f e r ê n c i a d e 6 0 H z . . . 3 0 2 . 3 . 2 C i r c u i t o d e E l e t r o d o d e R e f e r ê n c i a A t i v o . . . 3 1 2 . 3 . 3 C i r c u i t o d e C a b o G u a r d a . . . 3 2 2 . 4 O SI S T E M A OP E R A C I O N A L AN D R O I DT M . . . 3 2 2 . 4 . 1 I n t r o d u ç ã o . . . 3 2 2 . 4 . 2 A r q u i t e t u r a d o S i s t e m a O p e r a c i o n a l A n d r o i d . . . 3 4 2 . 4 . 3 O N ú c l e o d o L i n u x . . . 3 5 2 . 4 . 4 A M á q u i n a V i r t u a l D a l v i k . . . 3 5 2 . 4 . 5 F r a m e w o r k e A p l i c a ç õ e s . . . 3 6 3 M Ó D U L O D E A Q U I S I Ç Ã O E T R A N S M I S S Ã O D E E C G E E M G . . . 3 7 3 . 1 MÓ D U L O D E AQ U I S I Ç Ã O D E E C G . . . 3 8 3 . 1 . 1 O A m p l i f i c a d o r d e I n s t r u m e n t a ç ã o ( A I ) . . . 3 9 3 . 1 . 2 F i l t r a g e m d o S i n a l d e E C G . . . 4 3 3 . 1 . 3 C i r c u i t o d e O f f s e t . . . 4 9 3 . 2 MÓ D U L O D E AQ U I S I Ç A O D E E M G . . . 5 2
3 . 2 . 1 F i l t r a g e m d o S i n a l d e E M G . . . 5 2 3 . 3 MO D U L O D E AL I M E N T A Ç Ã O E CA R R E G A M E N T O D E BA T E R I A 5 5 3 . 3 . 1 C i r c u i t o d o M A X 8 8 9 2 . . . 5 5 3 . 3 . 2 C i r c u i t o R e g u l a d o r M A X 8 8 9 R . . . 5 8 3 . 3 . 3 C i r c u i t o C a r r e g a d o r d e B a t e r i a M A X 1 5 5 1 . . . 5 9 3 . 4 UN I D A D E CE N T R A L D E PR O C E S S A M E N T O . . . 6 2 3 . 4 . 1 C a r a c t e r í s t i c a s G e r a i s d a F a m í l i a d e M i c r o c o n t r o l a d o r e s M S P 4 3 0 . . . 6 2 3 . 4 . 2 P e r i f é r i c o s d o M S P 4 3 0 G 2 5 5 3 u t i l i z a d o s n o P r o j e t o . . . 6 4 3 . 4 . 3 O F i r m w a r e . . . 7 1 3 . 5 MÓ D U L O D E CO M U N I C A Ç Ã O BL U E T O O T H . . . 7 5 3 . 5 . 1 C i r c u i t o d o M ó d u l o B l u e t o o t h U t i l i z a d o n o P r o j e t o . . . 7 7 3 . 5 . 2 C o n f i g u r a ç õ e s d o M ó d u l o E G B T - 0 4 6 S . . . 7 8 3 . 6 LA Y O U T D A PL A C A D E CI R C U I T O I M P R E S S O . . . 8 0 3 . 6 . 1 O s L a y o u t s . . . 8 0 3 . 7 DE S E N V O L V I M E N T O D A AP L I C A Ç Ã O E C G / E M G . . . 8 2 3 . 7 . 1 O A m b i e n t e d e D e s e n v o l v i m e n t o A n d r o i d . . . 8 2 3 . 7 . 2 C a r a c t e r í s t i c a s d o A p l i c a t i v o E C G / E M G . . . 8 3 3 . 7 . 3 F u n c i o n a l i d a d e s d o A p l i c a t i v o . . . 8 7 4 R E S U L T A D O S . . . 9 2 4 . 1 MO N T A G E M D O PR O T Ó T I P O . . . 9 2 4 . 2 CO N S U M O D E C O R R E N T E D O PR O T Ó T I P O . . . 9 4 4 . 3 SI N A I S D O MÓ D U L O D E AQ U I S I Ç Ã O D E E C G . . . 9 5 4 . 4 SI N A I S D O MÓ D U L O D E AQ U I S I Ç Ã O D E E M G . . . 9 7 4 . 5 O AP L I C A T I V O D E A P R E S E N T A Ç Ã O D O S S I N A I S N O S M A R T P H O N E . . . 9 9 4 . 5 . 1 A n á l i s e C o m p a r a t i v a d o s S i n a i s d o A p l i c a t i v o . . . 1 0 0 5 C O N C L U S Ã O E T R A B A L H O S F U T U R O S . . . 1 0 4 5 . 1 TR A B A L H O S FU T U R O S . . . 1 0 6 R E F E R Ê N C I A S . . . 1 0 8
Capítulo 1
1 I N T R O D U Ç ÃO
O s s i n a i s b i o l ó g i c o s , o u b i o s i n a i s , s ã o s i n a i s q u e s ã o o r i u n d o s d a s a t i v i d a d e s c e l u l a r e s e d o s p r o c e s s o s f i s i o l ó g i c o s q u e o c o r p o h u m a n o r e a l i z a . C o m o c o n s e q u ê n c i a d e s s e s p r o c e s s o s , p e q u e n o s s i n a i s e l é t r i c o s p o d e m s e r m e d i d o s e r e g i s t r a d o s d e m a n e i r a d i r e t a o u i n d i r e t a a t r a v é s d e e l e t r o d o s l o c a l i z a d o s n a s u p e r f í c i e d a p e l e . A t r a v é s d o s b i o s i n a i s é p o s s í v e l i d e n t i f i c a r o f u n c i o n a m e n t o d e a l g u m a s f u n ç õ e s v i t a i s d o c o r p o h u m a n o c o m o : f u n c i o n a m e n t o d o c o r a ç ã o , n o c a s o d e s i n a l d e E l e t r o c a r d i o g r a m a ( E C G ) , e o p r o c e s s o d e r e c r u t a m e n t o d a s c é l u l a s m u s c u l a r e s , n o c a s o d a E l e t r o m i o g r a f i a ( E M G ) ( R A M I N H O S , 2 0 0 9 ) . A e v o l u ç ã o t e c n o l ó g i c a v e m a j u d a n d o n o d e s e n v o l v i m e n t o d e d i s p o s i t i v o s m ó v e i s m e n o r e s , c o m m a i o r r o b u s t e z e c a p a c i d a d e d e p r o c e s s a m e n t o , o q u e p r o p i c i a a c o m b i n a ç ã o d a t e c n o l o g i a c o m a á r e a d e s a ú d e e b e m e s t a r d o c o r p o h u m a n o . O s s m a r t p h o n e s a t u a l m e n t e t o m a m c o n t a d e g r a n d e p a r t e d o m e r c a d o m u n d i a l d e t e l e f o n i a . S e g u n d o a I n t e r n a t i o n a l D a t a C o r p o r a t i o n ( I D C ) , n o a n o d e 2 0 1 3 f o r a m v e n d i d o s 1 , 0 0 4 b i l h ã o d e c e l u l a r e s i n t e l i g e n t e s , t o t a l i z a n d o 5 5 % d a s v e n d a s d e t e l e f o n e s n o m u n d o ( G 1 , 2 0 1 4 ) . A o u t i l i z a r a m u l t i f u n c i o n a l i d a d e d o s t e l e f o n e s m ó v e i s a t u a i s , é p o s s í v e l d e s e n v o l v e r d i s p o s i t i v o s q u e a u x i l i a m a m o n i t o r a r s i n a i s b i o l ó g i c o s i m p o r t a n t e s à s a ú d e d u r a n t e a r e a l i z a ç ã o d e a t i v i d a d e s f í s i c a s e c o t i d i a n a s , p o r m e i o d e u m e q u i p a m e n t o p o r t á t i l e q u e p o s s a s e r u t i l i z a d o c o m o u m a c e s s ó r i o v e s t í v e l , d e s s a f o r m a u m p a c i e n t ep o d e r á r e a l i z a r i m p o r t a n t e s e x a m e s s e m a n e c e s s i d a d e d e d e s l o c a r - s e a u m e s t a b e l e c i m e n t o a s s i s t e n c i a l d e s a ú d e ( E A S ) . D i s p o s i t i v o s c o m o e s s e s p o d e m s e r u m g r a n d e a l i a d o à s a ú d e , p o i s p o d e m s e r v i r c o m o i n t e r f a c e h o m e m - m á q u i n a , e m a p l i c a ç õ e s d e c o n t r o l e d e e q u i p a m e n t o s a t r a v é s d e i n f o r m a ç õ e s r e t i r a d a s a p a r t i r d o s i n a l d e E M G , o u e n t ã o , s e r v i r c o m o d i s p o s i t i v o s d e a r m a z e n a m e n t o d e d a d o s d e E C G e m c a s o d e u m s i s t e m a H o l t e r , e q u i p a m e n t o q u e t e m a f i n a l i d a d e d e m o n i t o r a r u m d e t e r m i n a d o s i n a l b i o l ó g i c o d u r a n t e u m l o n g o p e r í o d o . D e n t r e o s s i n a i s b i o l ó g i c o s u t i l i z a d o s p a r a m o n i t o r i z a ç ã o d e p a c i e n t e s a t r a v é s d e d i s p o s i t i v o s p o r t á t e i s r e c e b e m d e s t a q u e o E l e t r o c a r d i o g r a m a ( E C G ) e o E l e t r o m i o g r a m a ( E M G ) . O s i n a l d e E C G é o s o m a t ó r i o e l é t r i c o d a a t i v i d a d e c e l u l a r d o m ú s c u l o c a r d í a c o . O E C G é c a p t a d o p o r m e i o d e e l e t r o d o s , s i t u a d o s n o r m a l m e n t e n o t ó r a x d o p a c i e n t e . O r e g i s t r o d o E C G p o d e s e r u t i l i z a d o n o a u x í l i o a o d i a g n ó s t i c o d e d i v e r s a s a r r i t m i a s c a r d í a c a s , d o e n ç a s c a r d í a c a s c o n g ê n i t a s e c o n s t a t a ç ã o d e á r e a s d o c o r a ç ã o a f e t a d a s p o r i n f a r t o s ( C H A V E S ; M O R E I R A , 2 0 0 1 ) . O E M G é o s o m a t ó r i o d o s p o t e n c i a i s e l é t r i c o s r e s u l t a n t e d a a t i v i d a d e e l é t r i c a d a s c é l u l a s d o s m ú s c u l o s e s t r i a d o s e s q u e l é t i c o s . O s i n a l d e E M G p o s s u i d i v e r s a s a p l i c a ç õ e s c o m o : e s t u d o d a m a r c h a , r e a b i l i t a ç ã o e d e s e n v o l v i m e n t o d e t e c n o l o g i a s a s s i s t e n c i a i s . P o i s a t r a v é s d e s t e s i n a l é p o s s í v e l r e t i r a r i n f o r m a ç ã o s o b r e a a t i v i d a d e m u s c u l a r n o i n s t a n t e e m q u e o c o r r e o m o v i m e n t o d o m ú s c u l o ( M A R C H E T T I ; D U A R T E , 2 0 0 6 ) .
1 . 1 E S T A D O D A A R T E
O s s i n a i s b i o l ó g i c o s d e E C G e E M G s ã o o s m a i s u t i l i z a d o s e m a p l i c a ç õ e s p o r t á t e i s , d e v i d o à s s u a s i m p o r t â n c i a s f i s i o l ó g i c a s e f a c i l i d a d e d e a q u i s i ç ã o , q u a n d o c o m p a r a d o s a o u t r o s s i n a i s t a i s c o m o ; E l e t r o e n c e f a l o g r a m a ( E E G ) e E l e t r o o c u l o g r a m a ( E O G ) . M u i t o s d i s p o s i t i v o s d e h a r d w a r e p a r a a q u i s i ç ã o e p r o c e s s a m e n t o d e s s e s s i n a i s b i o l ó g i c o s f o r a m d e s e n v o l v i d o s n o s ú l t i m o s a n o s p o r e m p r e s a s e p e s q u i s a d o r e s . I n c l u s i v e d i s p o s i t i v o s q u e f a z e m o m o n i t o r a m e n t o e p r o c e s s a m e n t o r e m o t o d o s i n a l d e E C G c o m o o b j e t i v o d e d i a g n o s t i c a r d o e n ç a s c a r d í a c a s e m t e m p o h á b i l . O s s i s t e m a s H o l t e r s d e E l e t r o c a r d i o g r a m a p o r t á t e i s t a m b é m e s t ã o a t u a l m e n t e m u i t o d i f u n d i d o s ( K . L . D A S I L V A , 2 0 1 4 ) . A e v o l u ç ã o d o s m i c r o p r o c e s s a d o r e s p e r m i t i u a r e d u ç ã o d o c o n s u m o d e e n e r g i a e d o s p r e ç o s d e s s e s d i s p o s i t i v o s . A r q u i t e t u r a s m a i s m o d e r n a s e e f i c a z e s t a m b é m t ê m a u x i l i a d o n o d e s e n v o l v i m e n t o d e a p l i c a ç õ e s i n o v a d o r a s c o m o o t r a b a l h o d e S i l v a ( S I L V A , 2 0 0 9 ) , q u e u t i l i z o u u m m i c r o p r o c e s s a d o r d o t i p o A R M - C o r t e x p a r a r e a l i z a r a a q u i s i ç ã o d e s i n a i s d e E C G d e a l t a r e s o l u ç ã o e e n v i a r o s s i n a i s a d q u i r i d o s p a r a u m c o m p u t a d o r u t i l i z a n d o o p r o t o c o l o d e c o m u n i c a ç ã o U S B . O u t r o e x e m p l o d e c o m o a t e c n o l o g i a e m b a r c a d a p o d e a u x i l i a r n a a q u i s i ç ã o d e s i n a i s b i o l ó g i c o s é o t r a b a l h o d e O l i v e i r a e R a m o s ( O L I V E I R A ; R A M O S , 2 0 0 9 ) , n o q u a l u m a p l a t a f o r m a F P G A ( F i e l d P r o g r a m m a b l e G a t e A r r a y ) f o i u t i l i z a d a p a r a p r o c e s s a r o s i n a l d e E C G c o n t a m i n a d o c o m r u í d o d e 6 0 H z u t i l i z a n d o t é c n i c a s d e p r o c e s s a m e n t o d i g i t a l d e s i n a i s .A á r e a d e d e s e n v o l v i m e n t o d e s o f t w a r e t a m b é m p o s s u i c o n t r i b u i ç õ e s n a u t i l i z a ç ã o d e s i n a i s b i o l ó g i c o s . A p l i c a ç õ e s q u e r e a l i z a m o p r o c e s s a m e n t o d e d a d o s c o l e t a d o s d e s i n a i s d e E C G e s t ã o s e n d o u t i l i z a d a s p a r a d e t e c ç ã o d e a r r i t m i a s c a r d í a c a s e d i s p o n i b i l i z a ç ã o d o s d a d o s p r o c e s s a d o s e m b a n c o s d e d a d o s d i s t r i b u í d o s n a I n t e r n e t p a r a f i n s d e c o m p a r a ç ã o e n t r e c a s o s p a t o l ó g i c o s s e m e l h a n t e s , a j u d a n d o d e s s a f o r m a a m e l h o r a r a p r e c i s ã o e v e l o c i d a d e d e d i a g n ó s t i c o d e d o e n ç a s c a r d í a c a s ( V O L P A T O , 2 0 0 5 ; P A L O D E T O , 2 0 0 6 ) . O s i n a l d e E M G t a m b é m é u t i l i z a d o p a r a d i v e r s o s f i n s . N o t r a b a l h o d e A l b r e c h t ( A L B R E C H T , 2 0 1 0 ) , o s i n a l d e E M G f o i u t i l i z a d o c o m o f e r r a m e n t a a u x i l i a r n o c o n t r o l e d e u m a c a d e i r a d e r o d a s m o t o r i z a d a . E s t e t r a b a l h o é u m e x e m p l o d e c o m o o s s i n a i s b i o l ó g i c o s e m a l i a d o s a e l e t r ô n i c a e m b a r c a d a p o d e m s e r u t i l i z a d o s p a r a d e s e n v o l v e r t e c n o l o g i a s a s s i s t e n c i a i s i n o v a d o r a s . N o t r a b a l h o d e A n d r a d e ( A N D R A D E , 2 0 0 6 ) , t e m - s e u m e x e m p l o d e c o m o a a q u i s i ç ã o e a a n á l i s e d e s i n a i s d e E M G p o d e m s e r u t i l i z a d a s c o m o f o r m a d e c o n t r o l e d e m e m b r o s a r t i f i c i a i s a t r a v é s d e c o n t r a ç õ e s v o l u n t á r i a s g e r a d a s p e l o p a c i e n t e , j á q u e p a d r õ e s d e c o n t r a ç ã o m u s c u l a r p o d e m s e r r e c o n h e c i d o s a t r a v é s d e a n á l i s e c o m p u t a c i o n a l d o s i n a l d e E M G . O u t r o c a m p o e m q u e e q u i p a m e n t o s d e E M G p o r t á t e i s p o d e m s e r u t i l i z a d o s é a p r i m o r a m e n t o f í s i c o d e a t l e t a s e m c o m p e t i ç õ e s d e a l t o n í v e l d e c o m p e t i t i v i d a d e c o m o f u t e b o l e a t l e t i s m o , o s q u a i s e x i g e m g r a n d e e s f o r ç o f í s i c o e r e s i s t ê n c i a m u s c u l a r d o s a t l e t a s . N o t r a b a l h o d e A n d r a d e ( A N D R A D E , 2 0 0 6 ) , f o r a m u t i l i z a d o s s i s t e m a s c o m p u t a c i o n a i s p a r a d e t e c t a r f a d i g a m u s c u l a r a t r a v é s d o p r o c e s s a m e n t o d i g i t a l d o s i n a l d e E M G . E s s e t r a b a l h o p o d e s e r u t i l i z a d o c o m o f e r r a m e n t a a u x i l i a r n o d e s e n v o l v i m e n t o m u s c u l a r d e
a t l e t a s i d e n t i f i c a n d o o m o m e n t o e x a t o d a o c o r r ê n c i a d a f a d i g a . L o g o , a j u d a n d o a d e s e n v o l v e r m e t o d o l o g i a s d e t r e i n a m e n t o m a i s e f i c a z e s . O f a b r i c a n t e T h a l m i c l a b s ( T H A L M I C L A B S , 2 0 1 3 ) l e v o u o u s o d o s i n a l d e E M G a o s e t o r d e e n t r e t e n i m e n t o . O a p a r e l h o d e n o m i n a d o M y o é u m d i s p o s i t i v o q u e r e a l i z a a a q u i s i ç ã o e a n á l i s e e m t e m p o r e a l d o s s i n a i s d e E M G d o s m ú s c u l o s d o a n t e b r a ç o c o m o o b j e t i v o d e o b t e r i n f o r m a ç õ e s q u e s ã o u t i l i z a d a s p a r a c o n t r o l e s e m f i o d e a ç õ e s e m j o g o s e l e t r ô n i c o s , s u b s t i t u i n d o d e s s a m a n e i r a o j o y s t i c k e o m o u s e . O q u e e l e v a o d i n a m i s m o d o j o g o e d e i x a - o m a i s a t r a e n t e a o s u s u á r i o s e a i n d a p o d e s e r u t i l i z a d o c o m o f e r r a m e n t a d e a c e s s i b i l i d a d e p o r p e s s o a s c o m d e f i c i ê n c i a m o t o r a . A l g u n s f a b r i c a n t e s d e d i s p o s i t i v o s e l e t r ô n i c o s c o m o j á d i s p o n i b i l i z a m c i r c u i t o s i n t e g r a d o s e s p e c í f i c o s p a r a a q u i s i ç ã o d e s i n a i s b i o l ó g i c o s . E s s e s d i s p o s i t i v o s s ã o b a s t a n t e u t i l i z a d o s e m t r a b a l h o s a c a d ê m i c o s c o m o : o t r a b a l h o d e O l i v e i r a e B a l b i n o t , 2 0 1 4 , e o t r a b a l h o d e Z a n e t t i , 2 0 1 3 , o s q u a i s u t i l i z a r a m c o m o b a s e d o c i r c u i t o d e a q u i s i ç ã o d e s i n a i s b i o l ó g i c o s u m F r o n t E n d p r o p r i e t á r i o q u e p e r m i t e a a q u i s i ç ã o e p r o c e s s a m e n t o d o s i n a l d e E C G , o q u e r e d u z s i g n i f i c a t i v a m e n t e o t e m p o d e d e s e n v o l v i m e n t o d o s i s t e m a e r e d u z o s r i s c o s d e i n t e r f e r ê n c i a e l e t r o m a g n é t i c a ( O L I V E I R A e B A L B I N O T , 2 0 1 4 ) ( Z A N E T T I , 2 0 1 3 ) . A p e s a r d a g r a n d e q u a n t i d a d e d e m a t e r i a l d e s e n v o l v i d o s o b r e o a s s u n t o , u m s i s t e m a q u e i n t e g r e o s s i n a i s d e E C G e E M G a o m e s m o t e m p o , q u e u t i l i z e t e c n o l o g i a e n c o n t r a d a n o m e r c a d o n a c i o n a l d e e l e t r ô n i c o s e d i s p o n i b i l i z e e s s e s s i n a i s e m u m s m a r t p h o n e o u t a b l e t a b r e u m n o v o l e q u e d e a l t e r n a t i v a s a o d e s e n v o l v i m e n t o d e n o v o s e q u i p a m e n t o s e s o f t w a r e s q u e p o d e r ã o a u x i l i a r n o d i a g n ó s t i c o p r e c o c e d e d o e n ç a s a t r a v é s d a a n á l i s e e m t e m p o r e a l d o s s i n a i s d e E C G e E M G . C o m i s s o , e m u m ú n i c o e q u i p a m e n t o p o d e r ã o s e r o b t i d o s d a d o s r e l a c i o n a d o s à a t i v i d a d e m u s c u l a r e c a r d í a c a d u r a n t e a
p r á t i c a d e e x e r c í c i o s f í s i c o s . E s t e e q u i p a m e n t o p o d e a i n d a s e r u t i l i z a d o e m t e r a p i a s a l t e r n a t i v a s c o m o : u t i l i z a ç ã o d e j o g o s q u e a p r e s e n t e m o n í v e l d e d i f i c u l d a d e d e a c o r d o c o m a r e s p o s t a c a r d í a c a o u m u s c u l a r d o p a c i e n t e e m p r o c e s s o d e r e a b i l i t a ç ã o . A l é m d e p o s s u i r e s c a l a b i l i d a d e e f a c i l i d a d e d e f a b r i c a ç ã o e m a n u t e n ç ã o p o r p o s s u i r c o m p o n e n t e s e l e t r ô n i c o s c o m u m e n t e e n c o n t r a d o s n o m e r c a d o B r a s i l e i r o .
1 . 2 O B J E T I V O
O o b j e t i v o d e s t e t r a b a l h o f o i d e s e n v o l v e r u m e q u i p a m e n t o r o b u s t o , d e b a i x o c u s t o e q u e r e a l i z a s s e a a q u i s i ç ã o e t r a n s m i s s ã o s e m f i o , e m t e m p o r e a l , d e d o i s t i p o s d e s i n a i s b i o l ó g i c o s , o E C G e E M G , p o r m e i o d o p r o t o c o l o d e c o m u n i c a ç ã o B l u e t o o t h p a r a u m s m a r t p h o n e o u t a b l e t , q u e o p e r a s s e c o m o s i s t e m a o p e r a c i o n a l A n d r o i dT M. 1 . 2 . 1 O b j e t i v o s E s p e c í f i c o s O s o b j e t i v o s e s p e c í f i c o s d e s t e t r a b a l h o e s t ã o e n u m e r a d o s a b a i x o : 1 . C o n s t r u i r u m a m p l i f i c a d o r d e s i n a i s b i o e l é t r i c o s , c o m p a c t o e d e b a i x o c u s t o c a p a z d e a d q u i r i r t a n t o o s i n a l d e E C G q u a n t o o s i n a l d e E M G . 2 . C o n s t r u i r u m s i s t e m a d e c o n v e r s ã o A / D e c o n d i c i o n a m e n t o d o s i n a l p a r a a p o s t e r i o r t r a n s m i s s ã o v i a R a d i o f r e q u ê n c i a ( R F ) . 3 . C o n s t r u i r u m s i s t e m a d e c o m u n i c a ç ã o v i a B l u e t o o t h , q u e p o s s a s e c o n e c t a r a u m t e l e f o n e c e l u l a r o u t a b l e t , q u e o p e r e c o m o s i s t e m a o p e r a c i o n a l A n d r o i dT M.4 . D e s e n v o l v e r u m s o f t w a r e e m b a r c a d o p a r a o c o n t r o l e d o s i s t e m a d e a q u i s i ç ã o e e n v i o d o s d a d o s , e m h a r d w a r e . 5 . D e s e n v o l v e r u m a p l i c a t i v o b a s e a d o e m A n d r o i dT M p a r a a p r e s e n t a r o s s i n a i s a d q u i r i d o s p e l o h a r d w a r e n a t e l a d o d i s p o s i t i v o e s a l v á - l o s n o s d c a r d d o t e l e f o n e . 6 . D e s e n v o l v e r u m s i s t e m a d e c a r r e g a m e n t o d e b a t e r i a v i a c a b o U S B . 7 . D e s e n v o l v e r u m s i s t e m a d e a l i m e n t a ç ã o d e m o d o q u e o d i s p o s i t i v o f u n c i o n e a p e n a s c o m u m a b a t e r i a c o m u m d e c e l u l a r .
1 . 3 E S T R U T U R A D A D I S S E R T A Ç Ã O
E s t e t r a b a l h o e s t á o r g a n i z a d o d e a c o r d o c o m o s s e g u i n t e s c a p í t u l o s : C a p í t u l o 1 : A p r e s e n t a ç ã o d o e s t a d o d a a r t e , o b j e t i v o s e e s t r u t u r a d o t r a b a l h o . C a p í t u l o 2 : F u n d a m e n t o s e c a r a c t e r í s t i c a s d o s s i n a i s d e E C G e E M G e d o s i s t e m a o p e r a c i o n a l A n d r o i dT M, t e m a s r e l e v a n t e s p a r a e s t e t r a b a l h o . C a p í t u l o 3 : P r o j e t o d o c i r c u i t o d e a q u i s i ç ã o d e s i n a i s d e E C G e E M G e d e s e n v o l v i m e n t o d o S o f t w a r e d e a p l i c a ç ã o A n d r o i dT M. C a p í t u l o 4 : R e s u l t a d o s o b t i d o s e a p r e s e n t a ç ã o d o p r o t ó t i p o d o e q u i p a m e n t o . C a p í t u l o 5 : C o n s i d e r a ç õ e s f i n a i s , c o n c l u s õ e s e t r a b a l h o s d e p e s q u i s a f u t u r o s p a r a e v o l u ç ã o d o e q u i p a m e n t o .Capítulo 2
2 F U N D A M E NT A Ç Ã O T E Ó R I C A
N e s t e c a p í t u l o s ã o a b o r d a d o s o s f u n d a m e n t o s t e ó r i c o s d o s s i n a i s b i o l ó g i c o s q u e f o r m a m a b a s e p a r a e s t e t r a b a l h o c o m o t a m b é m o s f u n d a m e n t o s d o s i s t e m a o p e r a c i o n a l A n d r o i dT M. O s s i n a i s o s q u a i s a t e o r i a é e v i d e n c i a d a s ã o o s s i n a i s d e E M G e E C G .2 . 1 O S I N A L D E E L E T R O M I O G R A M A ( E M G )
O s s i n a i s e l e t r o m i o g r á f i c o s f o r a m o b s e r v a d o s p r i m e i r a m e n t e p o r L u i g i G a l v a n i , e m 1 7 9 1 . E m 1 8 4 9 , F r e n c h m a n D u b o i s - R e y m o n d d e s c o b r i u q u e e s s e s s i n a i s r e p r e s e n t a m o r e f l e x o i n v o l u n t á r i o d o m ú s c u l o n o m o m e n t o e m q u e h á a p a s s a g e m d e c o r r e n t e e l é t r i c a ( A L B R E C H T , 2 0 1 0 ) . E n t r e t a n t o , s o m e n t e n o s é c u l o X X o s e s t u d o s a r e s p e i t o d a m o r f o l o g i a d o s i n a l d e E M G f o r a m i n t e n s i f i c a d o s , o q u e l e v o u a o s u r g i m e n t o d a E l e t r o m i o g r a f i a a t u a l . O s s i n a i s d e E l e t r o m i o g r a f i a s ã o o s s i n a i s b i o m é d i c o s q u e c o r r e s p o n d e m à s a t i v i d a d e s e l é t r i c a s d a s c é l u l a s m u s c u l a r e s , c o m a n d a d a s p e l o s n e u r ô n i o s m o t o r e s d o S i s t e m a N e r v o s o P e r i f é r i c o ( S N P ) . O s i n a l d e E M G r e v e l a o e s t a d o d a s U n i d a d e s m o t o r a s ( U M s ) d u r a n t e a c o n t r a ç ã o m u s c u l a r . A s U M s f o r m a m a s t e r m i n a ç õ e s n e u r o n a i s l o c a l i z a d a s n a s f i b r a s m u s c u l a r e s ( A L B R E C H T , 2 0 1 0 ) .A t e r m i n a ç ã o d e u m n e u r ô n i o n o m ú s c u l o , t a m b é m c h a m a d a d e J u n ç ã o N e u r o m u s c u l a r , e m c o n j u n t o c o m o a x ô n i o , c o r p o c e l u l a r e t o d a s a s f i b r a s q u e s ã o i n e r v a d a s p o r e s s e n e u r ô n i o c a r a c t e r i z a m u m a u n i d a d e m o t o r a ( U M ) , a q u a l e s t á i l u s t r a d a p e l a F i g u r a 2 . 1 . A a t i v i d a d e d e s s a s U M s é r e f l e t i d a n o s i n a l d e E M G , o u s e j a , u m e s t í m u l o m o t o r p r o p a g a - s e d o c é r e b r o a t é o s m ú s c u l o s p o r m e i o d o s a x ô n i o s d e u m n e u r ô n i o m o t o r e a o r e c e b e r e s s e e s t í m u l o , a s f i b r a s m u s c u l a r e s d e s p o l a r i z a m - s e s i m u l t a n e a m e n t e . E s s a d e s p o l a r i z a ç ã o s i m u l t â n e a g e r a u m a c o r r e n t e e l é t r i c a e p o r c o n s e q u ê n c i a a c o n t r a ç ã o m u s c u l a r ( F O R T I , 2 0 0 5 ) . A a t i v i d a d e e l é t r i c a g e r a d a p e l a d e s p o l a r i z a ç ã o d a s f i b r a s m u s c u l a r e s r e c e b e o n o m e d e P o t e n c i a l d e A ç ã o d e U n i d a d e M o t o r a , P A U M , e s s a a t i v i d a d e p r o p a g a - s e a t r a v é s d o s t e c i d o s e p o d e s e r m e d i d a e r e g i s t r a d a g r a f i c a m e n t e p o r m e i o d e e l e t r o d o s . E s s e s s i n a i s c a p t a d o s a p r e s e n t a m a m p l i t u d e s n a e s c a l a d e m i l i v o l t s ( F O R T I , 2 0 0 5 ) . F i g u r a 2 . 1 - I l u s t r a ç ã o d e u m u n i d a d e m o t o r a e j u n ç ã o n e u r o m u s c u l a r . F o n t e : M o d i f i c a d a d e ( R A M O S , 2 0 1 3 ) .
2 . 1 . 1 C a r a c t e r í s t i c a s d o s i n a l d e E M G O s s i n a i s d e E M G p o s s u e m a m p l i t u d e s e m t o r n o d e 5 m V q u a n d o c a p t a d o s p o r e l e t r o d o s d e s u p e r f í c i e e a m p l i t u d e s d e 1 0 m V q u a n d o c a p t a d o s p o r e l e t r o d o s d o t i p o a g u l h a . O s s i n a i s c a p t a d o s n a e l e t r o m i o g r a f i a d e s u p e r f í c i e p o s s u e m m a i o r e n e r g i a e m f r e q u ê n c i a s a b a i x o d e 5 0 0 H z e a e n e r g i a d o m i n a n t e d o s i n a l e s t á c o m p r e e n d i d a e n t r e a s f r e q u ê n c i a s d e 5 0 H z e 1 5 0 H z ( V E L L O S O , 2 0 0 4 ; A N D R A D E , 2 0 0 6 ; S O R N M O e L A G U N A , 2 0 0 5 ) . A s F i g u r a s 2 . 2 e 2 . 3 i l u s t r a m r e s p e c t i v a m e n t e o s i n a l d e E M G d e s u p e r f í c i e e o e s p e c t r o d e f r e q u ê n c i a d e s s e s i n a l . F i g u r a 2 . 2 - E s p e c t r o d e f r e q u ê n c i a d e s i n a l d e E M G . F o n t e : A c e r v o d o a u t o r . F i g u r a 2 . 3 - S i n a l d e E M G a m p l i f i c a d o . F o n t e : M o d i f i c a d a d e ( A N D R A D E , 2 0 0 6 ) .
2 . 2 O S I N A L D E E L E T R O C A R D I O G R A M A ( E C G )
O e l e t r o c a r d i o g r a m a ( E C G ) é o g r á f i c o o b t i d o a p a r t i r d a a q u i s i ç ã o d o s s i n a i s e l é t r i c o s d o m ú s c u l o c a r d í a c o , m i o c á r d i o . E s s e s s i n a i s s ã o d e t e c t a d o s a t r a v é s d a c o l o c a ç ã o d e e l e t r o d o s s o b r e a p e l e d o t ó r a x e r e g i s t r a d o s p o r m e i o d e u m e q u i p a m e n t o , o e l e t r o c a r d i ó g r a f o , e m u m a f i t a d e p a p e l m i l i m e t r a d o o u e m f o r m a t o d i g i t a l ( C H A V E S ; M O R E I R A , 2 0 0 1 ) . O E C G é l a r g a m e n t e u t i l i z a d o , p o i s é u m e x a m e q u e a j u d a n o d i a g n ó s t i c o d e d i v e r s a s a n o m a l i a s r í t m i c a s d o c o r a ç ã o e o u t r a s c a r d i o p a t i a s , a l é m d e s e r u m e x a m e r á p i d o , b a r a t o e n ã o i n v a s i v o . O E C G é b a s t a n t e i m p o r t a n t e , u m a v e z q u e r e v e l a o c o m p o r t a m e n t o d o c o r a ç ã o a t r a v é s d a a n á l i s e d o s c a m p o s e l é t r i c o s g e r a d o s d u r a n t e a d e s p o l a r i z a ç ã o e r e p o l a r i z a ç ã o d a s c é l u l a s d o m i o c á r d i o ( C H A V E S e M O R E I R A , 2 0 0 1 ; G U T I É R R E Z , 2 0 0 6 ) . 2 . 2 . 1 O C o r a ç ã o O c o r a ç ã o é o ó r g ã o m a i s i m p o r t a n t e d o s i s t e m a c i r c u l a t ó r i o , e l e a t u a c o m o u m a b o m b a q u e i m p u l s i o n a o s a n g u e a t r a v é s d e s u a s c â m a r a s e p a r a o r e s t a n t e d o c o r p o h u m a n o . O c o r a ç ã o p o s s u i q u a t r o c â m a r a s , d o i s á t r i o s , o s q u a i s s ã o r e s p o n s á v e i s p o r r e c e b e r o s a n g u e d o c o r p o e b o m b e á - l o p a r a o s v e n t r í c u l o s , e d o i s v e n t r í c u l o s o s q u a i s s ã o r e s p o n s á v e i s p o r r e c e b e r o s a n g u e d o s á t r i o s e b o m b e á - l o p a r a o r e s t a n t e d o c o r p o . A F i g u r a 2 . 4 i l u s t r a a e s t r u t u r a a n a t ô m i c a d o c o r a ç ã o .F i g u r a 2 . 4 - E s t r u t u r a a n a t ô m i c a d o c o r a ç ã o . F o n t e : M o d i f i c a d a d e ( F E R R E I R A , 2 0 0 7 ) . O m ú s c u l o c a r d í a c o c o m p õ e a s c â m a r a s c a r d í a c a s , á t r i o s e v e n t r í c u l o s e o s i s t e m a e s p e c i a l i z a d o d e c o n d u ç ã o d o s i n a l e l é t r i c o é c o m p o s t o p o r : n ó d u l o s i n o a t r i a l , r e s p o n s á v e l p e l a g e r a ç ã o d o s i n a l e l é t r i c o , t r a c t o s i n t e r n o d a i s , n ó a t r i o v e n t r i c u l a r , f e i x e d e H i s s e f i b r a s d e P u r k i n g e ( C H A V E S ; M O R E I R A , 2 0 0 1 ) . O n ó d u l o s i n o a t r i a l é c o n t r o l a d o p e l o s s i s t e m a s n e r v o s o s i m p á t i c o e p a r a s s i m p á t i c o e d e s e n v o l v e o r i t m o c a r d í a c o ( G U T I É R R E Z , 2 0 0 6 ) . A F i g u r a 2 . 5 i l u s t r a o s i s t e m a d e c o n d u ç ã o c a r d í a c o e a l o c a l i z a ç ã o d a s d i v e r s a s e s t r u t u r a s q u e o c o m p õ e m .
F i g u r a 2 . 5 - E s t r u t u r a s d e c o n d u ç ã o d o p o t e n c i a l d e a ç ã o d o c o r a ç ã o . F o n t e : M o d i f i c a d a d e ( B O R N , 2 0 0 0 ) . O g r á f i c o d o s i n a l d e E C G c o r r e s p o n d e à p r o p a g a ç ã o d o p o t e n c i a l d e a ç ã o . A o n d a P é r e s u l t a d o d a c o n t r a ç ã o a t r i a l , o c o m p l e x o Q R S é r e s u l t a d o d a c o n t r a ç ã o v e n t r i c u l a r e a o n d a T r e p r e s e n t a a r e p o l a r i z a ç ã o v e n t r i c u l a r . A n a l o g a m e n t e a o s p o t e n c i a i s d e a ç ã o d a s u n i d a d e s m o t o r a s , o s p o t e n c i a i s d e a ç ã o d a s c é l u l a s d o m i o c á r d i o p o s s u e m b a i x a a m p l i t u d e . O s i n a l d e E C G a p r e s e n t a a m p l i t u d e s q u e p o d e m v a r i a r d e 1 a t é 5 m V e p o s s u i u m a l a r g u r a d e b a n d a q u e v a r i a d e 0 , 0 5 a 2 5 0 H z . N o e n t a n t o , p a r a u m m o n i t o r c a r d í a c o é u t i l i z a d a a p e n a s a b a n d a d e f r e q u ê n c i a q u e p o s s u i f r e q u ê n c i a s n o i n t e r v a l o d e 0 , 0 5 a t é 1 0 0 H z , p o i s a s f r e q u ê n c i a s s u p e r i o r e s a 1 0 0 H z s ã o g e r a l m e n t e u t i l i z a d a s p a r a e x a m e s d e E C G d e a l t a r e s o l u ç ã o ( S O R N M O e L A G U N A , 2 0 0 5 ; S I L V A , 2 0 0 9 ) . A F i g u r a 2 . 6 i l u s t r a o g r á f i c o d e u m s i n a l d e E C G a o l o n g o d o t e m p o e s u a s o n d a s c a r a c t e r í s t i c a s .
F i g u r a 2 . 6 - G r á f i c o d o s i n a l d e E C G a o l o n g o d o t e m p o . F o n t e : M o d i f i c a d a d e ( G U T I É R R E Z , 2 0 0 6 ) . 2 . 2 . 2 O T r i â n g u l o d e E i n t h o v e n O T r i â n g u l o d e E i n t h o v e n é u m m é t o d o q u e p o s s u i a f i n a l i d a d e d e e s t u d a r a s f o r ç a s e l e t r o m o t r i z e s c r i a d a s p e l o c o r a ç ã o e f o i p r o p o s t o p e l o p e s q u i s a d o r h o l a n d ê s E i n t h o v e n , e m 1 9 1 3 . E s s e m é t o d o c o n s i s t e e m s u b s t i t u i r e s s a s f o r ç a s p o r d i p o l o s q u e s e e n c o n t r a m n o c e n t r o d e u m t r i â n g u l o e q u i l á t e r o e m c a d a i n s t a n t e d a a t i v i d a d e e l é t r i c a c a r d í a c a ( G U T I É R R E Z , 2 0 0 6 ) . A F i g u r a 2 . 7 i l u s t r a o T r i â n g u l o d e E i n t h o v e n .
F i g u r a 2 . 7 - T r i a n g u l o d e E i n t h o v e n . F o n t e : M o d i f i c a d a d e ( C H A V E S ; M O R E I R A , 2 0 0 1 ) . 2 . 2 . 3 D e r i v a ç õ e s d o E C G U m a d e r i v a ç ã o d e E C G é c o m p o s t a p o r u m p a r d e e l e t r o d o s d i s p o s t o n a s u p e r f í c i e d o c o r p o c u j o e i x o é o b t i d o a t r a v é s d a d i r e ç ã o e n t r e o s e l e t r o d o s p o s i t i v o e n e g a t i v o . O p a d r ã o d o E C G p o s s u i d o z e d e r i v a ç õ e s a s q u a i s c a d a u m a o f e r e c e u m a v i s ã o d i f e r e n t e d e u m m e s m o f e n ô m e n o f í s i c o . N a a q u i s i ç ã o d e s i n a i s d e E C G p o d e m s e r u t i l i z a d a s d e r i v a ç õ e s m o n o p o l a r e s ( C H A V E S ; M O R E I R A , 2 0 0 1 ) . A s d e r i v a ç õ e s m o n o p o l a r e s t e m o o b j e t i v o d e m e d i r p o t e n c i a i s l o c a i s . C a d a d e r i v a ç ã o é o b t i d a a t r a v é s d o p o s i c i o n a m e n t o d o e l e t r o d o e x p l o r a d o r . P o r e x e m p l o : a d e r i v a ç ã o V R é o b t i d a p o s i c i o n a n d o o e l e t r o d o e x p l o r a d o r n o b r a ç o d i r e i t o , a d e r i v a ç ã o V L é o b t i d a p o s i c i o n a n d o o e l e t r o d o n o b r a ç o e s q u e r d o e q u a n d o o e l e t r o d o e s t á l o c a l i z a d o n a p e r n a e s q u e r d a t e m - s e a d e r i v a ç ã o V F . E m m o n i t o r e s c a r d í a c o s a s d e r i v a ç õ e s a u m e n t a d a s ( a V F , a V R e a V L ) s ã o c o m u m e n t e u t i l i z a d a s . A F i g u r a 2 . 8 i l u s t r a a s d e r i v a ç õ e s p a d r ã o D I , D I I e D I I I e a F i g u r a 2 . 9 i l u s t r a a s d e r i v a ç õ e s a u m e n t a d a s ( C R E M M E L ; V E R M E U L E N , 2 0 1 3 ) .
F i g u r a 2 . 8 - D e r i v a ç õ e s p a d r ã o d o E C G . F o n t e : M o d i f i c a d a d e ( C R E M M E L ; V E R M E U L E N , 2 0 1 3 ) . F i g u r a 2 . 9 - D e r i v a ç õ e s a u m e n t a d a s d o E C G . F o n t e : M o d i f i c a d a d e ( C R E M M E L ; V E R M E U L E N , 2 0 1 3 ) . A F i g u r a 2 . 8 c o n t é m u m a i m a g e m d o p o s i c i o n a m e n t o d o s e l e t r o d o s n o s m e m b r o s e t a m b é m n o t ó r a x p a r a f o r m a r a s d e r i v a ç õ e s D I , D I I e D I I , e n q u a n t o q u e a F i g u r a 2 . 9 i l u s t r a a o b t e n ç ã o d a s d e r i v a ç õ e s a u m e n t a d a s u t i l i z a n d o a s d e r i v a ç õ e s p a d r ã o .
2 . 2 . 4 E l e t r o d o s U t i l i z a d o s n a A q u i s i ç ã o d e E C G O s e l e t r o d o s s ã o f u n d a m e n t a i s n o p r o c e s s o d e a q u i s i ç ã o d o s i n a l d e E C G , u m a v e z q u e e l e s r e a l i z a m a i n t e r f a c e e n t r e o c i r c u i t o d e a q u i s i ç ã o e a p e l e . E l e s s ã o i m p o r t a n t e s p o r q u e p e r m i t e m a a q u i s i ç ã o d o s i n a l d e f o r m a m a x i m i z a d a r e d u z i n d o o r u í d o e p o s s u e m a f u n ç ã o d e r e a l i z a r a c o n v e r s ã o d a c o r r e n t e i ô n i c a e m c o r r e n t e e l é t r i c a ( C A R D O S O , 2 0 1 0 ) . H á d o i s t i p o s d e e l e t r o d o s p o d e m s e r u t i l i z a d o s p a r a a q u i s i ç ã o d e s i n a i s d e E C G , p o l a r i z á v e i s e n ã o - p o l a r i z á v e i s . O s p o l a r i z á v e i s p o s s u e m b a i x a c a p a c i t â n c i a e b a i x a q u a n t i d a d e d e c a r g a e l é t r i c a n a i n t e r f a c e p e l e / e l e t r o d o , e n q u a n t o o s n ã o - p o l a r i z á v e i s p o s s u e m e l e v a d a c o n c e n t r a ç ã o d e c a r g a s e l é t r i c a s n a i n t e r f a c e p e l e / e l e t r o d o e t a m b é m e l e v a d a c a p a c i t â n c i a . P a r a a q u i s i ç ã o d e s i n a i s d e E M G s ã o u t i l i z a d o s e l e t r o d o s m e t á l i c o s e e l e t r o d o s d e P r a t a / C l o r e t o d e P r a t a , ( A g / A g C l ) . O s e l e t r o d o s m e t á l i c o s p o s s u e m c a r a c t e r í s t i c a s s e m e l h a n t e s à s d e u m e l e t r o d o p o l a r i z á v e l , e n q u a n t o q u e e l e t r o d o s d e A g / A g C l p o s s u e m c a r a c t e r í s t i c a s q u e s e a p r o x i m a m à s d e u m e l e t r o d o n ã o - p o l a r i z á v e l ( C A R D O S O , 2 0 1 0 ) . O s e l e t r o d o s d e A g / A g C l p o s s u e m a v a n t a g e m d e p o s s u i r p r o c e s s o d e f a b r i c a ç ã o m a i s f á c i l e b a r a t o c o m r e l a ç ã o a o s e l e t r o d o s m e t á l i c o s , o q u e r e d u z o p r e ç o f i n a l d o u t e n s í l i o . P o r i s s o , e l e s s ã o o s m a i s u t i l i z a d o s n a a q u i s i ç ã o d e s i n a i s b i o l ó g i c o s .
2 . 3 I N T E R F E R Ê N C I A E M S I N A S B I O L Ó G I C O S
E m u m s i s t e m a d e c a p t a ç ã o d e s i n a i s b i o l ó g i c o s q u e u t i l i z a d o i s e l e t r o d o s e x p l o r a t ó r i o s e u m d e r e f e r ê n c i a , o s i n a l d e e n t r a d a d o a m p l i f i c a d o r d e i n s t r u m e n t a ç ã o ( A I ) é c o m p o s t o p o r c i n c o c o m p o n e n t e s : o s i n a l d e s e j a d o , s i n a i s i n d e s e j a d o s , i n t e r f e r ê n c i a d e 6 0 H z , s i n a l d e i n t e r f e r ê n c i a o r i g i n a d o n a i n t e r f a c e p e l e / e l e t r o d o e r u í d o i n t r í n s e c o d o s c o m p o n e n t e s e l e t r ô n i c o s ( F E R R E I R A , 2 0 0 7 ) . 2 . 3 . 1 I n t e r f e r ê n c i a d e 6 0 H z O t i p o d e i n t e r f e r ê n c i a m a i s c o m u m e m s i s t e m a s d e a q u i s i ç ã o d e s i n a i s b i o l ó g i c o s é a i n t e r f e r ê n c i a d e 6 0 H z o u 5 0 H z e m c a s o s d e p a í s e s o n d e a r e d e e l é t r i c a o p e r a n e s s a f r e q u e n c i a . E s s e t i p o d e i n t e r f e r ê n c i a é o r i u n d o d a r e d e d e a l i m e n t a ç ã o e l é t r i c a e é i n d u z i d o p o r m e i o d e a c o p l a m e n t o s e n t r e o c o m u m d o c i r c u i t o e l e t r ô n i c o , o u g r o u n d , e a r e d e e l é t r i c a q u e a l i m e n t a o e q u i p a m e n t o ( B O R N , 2 0 0 0 ) . A l é m d i s s o , a i n t e r f e r ê n c i a d e 6 0 H z p o d e s e r i n s e r i d a a o s i n a l d e v i d o u m a d i f e r e n ç a d e i m p e d â n c i a e n t r e o s e l e t r o d o s , o q u e r e s u l t a e m u m d e s b a l a n c e a m e n t o n a s t e n s õ e s d e m o d o c o m u m e a s c o n v e r t e e m t e n s õ e s d i f e r e n c i a i s , s e n d o a s s i m , a m p l i f i c a d a s . E s s e f e n ô m e n o é n o m e a d o d e e f e i t o d e d i v i s o r d e p o t e n c i a l . A F i g u r a 2 . 1 0 i l u s t r a u m s i n a l d e E C G q u e s o f r e u i n t e r f e r ê n c i a d e 6 0 H z ( H U H T A e W E B S T E R , 1 9 7 3 ) .F i g u r a 2 . 1 0 - S i n a l d e E C G c o m i n t e r f e r ê n c i a d a r e d e e l é t r i c a . F o n t e : M o d i f i c a d a d e ( B E H A R , 2 0 1 2 ) . 2 . 3 . 2 C i r c u i t o d e E l e t r o d o d e R e f e r ê n c i a A t i v o O c i r c u i t o d e e l e t r o d o d e r e f e r ê n c i a a t i v o é u m a m a n e i r a b e m e f i c a z d e r e d u z i r a t e n s ã o d e m o d o c o m u m , p o i s u t i l i z a n d o e s t e c i r c u i t o é p o s s í v e l o b t e r r e d u ç õ e s e n t r e 1 0 d B e 5 0 d B . N o e n t a n t o , e s s e c i r c u i t o p o d e s e t o r n a r i n s t á v e l c a u s a n d o a i n d a m a i s r u í d o a o s i n a l d e s a í d a d o a m p l i f i c a d o r d e s i n a i s b i o l ó g i c o s ( F E R R E I R A , 2 0 0 7 ) . A F i g u r a 2 . 1 1 i l u s t r a o c i r c u i t o d e e l e t r o d o d e r e f e r ê n c i a a t i v o e d e c a b o g u a r d a u t i l i z a d o s e m c o n j u n t o c o m o a m p l i f i c a d o r d e i n s t r u m e n t a ç ã o I N A 1 2 8 d a T e x a s I n s t r u m e n t s . F i g u r a 2 . 1 1 - C i r c u i t o s d e e l e t r o d o d e r e f e r ê n c i a a t i v o e d e c a b o g u a r d a . F o n t e : M o d i f i c a d a d e ( T E X A S I N S T R U M E N T S , 2 0 0 5 ) .
2 . 3 . 3 C i r c u i t o d e C a b o G u a r d a C o m o v i s t o a n t e r i o r m e n t e , a i n t e r f e r ê n c i a d a r e d e e l é t r i c a p o d e s e r i n d u z i d a a o l o n g o d o s c a b o s q u e l i g a m o p a c i e n t e à e n t r a d a d o a m p l i f i c a d o r p o r m e i o d e c a p a c i t â n c i a s p a r a s i t a s . O c i r c u i t o d e c a b o g u a r d a t e m o o b j e t i v o d e r e d u z i r e s s e a c o p l a m e n t o a t r a v é s d o u s o d e c a b o s b l i n d a d o s . A b l i n d a g e m d o c a b o p o d e e s t a r l i g a d a à m é d i a d a d i f e r e n ç a d e p o t e n c i a l d o r e s i s t o r d e g a n h o ( RG) d o a m p l i f i c a d o r d e i n s t r u m e n t a ç ã o , c o m o i l u s t r a d o n a F i g u r a 2 . 1 2 . A l é m d e s s a t é c n i c a , p a r a r e d u z i r e s s e t i p o d e a c o p l a m e n t o p o d e - s e u t i l i z a r c a b o s d e t a m a n h o r e d u z i d o e t r a n ç a d o s ( T A V A R E S , 1 9 9 7 ) . F i g u r a 2 . 1 2 - C i r c u i t o d e C a b o - G u a r d a . F o n t e : M o d i f i c a d a d e ( T E X A S I N S T R U M E N T S , 2 0 0 5 ) . 2 . 4
O S I S T E M A O P E R A C I O N A L A N D R O I D
T M 2 . 4 . 1 I n t r o d u ç ã o O A n d r o i d é u m s i s t e m a o p e r a c i o n a l b a s e a d o n o n ú c l e o d o L i n u x e é b a s t a n t e u t i l i z a d o e m d i s p o s i t i v o s m ó v e i s . E s t e s i s t e m a o p e r a c i o n a l p o s s u i p l a t a f o r m a d e c ó d i g o a b e r t o e é d e s e n v o l v i d o p o r u m c o n j u n t o d e e m p r e s a s d o s e t o r d e f a b r i c a ç ã o e c o m e r c i a l i z a ç ã o d e d i s p o s i t i v o s m ó v e i s e s o f t w a r e d e n o m i n a d o O p e n H a n d s e t A l l i a n c e , l i d e r a d a p e l a G o o g l e ( B R A H L E R , 2 0 1 0 ) .O s i s t e m a o p e r a c i o n a l A n d r o i d e s t á p r e s e n t e e m m a i s d e 5 6 % d o s s m a r t p h o n e s v e n d i d o s n o m u n d o . E s s e f a t o t o r n a o s i s t e m a o p e r a c i o n a l u m a ó t i m a p l a t a f o r m a d e i n v e s t i m e n t o n o s e t o r d e d e s e n v o l v i m e n t o d e a p l i c a t i v o s ( G A R T N E R , 2 0 1 2 ) . D a d o s d e u m a p e s q u i s a m a i s r e c e n t e , f e i t a p e l a i n s t i t u i ç ã o K a t a r W o r l d p a n e l , r e v e l a r a m q u e a s v e n d a s d o s i s t e m a o p e r a c i o n a l d a G o o g l e a u m e n t a r a m e m 3 1 % n a p r i m e i r a m e t a d e d o a n o d e 2 0 1 3 e m r e l a ç ã o a o m e s m o p e r í o d o d e 2 0 1 2 e q u e 7 7 % d o s s m a r t p h o n e s v e n d i d o s e m 2 0 1 3 p o s s u í a m o s i s t e m a o p e r a c i o n a l A n d r o i d ( O L H A R D I G I T A L , 2 0 1 3 ) . A s a p l i c a ç õ e s p a r a A n d r o i d s ã o d e s e n v o l v i d a s e m l i n g u a g e m d e p r o g r a m a ç ã o J a v a e u t i l i z a m o A n d r o i d S o f t w a r e D e v e l o p m e n t K i t ( S D K ) e e x e c u t a m a m á q u i n a v i r t u a l D a l v i k . N o e n t a n t o , o s i s t e m a o p e r a c i o n a l t a m b é m p o s s u i s u p o r t e a o d e s e n v o l v i m e n t o d e a p l i c a ç õ e s n a t i v a s e m l i n g u a g e n s C e C + + . U m a v e z q u e a p l a t a f o r m a A n d r o i d é b a s e a d a n o s i s t e m a o p e r a c i o n a l L i n u x , e l a h e r d a v á r i a s c a r a c t e r í s t i c a s i n t r í n s e c a s d e s s e s i s t e m a c o m o : g e r e n c i a m e n t o d e a r q u i v o s , n ú c l e o , s e r v i d o r e s d e t e r m i n a i s , e n t r e o u t r a s l i s t a d a s n a T a b e l a 2 . 1 ( B R A H L E R , 2 0 1 0 ) .
T a b e l a 2 . 1 - C a r a c t e r í s t i c a s H e r d a d a s d o L i n u x p e l a P l a t a f o r m a A n d r o i d M o d i f i c a d a d e ( L E C H E T A , 2 0 1 3 ) . C a r a c t e r í s t i c a D e s c r i ç ã o F r a m e w o r k d e A p l i c a ç ã o P e r m i t e o r e u s o d e c o m p o n e n t e s . M á q u i n a V i r t u a l D a l v i k O t i m i z a d a p a r a d i s p o s i t i v o s m ó v e i s . N a v e g a d o r W e b I n t e g r a d o B a s e a d o n a E n g i n e O p e n S o u r c e W e b K i t . G r á f i c o s O t i m i z a d o s B i b l i o t e c a s 2 D e 3 D b a s e a d a s n a e s p e c i f i c a ç ã o O p e n G L E S 1 . 0 . S u p o r t e p a r a M í d i a s S u p o r t e a m í d i a s d e á u d i o , v í d e o e i m a g e m . T e l e f o n i a G S M D e p e n d e n t e d o H a r d w a r e . S Q L i t e A r m a z e n a m e n t o d e d a d o s p a r a e s t r u t u r a s r e l a c i o n a i s . B l u e t o o t h , E D G E , 3 G e W i - F i D e p e n d e n t e d o H a r d w a r e P o d e r o s o A m b i e n t e d e D e s e n v o l v i m e n t o P l u g i n p a r a I D E E c l i p s e , E m u l a d o r e f e r r a m e n t a s p a r a D e b u g . F o n t e : A c e r v o d o a u t o r . 2 . 4 . 2 A r q u i t e t u r a d o S i s t e m a O p e r a c i o n a l A n d r o i d O A n d r o i d é m a i s d o q u e u m s i s t e m a o p e r a c i o n a l , e l e é u m c o n j u n t o d e s o f t w a r e s o r g a n i z a d o s e m c a m a d a s p a r a f a c i l i t a r o d e s e n v o l v i m e n t o e a u t i l i z a ç ã o d e a p l i c a ç õ e s n a t i v a s ( s o f t w a r e s t a c k ) c o m p o s t o p o r c i n c o c a m a d a s , c u j a b a s e é u m a m o d i f i c a ç ã o d o n ú c l e o d o L i n u x v e r s ã o 2 . 6 , o q u a l p r o v ê d i v e r s o s s e r v i ç o s c o m o : g e r e n c i a m e n t o d e m e m ó r i a , s e g u r a n ç a , g e r e n c i a m e n t o d e p r o c e s s o s e u m a c a m a d a d e a b s t r a ç ã o d e h a r d w a r e p a r a a s o u t r a s c a m a d a s d e s o f t w a r e . A s d e m a i s c a m a d a s d a p l a t a f o r m a A n d r o i d s ã o : L i b r a r i e s a n d A n d r o i d R u n t i m e , A p p l i c a t i o n F r a m e w o r k e A p p l i c a t i o n s ( L E C H E T A , 2 0 1 3 ) .
