sentido literal da palavra, wearable, em inglês, significa vestível, mas sua funcionalidade vai muito além.

Resumo

A tendência de artigos para pulso é muito notada no mundo todo e o cuidado com a saúde através desses itens também cresce a cada dia. Assim, com o objetivo de unir a saúde e a tecnologia, é proposto o desenvolvimento de um wearable (equipamento vestível) capaz de medir o nível de desidratação corporal.

Para tanto, será utilizado a análise de impedância bioelétrica (BIA), que se baseia na diferença de valores de impedância verificada a partir da condução elétrica pelos tecidos biológicos.

Introdução

Diante da importância da água para as atividades vitais do corpo, é necessário compreender as possíveis causas para ocorrer o processo de desidratação.

De forma geral, um dos principais sintomas é a sensação de sede, que pode ser notado em casos de desidratação leve e se estender para outros graus caso a perda de líquido se intensifique. Os sintomas também tendem a se agravar e dentre os mais comuns temos boca e pele secas, ausência ou pequena produção de lágrimas, olhos fundos, sudorese reduzida, fadiga, perda de memória, falta de atenção, falta de coordenação, tontura, aumento da frequência cardíaca, sonolência, dor de cabeça, queda da pressão arterial postural, urina concentrada e constipação.

Diante de todos os problemas que a desidratação pode causar ao corpo, é importante mencionar quais grupos estão mais suscetíveis. Podemos citar como principais os atletas, que muitas vezes apresentam uma prática excessiva de exercícios físicos sem a ingestão de líquidos adequada. Outro grupo também bastante propenso à desidratação são os idosos, que, por disporem de uma espessura mais fina de pele, são também mais sensíveis às temperaturas e, consequentemente, perdem mais líquido.

Da mesma forma, as crianças, devido a menor massa corpórea, e as gestantes, que podem desenvolver um quadro de vômitos prolongados, ocasionando a desidratação.

Com isso, foi pensado o desenvolvimento de um dispositivo vestível em

que fosse possível o acesso aos dados de maneira rápida, fácil e prática. No

sentido literal da palavra, wearable, em inglês, significa “vestível”, mas sua funcionalidade vai muito além.

Os wearables têm sido cada dia mais utilizados na medicina, visto que suas possibilidades na área da saúde e até em tratamentos são muitas. Com a ajuda da tecnologia, esses dispositivos são capazes de monitorar diversas funções vitais, como o nível de açúcar no sangue, batimentos cardíacos, temperatura da pele, pressão arterial, copos de água tomados por dia, calorias ingeridas, mudanças de peso, entre outros. Além disso, podem ser usados como método de segurança para o paciente e ser projetado para identificar quedas, desmaios, ataques cardíacos ou convulsões.

Uma forma de realizar as medições dos parâmetros é através da análise de impedância bioelétrica (bioimpedância), que comumente é usada para calcular o percentual de gordura corporal de um ser humano, aplicando uma pequena quantidade de corrente alternada através de um corpo humano e medindo a impedância.

Objetivos

Com o propósito de coletar informações do corpo humano e transformá- las em dados para o monitoramento da saúde, o desenvolvimento desse projeto parte para criação de um dispositivo que é responsável por medir os níveis de água do organismo do usuário, identificando se o mesmo encontra hidratado ou desidratado e informar quando é necessária a ingestão de líquidos.

Metodologia

Nesse trabalho serão utilizados um oscilador controlado por tensão (ICL8038) que fornecerá corrente alternada ao circuito, um circuito fonte de Howland, que garantirá uma saída constante de corrente no eletrodo aderido a pele do usuário,um circuito retificador de corrente, cuja função é transformar a corrente AC (alternada), fornecida pelo ICL 8038, em corrente DC (contínua) e um filtro passa baixa, cuja função é eliminar ruídos de alta frequência. Em seguida, a corrente retificada será enviada ao Arduíno Uno no qual será interpretada, e a informação da bioimpedância da pele do usuário será exibida no display OLED (Figura 1).

Figura 1: Circuito integrado desenvolvido no software Multisim.

Desenvolvimento

• Bioimpedância

A bioimpedância, também chamada de biorresistência, é a impedância aplicada aos tecidos biológicos. Ela irá consistir na resposta do organismo em resistir (atrasar) a passagem de um fluxo de corrente elétrica.

A análise de impedância bioelétrica (BIA) é frequentemente utilizada como meio para fazer medições da composição corporal, já que através da mesma é possível obter a quantidade de massa magra, gordura e água composta no organismo.

• Condutividade dos Tecidos

Os tecidos biológicos vão se comportar como condutores de corrente elétrica quando a mesma percorrer o organismo (Figura 2). Os tecidos magros são extremamente condutivos devido a sua quantidade de água e eletrólitos, comprovando uma baixa resistência à passagem da corrente elétrica.

Figura 2: Modelo de bioimpedância celular.

Porém, a gordura, os ossos e a pele, são considerados meios de baixa

condutividade. Indicadores, como gordura e a água corporal e a massa livre de

gordura, podem ser medidos de maneira monofrequencial (50 kHz), pois através deste nível de frequência é corrente é capaz de penetrar no meio extracelular e no intracelular, mesmo que proporção se altere de tecido para tecido.

• Desidratação

Há diversos sinais e sintomas que nos alertam quanto a desidratação, tais como a sede, mucosa da boca e olhos secos, olhos fundos e encovados, turgor frouxo, queda de pressão postural, aumento da frequência cardíaca, fadiga, irritabilidade, alteração de humor, desatenção, indisposição, tontura e estudos sugerem que a menor ingestão de água é prejudicial ao trato urinário em caso de doença renal crônica. A desidratação é mais comum em determinados grupos de risco, como idosos, crianças, adolescentes, gestantes, mulheres em época de amamentação e atletas.

Resultados

Abaixo possuímos uma das simulações realizadas, referente ao funcionamento e comportamento da Fonte de Howland na qual observamos no gráfico a direita o comportamento constante da corrente (IRpessoa1) em azul e o constante aumento da tensão (Vout_ampop) a medida que a resistencia em Rpessoa1 é aumentada.

Figura 3: Circuito Fonte de Howland Figura 4: Simulação desenvolvida no software multisim.

Além das simulações realizadas, também foi desenvolvido uma interface para interagir

com o usuário, mostrando-lhe informações relevantes que poderão ajudá-lo a se

preparar para seu dia, tais como data, hora, temperatura e umidade ambiental

(especialmente importantes para individuos que desejam manter-se hidratados) e

nível de bateria do aparelho wearable. Além disso, de calcular o nível de hidratação

do usuário e exibir essas informações no display, o aparelho também poderá dar

indicações sobre a ingestão de água necessária ao usuário para esse obter o status hidratado.

Figura 5: Informações exibidas no display Oled.

Fontes

1

SCHMIDT AZEVEDO, Paula; LEAL PEREIRA, Felipe Welson; RUPP DE PAIVA, Sergio Alberto. Água, Hidratação e Saúde – SBAN, 2016.

2

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<https://www.unimedfortaleza.com.br/blog/cuidar-devoce/sintomas-e-sinais-de- desidratacao#:~:text=Crian%C3%A7as%20e%20idosos%20s%C3%A3o%20mais ,%C3%A0%20pouca%20ingest%C3%A3o%20de%20l%C3%ADquidos.>.

Acessado dia 12 de junho de 2020.

3

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5

ZITTLAU SONCINI, Alessandro; DUARTE RAMLOW, Ricardo. Estimativa de massa corporal por bioimpedância elétrica- Universidade Positivo Núcleo De Ciências Exatas E Tecnológicas; Curitiba, 2009.

6

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Introdução e utilizações de técnicas de bioimpedância- Universidade Tecnológica

Federal do Paraná (UTFPR); Ponta Grossa, 2017.