Desenvolvimento de instrumentação self-mixing para medição de onda de pulso em tempo real

Abstract

A onda de pulso arterial (OPA) gerada pelo coração durante a sístole provoca a dilatação das artérias do sistema circulatório sistémico. A energia cinética desta dilatação é propagada para a vizinhança e pode ser detetada sob a forma de vibração da pele sobre artérias periféricas como a carótida. A velocidade da vibração é proporcional à OPA que se propaga abaixo dela. A análise da OPA fornece vários parâmetros que nos permitem avaliar a eficiência cardiovascular. Um dos parâmetros mais importantes é a velocidade da onda de pulso (VOP). Este parâmetro está intrinsecamente relacionado com a elasticidade da parede arterial e é um índice da rigidez arterial, logo VOP é um índice de doenças cardiovasculares (CVD), uma das maiores causas de mortalidade no mundo Ocidental. Este trabalho tem como objetivo demonstrar que um sistema ótico simples baseado em self-mixing (SM) é capaz de extrair a OPA por meios não invasivos. SM é uma técnica de interferometria em que parte da luz refletida por um objeto em movimento provoca a modulação da frequência (FM) na luz captada pelo fotodíodo (PD) na cavidade de um díodo laser (LD). A FM contém informação sobre a frequência Doppler e consequentemente sobre a OPA. Posteriormente um algoritmo baseado na transformada rápida de Fourier (FFT) extrai a informação sobre o SM. Este projeto também tem como propósito extrair essa informação analogicamente, sem necessitar de pós-processamento digital, o que habilita esta instrumentação da capacidade de detetar OPA em tempo real. Este propósito não foi atingido, porém este trabalho demonstra como alcançá-lo em futuros projetos. Palavras-chaves: onda de pulso arterial, velocidade da onda de pulso, self-mixing, interferometria laser Doppler, instrumentação biomédica.