Sistema de aquisição de dados para análise de apneia do sono

Abstract

A apneia obstrutiva do sono (AOS) é um distúrbio respiratório caracterizado por episódios recorrentes de obstrução parcial ou completa das vias aéreas superiores durante o sono, ocasionando alterações em parâmetros fisiológicos que podem auxiliar na identificação desses eventos. Considerando a complexidade da aquisição direta dos sinais respiratórios, este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema de aquisição de dados baseado em sistemas embarcados e Internet das Coisas (IoT), destinado à obtenção de parâmetros fisiológicos relacionados à AOS por meio de métodos indiretos. O sistema foi desenvolvido utilizando o microcontrolador ESP32, integrado aos sensores MAX30100, MPU6050 e INMP441 para aquisição da saturação de oxigênio, frequência cardíaca, posição corporal e sinais sonoros associados ao ronco. O gerenciamento das tarefas foi realizado por meio do sistema operacional FreeRTOS, enquanto o processamento do sinal sonoro empregou a Transformada Rápida de Fourier (FFT) para análise das frequências características do ronco. Os dados adquiridos foram processados localmente e transmitidos periodicamente para a plataforma ThingSpeak utilizando a funcionalidade Bulk Write, possibilitando seu armazenamento em nuvem. Os resultados obtidos demonstraram o funcionamento integrado do sistema, permitindo a aquisição contínua, o processamento e o armazenamento dos parâmetros fisiológicos analisados. Dessa forma, o sistema desenvolvido constitui uma plataforma para aquisição de dados relacionados à apneia obstrutiva do sono, podendo servir como base para estudos futuros voltados à análise desses sinais.Obstructive Sleep Apnea (OSA) is a respiratory disorder characterized by recurrent episodes of partial or complete obstruction of the upper airway during sleep, resulting in changes in physiological parameters that may assist in the identification of these events. Considering the complexity of direct respiratory signal acquisition, this work presents the development of a data acquisition system based on embedded systems and the Internet of Things (IoT), designed to obtain physiological parameters related to OSA through indirect methods. The system was developed using the ESP32 microcontroller integrated with MAX30100, MPU6050, and INMP441 sensors to acquire oxygen saturation, heart rate, body position, and snoring-related sound signals. Task management was performed using the FreeRTOS real-time operating system, while sound signal processing employed the Fast Fourier Transform (FFT) to analyze the frequency range associated with snoring. The acquired data were processed locally and periodically transmitted via Wi-Fi to the ThingSpeak cloud platform using the Bulk Write functionality. The results demonstrated the integrated operation of the system, enabling continuous acquisition, processing, and cloud storage of the analyzed physiological parameters. Therefore, the proposed system provides a platform for acquiring data related to obstructive sleep apnea and may support future studies involving the analysis of these physiological signals.