Como ilustrado na figura 3.6, o volunt´ario ´e conectado a dois canais de aquisi¸c˜ao idˆenticos de seus sinais bioel´etricos, sendo um no ponto de acupuntura selecionado (IG 4) e o outro fora do ponto, na pele circun- vizinha da m˜ao direita. Ambos os canais utilizam o mesmo ponto de re- ferˆencia, em particular, um n˜ao-acuponto situado no antebra¸co.
Figura 3.6: Diagrama esquem´atico do sistema de instrumenta¸c˜ao espec´ıfico para aquisi¸c˜ao de sinais bioel´etricos em pontos de acupuntura.
Nesses trˆes pontos as agulhas descart´aveis de acupuntura s˜ao utilizadas como eletrodos. H´a ainda um ponto na perna direita do volunt´ario conec- tado ao sistema instrumental para servir de contato de reinje¸c˜ao do sinal (realimenta¸c˜ao). Esse contato foi feito em todos os volunt´arios com eletrodo convencional do tipo Ag/AgCl, tamb´em descart´avel, contendo eletr´olito (gel condutor) para garantir que o contato el´etrico com a pele traduza a corrente iˆonica subjacente que escoa nos tecidos. Esta reali- menta¸c˜ao ´e requerida a fim de eliminar um sinal indesej´avel, dito de modo comum.
No contato existente entre a agulha de acupuntura e a estrutura fi- siol´ogica do corpo, foi medida uma impedˆancia da ordem de 50 kΩ. No circuito utilizado nesta instrumenta¸c˜ao a impedˆancia de entrada ´e de 1 MΩ, portanto o ganho n˜ao ser´a afetado.
Cada um dos canais de aquisi¸c˜ao comp˜oe-se de um amplificador de ins- trumenta¸c˜ao, um dispositivo de filtragem de freq¨uˆencia e um amplificador de sa´ıda. Antes de escoar pelos canais de aquisi¸c˜ao os sinais s˜ao reunidos ao de realimenta¸c˜ao atrav´es de um amplificador somador-inversor, separado dos dois canais por ‘buffers’ que rejeitam o sinal de modo comum.
O amplificador de instrumenta¸c˜ao ´e a melhor alternativa para solucionar o problema das interferˆencias inerentes aos sinais bioel´etricos, devido `as pe- quenas amplitudes envolvidas nesses sinais e a capacidade desse dispositivo de lidar com sinais com estas magnitudes.
O amp-in utilizado nesta instrumenta¸c˜ao foi o INA-111, cujas carac- ter´ısticas podem ser encontradas na planilha de dados emitida pelo fabri- cante Born & Braun, 2007.
A faixa de freq¨uˆencia dos sinais biol´ogicos no corpo humano que podem trazer informa¸c˜oes relevantes aos nossos interesses ´e de 40 a 100 Hz, de acordo com as discuss˜oes mencionadas no cap´ıtulo 2. Em freq¨uˆencias muito baixas, tais como CC, os sinais s˜ao da ordem de centenas de mV e podem saturar o amplificador de instrumenta¸c˜ao de entrada do circuito. Para minimizar este efeito usamos um baixo ganho deste amplificador, da ordem de seis.
Nos eletrocardi´ografos, freq¨uˆencias t˜ao baixas s˜ao descartadas mediante a corre¸c˜ao da linha de base (corte de baixas freq¨uˆencias).
Em nosso circuito, ap´os o amplificador de instrumenta¸c˜ao de entrada, cortamos as freq¨uˆencias em 100 Hz para provermos um ganho consider´avel ao sinal CA – ganho total de 2820 vezes: este est´agio d´a uma amplifica¸c˜ao de 470 (6 x 470 = 2820). A preserva¸c˜ao de t˜ao baixas freq¨uˆencias seria esfor¸co in´util, uma vez que o conversor A/D da placa de som do computador o faria em 40 Hz. As freq¨uˆencias acima de 100 Hz foram cortadas por um filtro RC, passa baixas, implementado no ´ultimo amplificador.
A impedˆancia de entrada dos dois circuitos ´e a associa¸c˜ao em paralelo entre a impedˆancia de entrada do CI INA 111 com o resistor de 2 MΩ que serve de polariza¸c˜ao do amplificador. O parˆametro CMRR, praticamente uma propriedade caracter´ıstica do circuito integrado, ´e cerca de 120 dB. No circuito, ´e a impedˆancia de sa´ıda pr´opria do CI LM 324, que ´e respons´avel pela entrega do sinal diretamente `a placa de som do computador.
A isola¸c˜ao entre o circuito e o computador foi garantida via aterramento adequado, de modo que todo o circuito envolvendo computador e monitor atendesse `as exigˆencias de seguran¸ca dos volunt´arios.
medindo e tomando o sinal card´ıaco como referˆencia, para ambos os canais. Obtivemos 8 mV pico-a-pico sem a interferˆencia do sinal de 60 Hz (da rede). Isto comprovou a eficiˆencia do circuito. As interferˆencias foram ainda mais reduzidas consideravelmente pela utiliza¸c˜ao da t´ecnica da realimenta¸c˜ao do sinal, para isso utilizamos o contato via eletrodo convencional na perna direita do volunt´ario.
Entretanto, nos sinais coletados, h´a tanto ru´ıdo de interferˆencia quanto ru´ıdo aleat´orio, pois houve varia¸c˜oes de voltagem na rede el´etrica durante a coleta de dados, em alguns casos causando a necessidade de reaquisi¸c˜ao do sinal, assim como tamb´em os sinais foram afetados pelo estado de tens˜ao (estresse) dos volunt´arios, cujos movimentos afetavam os m´usculos e, por conseguinte, os eletrodos, pois os movimentos esp´urios causavam mais ru´ıdo.
Os sinais capturados nessa pesquisa possivelmente s˜ao a resultante dos sinais cl´assicos presentes no corpo humano, tais como o sinal card´ıaco, a atividade muscular e possivelmente algum resqu´ıcio da atividade cerebral, al´em dos ru´ıdos inerentes ao ambiente e ao sistema de capta¸c˜ao. O objetivo deste trabalho n˜ao ´e a identifica¸c˜ao da natureza dos sinais, mas sim, a sua diferen¸ca de padr˜ao no acuponto e fora dele.
A alimenta¸c˜ao do circuito ´e sim´etrica (+9 V, −9 V) e feita atrav´es de duas baterias de 9 V, para um completo isolamento da rede el´etrica. Para que o computador possa armazenar e processar os sinais, ´e necess´ario que estes sejam antes convertidos para a forma digital. Utilizamos as placas de som do computador por possu´ırem um circuito conversor anal´ogico-digital (A/D).
Depois de digitalizados, os sinais s˜ao visualizados com o programa Gold- wave que salva os sinais em arquivo de texto (.txt). Esta ferramenta, Gold- wave, est´a dispon´ıvel em <http://www.goldwave.com>.
A figura 3.7 mostra o sinal captado pelos dois canais de aquisi¸c˜ao, tal como ´e visto no aplicativo Goldwave.
Figura 3.7: An´alise do sinal com o Goldwave.
Foi importante especificar trˆes informa¸c˜oes antes de armazenarmos os arquivos em extens˜ao .txt, s˜ao elas:
• a taxa de amostragem (por exemplo: 6 kHz); • a precis˜ao da amostra (por exemplo: 16 bits); • o n´umero de canais (por exemplo: 2).
digitalizado. A taxa de amostragem 6 kHz indica que a digitaliza¸c˜ao foi feita com 6000 amostras por segundo. A precis˜ao da amostra ´e de 16 bits, isto significa que para cada amostra realizada foi gerado um n´umero inteiro de 16 bits. Finalmente, utilizamos dois canais (est´ereo).
Vale salientar que todos os computadores modernos possuem circuitos de som. Esses circuitos podem estar embutidos na pr´opria placa de CPU, neste caso chamado de som on board.