Prottipo de medio de bioimpedncia eltrica para deteco

Protótipo de medição de bioimpedância elétrica para detecção de câncer no colo do útero Escola Politécnica Universidade de São Paulo Sâo Paulo – Brasil Outubro de 2014 PSI 2591 – Projeto de formatura II Alunos Edgar Aoki Yamagata Leilson José de Araujo Marcia Naomi Fujiwara Orientador Prof. Dr. Wilhelmus Adrianus Maria van Noije Co-Orientador Me. José Alejandro Amaya Palacio PSI – Departamento de Engenharia de Sistemas Eletrônicos Figura 5 – Diagrama de Nyquist para a regressão circular RESUMO O câncer no colo do útero atinge milhares de mulheres todos os anos. Mas, se diagnosticado e tratado precocemente, tem grandes chances de ser curado, fazendo os métodos de detecção terem uma grande importância. A presença do vírus do câncer (HPV) modifica as características geométricas do tecido e, consequentemente, altera sua bioimpedância elétrica. MOTIVAÇÃO Os atuais exames para detectar o câncer de colo do útero (papanicolau, biopsia e colposcopia) são muito custosos, pois exigem profissionais com conhecimento especializado além de possuírem baixa sensibilidade e especificidade além de podem demorar alguns dias para se obter os resultados. Portanto, uma alternativa que consiga melhorar esses fatores é de grande interesse. DESCRIÇÃO Figura 1 - Mudanças no tecido infectado pelo HPV O aparelho que está sendo desenvolvido consiste em uma caixa fechada com uma tela LCD, interface USB para transferência de dados, possibilidade de funcionar com uma bateria recarregável ou diretamente na tomada, pontas de prova para aferição de dados de fácil entendimento Fonte: Autores Tendo feito a modelagem dos circuitos e algoritmos a serem utilizados, precisa-se também de um modelo comportamental para o protótipo. MODELO Fonte: (The concept of cervical cancer as a multi-stage disease) Fazendo essa medida para diversas frequências, um espectro diferente do normal é obtido, tornando possível determinar se outros tecidos contem o vírus HPV também. Assim, o protótipo de medição de bioimpedância elétrica para detecção de câncer no colo do útero capta o espectro do tecido de teste e tem conhecimento prévio dos padrões de tecidos saudáveis e patológicos. Figura 2 - Resposta em frequência de tecidos saudáveis e carcinoma invasivo Figura 3 – Modelo de Cole-Cole Fonte: Autores TESTES Fonte: Autores Para representarmos uma célula biológica adequadamente utilizamos o modelo de Cole -Cole ilustrado acima. E por meio da regressão senoidal, realizada em várias frequências, e da regressão circular, que utiliza os dados obtidos de magnitude e fase das regressões senoidais, podemos estimar com grande precisão os valores dos parâmetros R 1, R 2 e C. Figura 4 – Regressão senoidal para a frequência de 1 k. Hz Testes feitos para a geração de sinais senoidais pelo AD 9833 através de comandos seriais. Posteriormente esse sinal é injetado na célula dummy e amostrado com o Arduino Mega. Fonte: [ABDUL et al. , 2006] OBJETIVO O projeto visa a construção de um protótipo simples e de baixo custo capaz de fornecer ao médico informações suficientes para diagnosticar se uma mulher está com câncer no colo do útero através do espectro da bioimpedância elétrica de seu tecido, com bons índices de sensibilidade (falsos negativos) e especificidade (falsos positivos). REFERÊNCIAS Fonte: Autores ABDUL, S. et al. The use of electrical impedance spectroscopy in the detection of cervical intraepithelial neoplasia. International Journal of Gynecological Cancer, 2006. 1823 -1832. AMAYA, J. Espectroscopia Da Bioimpedância Elétrica. 2014. BROWN, B. et al. Detection of Cervical Intraepithelial Neoplasia using Impedance Spectroscopy: a propspective study. BJOG: an International Journal of Obstetrics and Gynaecology, Vol. 112, June 2005. 802 -896. COLE, K. S. ; COLE, R. H. Dispersion and Absorption in Dielectrics - I Alternating Current Characteristics. J. Chem. Phys. , p. 9: 341– 352. , 1941. Freescale Semiconducors.