Instrumentação de um colchão com sensores de fibra óptica plástica para prevenção de úlceras por pressão

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Natali, Anny dos Santos
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
Texto Completo: http://repositorio.ufes.br/handle/10/12699
Resumo: According to the Brazilian Institute of Geography and Statistics (IBGE) and the Ministry of Human Rights and Citizenship (MDHC), through sociodemographic analysis in 2022 released by IBGE and MDHC, it indicates that 18.6 million people, which corresponds to 8 .9% of the population in this age group aged 2 or over has a disability in Brazil. Bedridden people are more likely to be affected by pressure ulcers or skin sores, which appear as a result of prolonged pressure generated by a weight force on the skin and underlying tissues that are located between bony prominences of the body and an external surface, like the surface of a mattress. This work’s main objective is to prevent the appearance of pressure ulcers, with the use of force sensors that will allow identifying in which position a volunteer is lying on the mattress and thus allowing, in the future, with the use of data obtained through the sensors, the development of an alert system. The alert system will check whether the patient has been lying in the same position for a long time and if it identifies that this has occurred, it will generate an alert to move the patient to avoid the appearance of skin damage. The entire process of developing force/pressure sensors based on low-cost, easy-to-implement and scalable plastic optical fiber is demonstrated. The sensors, after manufactured, were instrumented on a mattress to allow the identification of three different positions of the body of a person lying down, the positions carried out were supine, prone and lateral. To identify the positions, classification algorithms known as SVM, MLP and RF were applied, and through the evaluation metric F1-score which is the combination of precision and recall metrics it is possible to evaluate the performance of models, which presented satisfactory results with average F1-score rates above 90%, allowing the identification of the positions held by the volunteers.
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Bedridden people are more likely to be affected by pressure ulcers or skin sores, which appear as a result of prolonged pressure generated by a weight force on the skin and underlying tissues that are located between bony prominences of the body and an external surface, like the surface of a mattress. This work’s main objective is to prevent the appearance of pressure ulcers, with the use of force sensors that will allow identifying in which position a volunteer is lying on the mattress and thus allowing, in the future, with the use of data obtained through the sensors, the development of an alert system. The alert system will check whether the patient has been lying in the same position for a long time and if it identifies that this has occurred, it will generate an alert to move the patient to avoid the appearance of skin damage. The entire process of developing force/pressure sensors based on low-cost, easy-to-implement and scalable plastic optical fiber is demonstrated. The sensors, after manufactured, were instrumented on a mattress to allow the identification of three different positions of the body of a person lying down, the positions carried out were supine, prone and lateral. To identify the positions, classification algorithms known as SVM, MLP and RF were applied, and through the evaluation metric F1-score which is the combination of precision and recall metrics it is possible to evaluate the performance of models, which presented satisfactory results with average F1-score rates above 90%, allowing the identification of the positions held by the volunteers.De acordo com Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) e Ministério dos Direitos Humanos e da Cidadania (MDHC), por meio de uma análise Sociodemográfica em 2022 divulgada pelo IBGE e o MDHC, indica que 18,6 milhões de pessoas o que corresponde a 8,9% da população dessa faixa etária de 2 anos ou mais de idade possuem deficiência no Brasil. Pessoas acamadas apresentam maior probabilidade de serem acometidas por úlceras por pressão ou feridas na pele, que surgem como resultado de uma pressão prolongada gerada por uma força peso sobre a pele e os tecidos subjacente que se localizam entre proeminências ósseas do corpo e uma superfície externa, como por exemplo a superfície de um colchão. Este trabalho tem como objetivo principal a prevenção do surgimento de úlceras por pressão, com o uso de sensores de força que permitirão identificar em que posição um voluntário está deitado sobre o colchão e assim permitir que futuramente com o uso dos dados obtidos através dos sensores, seja desenvolvido um sistema de alerta. O sistema de alerta irá verificar se o paciente está deitado na mesma posição por muito tempo e caso identifique que isso ocorreu, gerará um alerta para que realizem a movimentação do paciente para prevenir que uma lesão na pele apareça. É demonstrado todo o processo do desenvolvimento de sensores de força/pressão baseados em fibra óptica plástica de baixo custo, fácil implementação e escalável. Os sensores depois de fabricados foram instrumentados em um colchão para permitir a identificação de três diferentes posições do corpo de uma pessoa deitada, as posições realizadas foram decúbito dorsal, ventral e lateral. Para a identificação das posições foram aplicados algoritmos de classificação conhecidos como SVM, MLP e RF, e por meio da métrica de avaliação F1-score que é a combinação das métricas de precisão e recall, pode-se avaliar a performance dos modelos, o qual observou-se resultados satisfatórios com taxas médias de F1-score acima de 90%, permitindo a identificação das posições realizadas pelos voluntários.Fundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Texthttp://repositorio.ufes.br/handle/10/12699porUniversidade Federal do Espírito SantoMestrado em Engenharia ElétricaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUFESBRCentro TecnológicoEngenharia ElétricaFibra óptica poliméricasColchão instrumentadoSensoresÚlceras por pressãoInstrumentação de um colchão com sensores de fibra óptica plástica para prevenção de úlceras por pressãoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)instname:Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)instacron:UFESORIGINALAnnydosSantosNatali-2023-dissertacao.pdfapplication/pdf4781924http://repositorio.ufes.br/bitstreams/0cc5b1dd-f0be-4023-918f-b8865017756f/download648087d2366239dc5d1e31aa7430e6b2MD5110/126992024-07-24 10:17:34.918oai:repositorio.ufes.br:10/12699http://repositorio.ufes.brRepositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufes.br/oai/requestopendoar:21082024-10-15T17:59:22.980151Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) - Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)false
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