Sistema computacional embarcado de simulação dinâmica do sistema cardiovascular

Abstract

O ensino da dinâmica do sistema cardiovascular (SCV) apresenta desafios relacionados à representação integrada dos eventos anatômicos e fisiológicos do ciclo cardíaco, tornando simuladores didáticos uma alternativa para reduzir o nível de abstração do processo de aprendizagem. Este trabalho teve como objetivo desenvolver um simulador didático embarcado para representação dinâmica do SCV humano, destinado ao apoio do ensino das principais fases do ciclo cardíaco. O desenvolvimento compreendeu a modelagem fisiológica do ciclo cardíaco, implementada em uma arquitetura computacional baseada em Máquina de Estados Finitos (FSM), integrada a um sistema embarcado responsável pelo controle sincronizado dos eventos visuais e sonoros. O protótipo foi construído utilizando um microcontrolador e 249 LEDs para representar o fluxo sanguíneo, enquanto o firmware, desenvolvido em linguagem C/C++, sincronizou a representação visual com a reprodução das bulhas cardíacas e a interface de usuário. O sistema integrou, em uma única plataforma, representação anatômica, simulação do fluxo sanguíneo, reprodução sonora e controle do ciclo cardíaco. A validação funcional confirmou a sequência temporal das fases do ciclo cardíaco, a conformidade das transições entre estados da FSM, a sincronização entre os eventos visuais e sonoros e o funcionamento dos quatro modos de operação implementados, representando diferentes frequências cardíacas. Os resultados demonstraram que o simulador constitui uma ferramenta didática capaz de integrar, de forma dinâmica e sincronizada, aspectos anatômicos, fisiológicos e auscultatórios do SCV humano.