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Impacto da Linguagem de Baixo Nível na Programação de Sistemas Embarcados no Contexto dos Dispositivos Médicos (DM) Pertencentes a uma Internet das Coisas Médicas (IoMT)

[Artigo Original
Por Ricardo Costa Val do Rosário, auxiliado por ChatGPT 5.0 Plus]

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Introdução

- Uma linguagem de programação é um conjunto de palavras-chave, regras de escrita (sintaxe) e 
símbolos que permitem escrever instruções que podem ser interpretadas por um computador. 

- Elas funcionam como uma ponte entre o pensamento lógico humano e a execução da máquina.

- No cenário dos DM inteligentes e da IoMT, essa ponte assume relevância crítica, pois a segurança, a 
precisão e a eficiência do código podem determinar não apenas a performance de um sistema, mas 
também a vida de um paciente.

Propósitos das Diferentes Linguagens de Computação

# Existem dezenas de linguagens de programação, como Python, JavaScript, Java, C#, Go e C/C++.
sob duas classificações:

1. Alto nível: São mais legíveis e fáceis de prototipar, usadas para aplicações web, IA, análises 
de dados e integração com sistemas maiores. 

- Exemplos: Python em algoritmos de NLP médicos; JavaScript em dashboards de monitoramento 
hospitalar.

2. Baixo nível: São mais próximas do hardware, com maior controle de recursos. 

- Exemplos: Assembly e C em sistemas embarcados para monitores cardíacos, ventiladores 
mecânicos e bombas de infusão.

- Todas compartilham fundamentos universais: 
1. variáveis, 
2. estruturas condicionais, 
3. loops, 
4. funções, 
5. lógica de programação.
    
- O que muda é o grau de abstração e o nível de controle sobre o hardware.

A Linguagem de Baixo Nível no Contexto da IoMT

# As linguagens de baixo nível (Assembly, C) 
- Essenciais para a programação de sistemas embarcados em DM, pois permitem:

1.	Controle fino do hardware – otimização do consumo energético e da memória em 
sensores miniaturizados.

2.	Desempenho em tempo real – crucial em sistemas críticos, como desfibriladores implantáveis 
ou monitores de UTI.

3.	Maior confiabilidade – menos dependência de camadas intermediárias que podem introduzir 
falhas.

# Desafios
1. Complexidade: o código é difícil de escrever, entender e manter.

2. Escassez de profissionais especializados: há menos desenvolvedores confortáveis com Assembly 
do que com Python ou Java.

3. Depuração e manutenção: erros são mais difíceis de rastrear e corrigir.

Aplicações em DM

1. Marcapassos: 
- Programação em Assembly garante que o consumo de energia seja mínimo, prolongando a
vida útil da bateria.

2. Ventiladores mecânicos inteligentes: 
- Uso de C para rotinas críticas, com integração a módulos em alto nível que gerenciam interface 
e conectividade.

3. Wearables médicos: 
- Sensores de glicose ou pressão arterial usam linguagens de baixo nível para coleta contínua 
e transmissão 
eficiente via protocolos de Comunicação Máquina-a-Máquina (M2M).

Exemplo 1 – Assembly para Controle de Consumo em Marcapasso (MP)


# Um MP deve economizar bateria ao máximo, para evitar a comorbidades relacionadas à sua 
substituiição, mas é imperativo manter a precisão no disparo dos pulsos elétricos.

# Em Assembly, conseguimos controlar diretamente o registrador responsável pelo temporizador.

; Código Assembly simplificado para controle de pulso em marcapasso
MOV R1, #500      ; Valor do intervalo (ms)
LOOP: 
    DEC R1        ; Decrementa contador
    JNZ LOOP      ; Se não chegou a zero, continua no loop
    SETB P0.0     ; Ativa pulso elétrico no pino 0
    CLR P0.0      ; Desativa pulso após disparo
    MOV R1, #500  ; Reinicia contador
    SJMP LOOP     ; Repete o processo
    
{[O que faz: gera pulsos elétricos a cada 500ms, controlando diretamente o pino de saída].
[Por que Assembly: permite precisão e baixo consumo energético, estendendo a vida útil da 
bateria do marcapasso]}

Exemplo 2 – C para Monitor de Glicose com IoMT

# Um sensor contínuo de glicose precisa coletar dados e transmiti-los para a nuvem hospitalar. 
# Usando C, podemos escrever o firmware de aquisição e envio via protocolo M2M.
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>

uint16_t ler_sensor_glicose() {
    // Simulação de leitura analógica (ADC)
    return 95; // mg/dL
}

void enviar_dado(uint16_t valor) {
    // Simulação de envio via comunicação serial/MQTT
    printf("Transmitindo valor: %d mg/dL\n", valor);
}

int main() {
    while (1) {
        uint16_t glicose = ler_sensor_glicose();
        enviar_dado(glicose);
        // Delay de 5 minutos entre leituras
        sleep(300);
    }
    return 0;
}

{[O que faz: lê o valor da glicose do sensor e transmite para o sistema hospitalar via rede IoMT] 
[ Por que C: é eficiente, portável e consegue interagir diretamente com o hardware embarcado, 
além de ser mais acessível que Assembly para manutenção]}

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Crítica Técnica e Reflexiva

1. Não são linguagens fáceis: 
- Assembly não é didática, tampouco apropriada para prototipagem rápida.

2. Não são voltadas a interfaces: 
- Linguagens de baixo nível não criam painéis sofisticados, mas sim a lógica essencial do dispositivo.

3. Não são necessariamente mais seguras: 
- Erros em Assembly podem ser devastadores; segurança depende da arquitetura global do sistema.

4. Eficiência ≠ Simplicidade: 
 A grande vantagem está no controle do hardware e eficiência energética, 
mas o custo em complexidade é alto.

Considerações Finais

        No campo da IA aplicada à Assistência Médica, todos os princípios científicos e algoritmos de programação 
estão interligados em um fluxo delicado de interdependência. Assim como no corpo humano, onde um pequeno 
desequilíbrio pode causar uma série de disfunções, nos sistemas computacionais um pequeno erro pode evoluir 
silenciosamente, gerando falhas em cascata até atingir proporções críticas.
 
     Assim se destaca a importância de contar com um médico capacitado e treinado em linguagem computacional. 
Nenhum outro profissional, por mais habilidoso em tecnologia, tem a experiência clínica necessária para compreender 
o impacto de um detalhe aparentemente simples no resultado de um paciente. Por exemplo, apenas o olhar treinado de 
um médico pode identificar o potencial devastador de um leve infradesnívelamento do segmento S-T, sinal de um infarto 
agudo do miocárdio, que um dispositivo mal programado poderia não detectar.

    A integração entre ciência médica e ciência da computação deve ser complementar: enquanto o engenheiro garante a
robustez técnica, o médico valida, interpreta e supervisiona o sistema, assegurando que ele responda com precisão aos 
parâmetros fisiológicos críticos.

    O futuro da IoMT e da medicina inteligente depende dessa colaboração interdisciplinar, contando ainda com a
presença do médico como protagonista, zelando pela vida, pela ética e pela segurança no uso da tecnologia.
solução!

Oi, Ricardo! Como vai?

Agradeço por compartilhar.

Gostei muito da forma como você conectou as linguagens de baixo nível ao impacto em dispositivos médicos. Sua explicação sobre marcapassos e ventiladores mostra bem a importância de eficiência e confiabilidade nesse contexto.

Continue explorando essa relação entre tecnologia e saúde, pois isso enriquece bastante a discussão.

Alura Conte com o apoio da comunidade Alura na sua jornada. Abraços e bons estudos!

Olá Lorena, estou muito feliz por estar produzindo artigos originais com qualidade técnica e científica cada vez melhores e com real possibilidade de aplicação. Os méritos são conjuntos, meus e seus. Agradeço também pela sua dica. Ricardo