Electrocardiograma

INTERFASE USB PARA ELECTROCARDIOGRAFO

Autores: Perelló Diego, Rodríguez Costa Gabriel
Directores: Ing. R. Rivera, Ing. W. Gemin, Ing. F Clara
2008

Resumen
Se presenta una interfase que permite conectar la salida de un electrocardiógrafo convencional con una PC, para observar los registros, imprimirlos, guardarlos y compararlos con otros anteriores. Se basa en un PIC 18F2550 queprovee salida para puerto USB. A través de esta conexión se alimenta a la interfase, eliminando la necesidad de fuente de alimentación. El software de aplicación está desarrollado en Visual Basic 2005, y provee una interfase sencilla y agradable para el usuario.

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1. Introducción
El electrocardiógrafo imprime una tira de papel con las distintas derivaciones electrocardiográficasdispuestas en forma sucesiva y predeterminada, registro denominado electrocardiograma. Cada derivación se origina en el registro de la señal obtenida mediante pares de electrodos distribuidos sobre el cuerpo del paciente.
El médico entrega la tira de registros al paciente, sin quedarse con copia de la misma. El presente proyecto surgió de la idea de ingresar los registros a una PC, para queel profesional pueda observarlos, imprimirlos, guardarlos y consultarlos posteriormente, para determinar la evolución del paciente.
Para obtener las señales obtenidas por el electrocardiógrafo, se hizo uso de un conector que traen estos equipos, que provee una salida de señal de alto nivel para conexión con un monitor externo.
2. Descripción de la Interfase
En la figura 1 se exponeel diagrama en bloques del sistema, integrado por un acondicionador de nivel señal que adapta la salida analógica del electrocardiógrafo a los niveles admitidos por el PIC, un filtro de 50 Hz que elimina la interferencia de la red de alimentación, y por ultimo, el microcontrolador que se vincula directamente a la PC.
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Figura 1.- Diagrama en bloques del sistema

2.1. Acondicionador deentrada
La señal de salida para osciloscopio que disponen los electrocardiógrafos es de alto nivel. En el caso del equipo utilizado (Fukuda modelo….) esta señal debe ser atenuada ya que su amplitud es de ± 12 volts, siendo la requerida por el PIC de 0 a 5 volts. En la Fig. 2 se expone el circuito del acondicionador de nivel

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Figura 2.- Acondicionador de nivel de entrada

2.2.Filtro de línea
En todo electrocardiógrafo se incluye un filtro de 50 Hz para eliminar la interferencia de 50 Hz que inevitablemente genera la línea de alimentación.
La salida para monitor del equipo utilizado es previa al filtro interno, razón por la cual se debió intercalar un filtro notch externo entre el acondicionador y el conversor A/D.
En la Fig. 3 se expone su circuito.[pic]
Figura 3.- Filtro Notch

2.3. Microcontrolador
Se seleccionó al PIC 18F2550 debido a que entre sus ventajas incluye una interfase al puerto USB. En la figura 4 se expone el diagrama de pines del mismo.

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Figura 4.- Diagrama de pines del PIC

Se utiliza uno de los conversores A/D del PIC para efectuar la digitalización de las señales de ECG.
La comunicacióncon la PC a través del puerto USB se efectúa en forma directa mediante los pines 15 y 16 del PIC. El pin de +5V del puerto USB se utiliza para alimentar todo el circuito de la interfase, evitando la utilización de fuente de alimentación y contribuyendo a la reducción de tamaño de la misma. Prácticamente el PIC no requiere componentes externos, excepto los requeridos para implementar el reloj de20 MHz y algunos capacitores de desacople.
En la figura 5 se expone el circuito del PIC, donde se aprecia la sencillez extrema del mismo.

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Figura 5.- Esquema de conexiones del PIC

4. Cambio de derivación
El cambio de derivación electrocardiográfica se realiza mediante un pulsador con el cual el médico puede seleccionar el momento en que inicia la toma del registro....