Biomedica

Sistema de Adquisición y Procesamiento de Señales Electrocardiográficas
Alberto OCHOA, Marcelo MACIEL, Felipe ESTRADA, Columba DÍAZ, Ramón FÉLIX, José ÁLVAREZ Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Universidad de Colima Coquimatlán, Colima 28400, México E-mail: aochoa@ucol.mx y José Clemente VÁSQUEZ Centro Universitario de Investigaciones Biomédicas, Universidad de Colima Colima, Colima28040, México E-mail: clemvas@ucol.mx

RESUMEN En este trabajo se presenta el diseño e implementación de un sistema de adquisición y procesamiento de señales cardiacas. El sistema de adquisición está conformado por un conjunto de amplificadores y filtros que acondicionan y pre-procesan la señal eléctrica. Posteriormente dicha señal pasa a través de un microcontrolador para su digitalización (ADC)y filtrado digital, etapa que permite reducir al mínimo el ruido asociado a la señal eléctrica. Finalmente, la señal es transmitida de forma serial a algún dispositivo electrónico (computadora, DSP, etc.). El sistema desarrollado ha permitido obtener las señales eléctricas del corazón de manera eficiente para su posterior análisis mediante algún sistema automático de clasificación. PalabrasClaves: Microcontrolador, Adaptación de señales, ECG.

experiencia y en criterios establecidos, llega a una conclusión sobre la presencia o no de trastornos en la actividad cardiaca [3]. Este proceso es propenso a imprecisiones por las propias características del trazado y por factores objetivos y subjetivos (fatiga, experiencia, capacidad visual, etc.) que afectan a los humanos en esta tarea. Debidoa ello, en las últimas décadas ha cobrado gran auge la interpretación automática del ECG y ya es común que los electrocardiógrafos actuales incluyan esta característica. Sin embargo, aún no se ha logrado la estandarización y cada fabricante desarrolla su propio método de interpretación. Todos estos avances han sido posibles debido a la miniaturización, bajo consumo y potencia de cómputo alcanzadopor las componentes electrónicas actuales, así como por los avances en los métodos para el procesamiento digital de bio-señales. En este trabajo se presenta el diseño de un sistema de adquisición y procesamiento de señales cardiacas. El sistema consiste en un módulo de protección del usuario, un módulo de amplificación de la señal eléctrica y un módulo de filtrado. Aunado a esto, el sistemadesarrollado cuenta con un dispositivo programable que permite transmitir la información a un equipo de cómputo para su posterior análisis. A continuación se muestra como se organizaron las diferentes secciones del trabajo: en el apartado 2 se describe el comportamiento básico y el diagrama de bloques del sistema de adquisición y procesamiento de señales cardiacas; en el apartado 3 se analizan lasseñales eléctricas del corazón y la forma de obtener algunas de ellas a partir de otras; en el apartado 4 se muestran los módulos que conforman el sistema de adquisición, filtrado y procesamiento de las señales; en el apartado 5 se presentan los resultados obtenidos del sistema de adquisición de señales cardiacas y las conclusiones del sistema propuesto se muestran en el apartado 6.

1.INTRODUCCIÓN

Los sistemas de clasificación de señales cardiacas normalmente actúan junto a módulos de adquisición y pre-procesamiento de las señales eléctricas del corazón. Estos módulos son requeridos debido a que dichos sistemas necesitan que la señal obtenida sea lo más clara posible y libre de errores en el proceso de adquisición. Las señales eléctricas de corazón, o el empleo de un electrocardiograma(ECG), permiten conocer el comportamiento de dicho órgano. Estas señales indican un registro toda la actividad realizada por este músculo y a través de ellas es posible identificar cuando el corazón funciona normalmente o tiene alguna falla. Para realizar un correcto análisis de las señales cardiacas es necesario diseñar un módulo de adquisición de señales cardiacas que permita obtener una...