UMXVERSXDN3 AUTONOMA WTROPOLITANA

UNIDAD IZTAPALAPA

TITULO t

/ DIGITALIZADOR DEL HETODO OSClLUHETRICO. PARA MEDIR L A

PRESION ARTERIAL CINDIRECTA>. EN LA CUHPVTADORR.

ALUMNO :

* . sxc.wmi\qro DE PROYECTO 11. . - . .

TIYDICE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

0BJE;TIVOS ~ENERALE4 , . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . , . . , . . . . . . . . . . . ~

EJEHPLO CON m n I c I u x s mmxrAs Y EL ).~ETODO oxILomrRrcu. . I O

DISEWO PRACTICO DEL PROYECTO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

CIRCUITOS ANALOGICOS.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1

cr> AHPLIFICADOR DE INSTRUMENTACTON. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . l i b> F ~ L T R ~ S . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2 -

C I R C U I T O S DIGITALES. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . l 6 CONVERTIDOR DAC0809 .................................le SUJETADOR DE VOLTAJE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I 7 DIVISOR DE FRECUENCIA ..............................I7 PUERTO DE IWEWACE 8255 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 7 SLOT DE L A PC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

PRffiRAMAC ION DEL SI 37EMA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

CALIBRACION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2!3

RESULTADOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6

BIBLIOGRAFIA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

APENDICES : -

A> ESPECIFICACIONES DEL TRANSDUCTOR.. . . . . . . . . . . . . . . . . . .m 8) DrAGRAHA DEL DACO 809.................,..............*~1 C ) DIAGRAMA ANALOGICO .................................. 32 -

- D> DI AGRAHA DIG1 TAL. .................................. .33 - - " " -

-00 SNDXlCICrPO DR VOLUWCN OSCI&.OLIIcfRICO. SJHA

1

...+. .,-. .:~ . . . . . . . . . ~ , * I+L,_.- l , . " , l " ~ . l ~ . ..... ""."̂ "~." ........................

Se comprender& 1 a necessi dad de ~ J R &todo no i nvasi w y se

v?l i dnra el metodo de volumen orci 1 ometri co c6mo uno d o l o x mSls

adecuados para medir l a p r a s i b n a r t e r i a l s i s t b l i c a y medía.

Se comprenderh 1 as conceptos necesarios del mbtodo de volumen

ozcilcrmbtrico, y se d i r A en que poroonas es mas recomndnbl o

aplicarlo.

Se r e a l i z a r a n c i r c u i t o s a n a l b g i c o s para obtener las 404: seKalEw

do i n t e r 6s. La seHal de p r e s i b n a r t e r i a l y 1 a de vol umen

osci 1 om&tr i ca.

Se realizar& un c i r c u i t o digital izador para c o n v e r t i r 1 a s dos

senales anal-icas a di gi t a l e s y pasar s u s valores correspondi e n t e s a

l a computadora.

- -

?ora obtener los valores de presi6n sirtblica, media y

diastc5l ica se r e l i z a r a un algoritmo en 1 a computadora para que realice

2

SEMINARIO DIE PROYECI'O 11.

Es importante en de 1 a p r e s i b n ar t e r i .al , sistema circulat-orlo , y

conocer 1 as vari aci ones

la atencl c5n medica de paoi entes, el rnoní toreo para conocer el e s t a d o d e f unciunami ento del

sobre todo 1 1 evar un registro continuo, para

que se p r e s e n t a n . Para que en emergencias d e .

hipokensibn o h i p e r t e n r i b n se d e una atencihn adecuada.

Por 1 a ,importancia de llevar un r e g i s t r o medico de 1 os valores d e 1 a

p r e s i b n sístdlíca y d i a s t b l i c a es adecuado monitorear cnnt.inuanwnte,

. . para. t r a n s m i t i r la informacibna la computadora, donde se t i e n e un

mejor manejo de las d a t o s a d q u i r i d a s . i -

Los v a l o r e s d e 1 a p r e s i b n or t e r i al en este caso se obtienen por un

metodo i . n d i r e c t o , es d w i r *que no i n v a d e el organí smo. y es denomi nado

el m&todo de VOLUMEN OSCSLOM€TRSCO. YAMAKOsHI(3, realiza e s t u d i o s

con este metodo, y simultaneamente con un metodo dirmzto. Los rosul tad- abteni dos son valores de pr e s i 6 n que s u y i er en una gran

exactitud C m 98% der1 valor real>. El mbtodo oscilom&trfco es m u y

confiable C f 2 d g . 3 especialmente para l a p r e s i d n sistdlica y

msdia e n p r e s i o n e s bajas, 8s d e c i r en hipot'ensibn. Es por -to

que se u t i l i z a p a r a detectar o sensar l a p r e s i d n arterial en r e c i h nacidos y n i f i o s principalmente.

dar un buen d i a g n c k t i c o , en estea caso integraromos l a informacibn de

l a p r e s i & n a r t e r i a l s i s t 6 l f c a . m e d i a y &ast6lica. -

- - - - - f -

"

HIcIy)LK) XNaXRLCrO DI V O L U w C U G X L O ~ R I R f C O . -

JJHA

3

En aste pro:pcto se desarrolla una herramienta irnpart.ant.e para

al apoyo msdico, ya sea en al di aqnclsLir=o 6 en e1 ssgui mi enta de

Lratami entos terapeúticox, ya que se 0bt.i enen valores exactos de 1 a

pr esi (Jn san-í nea, estos - l o r e s czm- responden a 1 as pr Wiones,

si st61 i ca, medi a y d i astcjl i ca.

El &todo para ssonsar 1 a presi bn ar ter i d an el p r o y e c t o 9s 01

oscilom&trico, que es un F&o& no invasivo. Este es mejor an exactitud d e l a r presiones sisLtrlica y media, en c u a n t o m8todcrs indirectas se

r e f í e r e , Es un m4todo i n d i r e c t o u t i l i z a d o desde los Lisrnpos d e Maroy

C1 Wt33 y Huthl e C13Qf32 ( 4 C Ver , p. 71 -723. Sobre todo es muy

c o n f i able para m e d i c i o n e s d e p r e s i b n h i p o t e n s a , e n presencia d e

paros c a r d i a c o s , tanbisn en reci8.n rlacidvs y en nifios.

Para sensar l a presi(5n arterial soreal izan los s i g u i entes pasos :

1 3 Se coloca en el brazo 6 en el tobi 1 1 o, un brazalete de ocl u c i 6 n .

Con las c a r a c t e r l s t i c a s adecuadas d e l brazalete para 1- i n f a n t a s (5

para personas adul t a s que se les tomara 1 a presic5n arterial .

a Inflar el brazalete con l a perilla, P una presibn por lo menos 20

tnmHg por arriba de su p r e s i d n sistcjlíca.

4

S2 50 , digitalizan l a s swf'bles a n a l d g i c a s para pasarlas a

la computadora y mediante un algoritmo c a i c u l a r la p r a s i h sistólica,

medi a y di art61 i ca .

. Observe el diagrama. Cfigura 1.3

El p r o y e c t o i n t e n t a a c t u a l i z a r la t b c n o l czgia Mdica, par a que el

e s t u d i o en pacientes no sea tan obsoleto. Y a que la informacibn

obtenida se pasa a la computadora donde se puede procesar de d i f e r e n t e s

maneras, s e g h las n e c e s i d a d e s del hospital 15 rrsuarío que IC, maneje.

Por ejemplo se pueden guardar los datos obtenidos de 1 a p r e s i cSn y

asl o k a r ~r cCmo va crxnpor tandase d í a a di a, (5r en F e r í d o s

determinados, y con estas observaciones se puede l l e g a r a nuevos

descubrimientos del comportami ento fi si01 6 g i to humano, 6 t a n 161 o

hacer buenos diagnosti cos, apar ti r de 1 a i nf or rnaci bn. almacenada, ya

q u e 48 puede consul t a r con gran f a c i 1 i dad e n una computadora todos 1 os

d a b s d e i n t e r e s .

.-

.. . ." .

D1

figura i

SEHfiL DE PRESIOH

SERRL OStILOflETRICl

"

" .." .

Un brazalete convencional d e ocl u c i 6 n a r t e r i a l se col oca e n el

antebrazo Cden l o s t o b i l l c x s . 3 . Y con l a p e r i l l a d e i n f l a d o , se a p l i c a

presibn a l br a r a l a t e , es muy recomendable incrementar el n i vel d e

presibn d e 10-20 mmHg s u p e r i o r a l a presibrs s i s t h l i c a . P o s t e r i o r m e n t e

.. se va decrementando gradualmente en un rango d e 3-5 d g por 1 a t i d o del c o r a z h , con l a misma p e r i l l a se realiza el decremento d e l a p r e s i d n

del b r a z a l e t e , esta p r e s i b n es sensada con un t r a n s d u c t o r de

p r e s i h String-Gauge, que.esta c o n e c t a d o a, l a t u b e r i a d e l b r a z a l e t e

~ ..

que es c o h l a presi6n que mide el manbmetro.

El t r a n s d u c t o r genera una s0Kal el k t r i c a que corresponde a 1 a prosi 6n

a r t e r i a l , . - - & % a z sefhl es a m p l i f i c a d a y p r o c e s a d a en un f i l t r o , para t L -4 ,& 'r.

" . obtenLr c b r e s u i t a d o l a osci 1 a c i 6 n r e s p e c t i va a l d t o d o

oscil&rico. Primero se amplifica l a r e s p u e s t a del transductor con un

a m p l i f i c a d o r d i f e r e n c i a l de intrumentacibn, a la s a l i d a del

a m p l i f i c a d o r se obtiene l a s e K a l d e l a presich a r t e r i a l , q u e r e g i s t r a

l a v a r i a c i b n d e l a p r e s i d n cuando se desinfla el b r a z a l e t e ,

Poster i &mente se pasa l a sena1 a un fi 1 t r o pasa banda, con un ancho de

banda de 5-30 H z . E s t a etapa es para dejar pasar sblo l a sefial d e

i n t . s & s .

p r e s i b n d e i b r a z a l e t e , q u e al i g u a l a r s e con la presibn sistblica

deja d e ocluir el brasalete l a c i r c u l a c i d n sangufnea y esto p r o m c a

cambios de volumen en el t o r r e n t e sangui neo, produciendo as1 1 a s

oscilaciones, de d i f e r e n t e s tamasos, l a s&al o s c i l o m 4 t r i c a .

.. .. a . . 1 . -**f! '6f".* ?- la .- . o ? ; c i l o F t r i c a , . generada al decrementar l a

El i n v e s t i g a d o r d e este msf.todo CKEN-ICHI YAMAK-3. hmostro

e n s u s e s t u d i os que 1 a a p a r i c i 6 n d e el pri mer pul so d e 1 a onda

a s c i l o m 9 t r i ca cas producido- por .que se i g u a l a la p r e s i b n del brazal fat6

con la p r e s i & n a r t e r i a l sist6lica, por l o t a n t o el primmr pulso de la onda n o s i n d i c a que l a p r e s i 6 n sist6lica se esta midiendo.

-

" - ~-

" -

- -

7 ,

.. ""_̂

"" -

Esto quicsere d e c i r q u e el primer pico de la seKal oscilum+trica

corresponde a 1 a p r e s í ¿m si stdlica y es exactamente 1 a q u e se mide en

=se momento en l a p r e s i b n del b r a z a l e t e . Ver graficas d e la figura

%Ca3 y X b 3 .

La v a r i a c i d n e n la a m p l i t u d de la uscilacihn d e volumen arterial,

durante el, c a d i o en 1 a presí&n d e l brazal ets, es causada por 1 a no l i n e a l i d a d d e las c a r a c t e r í s t i c a s del volumen contra la p r e s i b n de

1 a pared a r t e r i a l , esto muestra que 1 a amp1 i tud de 1 a asci 1 a c i 6n del

va lum~n arterial alcanza el m6xímo debido a l o grande que se convierte

l a arteria e n l a zona donde estael brazalete f a esto se le llama el estado d e descarga v a s c u l a r . > por esta raz6n 1 a presí dn de el

c a s i - i g u a l a l a p r e s i b n media d i r e c t a , esta f u e establecido por Mauck

en I 98Ocr~

. . Por 1 o tado: ;'1 a pr esi bn media c o r r e s p o n d e a 1 a p k s i bn del

brazalete que &Sta p r e s e n t e en el momento dol m d x i m o pulso d e la sda1

osci 1 odtri.ca. Ver grdf i cas de la f i g u r a 2Ca3 y 2Cb3.

- los dos r e s u l t a d o s obtenidos hasta este mOmento, $a presibn si sthlica y

J d i a , se logran gracias a que la s d a l de p r e s i o n a r t e r i a l , se & . . . . . I . . * '0' *.- .

simultaneamente con la seF'Sal a s c i l o d t r i c a .

De los v a l o r e s de l a s presiones sistbl ica y media, se obtieno la

p r e s í & diast&lica, p r o tambiBn se d e b e conocer el f ndi ce de

i ntegr aci 6n Kp par a c a l c u l a r dicha pr e s i h medi ante 1 a siguiente

ecuacir5n : - - . .. . "

8

a) Presidn

( ri?nFTg)

160 140

1.2Q

100

80

60

40

7C

O

.L ! j

I

+

I

Q

I

INQENIERIA BfOYPDXCA . SLYINARIO DIC PROYLOO ZI.

e.. .

Tambih conocido Kp c o m o co&ficiente proporcional. Generalmente se

utiliza cdmo Kp = I f3 .ca Esta estimasibn ROS da r m error del Sr, d e l

val or r ea1 .

LOS VALORES REALES OBTENIDOS DE UN HUMANO POR EL METODO DIRECTO SON:

PRESION STsrafCA DIRECTA = 1 2 7 mm Hg. PRESIW mDr~ D r ~ r z c z - ~ = 90 nun Hg. PRESION DIASrOLlCA DIRECTA = 8C"m Hg.

PS = 128 mm Hg. Pm = 84 mm Hg:

E L RESULTADO ES:

Pd = 63 nun Hg.

aalbgica, - la segunda es la digital y l a tercera es la programacibn del

10

.̂

ZN~NIERIA BIOMEDXCA. SEMINARIO DL PROYECTO 11.

CIRCUITOS ANALOGICOS :

La p a r t e a n a l b g i c a c o m i e n z a con el t r a n s d u c t o r d e presibn, el

yuris s e n s a una d i f e r e n c i a d e potrenci a l proporcional a 1 a p r e s i c5n

a p l i c a d a e n el brazalete, d e unos cuantos milivolts entre VA y Vz. El

t r a n s d u c t o r se p o l a r i z a c o n una f u e n t e d e a l i m e n t a c i d n de S volts.CVer w s p e c i f i c a c i c h e s a l f i n a l 3 .

La d i f e r e n c i a d e p o t e n c i a l p r o d u c i d a e n el transductor 8s muy pequeKa

CS microvolts por 1 mmHg >.Es n e c e s a r i o a m p l i f i c a r este v o l t a j e , y se

p a s a por un a m p l i f i c a d o r d e i n s t r u m n t a c i r5n para s e r a m p l i f i c a d o a una

proporci bn e n mmHg. A cada d g a p l i c a d o a l b r a z a l e t e c o r r e s p o n d e O. crl

volts d e respuesta a l a s a l i d a d e l a m p l i f i c a d o r d e i n s t r u m e n t a c i b n .

Cpor l o tanto 1 0 0 mmHg a p l i c a d o s E q u i v a l e n a 1 - 0 0 volts > . E s t a

c a l i b r a c i 6 n se 1 ogra con el potenciometro de ganancia y con el

potenciametro de n i v e l d e offset del a m p l i f i c a d o r d e i n s t r u m e n t a c i b n .

Cver c a l i b r a c i h n 3 - A l a s a l i d a d e este a m p l i f i c a d o r se o b t i e n e l a

I- e s p u e s t a de pr- esi 6, a r Ler i al.

ILNOISNIERIA BIOYEDICA . SEMINARIO DE PROYEFK) N .

La seKal de p r e s i b n a r t e r i a l se tiene que f i l t r a r para obtener de ell a la sesal oscilodtrica. que se e n c u e n t r a e n t r e 5-30 Hz.c&m ya se

explico anteriormente.

FILTROS :

Como ya se observo anteriormente 1 a s e E a l o s c i l o m 6 t r i c a v i e n e

e n v o e l t a e n l a sena1 d e presibn y es n e s e s a r i o filtrar para d e j a r

limpia l a s e s a l o s c i l o m b t r i c a , e s t a se encuentra en un rango de S - 30 ,Hz,. . Que es el rango e n el que diseKaremos nuestro f i 1 L r o pasa

banda. C f pb3.

DiseEaremor; el f pb de segundo orden. ser& un f i 1 t r o acti vo d e

BUITERWORTH. Para l o g r a r l o harhmos un f il L1-o pasa h j o de. segmmdo o r d e n

a 30 Hz s u f r e c u e h c i a de corte C f c3 y otro pasa a l t o tambi e n de segundo

orden con una fc d e S Hz. para posteriormente ponerlos en cascada y

lograr el f i l t r o f pb que sera d e segundo orden y d e #A3 db/d&cada

c b m o los a n t e r i o r e s . P a r a r e a l i z a r l o s se r e q u i e r e de un a m p l i f i c a d o r

operacional por f i l t r o , por lo t a n t o s e r i n dos e n t o t a l .

Procedimi ento simp1 i f i cado d e d i sef50. El segundo orden d e 1 os

f i l trus se da por los dos elementos a c t i vps, cbmo ya se sabe son 1 os

Capacitores.

FILTRO BUTTJZRWOJ?TH PASA BAJO DE -40 DS'DECADA.

con frclcusnclo d e corte en Hz.

12

WC = 2 r P i r f c y f c b = 30 Hz.

El r e s i s t o r Rf 5s i l ic luye para la d s s v i a c i b n de C C , es decir, es

cornpensador d e c o r r i e n t e . sCpg. 195-199>,d valor de R debera ser igual a

l a combinacibn en paralelo d e todas l a s ramas de resistencias

conectadas a la terminal C->. Por lo tanto :

Y a : que el f i l t r o del amplificador operacional, b6sicamente es un '

seguidor de voltaje C Amp. de ganancia uni tar i al, el vol taje a tr a v h de

cli es i p a l al vol taje de salida VO. .'

-4:

. . ~

Para s i m p l i f i c a r el diseEo d e l filtro pasa bajas se hacen los

r e s i s t o r e s Ra y Rz i g u i l s s . Hay sblo cuatro pasos err el procedimionLo

de. d i seKo:

Conocer l a f r e c u e n c i a do corte Wc o f c . C f c = 30 Hz>.

Hagase Rs = Rz = R, y escdjase m valor e n t r e 10 y 1 0 K ohm.

R = 33 K ohms.

Se calcdla Cr mediante : Ci =0.7074Wc*R> ; Wc = 5 8 8 . 5 rad.

R = - 33 K ohm

4

Escdjase Cz = 2rci

T

13

con frecumxia dm corte en SHz.

wc = 2*Pi*fc y f c = 6 Hz.

El c i r c u i t o a n t e r i o r va a disefiarse cr5mo f i l t r o Butt.erworth pasa

alto, con una a t e n u a c i b n d e 4 0 db/d&cada almjo de la frecuencia de

corte WC.

El p r o c e d i m i e r l t o s i m p l i f i c a d o d e d i s e K o se p r e s e n t a a c o n t i n u a c i 6 n :

Conocer 1 a frecuencia de c a r t e Wc o f c . C f c = S Hz3.

Hagase Cí = Cz = C , y esc6jase un valor conveniente.

c = 0. 22 uf

Se calctila Ri nlediante : Ri = 1 .414 /Cp lcK3 ; pic = 3 1 . 4 rad.

C = 0. 22 uf :. Rs = 1.41 4/6. QU = 205 K ohm.

Escbjase Rz = 2*Rs :. Rz = 410 K ohm.

Par a mi n i mizar 1 a cc desviada hAgase Rf = Rí. Rf = 20s K ohm.

METODO SNDSRECTO DK VOLUYEW O S G L L O ~ T R S C O .

, . - .. . . -

JJBA

XNUXXJBRIA BXOIILDJCA. S E M I N A R I O DL PROYECTO LI.

Para finalizar n u e s t r o f i l t r o pasa &anda, cotm se sabe 543 o b t i e n e al

poner en cascada el f i l t r o pasa bajo c o n al f i l t r o pasa alto, y e1

orden d e l f i I'trcl pasa banda 3s de s~qundr~ orden, tambi Rn ctjm 1 r z s o t r o s

dos. Nos da el ancho de banda de 53 Hz a 30 Hz. Con una caida de 40

dec i bel esldkada. . .

. .

- , . - e/_. . -. - , .. .

FILTRO 8UTzE72WORTH PASA BANDA DE 40 Ds/DECADA.

con amho dr bonda de S-= Hz.

CIRCUITO :

ELIMINUDOR DE OF- E L S H I W A DL +I2 A -IzvoLTS PARA AJUSTAR A C S R O

1s

A 1 a s a l i d a d e el FILTRO PASA BANDA se obtine 1 a sefbl de volumen o s c í l o d t r i c o , l a c G a l se analizarSr j u n t o con la de presidn

arterial en l a computadora. Esto implica que se t i e n e n que c o n v e r t i r

1 as das sd5alrxs a un modo DIGITAL.

CIRCUITOS DIGITALES :

Una vez que se tí e n e n 1 as sei'ial es anal & í c a s e s n e c e s a r i o

pasarlas a forma d i g i t a l para poder procesarlas y transmitirlas a la

computador a que es el 1 engua j e q u e el 1 a e n t i ende, y para poder pasar1 as

ala computadora despues de convertirlas es necesario s i n c r o n i z a r este

paso por l o c fh l se debe u t i l i z a r una interface. Todo esto se explicara

a c o n t i nuaci c5n.

E3 convertidor A n a l b g i c o A X g i t a l que se utiliza es el DACOW3Q.h

t,&nica de ,conversídn que maneja es de aproximaciones sucesivas, por . .

lo tanto ccursípte de un campar ador de val tajes , un temporizador ,un r e g i s t r a d o r de cambias.una logica de control y un -fer d e salíd;a.La

e n t r a d a bAsi ca de control es una 1 i nea do conversi 6n de p a r t i da. P u e s t o

que los datos de salida no sdn Validos hasta que se completa la c o n w r s í 6 n , una l l n e p de estado de conmrsí6n C 6 f i n de convmrsih

EOC 3 , n w indica cuando termina l a c o n v e r s i h . Mientras es cero indica el c o n v e r t i d o r osta ocupado s d o n t r a s l a c o n v e r s i & osta e n curmo y

" -

cuando termina l a conmrsibn entonces; EOC = l.

18

SUJETADOR DE VOLTAJE :

El voltaje d e r e f e r e n c i a c o n el que se a l i m e n t a es d e 2 . 5 ' v u l t s y se

logro este v a l t a j e con un sujetador de v o l t a j e c o n s t r u i d o con un diodo

zener a 2.7 volts y una r e s i s t e n c i a en serie de 5OQ ohm, entonces estas entradas se c o n e c t a n de la sigui ente manera. Ref C +3 se conecta en

l a parte positiva d e diodo zener C 2 . 9 ~ 3 . y RefC-3 se conecta a tierra.

Logrando con ecto una s;ensivilidad d e O. oi vol t en 1 a conver si h .

DIVIsoi;? DE FRECUENCIA :

l a m b i &n el conver ti dor DAC0809 hi en6 una entrada d e r e 1 oj que puede

v a r i a r de 50 k ' a ls00 KHz. pero el valor c a r a c t e r f s t i c o e s d e 840 KHz. La computadora cuenta c o n un reloj de 1 4 . 9 MHz, y e n t o n c e s es n e c e s a r i o

d i v i d i r esta f r e c u e n c i a . Para lograrlo se u t i l i z a el chip 7490 como

divisor d e f r e c u e n c i a c o n e c t a d o con otro igual en cascada para obtener

una d i vi si &n de Ci 4 . 9 MHz3 m, dando coni0 resultado una f r e c u e n c i a d e

KHz que esta cercana al a f r e c u e n c i a t f pi ca.

El c o n v e r t i d o r DACCX309 puede manejar o c h o canales d e c o n m s í h es

d e c i r se l e pueden c o n e c t a r o c h o ne9Sa1 os a la vpz. Para sabor c u a l do

las ocho c o n v e r t i r a a digítal cuenta con tres entradas Ao, y Aa,qve

dopendi ando de su estado 1 6 g i c o e l i g e n el c a n a l . En n u e s t r o proymcto

sblo se n e e e s i t a n dos canales y con Ao tenemos suficiente, por eso

obligarnos a Aa y Az a un estado de cero permanente mandandolos a tierra. Con A0 programamos quo Sofia1 ostara convirtiondu a digital

si la de prosi6n arterial 6 lo osci lodtrica. En el diagrama se c o n e c t o

de tal manera que sí A0 = O, entonces se c o n v e r t i r a la seP5al de p r e s i 6 n a r t e r i a l y si Ao = 1 , se convsrtira l a sePZal d e volumen

oscilomBtrica. - ~-

17

La computadora t iene direcciones de puertos libres,que deja al u s u a r i o

palea que el las utilice segirn sus necesidad-=, C V s r arquibsrctura de su

PC IBM 1101.3.b estas d i r e c c i o n e s de p u e r t o s libres u k i l i z a r e m o s l a s

s i g u i e n t e s d i r e c c i o n e s : 0780H, 0781 H, 0782H y 0783H.

Para asegurar que se esta r q u i r i e n d o , a n u e s t x a tar jeta se r sal iza

una 1 c5gica con aste c d d i g o d a d i r e c c i o n de tal manera que se a c t i VG el

CS CChi p Seleccionado3 d e l 8255 para que pueda l e e r o escribir datos

por 'sus d i f a r e n t e puertos.

DI AGRAMA LCGSCO DE SELECCI ON a. CON LA DI RECCI ON DE PUERTO:

18

SEMINARIO DE PROYECTO Kf.

Puerto A --- ENTRADA.

Puerto B --- ENTRADA.

Puerto c --- -1 DA. " ,

Y por el -to A ' CPAO-PA73 que es de entrada se pondran íos datos

para accesarlos a la computadora.

SIEb#XNARIO DE PROYLCY'O I f .

PA0 <'-- Jh

PAI c.-- Di

PA2 <-- Dz

PA3 <-- aS

PA4 <'-- Ih

PA5 <-- Ik

PA6 <-- Ds

PA7 <-- L b

m-Do Bus de datas bi di recci onal .

Reset Entrada Reset. .~ . .

CS Negado C h i p Sal ecci onado.

RD Negado Entrada Lectura.

WR Negado Entr ada Escr i t ur a

&-A direccidn de P u e r t o s CA,B ,C y Cm-.

PA7-PA0 CBIT'S) PUERTO A.

PB7-PBO CBIT'S) PUERTO B.

PC7-PC0 CBIT's3 PUERTO C.

Gbn esto terminamos el d e s a r r o l l o - p r a c t i c o d e l p r o y e c t o . Aaont.inuaci&

tenernos el programa para l a captura d e los datos d e A a conversfh que

._ -

corn ya l o di-jimos se captur6n dos s d a l e s .

-

-

I : = l ; ,: Se i n i c i a con la muestra uno 3

REPEAT .E C i c l o de r - e p e t i c r i o n i

EOC : = FALSE;

PORT [DASE .t 31 ::= 146 ; ,C Palabra d e c o n t r o l 3

PORT [BASE + 21 := -, " j f Se a c t i v a el STAR 3

PORT [BASE + 27 := 8; .C Se a c t i v a el A L E 3.

PORT [BASE +- 21 := O; .: Se d e s a c t i v a el STAR 3

.

REPEAT

WRITELN(X) j

X:=PORT CBASE+17;

IF X >.= 1 THEN EOC := TRUE;

UNTIL EOC = TRUE; .: Lee el EOC del DfAC0809 3

PORT CBASE -I- 21 := 4; 1 Se a c t i v a el OE del DAC080093 - -

J t = PORT - CB6SEl; < Lee e l deto 3 -.

WR I TELN ( ' NUESTR& NO. ' , I, ' W L O R ---' r J ) C

I:=I+l; < Incrementa para tomar el siguiente d a t o 3 - LINT I L KEYPRESSED j - .C Termina e l c i c l o a l dar cualquier t e c l a 3

- - END

- - C Fin del programa ,3

REPEAT i Ciclo d e r e p e t i c i o n 3

EOC := FRLSE;

PORT [BASE -+ 31 := 146 ;’: Palabra de control }

PORT CEASE +- 21 := i; I Se activa e l STAR 3

PORT CEASE + 2 3 2 9; C Se a c t i v a e l A L E 1

PORT CEASE + 21 := O ; .C Se d e s a c t i v a el STAR 3

REFEAT

X : =FORT C BASE-+ 1 3 ; . .

IF X > = 1 THEN EOC := TRUE;

UNTIL EOC = TRUE; i Lee e l EOC del DAC0809 3

PORT tBFISE + 2 3 := 4; .: S e a c t i v a el OE d e l DAC080093

WRITEL.N(V”TR~ NO. I , z VALOR - - -? 9 J ) ;

- .

UNT I L KEYPR€SSE% - .t Termina e l c i c l o a l dar c u a l q u i e r t e c l a 1 - - -

-END C Fin del programa 3 /

Es necesario que nuestro sistema realice mediciones corrE)(=t.as,

con M mínimo de error , S d e c i r que seBn medidas p r e c i s a s y

e x a c t a s . P a r a obtener estos r e s u l t a d o s debe c a l i b r a r s e el c i r c u i t o

para obtener una ganancia adecuada, un rechazo de modo comün ntA.ximo y

una elimí n a c i bn del off set. En e1 d i agr ama anal bgi co CApendi ce A> del

c i r c u i t o e x i s t e n tres p o t s . numerados del uno a l tres que corresponde

ala nsioma secuencia de las t a r e a s que describiremos e n 6ste momento.

El POT. 1 ajusta la Ganancia del a m p l i f i c a d o r , el POT. 2 da l a

H i s t e r e s i s C R F Z K 3 a l sistema y el POT. 3 , q u i t a n i v e l e s de offset

i nnecefar i os.

Cuando se c a l i b r a un sistema se d e b e contar con m patrcSn de

r e f e r e n c i a , para a j u s t a r las m e d i c i o n e s de n u e s t r o sistema con l a s do

el patrdn de r e f e r e n c i a . Logrando q u e las medidas d e nuestro s i s t e m a

sean iguales a las d e el patrc5n. Para l a c a l i b r a c i o n se detalla cdmo se

comporta l a respuesta d e l s i s t e m a cbn cada uno de n u e s t r o s

potenciometros, para l a expli c a c i b n se pondr6n ejemplos.

Si se r e a l i z a una grdfica con l a s l e c t u r a s d e n u e s t r o sistema contra

l a s r e a l e s CpabrrJn3,lo deseable 85 una lfnea recta de 4b gradas. En c a s o de que 1 a recta o b t e n i d a n o sea d e 45 grados, se a j u s t a r a a 45

grados cbn el POT. 1 o b s e r v e 1 a s i g u i e n t e grafi ca :

-

I N O L N I C R I A PIOMPDSCA. SBWINARIO DE PROYECTO XZ.

-.

C4mo puede observarse la respuesta de nuestro sistema esta defasado.

El desajuste puede e s t a r por arriba de 45 grados entonces se gira e1

POT. 1 ala deraecha, si el desajuste esta por abajo de 45 grados

entonces se gira hacia la izquierda e1 POT. l.

Si ahora realizamos otra grafica can l a s lecturas de n u e s t r o sistema

contra las r ea1 es C patrbn3,l o deseable es una LINEA RECTA de 45

I ; + ' / /

/ i:, / J

L SI ST*XA

el desa jurte p u e d e ser una lfnea concava entonces se gira e '1 POT. 2 ala

24

INOENILRIA SIOMEOXCA. S E M I N A R I O DE PROYECTO Ir.

Por Ú l t i m o sa rsalira una grafica c a n l a s l e c t u r a s d e n u e s t r o sistema

contra las r e a l e s CpatrSn3,lo deseable es una linea r e c t a d e 45 grados.

Eri caso de que la r e c t a obtenida sea d e 45 grados pero COR un ni v e l

de off set, SE) a just-ara para

la.. siguiente grdf ica :

aliminar este n i vel con el POT. 3 o b s e r v e

puede abservarse l a r e s p u e s t a d e n u e s t r o s i s t e m a tiene un nivel

se gira hacia la izquierda o1 POT. 3. -

La tab1 a No. 1 muestra 105 va1 or85 quo se obti enon do lam

mediciones do nuestro sistema y lar medidas reales quo corrospondrn a1 patr6n que tomamos. Observe l a tabla :

I 26.0 I 19. 1 1

106. 0

160. 1 160.8 139.3 148.6 121.4 120.0 iQn.5

181. 1 180.0

Est- valofem SOH l a d í a de loo0 lecturas bomadae. si los

r e s u l t a d o s d e n u e s t r a sistema l o s ajustamos con l a t k n i c a d e arfnimos

cuadrados se o b t i e n e Una i n e x a c t i t u d d e f 0.16l nudig. y una p e n d i e n t e d e

uno. Con ostw rmsultadas sor pudor asegurar que n u o r t r o sistema ms muy

c o n f i a b l o para obtonor la s(ppIa1 do p r e s i b n a r t o r i a l .

Poro no pdomw d e c i r l o mismo de l a sehl de mlumqm m c c i l d r i c a ya

que el pr o d i o d e error d e lo5 val ores BS muy grande. Generado por el

ruido que p r o m c a n l o s f i l t r a s a n a l 6 g i c w activos pero esto se puede

s o l u c i o n a r f i l t r a n d o la seKa1 digital d e pr-ibn a r t e r i a l c o n filtros

d i g i t a l BS por el dtodo d e procosamiento di gi tal d e spnal e s .

26

La L r a n s f o r m a c i h WAL,OGICWDIGITAL nos da vrna secuencia de números que r e p r e s e n t a a I a sesal anal-i ca. E s t a secucanci a de numeros se puede

procesar facilmente en 1 a computahra chn un algoritmo C T J ~ Lrabaje c m

6st.a s e c u e n c i a y lograr de esta manera la informacibn que se n e c e s i t a .

E s t a s c a r a c t e r f s t i c a s a l a g a d o r a s a lo d i g i t a l , es para r e s a l t a r la

i m p o r t a n c i a d e e1 sistema desarrollado en este proyecto. La sefial

d i g i t a l anal bgica d e pr esi Bn a r t e r i a l es g e n e r a d a s i n r u i d o y s u

c a l i b r a c i d n es m y p r e c i s a como puede o b s e r v a r s e en l o s r e s u l t a d o s . Y

1 a secuencia dig, i tal que se o b t i e n e e n la computadora de d i c h a sena1 8s

i g u a l q u e l a a n a l b g i c a en c u a n t o a c a r a c t e r í s t i c a s de p r e c i s i b n , si

e s t a sefial fuera l a q u e se f i l t r a r a , de forma d i g i t a l cdmo 8s

debido, para obtener 1 a sePIal d e vol unten asci 1 o h t r i ca se o b t m d r a muy

limpia sin r u i d o , n o cdmo en el proceso anal bgi co donde 1 os el =montos

activos producen n i v e l e s elevados de r u i d o que 85 d i f f c i 1 d e eliminar.

E s t e ruido nos puede praduci r muchos e r r ores por eso es m6s

r e c o m e n d a b l e f i l t r a r d i g í talmente eon p r u c e s a n ú o e n t o d i g í t a l de

sena1 es.

Adem&s l a sefial d e volumen osci 1 o d t r i ca se o b t i e n e con respuestas

no d e s e a d a s , debidas al movimiento d e l b r a z o y por lo t a n t o d e l

brazalete. Para poder e l i m i n a r t d m b i h este e f e c t o es recomendable

filtrar la sePSal de presidn arterial con procesamiento digital d e

-sePlales, con f i l t r o s d i g i t a l e s d e f k i l diseKo y si es n e c e s a r i o

-

" - .-

utilizar un f i l t r o ZJo orden grando S@ puede lograr f a c i l m e n t e . ..

=-

par a finalizar diremos que las mediciones f isidCsgicas que se real izan en el cuerpo humano sbn de gran importancia, por que nos permiten

conocer el funcionamiento real d e l organi amo. Y asi poder di agn6st.i car

adecuadamente el estadq rnedico de una persona. *%

. . La medida fisioldgica ds i n t e r & e n este proyecto

arterial y decidimos utilizar el &todo de volumen

" . .

es la de presibn

osci1omStrico porque

,

i) Ckddes, t. A. (iP70?. The Direct and Indirect Measurement of mtood Pressure Year Book P u b l i c . c h i c a p SL..

2) Robert F. C. /Pre¿orick F. DriscoLt. (ípO7). Circuitos Lntegrados L i n e a l e s y Am. Op. I d . P r e n L i c e HaLL.

3) Yamakobhi, x., Shimcuu, H. .shibata, M. , (ípox). w w Oscil lometric wet h o d o r X n d C U e c t Hoauurement of s y s t o l i c and Wean A r t e r i a l P r e d r e in in the Human F i n g e r . parte s. ~odeko experimental z0 :30f -~a . Parte 2. Demarroti0 zo:a14-310. c o r r d d i o n s t u d y . Med. & miol. Eng. & Cornput, a-.

4) yamcr)roshi, IC. ,t1992>. Indirect Yeaaurement of A r t e r i d Presuro i n tho L i m b of Babies an¿ chiL¿ren b y L h e VoLunrs oscillometric Method. VOL. ía , NO. 4 .SuLy--AugusL,i#7.

5) . R. Shimazu, H. Ito. c:". Vibration Technique for Indirect Xoasurment of D i d o t i c Arterial P r e w r e in Human Fingers. Mod. & 6ioL. Eng. & Comput, Ip.p,27,130-136.

10) Intorfacing to =U Porsoncrl cornputor by tovir C. rggebrocht. - 2-5 by J f o w c v d Y.

1 3

2 3

3 3

4 >

S >

8 3

7 3

8 3

8 3

I o>

Rango de medici bnt -I#ladig a 300 d g .

Sensi ti vi dad: 5.00 microV. /V. exí t a c i n / d g 1%

L i n e a l i dad y Hi s t e r esi S: -50 d g a l o o nrmHg <=. 1 d g . 10llmHg a 300 d g <= 1 %

Zero u n b l anco: 25 m g .

especificaciones de temperatura: a. Rango de Operacibn 1 5 - 40 * c b. i n p u l s o on COTO 0.5 -/4 h r s . c . c o e f i c i e n t e d e temp. 0.3 mmHg/.c d. Staage tthaperatura -25 a +80 * c

E s p e c i f i c a c i o n e s E l k t r i c a s : a. Impedancia do entrada 350 ohm 10% b. Impedancia de s a l i da 350 ohm 1 W c. Simetría: <= 4% d+ simetr a. d. v o l t a j e de oxitacibn: 2-10 volts dc. e. C o r r i e n t e aislada: < 2 micraampers

120 Vca- Hz.

Ancho de sobro presibn: -.coo d g . a 4000 d g .

Vida d e o p e r a c i r k : > 900 hrs.

Frecuencia de r e s p u e s t a : 200 Hz e n a d e l a n t e 7

Volumen de desplasad e n t o : O. O3 m11Wl00 mmHg.

Muwccl

lii'

- 5 volts. - vi c-3 - Ih c+> - GND. 1

- -

d

16 K - 220 K

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