Sistema portable para la adquisición y procesamiento de señales ECG, con aplicabilidad en dispositivos móviles
The acquisition of electrocardiogram (ECG) signals is vital for diagnosing cardiovascular diseases, as it can reveal the actual state and conditions of the heart in patients under study. Currently, the fast advance of the electronic engineering had allowed the development of applications on the biom...
- Autores:
-
Villafuerte Echeverri, Santiago
Torres Avila, Harby
- Tipo de recurso:
- Fecha de publicación:
- 2017
- Institución:
- Universidad de San Buenaventura
- Repositorio:
- Repositorio USB
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- Acceso en línea:
- http://hdl.handle.net/10819/6153
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- Señales bioeléctricas
Circuito integrado de aplicación específica
Electrocardiograma
Enfermedades cardiovasculares
Interfaz gráfica de usuario
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Application-specific
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Señales bioeléctricas Circuito integrado de aplicación específica Electrocardiograma Enfermedades cardiovasculares Interfaz gráfica de usuario Biomedical signal Application-specific Integrated circuit, ECG Cardiovascular diseases Graphical user interface Procesamiento de señales - Técnicas digitales Circuitos integrados Electrocardiografos |
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The acquisition of electrocardiogram (ECG) signals is vital for diagnosing cardiovascular diseases, as it can reveal the actual state and conditions of the heart in patients under study. Currently, the fast advance of the electronic engineering had allowed the development of applications on the biomedicine field, implementing devices that allow bioelectrical signal acquisition and processing, leading to a specific and punctual monitorization of several organs of the human body. This makes easier, faster and better the medical procedures, improving the patients’ conditions during the medical interventions. In this project, a design of a portable system for ECG signal acquisition and processing, with applicability in mobile devices, is proposed, which is characterized principally for being a portable device that is easy to implement, both in the patient’s residences, as well as health care centers. The first step to develop the prototype is to build the electronic board based on the ADS1298 application-specific integrated circuit, by Texas Instruments Company, designed principally for ECG signals that counts with eight channels for data acquisition and a SPI communication port. The board works with the PIC32MX795F512H by the Microchip Company as the main processor of the system, which also has a SPI port for data transference between the ADS1298 and the PIC. The device programming is done through the MPLAB interface programming environment (MPLAB IPE), using libraries that were especially designed for the main code of the proposed device. Finally, a graphical user interface made in MATLAB® was implemented to display the recorded signals. The performed tests to validate the correct functionality of the ECG device shows that the planned development system has been accomplished, both in hardware and software. The needed requirements have been implemented in accordance with international rules of biomedical equipment. Finally, a device that registers twelve leads of ECG (Lead I, Lead II, Lead III, aVF, aVR, aVL, V1, V2, V3, V4, V5 y V6) has been obtained with a sample frequency of 250SPS, which can be visualized and registered in MATLAB®. |
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[1] M. E. Moura, «Salud Y Medicina,» Salud Y Medicina, 19 05 2011. [En línea]. Available: https://goo.gl/UzuBhj. [Último acceso: 11 03 2016]. [2] M. M. F. Jordan M Prutkin, «UpToDate,» 29 10 2015. [En línea]. Available: https://goo.gl/LbPMCn. [Último acceso: 07 03 2016]. [3] Instituto Nacional de Salud, «Enfermedad Cardiovascular: principal causa de muerte en Colombia,» Observatorio Nacional de Salud, Bogotá D.C., 2013. [4] X. Boscha, F. Alfonsoa y J. Bermejoa, «Revista española de cardiología,» Revista española de cardiología, [En línea]. Available: https://goo.gl/N1pl9f. [Último acceso: 11 03 2016]. [5] Fundación Del Corazón, «Fundación Del Corazón,» 02 2015. [En línea]. Available: https://goo.gl/GJc7wW. [Último acceso: 07 03 2016]. [6] J. A. García, «Documentos de Trabajo sobre Economía Regional,» Banco de La República, Cartagena, 2014. [7] El Tiempo, «El Tiempo,» 2014. [En línea]. Available: https://goo.gl/FRUcVT. [Último acceso: 24 02 2016]. 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Comunidad Científica y AcadémicaValencia Murillo, José Fernando4fab388d-295b-455a-bd6b-aba47ca4780f-1Villafuerte Echeverri, Santiagodf88a755-2cc3-4254-a40b-850135eeb236-1Torres Avila, Harby5fa28cfe-48cf-4a7e-b5ab-c55d1d0f7c31-12018-09-06T19:20:48Z2018-09-06T19:20:48Z20172018-09-06The acquisition of electrocardiogram (ECG) signals is vital for diagnosing cardiovascular diseases, as it can reveal the actual state and conditions of the heart in patients under study. Currently, the fast advance of the electronic engineering had allowed the development of applications on the biomedicine field, implementing devices that allow bioelectrical signal acquisition and processing, leading to a specific and punctual monitorization of several organs of the human body. This makes easier, faster and better the medical procedures, improving the patients’ conditions during the medical interventions. In this project, a design of a portable system for ECG signal acquisition and processing, with applicability in mobile devices, is proposed, which is characterized principally for being a portable device that is easy to implement, both in the patient’s residences, as well as health care centers. The first step to develop the prototype is to build the electronic board based on the ADS1298 application-specific integrated circuit, by Texas Instruments Company, designed principally for ECG signals that counts with eight channels for data acquisition and a SPI communication port. The board works with the PIC32MX795F512H by the Microchip Company as the main processor of the system, which also has a SPI port for data transference between the ADS1298 and the PIC. The device programming is done through the MPLAB interface programming environment (MPLAB IPE), using libraries that were especially designed for the main code of the proposed device. Finally, a graphical user interface made in MATLAB® was implemented to display the recorded signals. The performed tests to validate the correct functionality of the ECG device shows that the planned development system has been accomplished, both in hardware and software. The needed requirements have been implemented in accordance with international rules of biomedical equipment. Finally, a device that registers twelve leads of ECG (Lead I, Lead II, Lead III, aVF, aVR, aVL, V1, V2, V3, V4, V5 y V6) has been obtained with a sample frequency of 250SPS, which can be visualized and registered in MATLAB®.La toma de un electrocardiograma es de vital importancia a la hora de realizar diagnósticos de enfermedades cardiovasculares, ya que puede revelar el estado y las condiciones actuales del corazón del paciente al cual se le realice dicho procedimiento. En la actualidad, las diferentes competencias de la ingeniería, en este caso de la ingeniería electrónica, ha incentivado al desarrollo de aplicaciones en el campo de la biomedicina implementando dispositivos que nos permiten la adquisición y el procesamiento de señales bioeléctricas, lo que permite un control más específico y puntual de diferentes órganos en el cuerpo humano, facilitando y agilizando los procedimientos médicos y mejorando las condiciones del paciente en intervenciones. En este proyecto se plantea el diseño de un sistema portable para la adquisición y procesamiento de señales ECG, con aplicabilidad en dispositivos móviles, el cual se caracteriza principalmente por ser un dispositivo portable y de fácil implementación tanto para pacientes en lugares como su residencia, y para personal médico en centros asistenciales de salud. El primer paso para el desarrollo del prototipo es realizar el diseño de la tarjeta electrónica basado en el circuito integrado de aplicación específica ADS1298 de la compañía Texas Instruments, diseñado principalmente para trabajar con señales ECG, el cual cuenta con 8 canales para capturar señales y puerto de comunicación SPI. La tarjeta trabaja con el PIC32MX795F512H de la empresa Microchip como procesador general del sistema que también cuenta con puerto de comunicación SPI para la trasferencia de datos con el ADS1298. La programación del dispositivo se realiza directamente desde el IDE de microchip usando librerías específicamente diseñadas para configurar las funciones primarias del dispositivo. Finalmente, se utiliza una interfaz gráfica de usuario realizada en MATLAB® para la visualización de las señales obtenidas. Las pruebas que se realizaron para la validación del correcto funcionamiento demuestran que se cumple con lo planteado en el desarrollo del sistema tanto en la parte de hardware como en software y se implementan los requerimientos necesarios de acuerdo con las normas internacionales para equipos biomédicos. Finalmente, se obtuvo un dispositivo que registra derivaciones del ECG (Lead I, Lead II, Lead III, aVF, aVR, aVL, V1, V2, V3, V4, V5 y V6) con una frecuencia de muestreo de 250 muestras por segundo, las cuales se pueden visualizar y registrar en MATLAB®.pdf199 páginasRecurso en lineaapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10819/6153spaUniversidad de San BuenaventuraIngenieriasIngeniería ElectrónicaCaliAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 ColombiaPor medio de este formato manifiesto mi voluntad de AUTORIZAR a la Universidad de San Buenaventura, Sede Bogotá, Seccionales Medellín, Cali y Cartagena, la difusión en texto completo de manera gratuita y por tiempo indefinido en la Biblioteca Digital Universidad de San Buenaventura, el documento académico-investigativo objeto de la presente autorización, con fines estrictamente educativos, científicos y culturales, en los términos establecidos en la Ley 23 de 1982, Ley 44 de 1993, Decisión Andina 351 de 1993, Decreto 460 de 1995 y demás normas generales sobre derechos de autor. Como autor manifiesto que el presente documento académico-investigativo es original y se realiza sin violar o usurpar derechos de autor de terceros, por lo tanto, la obra es de mi exclusiva autora y poseo la titularidad sobre la misma. La Universidad de San Buenaventura no será responsable de ninguna utilización indebida del documento por parte de terceros y será exclusivamente mi responsabilidad atender personalmente cualquier reclamación que pueda presentarse a la Universidad. Autorizo a la Biblioteca Digital de la Universidad de San Buenaventura convertir el documento al formato que el repositorio lo requiera (impreso, digital, electrónico o cualquier otro conocido o por conocer) o con fines de preservación digital. Esta autorización no implica renuncia a la facultad que tengo de publicar posteriormente la obra, en forma total o parcial, por lo cual podrá, dando aviso por escrito con no menos de un mes de antelación, solicitar que el documento deje de estar disponible para el público en la Biblioteca Digital de la Universidad de San Buenaventura, así mismo, cuando se requiera por razones legales y/o reglas del editor de una revista.http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/http://purl.org/coar/access_right/c_abf2[1] M. E. Moura, «Salud Y Medicina,» Salud Y Medicina, 19 05 2011. [En línea]. Available: https://goo.gl/UzuBhj. [Último acceso: 11 03 2016]. [2] M. M. F. Jordan M Prutkin, «UpToDate,» 29 10 2015. [En línea]. Available: https://goo.gl/LbPMCn. [Último acceso: 07 03 2016]. [3] Instituto Nacional de Salud, «Enfermedad Cardiovascular: principal causa de muerte en Colombia,» Observatorio Nacional de Salud, Bogotá D.C., 2013. [4] X. Boscha, F. Alfonsoa y J. 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