Monitor Cardíaco com Interface com Display Gráfico Acadêmico: Catiano Plaquitken

Monitor Cardíaco com Interface com Display Gráfico

• Acadêmico: Catiano Plaquitken

• Orientador: Adriano L. Toazza

Objetivos:

• Adquirir o sinal de ECG.

• Converter o sinal de analógico para digital.

• Mostrar no display gráfico a forma de onda do sinal adquirido.

• Tornar o equipamento final prático, versátil e confiável.

Justificativas:

• O monitor cardíaco é atualmente essencial nos hospitais.

• Não existe monitor digital equivalente no mercado.

• Modelos analógicos não são portáteis.

Estudo Teórico:

• Sinais bioelétricos.

• Gerados por células nervosas e musculares.
• Esses sinais criam um campo elétrico.
• O campo elétrico propaga-se pelos tecidos do corpo.
• Essa atividade elétrica pode ser medida na superfície corporal.

Estudo Teórico:

• Derivações eletrocardiográficas:

• As três derivações bipolares periféricas.

Estudo Teórico:

• Eletrodos para aquisição de sinais bioelétricos:

• São de metal recobertos por cloridrato de prata.
• Para um melhor acoplamento entre pele e eletrodo utiliza-se gel eletrólito.
• A resistência DC entre a pele e o eletrodo fica em torno de 2 a 10 kΩ.

Desenvolvimento do Projeto:

Desenvolvimento do Projeto:

• Entrada:

• Deve proteger o restante do circuito contra descargas elétricas de desfibriladores e bisturis elétricos.

Desenvolvimento do Projeto:

• Amplificador de instrumentação:

• É utilizado o CI INA102, pois possui:
• Alta impedância de entrada (1010 Ω);
• Alta rejeição em modo comum (CMR) (90dB);
• Baixa tensão de offset (100µV);
• Alto ganho (1000);

Desenvolvimento do Projeto:

Desenvolvimento do Projeto:

• Multiplexador analógico:

• É utilizado o CI 4052.
• Tem por função selecionar a derivação a ser filtrada, convertida para digital e mostrada no display.

Desenvolvimento do Projeto:

• Etapa do filtro:

• É utilizado um filtro Passa Alta de 0,05 Hz de ordem dois e um filtro Passa Baixa de 15 Hz de quarta ordem.
• Utiliza-se o CI UAF42.
• Para o cálculo dos componentes externos foi utilizado o software Filter42.exe.

Desenvolvimento do Projeto:

• Etapa do AGP:

• É utilizado na configuração inversor para ganhos fixos de 1/2, 1, 2 e 4.
• Constituído por um amplificador operacional auxiliar do UAF42 e o CI AH0015.

Desenvolvimento do Projeto:

• Microcontrolador:

• Efetua todo o controle lógico do monitor.
• Utilizado o microcontrolador AT89S8252 da Atmel.
• É compatível com a família MCS-51.
• Tem 8 k bytes de memória flash de programa.
• Tem 2k bytes de memória EEPROM não volátil.
• Possui 256 bytes de memória RAM de dados.
• Apresenta três contadores/temporizadores de 16 bits.

Desenvolvimento do Projeto:

• Conversor Analógico para Digital:

• Utilizado um conversor de 8 bits de resolução e dois canais analógicos de entrada.
• É feita a conversão do sinal de ECG e da tensão das baterias.
• O CI utilizado é o ADC0832.
• Este CI possui interface serial padrão TTL para conexão com o microcontrolador.
• O mínimo período de conversão é de 32 µs.

Desenvolvimento do Projeto:

• Display Gráfico:

• É um display de cristal líquido (LCD) que conta com 128 x 64 pontos (dots).
• Permite uma área visível de 6,6 x 3,2 cm.
• Comunica-se com o microcontrolador através de 8 bits de dados e mais 6 bits para controle.
• Apresenta área de memória RAM apenas para modo gráfico.

Testes e Resultados

• Testada a capacidade de corte dos filtros;

• O software, através do AGP configura o ganho mais adequado;

• O software detecta o pico do complexo QRS e calcula o número de batimentos por minuto (BPM);

• A etapa de pré- amplificação está instável.

Discussão e Conclusão:

• O estudo teórico foi de fundamental importância para o entendimento da forma do sinal.

• A etapa de filtro é muito importante.

• De forma geral apresentou bons resultados.

• Próximos passos:

• Desenvolvimento do carregador de bateria.
• Efetuar mais testes e analisar os resultados obtidos.