Monitor Cardíaco com Interface com Display Gráfico

Universidade de Passo Fundo Curso de Engenharia Elétrica 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. Monitor Cardíaco com Interface com Display Gráfico

Justificativas: • O monitor cardíaco é atualmente essencial nos hospitais. • Não existe monitor digital equivalente no mercado. • Modelos analógicos não são portáteis. Monitor Cardíaco com Interface com Display Gráfico

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. Esboço do sinal de ECG. Monitor Cardíaco com Interface com Display Gráfico

Estudo Teórico: • Derivações eletrocardiográficas: • As três derivações bipolares periféricas. Pontos para medir as três derivações Monitor Cardíaco com Interface com Display Gráfico

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. Monitor Cardíaco com Interface com Display Gráfico

AI Entrada Mux Analógico AI Filtros AGP AI Teste ADC RTC Micro- contro- lador Display Gráfico Teclado Carregador de bateria Baterias Desenvolvimento do Projeto: Diagrama de blocos do sistema. Monitor Cardíaco com Interface com Display Gráfico

Desenvolvimento do Projeto: • Entrada: • Deve proteger o restante do circuito contra descargas elétricas de desfibriladores e bisturis elétricos. Proteção para a entrada. Monitor Cardíaco com Interface com Display Gráfico

Desenvolvimento do Projeto: • Amplificador de instrumentação: • É utilizado o CI INA102, pois possui: • Alta impedância de entrada (1010Ω); • Alta rejeição em modo comum (CMR) (90dB); • Baixa tensão de offset (100µV); • Alto ganho (1000); Monitor Cardíaco com Interface com Display Gráfico

Desenvolvimento do Projeto: Diagrama interno do INA102 Monitor Cardíaco com Interface com Display Gráfico

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. Esquema elétrico do Mux analógico. Monitor Cardíaco com Interface com Display Gráfico

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. Monitor Cardíaco com Interface com Display Gráfico

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. Monitor Cardíaco com Interface com Display Gráfico

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. Monitor Cardíaco com Interface com Display Gráfico

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. Monitor Cardíaco com Interface com Display Gráfico

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. Monitor Cardíaco com Interface com Display 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. Monitor Cardíaco com Interface com Display Gráfico

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