ECG ambulatorio usando FreeRTOS sobre LPC1768

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Azcueta Mario Martn y Kharsansky Alan1

Laboratorio de Sistemas Embebidos, Facultad de Ingeniera, UBA.

Se desarroll una unidad para la adquisicin, monitorizacin y registro de seales

electrocardiogrficas (ECG) con interfaz de usuario a travs de pantalla grfica tctil

y/o PC, utilizando la reciente plataforma de NXP LPC1768. A esta clase de dispositivo

se lo denomina comnmente Holter cardaco, y es frecuentemente utilizado por

mdicos para diagnosticar patologas cardacas en pacientes.

El funcionamiento del dispositivo est basado en el sistema operativo de tiempo real

FreeRTOS, el cual coordina las operaciones de adquisicin, anlisis y registro de la seal

y la interfaz con el usuario.

Diagrama en bloques del sistema

Introduccin

El funcionamiento del dispositivo est basado en el sistema operativo de tiempo real

FreeRTOS, el cual coordina las operaciones de adquisicin, anlisis y registro de la seal

y la interfaz con el usuario. La seal de ECG es acondicionada analgica y digitalmente

para amplificarla y remover el ruido de lnea, tras lo cual es digitalizada y almacenada

en una tarjeta de memoria SD utilizando el sistema de archivos FAT32, por un perodo

seleccionable de 24 a 48 horas. Tambin se monitorea en tiempo real la cantidad de

latidos por minuto del paciente, utilizando un algoritmo de deteccin de QRS [1].

El equipo permite verificar la correcta recepcin de la seal al momento de su

colocacin en el paciente, mostrndola en pantalla. Las condiciones de grabacin se

configuran a travs de un men grfico user-friendly y pantalla tctil. Una vez iniciada

la grabacin, la pantalla puede ser removida dejando al paciente solo con la unidad de

adquisicin, minimizando as el peso y tamao de la unidad que debe ser portada.

Resumen Funcionalidades

Conclusiones

En este trabajo se desarroll una unidad Holter para la adquisicin, monitorizacin y

registro de las seales bioelctricas procedentes del corazn, para su posterior anlisis

mediante PC. Uno de los requerimientos ms importantes del diseo es que el Holter

debe ocupar un mnimo espacio y poseer el menor peso posible. En la propuesta

presentada en este proyecto se tuvo en cuenta dicha necesidad, minimizando el diseo

de la unidad que porta el paciente, pero a la vez ofreciendo la funcionalidad que se

encuentra en equipos Holter ms completos mediante un diseo modular, dividiendo

al dispositivo en 2 mdulos.

La plataforma utilizada en el desarrollo fue de gran utilidad debido a la interfaz JTAG,

la cual ofrece un excelente control sobre el proceso de Debug. La utilizacin del sistema

operativo de tiempo real FreeRTOS facilit en gran medida el desarrollo del software,

debido a la gran cantidad de tareas concurrentes (adquisicin de seal, graficacin en

pantalla, mens de usuario, etc.) que deban organizars con diferentes requerimientos

de tiempos.

Referencias

[1] Hamilton PS, Tompkins WJ. Quantitative investigation of QRS detection rules using the

MIT/BIH arrhythmia database. IEEE Trans. Biomed. Eng., BME-33(12):1157-1165, 1986.

[2] Barry R. Using the FreeRTOS Real Time Kernel. NXP LPC17xx Edition.

[3] E.P. Limiteds Open Source ECG Analysis Software. http://www.eplimited.com/

Figura 1. Diagrama en bloques del dispositivo. Por un lado, se tiene una unidad mvil cuya funcin es

registrar el ECG del paciente, analizando ciertas caractersticas en tiempo real pero sin proveer interfaz

grfica. Por otro lado, se tiene una unidad fija que solo es de utilidad al cardilogo; la misma consiste en

un display LCD grfico touchscreen el cual se conectar a la unidad mvil solo al momento de colocacin

del Holter al paciente, proveyendo al mdico toda funcionalidad de un equipo Holter con display grfico.

Grabacin de 1 derivacin a 200 Hz mediante ADC de 10 bits de LPC1768.

Men grfico user friendly y comando del equipo desde pantalla GLCD tctil

monocromo de128x64.

Almacenamiento de la informacin en memoria SD con sistema de archivos FAT32.

Posibilidad de visualizar el registro de ECG en la pantalla (permite asegurar que la

seal recibida es satisfactoria).

Deteccin de la cantidad de latidos por minuto (BPM).

Seleccin de duracin del estudio entre 24 y 48 horas.

Posibilidad de enviar la seal recibida a una PC en tiempo real a travs de UART.

Implementacin de modo evento. Si el paciente se siente mal presiona un botn,

dejando un registro en el ECG para que el mdico revise atentamente esa seccin.

Capturas del sistema funcionando

Figura 2. Capturas del sistema funcionando. En la parte superior se muestran fotografas de la pantalla de

inicio del sistema (izq) y el men principal (der). En la figura inferior se muestra una captura de pantalla

del sistema enviando informacin en tiempo real a la PC, la cual es ploteada en tiempo real mediante el

software Processing.

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