Diseño y Desarrollo de un Prototipo Medidor de Frecuencia Cardíaca Basado en Microcontrolador Para Detección de Arritmias
Digital
- Autores:
-
Diaz-Acevedo, Jhoger Alexander
Tamayo-Prada, Laura Daniela
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2022
- Institución:
- Universidad de Santander
- Repositorio:
- Repositorio Universidad de Santander
- Idioma:
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- OAI Identifier:
- oai:repositorio.udes.edu.co:001/7703
- Acceso en línea:
- https://repositorio.udes.edu.co/handle/001/7703
- Palabra clave:
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Quintero-Munoz, Jorge Eduardo08869464-7304-44fd-b046-4ebd0752e83b-1Diaz-Acevedo, Jhoger Alexander4e497f08-8bcf-45df-a259-b4dbbf8a0179-1Tamayo-Prada, Laura Danielae3da25fe-5cb1-4f73-8653-7692450d1103-12022-10-10T17:34:34Z2022-10-10T17:34:34Z2022-02-25DigitalEl presente proyecto de grado titulado “Diseño y Desarrollo de un Prototipo Medidor de Frecuencia Cardiaca Basado en Microcontrolador para Detección de Arritmias” Presenta un contenido donde se desarrollan todas las bases teóricas y prácticas para el diseño e implementación de el mismo. Inicialmente se plantea la problemática en la cual está basada todo el proyecto, por consiguiente, se mencionan los objetivos y las justificaciones. Posterior se hace una breve presentación de los cimientos teóricos sobre el cual se sostiene este proyecto, se examinan conceptos biológicos y eléctricos del corazón, singularmente la creación y producción de las señales de electrocardiografía ECG para poder obtenerla, subsiguiente se muestra el desarrollo de la ingeniería de todo el proyecto en el cual se muestran todas las partes del diseño incluyendo su construcción física y su respectiva programación, además de esto se pueden observar sus respectivos diagramas de bloques para su mejor comprensión y aprendizaje, para proceder a dar un detallado análisis de toda la etapa analógica de adquisición, acondicionamiento de señales, análisis lógico para el proceso de su ensamblaje y creación en su totalidad. Luego sigue un análisis de costos en donde se insertan tablas de referencia de los costos directos e indirectos de todo el proyecto. Finalmente se hace una descripción de las conclusiones y recomendaciones. También se incluyen comentarios finales que ayudan a la comprensión y utilización del prototipo final; además se anexa la bibliografía y los datos anexos para un mejor entendimiento.This degree project entitled "Design and Development of a Microcontroller-Based Heart Rate Meter Prototype for Arrhythmia Detection" presents content where all the theoretical and practical bases for its design and implementation are developed. Initially, the problem on which the entire project is based is raised, therefore, the objectives and justifications are mentioned. Subsequently, a brief presentation of the theoretical foundations on which this project is based is made, biological and electrical concepts of the heart are examined, especially the creation and production of ECG electrocardiography signals to obtain it, subsequently, the development of the engineering of the entire project is shown, in which all the parts of the design are shown, including its physical construction and its respective programming, in addition to this, its respective block diagrams can be observed for its better understanding and learning, to proceed to give a detailed analysis of the entire analog stage of acquisition, signal conditioning, logical analysis for the process of its assembly and creation in its entirety. Then follows a cost analysis where reference tables of the direct and indirect costs of the entire project are inserted. Finally, a description of the conclusions and recommendations is made. Final comments are also included that help the understanding and use of the final prototype; in addition, the bibliography and the attached data are attached for a better understanding.PregradoIngeniero(a) ElectrónicoIntroducción .................................................................................................................................. 20 1. Descripción General del Proyecto .............................................................................. 21 1.1 Planteamiento del Problema ....................................................................................... 21 1.2 Formulación del Problema .......................................................................................... 22 1.3 Objetivos ..................................................................................................................... 23 1.3.1 Objetivo General. ........................................................................................................ 23 1.3.2 Objetivos Específicos. ................................................................................................ 23 1.4 Justificación ................................................................................................................ 23 2. Marco Referencial ...................................................................................................... 25 2.1 Estado del Arte ........................................................................................................... 25 3. Marco Conceptual ....................................................................................................... 27 3.1 El Corazón .................................................................................................................. 27 3.1.1 Partes del Corazón. ..................................................................................................... 27 3.2 Frecuencia Cardíaca ................................................................................................... 29 3.2.1 ¿Cuál es la Frecuencia Cardíaca Normal?. ................................................................. 29 3.3 Electrocardiograma ..................................................................................................... 30 3.4 Ondas Electromagnéticas (PQRSTU) ........................................................................ 35 3.4.1 Onda P ........................................................................................................................ 35 3.4.2 Onda Q ........................................................................................................................ 36 3.4.3 Complejo QRS ............................................................................................................ 37 3.4.4 Onda T. ....................................................................................................................... 37 3.4.5 Onda U. ....................................................................................................................... 38 3.5 Ruido e Interferencias en el Registro ECG ................................................................ 38 3.5.1 Fuentes de Ruido. ....................................................................................................... 38 3.5.2 Ruido Fisiológico. ...................................................................................................... 38 3.5.2.1 Ruido de Respiración.................................................................................................. 39 3.5.2.2 Ruido de la Interfaz Electrodo-Piel.. .......................................................................... 39 3.5.2.3 Ruido Electrónico del Sistema de Medida ................................................................. 40 3.6 Fuentes de Interferencia .............................................................................................. 40 3.6.1 Interferencia de la Red Eléctrica. ............................................................................... 41 3.6.1.1 Interferencia de Origen Interno.. ................................................................................. 41 3.6.1.2 Interferencia de Origen Externo.................................................................................. 41 3.7.1 Taquicardia. ................................................................................................................ 43 3.7.2 Taquicardia Supra Ventricular (TSV) o Taquicardia Supra Ventricular Paroxística (TSVP). .................................................................................................................................... 44 3.7.3 Fibrilación Auricular. ................................................................................................. 45 3.7.4 Síndrome WolffParkinsonWhite. ............................................................................... 46 3.7.5 Aleteo Auricular. ........................................................................................................ 47 3.8 Filtros .......................................................................................................................... 48 3.8.1 Filtro Pasa Banda. ....................................................................................................... 48 3.8.2 Filtro Pasa Bajas. ........................................................................................................ 49 3.9 Red de Bandas ............................................................................................................ 51 3.9.1 Banda Ancha. .............................................................................................................. 51 3.9.2 Banda Estrecha. .......................................................................................................... 52 3.10 Amplificadores ........................................................................................................... 52 3.10.1 Amplificador Operacional. ......................................................................................... 52 3.11 Electrodos ................................................................................................................... 53 3.11.1 Electrodos de Plata / Cloruro de Plata (Ag/AgCl). ..................................................... 54 3.11.2 Arduino Nano. ............................................................................................................ 54 4. Marco Legal ................................................................................................................ 56 4.1 Resolución 4002 de 2007 ........................................................................................... 56 4.2 Decreto 4725 de 2005 ................................................................................................. 56 4.3 Resolución 434 de 2001 ............................................................................................. 56 5. Desarrollo del Proyecto .............................................................................................. 58 5.1 Ingeniería del Proyecto ............................................................................................... 58 5.1.1 Alimentación del Dispositivo. .................................................................................... 58 5.1.2 Primera Fase Adquisición de la Señal ECG. .............................................................. 59 5.1.3 Segunda Fase Conversión de la Señal ECG a Pulsos. ................................................ 62 5.1.4 Tercera Fase Diagnóstico del Paciente ....................................................................... 67 6. Pruebas y Resultados .................................................................................................. 72 6.1 Primera Prueba “Bradicardia” .................................................................................... 73 6.2 Segunda Prueba “Estado Normal” .............................................................................. 75 6.3 Tercera Prueba Estado “Taquicardia” ........................................................................ 77 7. Conclusiones ............................................................................................................... 79 8. Recomendaciones ....................................................................................................... 80 9. Análisis de Costos ...................................................................................................... 81 Referencias Bibliográficas ............................................................................................................ 83 Apéndices ...................................................................................................................................... 8797 papplication/pdfT 26.22 D419dhttps://repositorio.udes.edu.co/handle/001/7703spaFacultad de IngenieríaBucaramanga, ColombiaIngeniería ElectrónicaDerechos Reservados - Universidad de Santander, 2022info:eu-repo/semantics/openAccessAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/http://purl.org/coar/access_right/c_abf2ElectrocardiogramaFrecuencia cardíacaArduinoTaquicardiaBradicardiaElectrocardiogramHeart rateArduinoTachycardiaBradycardiaDiseño y Desarrollo de un Prototipo Medidor de Frecuencia Cardíaca Basado en Microcontrolador Para Detección de ArritmiasTrabajo de grado - Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fTextinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttps://purl.org/redcol/resource_type/TPhttp://purl.org/coar/version/c_71e4c1898caa6e32Todas las AudienciasAnalog Devices. 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Obtenido de lc.fie.umich.mx: https://lc.fie.umich.mx/~jfelix/InstruII/FPB/FPB_ba.htm#:~:text=Filtro%20pasa%20banda%20de%20banda%20angosta%3A&text=La%20funci%C3%B3n%20de%20transferencia%20que,ocurre%20en%20la%20frecuencia%20central.Rodríguez Mañero, D. M. (14 de Agosto de 2019). Fundación Española del corazón. Electrocardiograma. Obtenido de https://fundaciondelcorazon.com/informacion-para-pacientes/metodos-diagnosticos/electrocardiograma.htmlRomero, J. A. (2020). dspace.ups.edu.ec. Obtenido de Diseño de un prototipo electrónico para elcontrol y monitoreo de la frecuencias cardiaca en pacientes que poseen problemas del corazon: https://dspace.ups.edu.ec/bitstream/123456789/7982/1/UPS-CT004847.pdfsparkfun. (s.f.). www.sparkfun.com. Obtenido de Monitor de frecuencia AD8232: https://www.sparkfun.com/products/12650Uribe Arango, W., Duque Ramirez, M., & Medina Durango, E. (2005). electrocardiografia y arritmias. Bogota: P.L.A export editores Ltda.PublicationORIGINALDiseño_y_Desarrollo_de_un_Prototipo_Medidor_de_Frecuencia_C.pdfDiseño_y_Desarrollo_de_un_Prototipo_Medidor_de_Frecuencia_C.pdfDocumento Principalapplication/pdf4094696https://repositorio.udes.edu.co/bitstreams/687faa7d-64b4-4a4a-85b9-11f23c7625dc/download1a0cc5832c205ee1c7270a982ffd65b7MD51Cesion de derechos.pdfCesion de derechos.pdfapplication/pdf492170https://repositorio.udes.edu.co/bitstreams/798afd7c-1dde-48c3-af36-424dc3ca076f/downloadc66cb1cf54ede6186bc7be8bda31d685MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-859https://repositorio.udes.edu.co/bitstreams/dd425c66-d5ee-4f46-88c8-2eff324e5512/download38d94cf55aa1bf2dac1a736ac45c881cMD53TEXTDiseño_y_Desarrollo_de_un_Prototipo_Medidor_de_Frecuencia_C.pdf.txtDiseño_y_Desarrollo_de_un_Prototipo_Medidor_de_Frecuencia_C.pdf.txtExtracted texttext/plain98482https://repositorio.udes.edu.co/bitstreams/7564588e-20d0-4e53-b9a1-e2fb3effe671/downloadff7d28c284c2a1a8c99eae6cab674556MD54Cesion de derechos.pdf.txtCesion de derechos.pdf.txtExtracted texttext/plain4https://repositorio.udes.edu.co/bitstreams/7d0834af-4c0d-43ae-8686-0e257ee159e1/downloadff4c8ff01d544500ea4bfea43e6108c1MD56THUMBNAILDiseño_y_Desarrollo_de_un_Prototipo_Medidor_de_Frecuencia_C.pdf.jpgDiseño_y_Desarrollo_de_un_Prototipo_Medidor_de_Frecuencia_C.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg5660https://repositorio.udes.edu.co/bitstreams/79126605-41c1-4af9-84b6-99495cf5a10b/downloadb459ac4e6d6a1448362cbeb87a698c76MD55Cesion de derechos.pdf.jpgCesion de derechos.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg13860https://repositorio.udes.edu.co/bitstreams/37279931-7125-48d2-a1f5-6b60daeaa820/download66ed7264d5ddb9bdcbd6b1943a03bc9aMD57001/7703oai:repositorio.udes.edu.co:001/77032022-10-25 09:53:10.725https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/Derechos Reservados - Universidad de Santander, 2022https://repositorio.udes.edu.coRepositorio Universidad de Santandersoporte@metabiblioteca.comTGljZW5jaWEgZGUgUHVibGljYWNpw7NuIFVERVMKRGlyZWN0cmljZXMgZGUgVVNPIHkgQUNDRVNPCgo= |