CAPTURA Y GRAFICACIÓN DEL ECG POR EL PUERTO SERIAL

RESUMEN En este documento se muestra como se realiza la captura del electrocardiograma (ECG), donde por medio del puerto serial del computador se realiza la graficación del mismo y cuenta el numero de pulsaciones del corazón. 1. INTRODUCCIÓN El electrocardiograma (ECG) es el registro gráfico, en función del tiempo, de las variaciones de potencial eléctrico generadas por el conjunto de células cardiacas y recogidas en la superficie corporal. Las variaciones de potencial eléctrico durante el ciclo cardiaco producen las ondas características del ECG. La formación del impulso y su conducción generan corrientes eléctricas débiles que se diseminan por todo el cuerpo. Al colocar electrodos en diferentes sitios y conectarlos a un instrumento de registro como el electrocardiógrafo se obtiene el trazado característico que analizaremos en la práctica. Las conexiones de entrada al aparato deben ser realizadas de tal forma que una deflexión hacia arriba indique un potencial positivo y una hacia abajo uno negativo.

2. CONTENIDO 2.1 CIRCUITO ECG Con el siguiente circuito se realiza la captura del electrocardiograma.

Este circuito debe generar la siguiente onda.

Los electrodos deben estar ubicados de la siguiente manera:

• Electrodo 1: en la parte derecha del pecho.

• Electrodo 2: en la parte izquierda el pecho.

• Electrodo 3: en el tobillo

2.2 DIGITALIZACIÓN ECG Para el ingreso del electrocardiograma al computador, es necesario digitalizar la señal ya que el PC solo es capaza de interpretar señales digitales. Para la digitalización fue necesario utilizar un Pic 16f877A y un MAX32 que es el encargado de convertir la señal digital entregada por el Pic a 15V y -15V. El programa del Pic es el siguiente: TEMP EQU 20H ;----------------------------- ORG 5H GOTO START ;----------------------------- CONFIG_USART BANKSEL TXSTA ;BANCO 1 BCF PIE1,TXIE ;DESHABILITO INTERRUPCIONES DE TX BCF TXSTA,BRGH ;Baja velocidad BSF TXSTA,TXEN ;Habilitar Tx MOVLW 0x1F ;COMUNICACION A 9600 BAUDIOS MOVWF SPBRG BCF TXSTA,SYNC ;Asincrono BANKSEL PORTA ;BANCO 0 BSF RCSTA,SPEN BCF INTCON,GIE ;DESHABILITO INTERRUPCIONES BSF INTCON,PEIE ;HABILITO INTERRUPCIONES POR PERIFERICOS RETURN ;-------------------------------------- CONFIGURAR_ADC BANKSEL ADCON1 CLRF ADCON1 ;TODAS LAS ENTRADAS ANALOGAS BSF TRISA,0 BSF ADCON1,ADFM ;JUSTIFICACION A LA DERECHA BANKSEL ADCON0 BSF ADCON0,ADON BSF ADCON0,ADCS1 BCF ADCON0,ADCS0 BCF PIR1, ADIF RETURN ;----------------------------------- CONVERSION_TEMP BANKSEL ADCON0 BSF ADCON0, GO ;EMPIEZA CONVERSIÓN BANKSEL PIR1 WTCON ;ESPERA ADC BTFSS PIR1, ADIF GOTO WTCON BCF PIR1, ADIF BANKSEL ADRESL ;LOW REGISTER MOVF ADRESL,W BANKSEL ADCON0 ;CONTROL REGITER0 MOVWF TEMP RETURN ;---------------------------------- TXSERIAL_TEMP MOVLW 0X0 MOVWF TXREG BANKSEL TXSTA ESP1 BTFSS TXSTA,TRMT GOTO ESP1 BANKSEL PORTA MOVF TEMP,W MOVWF TXREG BANKSEL TXSTA ESP2 BTFSS TXSTA,TRMT

GOTO ESP2 BANKSEL PORTA RETURN ;---------------------------------- AJUSTARVALOR BCF STATUS,C RRF TEMP,F ;DIVIDO POR 2 RETURN ;------------------------------------ CANAL_TEMP BANKSEL ADCON0 ; Selecciono el banco0 BCF ADCON0,CHS0 ; Selecciono la entrada análoga 0 (puertoA) RETURN ;------------------------------------ CANAL_LUZ BANKSEL ADCON0 ; Selecciono el banco0 BSF ADCON0, CHS0 ; Selecciono la entrada análoga 1 (puertoA) RETURN ;------------------------------------ START CALL CONFIGURAR_ADC CALL CONFIG_USART AGAIN CALL CANAL_TEMP CALL CONVERSION_TEMP CALL AJUSTARVALOR CALL TXSERIAL_TEMP GOTO AGAIN END

Con este código no solo digitaliza la señal si no que también se esta sincronizando a 9600 baudios, 8 bits y otras características del estándar RS232. 2.3 GRAFICACIÓN ECG (JAVA) Para la graficación de la señal se utilizo el lenguaje de programación Java por su fácil manejo de puertos. El programa se divide en dos partes. Uno para la captura de los datos que ingresan por el puerto serie y otro para la graficación del electrocardiograma. Los dos programas serán compilados pero el de captura serial será el ejecutado, ya que es este quien llama a la graficación. Este es el código de la captura serial: import java.awt.*; import java.util.*; import javax.comm.*; import java.io.*; //**************************************************** public class txserial implements Runnable,SerialPortEventListener

{ static CommPortIdentifier idPuerto; static Enumeration listaPuertos; InputStream entrada; //canal de entrada SerialPort puertoSerie; Thread tLectura; int x=0; int dib[] = new int[400]; Graficador graf; Dibujar grafica; //**************************************************** class Dibujar extends Frame { Panel c; public Dibujar() { super("Grafica EGC de Marcela y Julian"); graf = new Graficador(); graf.setBackground(Color.black); add("Center", graf); } //**************************************************** public void paint(Graphics g) { graf.HaceLinea(dib); graf.repaint(5); } } //**************************************************** // En esta parte es donde el programa esta esperando que // se ingresen datos por el puerto para leerlos public txserial() { // Verifica que el puerto no este en uso grafica = new Dibujar(); try { puertoSerie = (SerialPort)idPuerto.open( "AplLectura",2000 ); } catch( PortInUseException e ) {} // Canal de entrada try { entrada = puertoSerie.getInputStream(); } catch( IOException e ) {} // Esta escuchando el puerto try { puertoSerie.addEventListener( this ); } catch( TooManyListenersException e ) {} // En esta parte nos damos cuenta si se estan ingresando // datos o no puertoSerie.notifyOnDataAvailable( true ); try { puertoSerie.setSerialPortParams( 9600, SerialPort.DATABITS_8, SerialPort.STOPBITS_1, SerialPort.PARITY_NONE ); } catch( UnsupportedCommOperationException e ) {} // Aca se espera los datos por el puerto System.out.println("Esperando datos ECG"); tLectura = new Thread( this ); tLectura.start(); } //**************************************************** public void run() { try { // Esta parte es la encargada de poner un tiempo de // espera de datos para que no se bloquee el PC Thread.sleep( 10000 ); } catch( InterruptedException e ) {} } //**************************************************** public void serialEvent( SerialPortEvent _ev ) { switch( _ev.getEventType() ) { // Aca son lineas de control para que el puerto // sea vigilado case SerialPortEvent.BI: case SerialPortEvent.OE:

case SerialPortEvent.FE: case SerialPortEvent.PE: case SerialPortEvent.CD: case SerialPortEvent.CTS: case SerialPortEvent.DSR: case SerialPortEvent.RI: case SerialPortEvent.OUTPUT_BUFFER_EMPTY: break; // Aca se imprimen los datos case SerialPortEvent.DATA_AVAILABLE: byte[] bufferLectura = new byte[400]; try { while( entrada.available() != 0 ) { if(x<400) { dib[x] = entrada.read( bufferLectura ); System.out.print(dib[x]); System.out.print(" "); } if(x==400) { x=0; grafica.resize(400,300); grafica.setResizable(false); grafica.show(); } x++; } } catch( IOException e ) {} break; } } //**************************************************** public static void main( String[] args ) { // Identificacion de los puertos listaPuertos = CommPortIdentifier.getPortIdentifiers(); while( listaPuertos.hasMoreElements() ) { idPuerto = (CommPortIdentifier)listaPuertos.nextElement(); if( idPuerto.getPortType() == CommPortIdentifier.PORT_SERIAL ) { if( idPuerto.getName().equals("COM1") ) { txserial lector = new txserial(); } } } } }

Este es el código que grafica la señal y cuenta el número de pulsos: import java.awt.*; public class Graficador extends Panel { int vectorp[]; int contador; public Graficador() { super(new FlowLayout()); } public void HaceLinea(int[] vector) { vectorp=new int[400]; vectorp=vector; } public void paint(Graphics w) { int y2=0; int y1=0; int x2=0; int x1=0; int c=0; int cont=0; y1=0; x1=0; x2=1; w.setColor(Color.white); w.drawString ("Número de pulsos", 90,20); while(c<400) { y2=vectorp[c]*3; w.setColor(Color.white); w.drawLine(0,150,400,150); w.drawLine(0,152,400,152); w.drawLine(0,0,0,300); w.drawLine(2,0,2,300);

w.setColor(Color.red); w.drawLine(x1,150-y1,x2,150-y2); w.setColor(Color.red); y1=y2; x1=x2; x2=x2+1; c++; //aca se cuentan los pulsos if (y2>20) //&& (y2<60)) { w.setColor(Color.black); w.fillRect(200,10,50,12); w.setColor(Color.blue); contador++; w.drawString(String.valueOf(contador), 200, 20); } } } }

3. CONCLUSIONES

• El ECG es una herramienta indispensable para conocer el estado del corazón, conociendo la forma normal de las ondas S Q R T.

• Para el montaje del circuito es

necesario utilizar lo valores exactos escritos en el plano para no tener inconvenientes.

• Después de tener digitalizada la

señal, en algunos casos es importante que sea amplificada antes de ser enviada el puerto serial del PC.

• En el graficación se debe tomar

en cuenta el estándar RS232 para que sea posible el entendimiento mutuo entre hardware y software.

4. REFERENCIAS • http://med.javeriana.edu.co/fisi

ologia/nguias/ekgall.htm#1

• http://med.javeriana.edu.co/fisiologia/lab.htm

5. AUTORES

Marcela Rudas Florez Julian H. Higuera D.