Proyecto Final de Carrera: Detector Automático de Ondas R

Hola a todos!

Actualmente, estoy entretenido, muy entretenido, con mi proyecto de final de carrera, cuya finalidad es la construcción de un pcb, para la detección de ondas R electrocardiográficas de forma automática.

Mi circuito, se encuentra dividido en varias fases, que se resumen en las siguientes:

Entrada ECG-->Filtro QRS-->Rectificación de media onda-->Circuito de disparo-->Comparador-->555 monoestable

Estas imágenes las adjunto en los ficheros.

Mi principal problema, es la configuración del 555, cuya finalidad es la de iluminar un led, cada vez que se reciba un pulso (o pico, en este caso es la onda R del corazón). Pero mi led se ilumina 2 veces por cada pico que detecta.

Ya se que es bastante complejo, el realizarlo con electronica analógica, pero la condición de mi proyecto es que sea así, para posteriormente implementarlo de forma más sencilla de forma digital, y realizar comparaciones.

Ya he realizado varias modificaciones sobre el circuito, pero sigo sin obtener resultados.

Por si os interesa, os comunico que me he basado en un detector de complejos QRS, para tratar de adaptarlo.

Muchas Gracias.[/img]

A la salida del filtro ademas del pulso QRS tenes la onda P y la T (de menor amplitud)



Probablemente el doble pulso sea por la onda T, proba subir el umbral de disparo del 555 (TP4 , R de 820k y 330k)



EDIT:

Mirandolo de nuevo le encuentro un error al circuito.

Cuando la salida del filtro (TP2) es positiva, el punto TP3 te queda en alta impedancia (no conduce el diodo), como resultado, la tension en ese punto es la misma que en TP2 (via la R de 100k) --> te queda haciendo un 'valor absoluto' en lugar de media onda.

Las imagenes son una simulacion usando un ECG real que saque de internet (debido a la posicion de los electrodos, el pulso S resulta mas grande que el pulso R ).


El primer archivo (ECG_v1.jpg) es con tu circuito y el segundo (ECG_v2.jpg) es con una resistencia de 1K a masa en TP3 e invertidas las resistencias de 820k y 330k del umbral.

Si bien se corrige el problema, no queda un circuito confiable. Ademas no se dispara durante el QRS sino con la onda T
--> Hay que aumentarle la constante de tiempo al umbral.
--> Hay que aumentarle la frecuencia al filtro pasabanda para que atenue mas la onda T.

Muchísimas gracias por tus consejos, perdón por la tardanza a la hora de contestar, pero es que he estado liado.

El circuito, cierto que no me proporciona mucha confianza, puesto que este tema es muy complejo de realizar en electrónica analógica, que te voy a decir que ya no sepas. La finalidad de esto, es que en cada grupo luzca el led de forma correcta, creo que aunque sea la T, puede valer, aunque no lo sé, tengo que probar a ver si se puede ajustar algo más, para que todo quede lo más correcto posible.

Supongo que como lo implementaré de forma digital...podré realizar la comprobación de uso y funcionamiento con las complejidades de uso de diferentes tipos de electrónica.

Por otro lado, el ECG que uso, es un ECG de tipo ideal, generado con un generador de funciones, capaz de realizarlo.

Por último, había pensado en colocar un potenciómetro en el punto TP4, para realizar la prueba, pero antes de ello, realizaré tus modificaciones y te comentaré algo en cuanto pueda.

Una última pregunta, sabes si Orcad es capaz de procesar señales de entrada de ECG ideales, no encuentro por ningún lado, y si tu supieras de algún generador de este tipo de señal para Orcad... probé con Stimulus... pero nada de nada, lo simulo con una señal senoidal pura a 1Hz.

***En cuanto realice tus correcciones subiré las imágenes de los resultados obtenidos sobre placa.***

Muchísimas Gracias.

No te se decir de Orcad porque no lo uso. Lo esperado es que tengas una opcion para ingresar la señal de un archivo .WAV
Yo use de prueba esta: http://www.bioen.uiuc.edu/courses/BIOE415/labs/ecgwav.wav

En ese sitio habia un link a una base de datos:
http://www.physionet.org/physiobank/database/

No se si te servira, le di una mirada a la ligera y la mayoria eran archivos en formatos diferentes al .wav

Le hice unas modificaciones al circuito para que detecte un poco limpiamente la onda R.



- Vuela el rectificador de media onda (desaparece TP3). No servia para nada porque la etapa siguiente trabaja solamente con los picos positivos

- El filtro pasabanda es de 15Hz, que es mas o menos el pulso QRS.


Las graficas son con el circuito modificado. Al menos ahora el disparo ocurre con la onda R y el umbral (TP4) tiene un cierto margen respecto de las otras.

Eduardo... muchísimas gracias... he estado unos dias fuera de casa, puesto que me intervinieron quirurgicamente, y he tenido que ir a un preparador físico, y no he podido atender el foro... me estás ayudando mucho de veras! Los operacionales que estás usando, son 741 verdad? yo tenía un integrado lm324 que contiene 4 operacionales en la misma pastilla, ahora veo que son 3 por lo que deduzco que es otro integrado o con 741...Voy a comprobarlo enseguida! voy a montarlo! gracias!

Para implementarlo lo mas comodo es un LM324 (aunque solo se usen 3 operacionales).
Yo le saque un operacional porque no hacia falta en el bloque de filtrado y quedaba mas sencillo el esquema. Ahora lo veo de nuevo pienso que seria bueno usarlo como etapa amplificadora (con un preset de ganancia) para entrar al detector de picos con tensiones de 1-2V

Amigo Eduardo... muchísimas gracias por tus aportaciones, me estás ayudando una barbaridad.Muchas gracias, he realizado la simulación en Orcad con una onda Senoidal, y todo funciona correctamente, muchas gracias de verdad. Ahora intentaré implementar con el op que queda vacío la fase que me comentas... a ver que tal sale la simulación, y también intentaré encontrar la manera de que Orcad sea capaz de procesar señales reales, que sigo sin conseguir.

Gracias de veras!

Eduardo... monté el circuito, y surgió un problema... que solucioné colocando un condensador de menor capacidad. Esto sucedía en el 555 en el condensador que sale de la pata 6,7 conectado a masa, si mantenía el condensador de 1.5uf el led siempre se mantenía iluminado, sin embargo si modificaba este condensador por uno de menor capacidad, conseguía que luciese de forma correcta, aunque creo que el disparo es con la onda R, aunque un poco desfasada. Esto creo que es debido a que no usé uno de los valores de un condensador, concretamente el de 4u7. Lo tuve que sustituir por uno de 3.3u.

Por cierto sino te importa, ¿qué programa utilizas tú para la simulación?, sigo sin conseguir lo que quiero con Orcad.

Muchas Gracias.

Eso parece como que durante la descarga del capacitor te mete un pulso negativo en la masa y se te setea de nuevo el 555 (sobre todo si lo tenes en una protoboard).
Proba haciendo que la descarga no sea tan brusca con una conexion del tipo de la imagen.


Uso el SwitcherCadIII ( www.linear.com/designtools/software/index.jsp ), es freeware, rapido en la simulacion y agil para dibujar, pero la contra es que tiene muy pocos componentes de libreria.
Evidentemente la intencion de Linear Technology era un programa que simule bien circuitos de conmutacion (por su linea de integrados) y con el resto que te arregles incluyendo en el circuito comandos de SPICE. Luego es un programa potente, pero absolutamente inadecuado para amantes del plug&play.

Para modelos y ejemplos los sacas del grupo de yahoo ( http://tech.groups.yahoo.com/group/LTspice )