Uno de los órganos
más importantes del cuerpo humano es sin duda el corazón. Tiene como
función bombear la sangre por todo nuestro organismo, por medio de sus
movimientos sistólico y diastólico.
Todo ese movimiento del corazón se refleja en nuestro exterior
como una pequeña oscilación, llamada pulso cardíaco.
Para medir el pulso cardíaco se utilizan algunas técnicas
manuales y otras por medios artificiales, como el uso de equipos médicos
electrónicos como: el pulsioximetro o el monitor de signos vitales.
Como aficionados a la electrónica, nosotros también podemos
construir nuestro propio monitor de pulsos cardíacos, como se verá a
continuación.
El circuito del monitor de pulsos cardíacos.
El pulso cardíaco es una señal muy débil en nuestro cuerpo,
que deberá ser amplificada y controlada para poder ser medida. Para ello debemos utilizar un amplificador
operacional en modo seguidor de tensión con el fin de adaptar impedancias y así
poder amplificar la débil señal proporcionada por el sensor CNY70.
El amplificador operacional LM358 cumple con estas 2 tareas,
de acondicionar la señal del corazón y amplificarla a un nivel en que se pueda
controlar y medir.
Después de obtener una señal con un nivel manejable desde el
LM358, debemos controlar dicha señal, la
cual es inestable debido a otros parámetros como: la presión arterial y la
oxigenación de la sangre.
Para esta tarea necesitamos: un detector de umbral, un
conformador de pulsos y un generador de tono.
Hacer todo lo anterior mediante la electrónica común, implicaría el uso de otro amplificador
operacional LM358 extra (detector de umbral) un CD4093 (conformador de pulsos)
y quizás de un 555 (generador de tono) y todos sus componentes asociados.
Pero en este caso solo utilizaremos un simple microcontrolador de 8 pines PIC 12F675, para realizar las
tareas mencionadas y hasta otras más.
Utilizando el conversor análogo a digital del
microcontrolador (pin 7), procesaremos el voltaje presente en el pin 1 del
LM358 para obtener el ritmo cardíaco y generar un pulso bien definido en el pin
5 del PIC12F675, para que pueda ser contado e igualmente será visualizado por
medio del led azul (led 4).
¿Pulsioximetro?
Algo curioso en este circuito, es que además del pulso cardíaco (frecuencia) tenemos la amplitud (tensión) que puede ser diferente en
cada persona y en cada situación. Esa tensión no es más que el nivel de reflexión
que recibe el fototransistor del CNY70 cuando ponemos nuestro dedo encima de
él.
Pero ¿Por qué cambia el nivel de reflexión? … es algo que aún
no sabemos. Lo cierto es que para que haya una buena reflexión, la sangre debe
ser de color rojo claro (sangre
oxigenada) e igualmente la reflexión disminuirá
si la sangre se torna a un rojo más oscuro (sangre desoxigenada).
Es por eso que en el circuito se encuentran los leds: 2 (led verde) y 3 (led rojo). El led verde
nos “indicara si la sangre se encuentra oxigenada por encima del 95%” y el led
rojo nos “indicara si la sangre se encuentra baja en oxigeno por debajo del 95%”.
¿Y cómo sabemos esto? porque hemos hecho pruebas comparando
este circuito con un pulsioximetro comercial y los resultados fueron los
anteriormente mencionados. Pero recuerda que esto es solo experimental y por
eso se ha colocado las indicaciones “O2” bajo y “O2” alto entre comillas.
El propósito principal de este circuito es medir el pulso cardíaco y no el nivel de oxígeno en la sangre.
NOTA: (O) es el símbolo del oxígeno y 2 es el número de
electrones que posee (2,6 realmente).
Ajustes y funcionamiento.
Lo único a tener en cuenta después de realizar el montaje
del monitor de pulso cardíaco, es que debemos cubrir el sensor CNY70 con una lámina
transparente, para que nuestro dedo
quede un poco alejado del led infrarrojo y del fototransistor.
Esto permitirá que la reflexión se lleve a cabo con éxito y
que el circuito funcione correctamente.
El uso del monitor de pulso cardíaco es muy simple. Solo
colocamos nuestro dedo encima del sensor CNY70 y de inmediato el led azul
empezara a parpadear y el buzzer a sonar al ritmo de los latidos del corazón .
Los leds rojo y verde funcionaran en la forma como ya fue
descrita anteriormente. La salida de pulsos puede ser llevada a otro microcontrolador
o placa de desarrollo como Arduino, con un pequeño programa contador de pulsos.
Los pulsos deben ser contados por 15 segundos y el resultado
debe multiplicarse por 4; luego podemos mostrar el resultado en un display LCD
o de Leds.
Video.
Unidad contadora de pulsos.
Los programas.
El firmware o programa para el sensor de ritmo cardíaco y el PCB se puede descargar desde el siguiente enlace:
**Clic aquí para descargar el programa.**
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Si lo quieres comprar listo para usarlo y en PCB profesional, debes hacer clic en el enlace después de la imagen:
Video.
Unidad contadora de pulsos.
Para contar los pulsos del corazón debemos utilizar otro
circuito que realice esta tarea.
Para ello vamos a utilizar el entrenador de
PIC 16FXX, en el cual reside un programa que hará el conteo de pulsos cardíacos y los mostrara en un display LCD 16X2. También usted puede diseñar un circuito
específico para esta función.
Los detalles de esta parte del monitor de pulsos cardíacos,
los puedes ver en el siguiente video.
El firmware o programa para el sensor de ritmo cardíaco y el PCB se puede descargar desde el siguiente enlace:
**Clic aquí para descargar el programa.**
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Si lo quieres comprar listo para usarlo y en PCB profesional, debes hacer clic en el enlace después de la imagen:
