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PIC16F87X - Repositorio Digital EPN

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1. 2 0 116 nee A A A A SS c A A A a 9 2001 Microchip Technology Inc DS30292C page 15 PIC16F87X TABLE 2 1 SPECIAL FUNCTION REGISTER SUMMARY CONTINUED Value on Details Address Name Bit 7 Bit 6 Bit 5 Bit 4 Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0 POR on BOR page Bank 1 son INDF Addressing this location uses contents of FSR to address data memory not a physical register 0000 0000 27 81h OPTION_REG RBPU INTEDG TOCS TOSE PSA PS2 PS1 PS0 1111 1111 19 8253 PCL Program Counter PG Least Significant Byte 0000 0000 26 83h STATUS IRP RP1 TO PD 2 DG 0001 18 8418 FSR Indirect Data Memory Address Pointer 27 85h TRISA PORTA Data Direction Register 11 1111 29 86h TRISB PORTB Data Direction Register 1111 1111 31 87h TRISC PORTC Data Direction Register 1111 2111 33 sen TRISD PORTD Data Direction Register 1111 1111 35 9 TRISE PORTE Data Direction Bits 0000 111 37 38Ah0 3 PCLATH Write Buffer for the upper 5 bits of the Program Count
2. 71 2 54 71 72 2 44 72 73 2 36 73 74 2 25 74 75 2 15 75 76 2 05 76 77 1 96 78 1 85 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 0 68 90 91 0 58 91 92 0 51 92 93 0 45 93 94 0 39 94 95 0 34 95 96 0 28 96 97 0 22 97 98 0 17 98 99 012 gO 100 0 06 100 Tabla 4 1 Datos de las pruebas de calibraci n 33 34 Las pruebas de calibraci n est n tomadas a partir de un 60 de la saturaci n de ox geno debido a que para valores inferiores no se pueden dar en la pr ctica pues un individuo que presente una hipoxia severa llegar a presentar cianosis color morado en labios y rostro y pr cticamente estar a al borde de la muerte el cu l seria un caso extremo 4 2 PRUEBAS CON PACIENTES Luego de calibrado el equipo mediante la prueba anterior se procedi a realizar mediciones con pacientes Las pruebas realizadas fueron tomadas a cinco individuos de salud normal es decir sin problemas de falta de oxigeno Primero la medici n fue hecha con el comercial y enseguida con el dise ado A continuaci n se esos datos en la tabla 4 2 N mero de Oximetro Oximetro Oximetro Oximetro personas en Comecial Comercial dise ado dise ado las que realiz en estado con ox geno enestado con ox geno la prueba normal suplementario normal suplementar
3. Por bit 7 bit 0 bit 7 2 Unimplemented Read as 0 bit 1 POR Power on Reset Status bit 1 No Power on Reset occurred 0 A Power on Reset occurred must be set in software after a Power on Reset occurs bit 0 BOR Brown out Reset Status bit 1 No Brown out Reset occurred 0 A Brown out Reset occurred must be set in software after a Brown out Reset occurs Legend Readable bit W Writable bit Value at POR 1 Bit is set U Unimplemented bit read as 0 0 Bit is cleared x Bit is unknown 2001 Microchip Technology Inc DS30292C page 25 PIC16F87X 2 3 PCL and PCLATH The program counter PC is 13 bits wide The low byte comes from the PCL register which is a readable and writable register The upper bits PC lt 12 8 gt are not readable but are indirectly writable through the PCLATH register any RESET the upper bits of the PC will be cleared Figure 2 5 shows the two situations for the loading of the PC The upper example in the fig ure shows how the PC is loaded on a write to PCL PCLATH lt 4 0 gt gt PCH The lower example in the fig ure shows how the PC is loaded dunng a CALL of GOTO instruction PCLATH 4 3 gt FIGURE 2 5 LOADING OF PC IN DIFFERENT SITUATIONS PCH PCL 12 8 7 D Instruction with ec Pekas Destination PCLATH 4 0 B 5 ee ALU PCLATH PCH PCL 12 4110 8 7 0 1 GOTO
4. D 2001 Microchip Technology Inc DS30292C page 33 PIC16F87X TABLE 3 5 Name PORTC FUNCTIONS Bit Buffer Type Function Input output port pin or Timer1 oscillator output Timer1 clock input Input output port pin or oscillator input or Capture2 input Compare2 output PWM2 output RC4 SDI SDA RCQ T1OSO T1CKI ST RC1 T1OSI CCP2 ST RC2 CCP1 bit2 ST PWM output RC3 SCK SCL ST Input output port pin or Capture1 input Compare1 output RC3 can also be the synchronous serial clock for both SPI and modes RC5 SDO bits RCG TX CK RC7 RX DT RC4 can also be the SPI Data In SPI mode or data I O mode Input output port or Synchronous Serial Port data output Input output port or USART Asynchronous Transmit or Synchronous Clock ST Input output port pin or USART Asynchronous Receive or Synchronous Data Legend ST Schmitt Trigaer input TABLE 3 6 SUMMARY OF REGISTERS ASSOCIATED WITH PORTC Value Value on all Address Name Bit 6 Bit4 Bit3 Bit2 POR other BOR RESETS m er 07h PORTC RC6 RC4 RC3 RC2 XXXX uuuu uuuu 87h TRISC PORTC Data Direction Register 1111 1111 1111 1111 Legend x unknown unchanged a o a mm DS30292C page
5. INFLUENCIA DEL DE PULSO EN LA MORBI MORTALIDAD ANESTESICA E C Pierce Jr Presidente de la Fundaci n para la Seguridad de los Pacientes sometidos a Anestesia comentaba a fines de 1991 9 desde 1984 en adelante la mortalidad por causas anest sicas en pacientes saludables ha pasado de 1 a 2 decesos por 10 000 anestesias a 1 fallecimiento por 100 000 o m s anestesias es decir ha disminuido 10 veces Si estas cifras son verdaderas cu l es la raz n para que ello haya ocurrido Es acaso posible determinar cu l es la contribuci n del oximetro de pulso en esta notable disminuci n de la mortalidad anest sica A pesar que la mayor a de los estudios publicados son un nimes en demostrar claramente que el oximetro de pulso es superior al juicio cl nico en lo que se refiere a una precoz detecci n de los sucesos hip xicos la verdad es que a n hoy no se ha publicado ning n trabajo que demuestre que el oximetro de pulso ha modificado la morbilidad y la mortalidad Eichorn 29 realiz en 1989 una revisi n de 1 001 000 anestesias practicadas en pacientes ASA y Il entre los a os 1976 y 1988 en los hospitales de Harvard encontrando 11 accidentes mayores ligados a la anestesia 7 u 8 relacionados con con inadecuada ventilaci n u oxigenaci n de los cuales s lo 1 ocurri despu s del comienzo del uso rutinario del ox metro de pulso en 1985 F Orkin 30 editorializ sobre el trabajo comenta
6. RD6 PSP6 29 32 4 uo 5 9 RD7 PSP7 30 33 5 UO 9 PORTE is a bi directional I O port REO RD ANS 8 9 25 Vo ST TTLOI REO cen also be read control for the parallel slave port or analog 5 RE1AVRIANG 9 10 26 srmn e RE1 can also be write control for the parallel slave port or analog input6 RE2 CS AN7 10 11 27 uo can also ba select control for the parallel slave port or analog input7 55 12 31 13 34 6 29 Ground reference for logic and O pins VDD 11 32 12 35 7 28 Positive supply for logic and i O pins NC 1 17 28 12 13 These pins are not internally connected These pins 40 33 34 should be unconnected Legend input O output input output P power _ Not used TTL TTL inout Schmitt input Note 1 This buffer is a Schmitt Trigger input when configured as an external interrupt 2 This buffer is a Schmitt Triaaer input when used in Serial Proarammina mode 3 This buffer is a Schmitt Trigger input when configured as general purpose and a TTL input when used in the Parallel Slave Port mode for interfacina to a microprocessor bus 4 This buffer is a Schmitt Triaaer input wher confiaured in RC oscillator mode and a CMOS inout otherwise M M M M M a M EE E A A AAA A A A AAA amp 2001 Microchip Technology Inc DS30292C pag
7. a Ra Para 4 5 RF RA RF Ecuaci n 2 1 RAIIRF R RA IRF 1M u RA REM RA RF Fenaci n 7 7 Reemplazando la ecuaci n 2 1 en la ecuaci n 2 2 se tiene 21 RA 1 1M RF 10M Con los valores normalizados recalculando se obtiene una f 15 9 HZ La ganancia del amplificador es de 5 la misma que fue seleccionada de acuerdo a la se al de salida del sensor y a los requerimientos de la siguiente etapa que requiere un voltaje que var e de O a 5 V Para esta etapa se seleccion el amplificador operacional LM 358 cuyas caracter sticas se adjunta en al Anexo B Despu s de esta etapa se dise otras etapas adicionales cuyo objetivo es lograr obtener una se al que mejor se ajuste a la entrada del conversor an logo digital del microprocesador cuyo valor es de 0 a 5 V El circuito que finalmente result ser el m s apropiado luego de numerosas pruebas en el laboratorio se muestra a continuaci n en la Figura 2 8 R16 Rl4 l k lok 100k 208 Figura 2 8 Esquema del circuito amplificador Los c lculos del amplificador de esta etapa son 22 el Vin es variable seg n la medici n del sensor la ganancia tiene que ser variable para lo cu l se coloco un potenci metro de 50K con el que se obtiene una ganancia m xima y una m nima que son Para RF 110K _60 10K Para RF 10K 10K _ 10K i Para esta etapa se utiliza el integrado LM 324 cuyas c
8. page 0 000n 7FFh 530292 26 2001 Microchip Technology Inc PIC16F87X 2 5 Indirect Addressing INDF and A simple program to clear RAM locations 20h 2F FSR Registers using indirect addressing is shown in Example 2 2 The INDF register is not a physical register Addressing EXAMPLE 2 2 INDIRECT ADDRESSING the INDF register will cause indirect addressing MOVLM Ox20 jinitialize pointer Indirect addressing is possible by using the INDF reg MOVWP FSR to RAM ister Any instruction using the INDF register actually NEXT CLRF INDF clear INDF register accesses the register pointed to by the File Select Reg INCF FSR F inc pointer ister FSR Reading the INDF register itself indirectly BTFSS FSR 4 all done FSR 740 will read 00h Writing to the INDF register CONTINUE GOTO NEXT no clear next indirectly results in a no operation although status bits yes continue may be affected An effective 9 bit address is obtained Y by concatenating the 8 bit FSR register and the RP bit STATUS lt 7 gt as shown in Figure 2 6 FIGURE 2 6 DIRECT INDIRECT ADDRESSING m 1 Direct Addressing Indirect Addressing RP1 RPO 6 From Opcode 0 IRP T FSR register 0 w gt 2 Ny A Bank Select Location Seiect Bank Select Location Select 01 40 11 a 80h 100h 180h Data Memory 7Fh FFh 17Fh 1FFh Bank 0 Bank 1 Bank 2 Bank 3 Note 1 For register file
9. CS Timeri Timerz 10 bit A D USART Data EEPROM CCP1 2 Note 1 Higher order bits are from the STATUS register Set ma rm y i p ee t eee ee uns a Te DS30292C page 6 2001 Microchip Technology Inc PIC16F87X TABLE 1 1 PIC16F873 AND PIC16F876 PINOUT DESCRIPTION Pin Name DIP SOIC Buffer D ipti Pin Pin Type Type escription OSC4 CLKIN 9 9 5 Oscllator crystal Inputlexternal clock source input OSC2 CLKOUT Oscillator crystal output to crystal or resonator in crystal oscillator mode RC mode the OSC2 pin outputs CLKOUT which has 1 4 the frequency of OSC1 and denotes the instruction cycle rate VP ST Master Clear Reset input or programming voltage input This pin is an active low RESET to the device PORTA is a bi directional I O port can also be analog Input RAT ANT RA1 can also be analog RA2 AN2 VREF 2 can also be analog input2 or negative analog reference voltage RA3 AN3 VREF can also be analog input3 or positive analog reference voltage RA4 TOCK 6 6 vO ST RA4 can also be the clock input to the Timerd module Output is open drain type RAS SS ANA TTL RAS can also be analog input or the slave select for the synchronous serial port PORTE is a bi directional VO p
10. RA2 AN2 RAJ AN3 VREF RA4 TOCKI bit4 RAS SS AN4 bit5 Legend TTL TTL input ST Schmitt Trigger input Input output or analog input Input output or analog input Input output or analog input Input output or analog input or VREF Input output or extemal clock input for TimerO Output is open drain type Input output or slave select input for synchronous serial port or analog input TABLE 3 2 SUMMARY OF REGISTERS ASSOCIATED WITH PORTA Value on Value on all Bit 0 POR other Bite Bit5 Bit4 Bit3 BOR RESETS Address Name Bit 7 0 0000 0u 0000 05h RA5 PORTA Data Direction Register 85h TRISA 9Fh 1 PCFG3 PCFG2 PCFG1 PCFGO Legend x unknown u unchanged unimplemented locations read as 0 Shaded cells are not used bv PORTA 11 1111 11 1111 0 0000 0 0000 Note When using the SSP module SPI Slave mode and SS enabled the A D converter must be set to one of the following modes where PCFG3 PCFGO 0100 0101 011x 1101 1110 1111 A nn 2001 Microchip Technology Inc DS30292C page 30 PIC16F87X 3 2 PORTB and the TRISB Register PORTB is an 8 bit wide bi directional port The corre sponding data direction register is TRISB Setting a TRISB bit
11. RDUPSP1 RD2 PSP2 Peripheral Features 8 bit timer counter with 8 bit prescaler Timer1 16 bit timer counter with can be incremented during SLEEP via external crvstal clock Timer2 8 bit timer counter with 8 bit period register prescaler and postscaler Two Capture Compare PWM modules Capture is 16 bit max resolution is 12 5 ns Compare is 16 bit max resolution is 200 ns PWM max resolution is 10 bit 10 bit multi channel Analog to Digital converter Synchronous Serial Port SSP with SPI Master mode and 2 Master Slave Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter USART SCI with 9 bit address detection Parallel Slave Port PSP 8 bits wide with external RD WR and CS controls 40 44 pin only Brown out detection circuitry for Brown out Reset BOR 2001 Microchip Technology Inc DS30292C page 1 PIC16F87X Pin Diagrams PDIP SOIC 1 MCLR VPP L 1 RB7 PGD RAO ANO 2 gt RBEIPGC RA1 AN1 gt 26L RBS RAZIAN2 VnEr e 25L RAWANS VrEr 0 5 o 24 RB3 PGM RMTOCKI gt 6 e 23L RB2 8 4 11 7 e 22 RB1 vss 8 210 RBO INT 9 o lt VDD osc2 cLKOUT 10 a 191 vss RCO T1OSO T1CK e 11 18 lt RG7IRXIOT RC1 TIOSI CCP2 12 17 RCE TX CK RC2ICCP1
12. que se desarrollaran para la obtenci n de los resultados de inter s para el m dico 1 6 5 VISUALIZACI N DE RESULTADOS En esta etapa se manejar una pantalla de cristal l quido para mostrar los valores y mensajes requeridos por el profesional que use el aparato CAPITULO 2 DISE O DE CADA UNA LAS ETAPAS CONSTITUTIVAS DEL PROYECTO CAPITULO 2 DISE O DE CADA UNA DE LAS ETAPAS CONSTITUTIVAS DEL PROYECTO En este cap tulo se pretende desarrollar cada una de las etapas se aladas en el cap tulo anterior y validar dicha propuesta El esquema en diagrama de bloques del aparato se muestra en la Figura 2 1 siguiente ACONDICIONA ADQUISICION SENSOR MIENTO DE LA DE DATOS SE AL PROCESAMIENTO VIZUALIZACION DE DATOS Y DE RESULTADOS CALCULOS Figura 2 1 Diagrama de bloques constitutivo del aparato 2 1 EL SENSOR O TRANSDUCTOR Se seleccion el sensor tipo Sp02 Finger Sensor de la casa de equipos m dicos EPIC MEDICAL por su facilidad para ser colocado al paciente Basta con abrirlo e insertarlo en uno de los dedos del paciente para empezar a medir la concentraci n de ox geno Este sensor funciona sobre la base de iluminar con una luz roja e infrarroja una porci n peque a de tejido como pude ser el dedo de un paciente para poder determinar la saturaci n de ox geno arterial del mismo Para esto mide la 15 absorci n de longitudes de onda lum nicas seleccionadas como el caso de la luz r
13. 1 SPECIAL FUNCTION REGISTER SUMMARY Value on Bit 0 POR BOR Address Name Bit 7 Bank 0 E Addressing this location uses contents of FSR ta address data memory not a physical register 0000 0000 27 Tirner Module Register 47 Program Counter PC Least Significant Byte 0000 0000 26 IRP Ro PO 2 c rox 18 Indirect Data Memory Address Pointer 27 PORTA Data Latch when written PORTA pins when read 0 0000 29 06h PORTB PORTB Data Latch when written PORTB pins when read 31 07 PORTC PORTC Data Latch when written PORTC pins when read XXXX 33 081 PORTD PORTD Data Latch when written PORTD pins when read xxxx xxxx 25 ogh PORTE RE2 RE1 REO xxx 36 OAn 3 PCLATH Write Buffer for the upper 5 bits of the Program Counter 0 0000 26 INTCON PEIE TOF 20 OCh PIR1 PSPIF TXIF SSPIF CCPIIF 22 PIR2 5 BcuF CCP2IF OEh TMR1L Holding register for the Least Significant Byte of the 16 bit TMR1 Register OFh TMR1H Holding register for the Most Significant Byte of the 16 bit TMR1 Register 40h T1CON 1 51 TICKPSO TIOSCEN TISYNC 11h TMR2 Timer2
14. 19Fh 20h 1201 1A0h General General General General Purpose Purpose Purpose Purpose Register Register Register Register 96 Bytes 80 Bytes EFh 80 Bytes 80 Bytes 1EFh accesses FOh accesses 170h accesses 1FOh 70h 7Fh 70h 7Fh 70h 7Fh FFh LL 1 1FFh 0 Bank 1 2 Bank 3 Unimplemented data memory locations read as 0 Nota physical register Note 1 These registers are not implemented on the PIC16F876 2 These registers are reserved maintain these registers clear 2001 Microchio Technoloav Inc DS30292C paae 13 PIC16F87X FIGURE 2 4 PIC16F874 873 REGISTER FILE MAP File File File File Address Address Address Address indirect addr 00h Indirect addr gon Indirect addr 1008 Indirect addr 1805 TMRO 01h OPTION_REG 81h TMRO 101h OPTION_REG 181h PCL 02h 82h PCL 102h PCL 182h STATUS 03h STATUS 83h STATUS 103h STATUS 183h FSR 04h 84h FSR 104h FSR 184h PORTA 05h TRISA 85h 105h 185h PORTB 06h TRISB 86h PORTB 106h TRISB 186h PORTC 07h TRISC 87h 107h 187h PORTD 08h TRISD 88h 108h 188h 09h TRISE 89h 109h 189h PCLATH 0Ah PCLATH 8Ah PCLATH 10Ah 18Ah INTCON OBh INTCON 8Bh INTCON 10Bh INTCON 18Bh PIR1 OCh PIE1 8Ch EEDATA 10Ch EECON1 18Ch PIR2 ODh PIE2 8Dh EFADR 10Dh EECON2 18Dh TMRAL 0Eh PCON 8Eh EEDATH 10Eh 1
15. 34 2001 Microchip Technology FOTOS OXIMETROS COMERCIALES
16. ADDRESS 0 RAW 0 RO R 9 R W 0 RAW 0 RAN 0 RAW 0 PSPIF ADIF RCIF TXIF SSPIF CCP1IF TMR2IF TMR 1IF bit 7 bit O PSPIF Parallel Slave Port Read Write Interrupt Flag bit 1 read or a write operation has taken place must be cleared in software 0 No read or write has occurred ADIF A D Converter Interrupt Flag bit 1 An A D conversion completed 0 The A D conversion is not complete RCIF USART Receive Interrupt Flag bit 1 The USART receive buffer is full The USART receive buffer is empty TXIF USART Transmit Interrupt Flag bit 1 The USART transmit buffer is empty 0 The USART transmit buffer is full SSPIF Synchronous Serial Port SSP Interrupt Flag 1 The SSP interrupt condition has occurred and must be cleared in software before returning from the Interrupt Service Routine The conditions that will set this bit are SPI Atransmission reception has taken place 2 Slave Atransmission reception has taken place Master Atransmission reception has taken place The initiated START condition was completed by the SSP module The initiated STOP condition was completed by the SSP module The initiated Restart condition was completed by the SSP module The initiated Acknowledge condition was completed by ine SSP module START condition occurred while the SSP module was idle Mutti Master system A STOP condition occurred while the SSP module was idle Multi Master syste
17. CALL lt 4 3 gt 11 2 Opcode lt 10 0 gt PCLATH 2 3 1 COMPUTED GOTO computed GOTO is accomplished by adding an offset to the proaram counter ADDWF PCL When doina a table read using a computed GOTO method should be exercised if the table location crosses a PCL memory boundary each 256 byte block Refer to the application note Implementing a Table Read 558 2 3 2 STACK The PIC18F87X family has an 8 level deep x 13 bit wide hardware stack The stack space is not part of either pro gram or data space and the stack pointer is not readable or writable The PC is PUSHed onto the stack when a CALL instruction is executed or an interrupt causes a branch The stack is POPed in the event of a RETURN RETLW or RETFIE instruction execution PCLATH is not affected by a PUSH or POP operation The stack operates as a circular buffer This means that after the stack has been PUSHed eight times the ninth push overwrites the value that was stored from the first push The tenth push overwrites the second push and 50 on Note 1 There are no status bits to indicate stack overflow or stack underflow conditions 2 There no instructionsimnemonics called PUSH or POP These are actions that occur from the execution of the CALL RETURN and RETFIE instructions or the vectoring to an inter rupt address 24 Program Memory Paging PIC16F87
18. Module Register 12h T2CON lrouress roures2 TouTPs1 rourPso TMR2ON 13h SSPBUF Synchronous Serial Port Receive Buffer Transmit Register 14h 3 SSPCON WCOL SSPOV SSPEN CKP SSPM3 SSPM2 15h CCPRIL Capture Compare PWM Register LSB 16h CCPR1H Capture Compare PWM Register1 MSB 17h 1 1 CCP1M3 CCP1M2 CCP1M1 CCP1MO 18h RCSTA SPEN RX9 SREN CREN ADDEN FERR OERR RX9D 19h TXREG USART Transmit Data Register RCREG USART Receive Data Register 1Bh Capture Compare PWM Register LSB 1Ch CCPR2H Capture Compare PWM Register2 MSB 1Dh CCP2CON 2 2 2 2 2 1 1Eh ADRESH A D Result Register High Byte 1Fh ADCONG ADCS1 ADCSO CHS2 CH 1 CHSO GO DONE Legend unknown u unchanged q value depends on condition unimplemented read as reserved Shaded locations unimplemented read as 0 Note 1 The uoper bvte of the oroaram counter is not directly accessible PCLATH is holdino reolster for the PC 12 8 whose contents are transferred to the upper byte of the program counter Bits PSPIE and PSPIF are reserved on PIC16F873 876 devices always maintain these bits clear These reaisters can be addressed from anv bank PORTD PORTE TRISD and TRISE are not physically implemented on PICT6FB73 876 devices read as PIR2 lt 6 gt and PIE2 lt 6 gt are reserved on these devices alwavs maintain these bits clear
19. caso de medir valores que para los m dicos son cr ticos y requieren de acci n inmediata Los valores de la Tabla 4 1 de comparaci n de datos han sido tabulados y calibrados de tal forma que en el display se muestren los valores reales de la medici n de la saturaci n de ox geno en una persona 31 Los valores en los cuales se despliega un mensaje de alarma son menores al 90 siendo valores cr ticos los menores al 80 casos en los cuales se necesita un suplemento de ox geno inmediato CAPITULO 4 PRUEBAS Y RESULTADOS 32 CAPITULO 4 PRUEBAS Y RESULTADOS En este cap tulo se describen las pruebas que se dise aron y ejecutaron para comprobar el buen comportamiento del dispositivo aqu construido 41 PRUEBAS DE COMPARACI N CON UN OXIMETRO COMERCIAL Como es l gico la primera prueba que se hizo fue comparar el Oximetro con uno comercial para poder verificar los resultados y encontrar posibles diferencias Para la calibraci n se realiz una tabla de valores tomando como referencia el Oximetro Comercial de marca SIMS Medical Systems la misma que es mostrada a continuaci n en la Tabla 4 1 Comercial Voltaje de Oxigeno de SpO2 V Mostrado en el Display us 60 3 08 60 61 61 62 62 63 2 93 63 64 2 89 64 65 3 85 65 66 3 80 66 67 3 75 67 68 2 69 68 69 2464 69 70 2 59 70
20. del circuito y por ende a los valores mostrados Otro factor que puede afectar al resultado de la medici n es el estado f sico del individuo por ejemplo si se encuentra asustado o nervioso antes de una cirug a puede comenzar a respirar m s r pido si est agitado o si esta respirando con mayor frecuencia o de una manera m s profunda por eso la saturaci n de Ox geno nunca es un valor fijo La saturaci n de ox geno arterial de un individuo tambi n pude verse afectada por el estado patol gico del individuo o sea si este presenta s ntomas de diversos estados patol gicos como son los m s comunes edema pulmunar pulmonia atelectosia contracci n de los alveolos del pulm n asma embolia pulmonar y problemas la circulaci n sanguinea por to que la presi n arterial baja esto pude ocurrir debido a un sangrado por alguna herida o corte o a la presencia de anafilaxia alergia a alg n medicamento o sustancia suministrado ingerido respectivamente 39 5 2 RECOMENDACIONES 1 Es recomendable realizar las mediciones en un lugar donde exista una luz muy incandescente o luminosa pues esto podr a afectar la se al del sensor 2 Se recomienda para una medici n adecuada utilizar uno de los tres dedos medios de cualquier mano para introducir en el sensor seg n sea el tama o de los dedos de cada individuo 3 Se recomienda que se contin e trabajando en proyectos pr cticos que tratan de proveer soluc
21. muestra a continuaci n GND GND Polarizaci n del led gt Wn gt No existe 17 Salida GND Polarizaci n del Infrarrojo No existe Salida 2 1 1 LA SE AL DE SALIDA DEL SENSOR continuaci n se muestra en la Figura 2 4 la forma de la se al de salida del sensor cuando el mismo se encuentra cerrado es decir sin ingreso de tejido Se puede observar que el sensor entrega un voltaje continuo de aproximadamente 200 mV cuando el mismo se encuentra cerrado my 200 Figura 2 4 Se al del sensor en reposo La se al del sensor cuando este se encuentra en funcionamiento esto es cuando se ha introducido el dedo de un individuo en su interior se presenta a continuaci n en la Figura 2 5 18 Figura 2 5 Se al de salida del sensor cuando est uso Se observa que el sensor entrega un voltaje continuo de aproximadamente 100 mV cuando el mismo se encuentra en funcionamiento y se ha introducido el dedo de un individuo en su interior suponiendo a dicho individuo con una saturaci n de ox geno normal es decir sin problemas de hipoxia Resultando un incremento de voltaje a la falta de ox geno y una disminuci n del mismo a mayor porcentaje de ox geno como se puede observar en la figura 2 5 respectivamente 2 2 DISENO DE LA ETAPA DE PROCESAMIENTO DE LA SENAL La sefial que proviene del sensor est en el rango de los 200 mV y es muy sensible a cualqu
22. pues puede aumentar err neamente las concentraciones de COHb y MetHb o de ambas Vasoconstricci n e hipotermia La vasoconstricci n secundaria al fr o combinada con una presi n de pulso baja p ej despu s de un bypass card aco o un aumento de la presi n venosa frecuentemente perturba la detecci n de la SpO2 a nivel de los dedos o por lo menos aumenta la latencia en la detecci n de la hipoxemia La vasoconstricci n del shock o del fr o puede esencialmente detener el flujo hacia los dedos sin eliminar la pulsatilidad de las arteriolas Esto conduce a la desaturaci n gradual de la sangre arterial remanente en la punta de los dedos ya sea por difusi n a trav s de las paredes arteriolares o por movimientos de entrada y salida en los capilares Un estudio realizado por Severinhaus y Spellman 20 quienes provocaron hipotensi n y vasoconstricci n en la extremidad superior de voluntarios sanos logr demostrar las siguientes implicaciones cl nicas 1 el ox metro de pulso es tan sensitivo que puede detectar pulsos a n cuando la presi n es demasiado baja como para asegurar una adecuada perfusi n tisular 2 la reducci n de la SpO2 puede deberse al consumo de 2 el dedo de la sangre arterial estancada pero pulsante 3 la vasoconstricci n incrementa significativamente el umbral hipotensivo de los oximetros Esto significa que el ox metro en presencia de vasoconstricci n fallar en ia detecci n de la SaO2 a
23. ser medida como la saturaci n en ox geno de la Hb regional cerebral rSHbO2 Cuando el aporte cerebral de 2 DO2 disminuye por cualquier raz n hipoxia sist mica oligohemia cerebral anemia sist mica como el consumo cerebral de O2 permanece normal la extracci n cerebral de ox geno causa un r pido cambio en la saturaci n cerebral SVO2 La SHbO2 cerebral tiene una gran y predecible sensibilidad la hipoxia y lo m s importante el impacto de la hipoxia en la se al del espectroscopio cerebral es grande a n con una relativamente peque a disminuci n de la DO2 cerebral En cuanto a la medici n del tiempo promedio de tr nsito cortical esta t cnica tiene la ventaja sobre las otras t cnicas espectrosc picas descritas anteriormente que el trazador puede inyectarse endovenosamente y no necesariamente intra arterial Las limitaciones de la tecnolog a descrita se relacionan con la falta de informaci n sobre la conducta de la luz infrarroja en un medio tan complejo como es la cabeza El efecto de la reflecci n de la luz a los tejidos circundantes representa una potencial fuente de error y la ley de Lambert Beer es solamente aplicable en medios con un bajo ndice de difusi n dentro de los cuales no est n inclu dos ni el cuero cabelludo ni el cerebro Las influencias posibles de las lesiones de los tejidos blandos extra cerebrales o de los cambios post quir rgicos en la medici n son por el momento impredecibles L
24. vtr net anestesi clases oximetria oximetria pdf http Awww treat copd com spfise html http www medcatalog com new page 9 htm PulseOximeter9620Spot962 OCheck 20Model http Awww medtel com av medtel_fingersensor_htm SAMI HM KLEINMAN BS Lonchina VA Central venous pulsation associated with a falsely low oxygen saturation mesured by pulse oximetry J Clin Monit 7 1994 ELECTRONICA Y TEORIA DE CIRCUITOS BOYLESTAD Robert Sexta edici n Editorial Prentice may M xico 1997 ANEXOS 1 LIMITACIONES DE LA OXIMETRIA DE PULSO Incidencia del problema En un estudio prospectivo intraoperatorio en la Universidad de Washington Freund y cols 15 encontraron un 1 12 de falla en la informaci n entregada por los oximetros en una serie que consider 11 046 anestesias Se consider como falla la incapacidad de obtener cualquier lectura del oximetro de pulso durante un per odo acumulativo de 30 minutos o m s habiendo eliminado todos los problemas mec nicos y habiendo ensayado todos los sitios posibles para ubicar el sensor Curiosamente la frecuencia en las fallas difer a de un hospital a otro University Hospital 0 78 Harborview Hospital 0 56 Children s Hospital 0 56 Veteran s Hospital 4 24 En un estudio esta vez retrospectivo de 1 403 pacientes en una unidad de cuidados postoperatorios en el mismo hospital de la Universidad de Washington Gillies y cols 16 encontraron una frecue
25. 7 1 will make the corresponding PORTB pin an input i e put the corresponding output driver in Hi impedance mode Clearing a TRISB bit 0 will make the corresponding PORTB pin an output i e put the contents of the output latch on the selected pin Three pins of PORTB are multiplexed with the Low Voltage Programming function RB3 PGM RB6 PGC and RB7 PGD The alternate functions of these pins are described in the Special Features Section Each of the PORTB pins has a weak intemal pull up A single control bit can tum on all the pull ups This is per formed by clearing bit RBPU OPTION lt 7 gt weak pull up is automatically turned off when the port pin is configured as an output The pull ups are dis abled on a Power on Reset FIGURE 3 3 BLOCK DIAGRAM OF RB3 RBO PINS VDD RBPUC Weak P Pull up Data Latch Data Bus WR Port pint WR TRIS RD TRIS RD Port RBO INT RB3 PGM lt Schmitt Trigger Butter RD Port Note 1 1 0 pins have diode protection to VDD and Vss 2 To enable weak pull ups set the appropriate TRIS bit s and clear the bit OPTION_REG lt 7 gt Four of the PORTB pins RB7 RB4 have an interrupt on change feature Only pins configured as inputs can cause this interrupt to occur i e any RB7 RB4 pin configured as an output is excluded from the interrupt on change comparison The input pins of RB7 RB4 are compared with the old val
26. 8Eh TMR1H OFh 8Fh EEADRH 10Fh 18Fh T1CON 10h 90h 110h 190h TMR2 11h SSPCON2 91h T2CON 12h PR2 92h SSPBUF 13h SSPADD 93h SSPCON 14h SSPSTAT 94h CCPRAL 15h 95h 1 16h 96h CCPICON 17h 97h RCSTA 18h TXSTA 98h TXREG 19h SPBRG 99h RCREG 1Ah 9Ah CCPR2L 1Bh 9Bh CCPR2H 1Ch 9Ch CCP2CON 1Dh 9Dh ADRESH 1Eh ADRESL 9Eh ADCONO 1Fh ADCON1 9Fh 120h 1A0h 20h General General Purpose Purpose accesses accesses Register Register 20h 7Fh FFh 96 Bytes 96 Bytes 16Fh 1EFh 170h 1FOh FFh Ll 17Fh 1FFh Bank 0 Bank 1 Bank 2 Bank 3 Unimplemented data memory locations read as Not a physical register Note 1 These registers are not implemented on the PIC16F873 2 These registers are reserved maintain these registers clear DS30292C page 14 2001 Microchip Technoloav Fi E M 2 2 2 SPECIAL FUNCTION REGISTERS The Special Function Registers can be classified into two sets core CPU and peripheral Those registers The Special Function Registers are registers used by associated with the core functions are described in the CPU and peripheral modules for controlling the detail in this section Those related to the operation of desired operation of the device These registers are the peripheral features are described in detail in the implemented as static RAM list of these registers is peripheral features section given in Table 2 1 TABLE 2
27. AR LA UNIDAD DE VISUALIZACI N DE RESULTADOS i DECLARACI N DE VARIABLES i DESPLEGAR PANTAL INTRODUCCI N i ADQUIRIR DATOS PROSESAR DATOS LA DE COMPARAR DATOS CON LA TABLA O CUMPLE VISUALIZAR RESULTADO Figura 3 1 Diagrama de flujo del programa 28 3 3 DESCRIPCI N DEL PROGRAMA EN LENGUAJE ESTRUCTURADO La estructura de las tareas del programa se describen a continuaci n en lenguaje estructurado 3 3 1 CONFIGURACI N DE LA UNIDAD DE VISUALIZACI N DE RESULTADOS Se selecciona el puerto al cu l va a estar conectado el LCD y los pines del mismo que manejar n los comandos del display Configuraci n de la unidad de visualizaci n Designaci n del registro de salidas para el bus de datos Designaci n del bit que maneja la escritura en el LCD Designaci n del bit de instrucciones Designaci n del bit de habilitaci n del LCD Fin de tarea 3 3 2 DECLARACI N DE VARIABLES Se define las variables que se utilizar n en el desarrollo del programa Declaraci n de variables Definici n de la variable de comparaci n con tabla de valores y el porcentaje de ox geno en la sangre Fin de tarea 29 3 3 3 VISUALIZACI N DE INTRODUCCI N Se efect an las operaciones necesarias para la presentaci n de los t tulos en el LCD Visualizaci n de introducci n Borrar el LCD Poner comentarios en la primera fila del LCD Cambiarse a la segunda fila del LCD Pon
28. CP2 Timer RC2 CCP1 Oscillator RCOI SCKISCL pit Start up Timer RCA SDU SDA Control Poweron RC5 SDO Reset RC6 TX CK Timin Watchdog A ROFIRXDT Generation Timer OSC1 CLKIN Brown out OSC2 CLKOUT Reset In Circuit Debugger Low Voltage Programming MCLR Ven Vss Timerd Timert Timar2 10 bit A D i oOo T Synchronous Data EEPROM 1 2 Serial Port USART Note 1 Higher order bits are from the STATUS reglster 2001 Microchip Technoloav Inc DS3D282C naus 7IC16F87X FIGURE 1 2 PIC16F874 AND PIC16F877 BLOCK DIAGRAM Program Data FLASH Memory EEPROM PIC16F874 4K 192 Bytes 128 Bytes PIC16F877 8K 368 Bytes 256 Bytes 13 Data Bus X RADANO RA1 AN1 RA2 AN2 VREF RAYVANINREF RA4ITOCKI_ RAS AN4 SS Program Bus X REOANT RB1 R82 RBIPGM RB4 RB5 RB6 PGC RB7 PGD Direct Addr RCO T1OSO T1CKI RCA T1OSUCCP2 RC2Z CCP1 RCXSCK SCL AA La Power up Timer A KX M Sip Trost RCA SDI SDA RES SDO Powar on RCB TX CK 939 RC7IRXIDT Watchdog Genera Timer OSC1 CLKIN Brown out RDO PSPO OSC2 CLKOUT In Circuit Debugger Low Voltage Programming RDtVPSP1 RDZPSP2 RD3 PSP3 RD4 PSP4 RDo PSP5 RD6P SP6 RDT PSP7 Parallel Slave Port MCLR Vss REQ ANS RD RET ANGANR RE2 AN
29. ESCUELA POLIT CNICA NACIONAL ESCUELA DE INGENIER A DISE O Y CONSTRUCCI N DE UN OXIMETRO DIGITAL PROYECTO PREVIO A LA OBTENCI N DEL TITULO DE INGENIERO ELECTR NICA Y CONTROL BENAVIDES RAMOS SANTIAGO VLADIMIR ZAMBRANO MOYA ALFONSO SANTIAGO DIRECTOR DR LUIS CORRALES Quito Octubre 2004 DECLARACI N Nosotros Alfonso Santiago Zambrano Moya y Santiago Vladimir Benavides Ramos declaramos bajo juramento que el trabajo aqu descrito es de nuestra autor a que no ha sido previamente presentada para ning n grado o calificaci n profesional y que hemos consultado las referencias bibliogr ficas que se incluye en este documento La Escuela Polit cnica Nacional puede hacer uso de los derechos correspondientes a este trabajo seg n lo establecido por la Ley Reglamento de Propiedad Intelectual y por la normatividad institucional vigente Santiago Zambrano Moya Santiago Benavides Ramos CERTIFICACI N Certifico que el presente trabajo fue desarrollado por los se ores Santiago Vladimir Benavides Ramos y Alfonso Santiago Zambrano Moya bajo mi supervisi n P Lp Dr Luis Corrales DIRECTOR DE PROYECTO DEDICATORIA Dedico el presente trabajo a mis padres y hermanos por haberme brindado su apoyo incondicional en los momentos dif ciles Santiago Benavides DEDICATORIA Dedico este trabajo a mis padres quienes me han apoyado siempre hasta alcanzar y poder hacer realidad una
30. INTEDG TOCS TOSE PSA 52 51 50 bit 7 bit 0 bit 7 RBPU PORTB Pull up Enable bit 1 PORTB pull ups are disabied PORTB pull ups are enabled by individual port latch values bit 6 INTEDG interrupt Edge Select bit 1 Interrupt on rising edge of RBO INT pin 0 Interrupt on falling edge of RBO INT pin bit 5 TOCS TMRO Ciock Source Select bit 1 Transition on RA4 TOCKI pin 0 internal instruction cycle clock CLKOUT bit 4 TOSE TMRO Source Edge Select bit 1 Increment high to low transition on RA4 TOCKI pin 0 Increment on low to high transition on RA4 TOCKI pin bit 3 PSA Prescaler Assignment bit 1 Prescaler is assigned to the WDT 0 Prescaler is assigned to the Timer0 module bit 2 0 PS2 PS0 Prescaler Rate Select bits Bit Value TMRO Rate WDT Rate 000 1 2 1 14 001 1 4 1 2 010 1 8 1 4 011 1 16 1 8 100 1 32 1 16 101 1 64 1 32 110 1 128 1 64 111 1 256 1 128 Legend R Readable bit W Writable bit U Unimplemented bit read as 0 n Value at POR 1 Bit is set 0 Bit is cleared Bit is unknown Note When using low voltage ICSP programming and the pull ups on PORTB are enabled bit 3 in the TRISB register must be cleared to disable the pull up on and ensure the proper oper ation of the device 2001 Microchip Technology Inc DS30292C page 19 PIC16F87X 2 2 2 3 INTCON Register The INTCON Register is a readable and writ
31. PIF are reserved on PIC16F873 876 devices always maintain these bits clear PORTD PORTE TRISD and TRISE are not physically implemented on PIC16F873 876 devices read as 07 2 3 These realsters can be addressed from bank 4 5 PIR2 6 and 2 lt 6 gt are reserved on these devices alwavs maintain these bits clear DS30292C page 16 2001 Microchip Technology PIC16F87X TABLE 2 1 SPECIAL FUNCTION REGISTER SUMMARY CONTINUED Value on Details Address Bit 7 Bit 6 Bit4 Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 9 POR Bank 2 1001 INDF Addressing this location uses contents FSR to address data memory not a physical register 0000 27 101h TMRO TimerD Module Register 102h PCL Program Counters PC Least Significant Byte 0000 0000 103449 STATUS IRP 1 RPO TO PD 0001 lxxx 10458 FSR Indirect Data Memory Address Pointer 105h Unimplemented gt 106h PORTB PORTB Data Latch when written PORTB pins when read 31 107h Unimplemented M C 108h Unimplemented 1095 Unimplemented 104H13 PCLATH Write Buffe
32. PITULO 1 CONCEPTOS B SICOS DE LA OXIMETR A DE PULSOS 1 1 INTRODUCCION El objetivo de este trabajo es el dise o y construcci n de un OXIMETRO DIGITAL Este dispositivo tendr por funci n principal realizar la monitorizaci n de la saturaci n del ox geno arterial es decir permitir visualizar el porcentaje de ox geno en la sangre de un individuo El dispositivo emplear para este prop sito una t cnica no invasiva aprovechando que la concentraci n de ox geno en la sangre se mide a trav s de una peque a porci n de tejido por ejemplo la punta del dedo los l bulos Un paciente cr tico en sala de emergencias sala de operaciones cuidados intensivos y en ambulancias necesita un cuidado extremo monitoreo de sus signos vitales Uno de los par metros mas importantes a monitorearse es la adecuada saturaci n de oxigeno del paciente de all la necesidad de contar con una herramienta que posibilita su lectura de un amanera r pida y de f cil manejo e interpretaci n Este aparato es el oximetro de pulso que al medir la cantidad de ox geno en la sangre permite diagnosticar y realizar el tratamiento adecuado en caso de que el paciente presente hipoxia disminuci n de ox geno en la sangre La utilizaci n del oximetro est en ambulancias cl nicas y hospitales para monitoreo de pacientes en estado preoperatorio y posoperatorio pacientes en estado cr tico reci n nacidos y durante ciertas intervenciones quir rgica
33. RB6 In Serial Programming Mode Note 1 1 0 pins have diode protection to VDD and Vss 2 To enable weak pull ups set the appropriate TRIS bit s and clear the RBPU bit OPTION_REG lt 7 gt 3 2001 Microchip Technology Inc DS30292C page 31 PIC16F87X TABLE 3 3 PORTB FUNCTIONS Name Bit Buffer Function RBO INT bito TTL ST Input output pin or external interrupt input Internal software programmable weak pull up RB1 bit1 TTL Input output pin Internal software programmable weak pull up RB2 bit2 TTL Input output pin Internal software programmable weak pull up RB3 PGM TTL Input output pin or programming in LVP mode Internal software programmable weak pull up RB4 bit4 TTL Input output pin with interrupt on change Intemal software programmable weak pull up RB5 bit5 TTL Input output pin with interrupt on change Internal software programmable weak pull up TTL sT D RB6 PGC Input output pin with interrupt on change or In Circuit Debugger pin Internal software programmable weak pull up Serial programming clock RB7 PGD bit7 TUSTA Input output pin with interrupt on change or In Circuit Debugger pin Internal software programmable weak pull up Serial programming data Legend TTL TTL input ST Schrnitt Trigger input Note 1 This buffer is a Schmitt input when configured as the external interrupt 2 This buffer is a Schm
34. REF 4 TTL RA2 can also be analog input or negative analog reference voltage RA3 AN3 VREF 5 6 22 vo TTL can also be analog Input3 or positive analog reference voltage RA4 TOCKI 6 7 23 VO ST RA4 can also be the clock input to the TimerO timer counter Output is open drain type RAS SS AN4 7 8 24 VO TTL RAS can also be analog Input4 or the slave select for the synchronous seria port PORTE is a bi directional port PORTS can be soft ware programmed for internal weak pull up on all inputs RBO INT 33 36 8 TTUST RBO can also be the external interrupt pin RB1 34 37 9 yo TTL RB2 35 38 10 uo TTL RB3 PGM 36 39 11 YO TTL RB3 can also be the low voltage programming input RB4 37 41 14 TTL Interrupt on change RBS 38 42 15 y o TTL Interrupt on change pin RB6 PGC 39 43 16 VO Interrupt on change pin In Circult Debugger pin Serial programming clock RB7 PGD 40 44 17 yo Interrupt on change or In Circuit Debugger pin Serial programming data Legend input O output VO input output P power Not used TTL TTL inout ST Schmitt Triaaer input Note 1 This buffer is a Schmitt Trigger input when configured as an extemal interrupt 2 This buffer is a Schmitt Triager input when used in Serial Proarammina mode 3 This buffer is Schmitt Trigger input when configured as general purpose and a TTL input when used the Parallel Slave Port mode for interfacina to a microproc
35. SART receive interrupt TXIE USART Transmit Interrupt Enable bit 1 Enables the USART transmit interrupt 0 Disables the USART transmit interrupt SSPIE Synchronous Serial Port Interrupt Enable bit 1 Enables the SSP interrupt 0 Disables the SSP interrupt CCP1 Interrupt Enable bit 1 Enables the CCP1 interrupt 0 Disables the CCP1 interrupt TMR2IE TMR2 to PR2 Match Interrupt Enable bit 1 Enables the TMR2 to PR2 match interrupt Disables the TMR2 to PR2 match interrupt TMR1IE TMR1 Overflow Interrupt Enable bit 1 Enables the TMR1 overflow interrupt Disables the TMR1 overflow interrupt Note 1 PSPIE is reserved on PIC16F873 876 devices always maintain this bit clear Legend R Readable bit W Writable bit U Unimplemented bit read as 0 l n Value at POR 1 Bit is set Q Bit is cleared x Bit is unknown 2001 Microchip Technology inc DS30292C page 21 FIC16F87X 2 2 2 5 Register Note Interrupt flag bits are set when an interrupt The PIR1 register contains the individual flag bits for condition occurs regardless of the state of the peripheral interrupts its corresponding enable bit or the global REGISTER 2 5 bit 7 bit 6 bit 5 bit 4 bit 3 bit 2 bit 1 bit 0 enable bit GIE INTCON lt 7 gt User soft ware should ensure the appropriate interrupt bits are clear prior to enabling an interrupt PIR1 REGISTER
36. STATUS will clear the Upper three zns ana set tne Z bit This leaves the STATUS register as 000u uluu where unchanged It is recommended therefore that only BSF SWAPF and MOVWF instructions are used to alter the STATUS register because these instructions do not affect the Z C or DC bits from the STATUS register For other instructions not affecting any status bits see the Instruction Set Summary Note The C and DC bits operate as a borrow and digit borrow bit respectively in sub traction See the SUBLW and SUBWF instructions for examples STATUS REGISTER ADDRESS 03h 83h 103h 183h R W 0 R W 0 R W 0 R 1 R 1 R W x R W x RAW x RP RPO TO PD 7 DC bit 7 bit O bit 7 IRP Register Bank Select bit used far indirect addressing 1 Bank 2 3 100h 1FFh o Bank 0 1 00h FFh bit 6 5 RP1 RPO Register Bank Select bits used for direct addressing 11 Bank 3 1801 1FFh 10 Bank 2 100h 17Fh 01 Bank 1 80h FFh 00 Bank 0 00h 7Fh Each bank is 128 bytes bit 4 TO Time out bit 1 After power up CLRWDT instruction or SLEEP instruction 0 AWDT time out occurred bit 3 PD Power down bit 1 After power up or by the CLRWDT instruction 0 By execution of the SLEEP instruction bit 2 7 Zero bit 1 The result of an arithmetic or logic operation is zero 0 The result of an arithmetic or jogic operation is not zero bit 1 DC Digit carry borrow bi
37. Transductor 1 6 2 Procesamiento de la se al 1 6 3 Adquisici n de datos 1 6 4 Procesamiento de datos y c lculos 1 6 5 Visualizaci n de resultados CAPITULO 2 DISE O DE CADA UNA DE LAS ETAPAS CONSTITUTIVAS DEL PROYECTO 2 1 El sensor o transductor 2 1 1 La se al de salida del sensor 2 2 Dise o de la etapa de procesamiento de la se al 2 3 Dise o de la etapa de adquisici n de datos 2 4 Etapa de procesamiento de datos 2 5 Visualizaci n de resultados CAPITULO 3 DESARROLLO DE SOFTWARE 3 1 Selecci n del lenguaje de programaci n del software 3 2 Desarrollo de los algoritmos principales 3 3 Descripci n del programa en lenguaje estructurado 3 3 1 Configuraci n de la unidad de visualizaci n de resultados 3 3 2 Declaraci n de variables 3 3 3 Visualizaci n de introducci n 3 3 4 Configuraci n de la se al de entrada 3 3 5 Decodificaci n de resultados 3 3 6 Visualizaci n de resultados 10 11 12 12 12 12 13 14 14 17 18 23 23 25 26 26 26 28 28 28 29 29 29 30 CAPITULO 4 PRUEBAS Y RESULTADOS 4 1 Pruebas calibraci n 4 2 Pruebas con pacientes 4 3 An lisis del costo del proyecto CAPITULO 5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 5 1 Conclusiones 5 2 Recomendaciones REFERENCIAS BIBLIOGR FICAS ANEXOS 32 32 34 35 37 37 39 41 43 iii iv RESUMEN En el presente proyecto se dise a y se construye un Ox metro digital el cual es un aparato que sirve para medir la sa
38. X devices are capable of addressing a continuous 8K word block of program memory CALL and GOTO instructions provide only 11 bits of address to allow branching within any 2K program memory page When doing a CALL or GOTo instruction the upper 2 bits of the address are provided by PCLATH lt 4 3 gt When doing CALL or GOTO instruc tion the user must ensure that the page select bits are programmed so that the desired program memory page is addressed If a return from a CALL instruction or interrupt is executed the entire 13 bit PC is popped off the stack Therefore manipulation of the PCLATH lt 4 3 gt bits is not required for the return instruc tions which POPs the address from the stack Note The contents of the PCLATH register are unchanged after a RETURN or RETFIE instruction is executed The user must rewrite the contents of the PCLATH regis ter for any subsequent subroutine calls or GOTO instructions Example 2 1 shows the calling of a subroutine in page 1 of the program memory This example assumes that PCLATH is saved and restored by the Interrupt Service Routine if interrupts are used EXAMPLE 2 1 CALL OF A SUBROUTINE IN PAGE 1 FROM PAGE 0 ORG 0 500 BCF PCLATH 4 BSF PCLATH 3 Select page 1 800h FFFh CALL SUB1_P1 Call subroutine in page 1 800h FFFh ORG 0 900 page 1 800h FFFh SUB1_P1 called subroutine page 1 800h FFFh RETURN return to Call subroutine
39. a presencia de una colecci n sangu nea extravascular en los espacios subaracnoideo subdural o intra parenquimatoso es algo que puede interferir con las mediciones Las implicaciones potenciales de la espectroscop a con infrarrojo son evidentes es una modalidad no invasiva simple relativamente barata muy pr ctica y f cil de usar a la cabecera del paciente con ella puede realizarse la monitorizaci n continua de la SHbO2 con ella puede realizarse la monitorizaci n intermitente del tiempo de tr nsito regional cerebral CARACTERISTICAS DEL OPERACIONAL LM324 ECG 987 uUo CARACTERISTICAS DEL OPERACIONAL LM358 ECG 928 MICROCHIP PIC16F87X 28 40 Pin 8 Bit CMOS FLASH Microcontrollers Devices Included in this Data Sheet PIC16F876 PICI6F877 PIC16F873 PIC16F874 Microcontroller Core Features High performance RISC CPU Only 35 single word instructions to learn All single cycle instructions except for program branches which are two cycle Operating speed DC 20 MHz clock input DC 200 ns instruction cycle Upto 8K x 14 words of FLASH Program Memory Up to 388 x 8 bytes of Data Memory RAM Up to 256 x 8 bytes of EEPROM Data Memory Pinout compatible to the PIC16C73B 74B 76 77 Interrupt capability up to 14 sources Eight level deep hardware stack Direct indirect and relative addressing modes Power on Reset POR Pow
40. able regis ter which contains various enable and flag bits for the TMRO register overflow RB Port change and External RBO INT pin interrupts Note Interrupt flag bits are set when an interrupt condition occurs regardless of the state of its corresponding enable bit or the global enable bit GIE INTCON lt 7 gt User soft ware should ensure the appropriate inter flag bits are clear prior to enabling an interrupt REGISTER 2 3 INTCON REGISTER ADDRESS 8Bh 10Bh 18Bh RW 0 RWO R W 0 RW 0 RW Rx RBIE ToF INTE RBIF bit 7 bito bit 7 GIE Global Interrupt Enable bit 1 Enables all unmasked interrupts 0 7 Disables all interrupts bit 6 PEIE Peripheral Interrupt Enable bit 1 Enables all unmasked peripheral interrupts 0 Disables all peripheral interrupts bit 5 TOKE TMRO Overflow Interrupt Enable bit 1 Enables the TMRO interrupt 0 Disables the TMRO interrupt bit 4 INTE RBO INT Externa Interrupt Enable bit 1 Enables the RBO INT external interrupt Disables the RBO INT external interrupt bit 3 RBIE RB Port Change Interrupt Enable bit 1 Enables the RB port change interrupt 0 Disables the RB port change interrupt bit 2 TGIF TMRO Overflow Interrupt Flag bit 1 TMRO register has overflowed must be cleared in software 0 TMRO register did not overflow bit 1 INTF External Interrupt Flag bit 1 The RBO INT externa
41. angre en los tejidos 32 El pique de absorci n est en la regi n del verde como la sangre in vitro Varios autores han obtenido una monitorizaci n satisfactoria 33 34 incluso en pacientes cr ticos utilizando sensores frontales Sin embargo no hay a n unanimidad sobre la seguridad de sus lecturas aunque Mendelson y Mc Ginn encontraron una buena correlaci n entre el oximetro de pulso corriente con sensor digital y los sensores reflectantes colocados en el antebrazo y la pantorrilla previo calentamiento de la piel a 40 Gardosi JO y cols 35 utilizaron la oximetria de pulso con sensor reflectante para monitorizar la 5 2 fetal intra parto en 105 mujeres obteniendo lecturas inadecuadas en el 42 de los casos debido primero a una mala colocaci n del sensor el cual no entraba netamente en contacto con la piel del feto y segundo a una mayor absorci n del infrarrojo por los tejidos adyacentes Esto di cifras de SpO2 m s altas que la pO2 de control Una segunda medici n se efectu utilizando una modificaci n de los sensores del oximetro reflectante y mont ndolos en un par de agujas curvas tipo Copland que son las mismas que se utilizan para monitorizar los latidos card acos fetales LCF en el cuero cabelludo Este sistema pudo emplearse ya a los dos cm de dilataci n cervical uterina con membranas rotas El equipo investigador pudo as obtener una medici n continua y netamente m s fiable de la 5 2 etal dur
42. ante el parto 11 Monitorizaci n de la saturaci n cerebral ox geno La espectroscop a ptica cerebral se ha desarrollado como una herramienta til para la monitorizaci n fisiol gica del cerebro Esto es gracias a varias interesantes propiedades de la luz infra roja en el rango 650 a 1100 nm Primero la luz infra roja penetra el tejido humano bastante bien en el cuero cabelludo en el cr neo y su contenido puede penetrar varios cent metros 36 37 y luego volver a un sensor con informaci n sobre la atenuaci n cerebral de la luz t cnica no invasiva Segundo esta atenuaci n de la luz puede ser atribu da a unas pocas mol culas absorbedoras de luz bien caracterizadas llamadas crom foras entre las cuales se encuentran la oxihemoglobina la desoxihemoglobina y el citocromo oxidasa todos los cuales juegan un importante rol en la entrega de O2 al cerebro DO2 y su metabolismo Todas estas substancias pueden ser detectadas por el espectro infrarrojo Tercero se puede acoplar un sistema ptico de tal manera que la luz pueda ser propagada y recuperada desde un determinado volumen regional del cerebro Este volumen se puede medir detectando substancias crom foras previamente introducidas a la circulaci n obteniendo igualmente una medici n cuantitativa de la velocidad de tr nsito cortical regional En resumen la espectroscopia ptica infrarroja en forma no invasiva es potencialmente capaz de evaluar sa
43. aracter sticas se adjunta en al Anexo B el mismo que posee 4 amplificadores en un solo ch p El primero es usado como seguidor para desacoplar la etapa siguiente del primer amplificador El segundo es un sumador requerido para subir la referencia a un valor adecuado para mediante el tercer amplificador ajustar la se al de salida a valores que var an desde 5 V La se al generada a la salida del sensor es de aproximadamente 200 mV a la entrada del conversor AD PIC 16F876A se requiere una se al de 0 a 5 V entonces se ajusto la ganancia total de todas las etapas a una ganancia de 25 EL capacitor C2 de 0 01 uF se coloc cerca del filtro entre Vcc y tierra como desacoplamiento El circuito completo de las etapas de amplificaci n acondicionamiento y filtrado se muestra a continuaci n en la Figura 2 9 23 R7 a 100k 20 12V Figura 2 9 Esquema de todo el circuito amplificador y acondicionador Todos los valores de resistencias y capacitores que se detallan en el circuito de la Figura 2 6 fueron implementados mediante un previo estudio y an lisis te rico y evaluado tambi n mediante varias etapas de pr ctica y laboratorio para as haber podido obtener los valores que m s convengan para el mejor funcionamiento del proyecto 2 3 DISENO DE LA ETAPA DE ADQUISICI N DE DATOS Se refiere en realidad a la programaci n que se har en el microprocesador para adquirir los datos de las se al
44. atro sub unidades de globina Esta diferencia en la cadena de la globina tiene una peque a incidencia en la curva de extinci n y no afecta las lecturas del oximetro de pulso Pigmentos El radio de absorci n R puede ser afectado por cualquier substancia presente en la sangre que absorba luz entre 660 y 940 nm y que no haya estado presente en la misma concentraci n en la sangre de los voluntarios que partiparon a la curva de calibraci n Los colorantes intravenosos son un buen ejemplo para este principio Scheller y cols 19 evaluaron el efecto de dosis en bolo de azul de metileno indigo carm n y verde de indocianina sobre el ox metro de pulso en voluntarios humanos encontrando que el azul de metileno causaba una caida de la SpO2 de aproximadamente un 60 durante 1 2 min el ndigo carm n produc a una peque a ca da de la saturaci n mientras que el verde de indocianina ten a un efecto intermedio No es inhabitual que en los individuos de raza negra se produzcan fallas en la detecci n y lecturas err neas por parte del oximetro de pulso En estos casos es aconsejable colocar el sensor en forma diferente de lado a lado en el dedo o buscar zonas menos pigmentadas como habitualmente lo son en ellos los lechos ungueales y el pulpejo de los dedos La ictericia no tiene un efecto directo sobre la oximetr a de pulso pero puede causar confusi n si se mide la saturaci n con un ox metro de laboratorio con 4 longitudes de onda
45. can la concentraci n de la sustancia por medir con base en los cambios electroqu micos voltaje o corriente los optodos cuantifican concentraciones con base en las reacciones fotoquimicas luminiscencia o fluorecencia Los dos componentes b sicos de un sensor fotoqu mico son las fibras pticas que trasmiten luz con gran eficiencia y los colorantes fotoqu micos espec ficos Cuando los fotones inciden en una sustancia puede transmitirse la luz reflejarse absorberse y reemitirse Las sustancias que remiten la luz absorbida reciben el nombre de fluorecentes fosforecentes o luminicentes seg n las propiedades fotoqu micas del colorante utilizado Cuando un colorante luminicente absorbe la energ a de un fot n los electrones del colorante se elevan a una rbita energ tica mayor Despu s de una peque a diferencia cronol gica el fot n lum nico es emitido de nuevo conforme el electr n vuelve a su estado basal En algunos colorantes la energ a reemitida puede ser absorbida por mol culas de ox geno que aplacan la intensidad de la se al luminiscente La intensidad de la se al mencionada disminuye con fidelidad conforme aumenta la concentraci n de ox geno y de esta manera podemos establecer la medici n del ox geno 1 3 3 EL OXIMETRO El ox metro es un equipo que utiliza el principio de la espectofotometr a para medir la saturaci n de ox geno arterial Este principio es explicado continuaci n 1 3 3 1 Es
46. d with normal 12C levels or with SMBus levels by using the CKE bit SSPSTAT lt 6 gt When enabling peripheral functions care should be taken in defining TRIS bits for each PORTC pin Some peripherals override the TRIS bit to make a pin an out put while other peripherals override the TRIS bit to make a pin an input Since the TRIS bit override is in effect while the peripheral is enabled read modify write instructions BSF BCF XORWF with TRISC as destination should be avoided The user should refer to the corresponding peripheral section for the correct TRIS bit settings PORTC BLOCK DIAGRAM PERIPHERAL OUTPUT OVERRIDE RC lt 2 0 gt RC lt 7 5 gt FIGURE 3 5 PortiPenpheral Select Peripheral Data Out Schmitt Trigger Input Note 1 pins have diode protection to VDD and Vss 2 Port Peripheral select signal selects between port data and peripheral output 3 Peripheral OE utput enable is only activated if select is active FIGURE 3 6 PORTC BLOCK DIAGRAM PERIPHERAL OUTPUT OVERRIDE lt 4 3 gt Port Peripheral Select Peripheral Data Out SSPI Input SSPSTAT lt 6 gt Note 1 I O pins have diode protection to VoD and VSS 2 Port Peripheral select signal selects between port data and peripheral output 3 Peripheral OE output enable 5 only activated if peripheral select is active
47. de las metas m s importantes de mi vida Santiago Zambrano AGRADECIMIENTO Agradezco a mis padres por el esfuerzo realizado a mis profesores por haberme brindado el conocimiento y en especial al Dr Luis Corrales por su apoyo para poder culminar con esta este trabajo Santiago Benavides AGRADECIMIENTO Agradezco a todos mis profesores quienes sembraron sus ense anzas en el transcurso de mi formaci n profesional y personal En especial agradezco a nuestro tutor Dr Luis Corrales quien nos gui amablemente en la realizaci n de este proyecto Santiago Zambrano CONTENIDO CONTENIDO RESUMEN PRESENTACI N CAPITULO 1 CONCEPTOS B SICOS DE LA OXIMETRIA DE PULSOS 1 1 Introducci n 1 2 La oxigenacion en la sangre 1 2 1 Hipoxia 1 2 1 1 de estasis 1 2 1 2 Hipoxia an xica 1 2 1 3 Hipoxia am nica 1 2 1 4 Hipoxia histot lica 1 2 2 1 2 3 Hemoglobina 1 2 4 Progresos en el monitoreo 1 2 4 1 La oximetr a de pulsos en el monitoreo 1 3 Principios de la medici n de oxigeno 1 3 1 Sensores electroqu micos 1 3 1 1 Electrodo de Clark 1 3 1 2 El ctrodo galb nico 1 3 2 Sensores fotoqu micos 1 3 2 1 Optodo de PO 1 3 3 Oximetro 1 3 3 1 Espectrofotometr a 1 3 3 1 1 Fisica b sica de la luz 1 3 3 1 2 Espectrofot metro 00 Y 0 0 0 WwW NM NN 1 4 Principio de funcionamiento de operaci n 1 5 Historia 1 6 Diagrama de bloques constitutivo del aparato 1 6 1
48. de ser debido a una congesti n venosa y a una presi n arterial fluctuante 27 Este artefacto puede ser minimizado si la ventilaci n se interrumpe por breves periodos incluso el PEEP no necesita ser discontinuado durante esta maniobra 8 Tiempo de respuesta Una circulaci n sangu nea digital enlentecida a causa de la vasoconstricci n por el fr o puede retardar las respuestas por m s de 1 minuto a n con presi n arterial normal con los sensores digitales El per odo de respuesta se prolonga mucho m s en presencia de hipotensi n 28 Retardos similares no se han observado cuando los sensores se utilizan en la oreja frente nariz labios RIESGOS Y PELIGROS POTENCIALES Quemaduras de segundo y tercer grado han sido vistas en conexi n al uso del oximetro de pulso durante la Resonancia Nuclear Magn tica MRI Los materiales ferromagn ticos pr ximos al scanner pueden distorsionar el campo magn tico y los cables del monitor actuando como una antena pueden originar una corriente suficientemente importante como para quemar la piel del paciente Tambi n se han constatado quemaduras con las siguientes situaciones Uso demasiado prolongado de un sensor digital en el mismo dedo utilizando el sensor de un tipo de ox metro Physio Control en otro tipo de Ohmeda al usar sensores defectuosos secundarias a isquemia por comprimir demasiado fuerte el sensor al dedo tela o el stico
49. e 9 PIC16F87X FIGURE 2 3 PIC16F877 876 REGISTER FILE MAP File File File Fite Address Address Address Address O indirect 00h Indirect gon Indirect addr 100h Indirect addr 180 TMRO Oth OPTION_REG 81h TMRO 101h OPTION REG 181h PCL 02h PCL 82h PCL 102h PCL 182h STATUS 03h STATUS 83h STATUS 103h STATUS 183h FSR 04h FSR 84h FSR 104h FSR 184h PORTA 05h TRISA 85h 105h 185h PORTB 06h 86h PORTB 106h TRISB 186h PORTC 07h 87h 107h 187h PORTD 08h TRISD 88h 108h 188h PORTE 09h TRISE 109h 189h PCLATH 8Ah PCLATH 10Ah PCLATH 18Ah INTCON OBh INTCON 8Bh INTCON 10Bh INTCON 18Bh PIR1 och 1 8Ch EEDATA 10Ch 1 18 PIR2 2 8Dh EEADR 10Dh EECON2 18Dh TMR4L OEh PCON 8Eh EEDATH 10Eh Reserved 18Eh TMR1H OFh 8Fh EEADRH 10Fh Reserved 18Fh T1CON 10h 90h 110h 190h TMR2 11h SSPCON2 91h 111h 191h T2CON 12h PR2 92h 112h 192h SSPBUF 13h SSPADD 93h 113h 193h SSPCON 14h SSPSTAT 94h 114h 194h CCPRIL 15h 95h 115h 195h CCPR1H 16h 96h 116h 196h CCP1CON 17h 97h General 117h General 197h RCSTA 18h TXSTA 98h Register 198h TXREG 19h SPBRG 99h 16 Bytes 119h 16 Bytes 199h RCREG 1Ah 9Ah 11 19 CCPR2L 1Bh 9Bh 11Bh 19Bh CCPR2H 1Ch 9Ch 11Ch 19Ch CCP2CON 1Dh 9Dh 11Dh 19Dh ADRESH 1Eh 9Eh 11 19Eh ADCONO 1Fh ADCON1 9Fh 11Fh
50. e a una oxigenaci n insuficiente de la Hemoglobina 1 2 1 3 Hipoxia an mica Es la que implica reducci n de la capacidad de transporte del Ox geno por la sangre 1 2 1 4 Hipoxia histot lica Es cuando las c lulas no pueden utilizar con eficiencia el Ox geno disponible el presente trabajo se desea detectar mediante el la presencia de la hipoxia an xica y la an mica puesto que las otras requieren de otro tipo de diagn stico Seg n la pr ctica m dica se conoce que un estado de hipoxia se considera por debajo del 90 de la concentraci n de ox geno gt y para un nivel menor al 85 de la concentraci n se entra a un estado cr tico del paciente 1 2 2 HIPOXEMIA Se define como la deficiencia relativa de oxigeno en la sangre en otras palabras es un estado de oxigenaci n subnormal de la sangre arterial La Hipoxemia puede significar que la tensi n arterial de ox geno esta por debajo de un rango o valor aceptable y no necesariamente que haya hipoxia 1 2 3 HEMOGLOBINA La hemoglobina es el principa componente de los eritrocitos gl bulos rojos y a ella se debe el color rojo de la sangre Cada eritrocito contiene 280 millones de mol culas de hemoglobina y cada mol cula de hemoglobina pesa 64 500 veces m s que un tomo de hidr geno estando constituidas por m s de 10 000 tomos de hidr geno carbono nitr geno ox geno y azufre Adem s cada mol cula de hemogl
51. el equipo y dispositivos necesarios para poder desarrollar el mismo a continuaci n se menciona las lista respectiva en la TABLA 4 3 ELEMENTO COSTO Resistencias capacitores diodos pulsante cristal de oscilaci n potenci metros 10 Conectores y terminales Regulador de voltaje Display de cristal l quido 22 Fuente de poder 20 36 16F876 14 Otros circuitos integrados 4 5 502 Finger Sensor EPIC o 180 Placa del circuito impreso 20 Gastos varios 15 TOTAL 292 Tabla 4 3 Tabla de costos del proyecto El costo total de los elementos utilizados y de los implementos requeridos para desarrollar esta tesis pr ctica es de 292 monto al cual se le deber a a adir el costo del estudio dise o y construcci n del aparato 5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 37 CAPITULO 5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Luego de terminado el proyecto y realizadas las pruebas de operaci n y funcionamiento es posible deducir algunas conclusiones sobre los resultados obtenidos y extraer recomendaciones que podr an orientar a futuros trabajos 5 1 CONCLUSIONES 1 Una conclusi n importante es que la saturaci n de Ox geno de una persona nunca es una constante fija pues depende de varios factores por eso existen rangos de valores con los que los m dicos trabajan para determinar si se enc
52. ensidad varie r pidamente Si la luz ambiente es muy intensa o su frecuencia es similar a la de los LEDs puede haber de todos modos interferencia con la medici n de la saturaci n Esto ocurre especialmente con algunas l mparas fluorescentes de Xen n utilizadas en las salas de operaciones Para minimizar esta interferencia se puede cubrir el sensor con un material opaco Baja perfusi n cuando una peque a se al de absorci n puls til es detectada el de pulso les amplificar y estimar la saturaci n del promedio de las absorciones amplificadas Desgraciadamente al igual que un radio receptor cuando una se al se amplifica el ruido de fondo est tica lo hace tambi n Si la amplificaci n es muy alta puede ser del orden de billones de veces el ox metro de pulso puede equivocadamente analizar este ruido y generar un valor de 5 2 para l Para prevenir este tipo de artefacto los fabricantes han incorporado valores m nimos para frecuencia de ruido sobre los cuales el aparato no entrega valor de SpO2 3 Numerosos estudios han examinado el efecto de la baja perfusi n sobre las estimaciones de los oximetros de pulso En animales de experimentaci n se ha visto que durante el shock hemorr gico los oximetros de pulso pueden sobreestimar la saturaci n o perder la se al completamente En un estudio cl nico sobre seguridad del oximetro de pulso en pacientes cr ticos sometidos a una amplia div
53. er 0 0000 26 agn INTCON GIE PEIE TOIE INTE RBIE TOIF RBIF 0000 000 20 8Ch PIE1 PSPIE ADIE RCIE TXIE SSPIE CCP1IE TMR2IE TMRIJE 0000 0000 21 BDh PIE2 5 EEIE BCLIE CCP2lE r 0 o 0 23 BEh PCON BOR 25 8Fh Unimplemented 90h Unimplemented 91h SSPCON2 GCEN ACKSTAT RSEN SEN 0000 0000 68 92h PR2 Timer2 Period Register 1111 1111 55 93h SSPADD Synchronous Serial Port 12 mode Address Register 0000 0000 73 74 94h SSPSTAT 5 D A P 5 RW UA BF 0000 0000 56 95h Unimplemented 96h Unimplemented 97h Unimplemented 98h TXSTA csRc 1x9 TxEN SYNC BRGH TRMT TX9D 0000 10 95 99h SPBRG Baud Rate Generator Register 0000 0000 97 Unimptemented 9Bh Unimplemented 9Ch Unimplemented 9Dh Unimplemented 9Eh ADRESL A D Result Register Low Byte 116 9Fh ADCON1 ADFM perce 1 0 0000 112 Legend unknown u unchanged q value depends on condition unimplemented read as 0 reserved Shaded locations are unimplemented read as 0 Note 1 The uobar bvte of the proaram counter is not directly accessible PCLATH is a holdina reaister far the PC lt 12 8 gt whose contents are transferred to the upper byte of the program counter Bits PSPIE and PS
54. er comentarios en la segunda fila Dar un retardo adecuado Fin de tarea 3 3 4 CONFIGURACI N DE LA SE AL DE ENTRADA Se realizan las instrucciones necesarias para la conversi n de la se al anal gica a digital Configuraci n de la se al de entrada Definici n de que tipo de conversor se va a ulilizar Asignaci n del bit por donde va a realizarse la entrada Definici n del modo de almacenamiento de los datos del conversor A D Definici n del tiempo de conversi n Chequeo del estado de la bandera de conversi n Almacenamiento de los valores de conversi n en variables Fin de tarea 3 3 5 DECODIFICACI N DE RESULTADOS 30 Se efect an las comparaciones de la se al digitalizada con la tabla de valores para obtener el dato que va a visualizar en el LCD Decodificaci n de resultados Determinar el valor de la variable Realizaci n de la comparaci n de la variable con los rangos predeterminados Determinar en que rango se encuentra la variable Fin de tarea 3 3 6 VISUALIZACI N DE RESULTADOS Se ejecutan las instrucciones necesarias para el despliegue de los resultados en el LCD Visualizaci n de resultados Borrar el LCD Ubicarse en la segunda fila del LCD Desplegar el valor de la variable Comparar si la variable se encuentra en un rango de valor critico Poner un mensaje en la primera fila de alerta Mostrar un de alerta Fin de la tarea El software desarrollado tiene incorporado una alarma para el
55. er up Timer PWRT and Oscillator Start up Timer OST Watchdog Timer WDT with its own on chip RC oscillator for operation Programmable code protection Power savina SLEEP mode Selectable oscillator options Low power hiah speed CMOS FLASH EEPROM technology Fullv static desian In Circuit Serial Programming ICSP via two pins Single 5V In Circuit Serial Programming capability In Circuit Debugging via two pins Processor read write access to program memory Wide operating voltage range 2 0V to 5 5V High Sink Source Current 25 mA Commercial Industrial and Extended temperature ranges Low power consumption 0 6 mA typical 4 MHz 20 pA typical 3V 32 kHz 1 typical standby current Pin Diagran PDIP MCLRIVER RAD ANO RAT AN1 RA2 ANZ VREF RAYVANI VREF s RA4 TOCK 85 e REO RD ANS RE1 WR ANB e RE2 CS AN OA O OO 9 RD7 PSP7 29 RDGPSPE 28 RD5 PSP5 27 1 RD4 PSP4 Vss OSC1ACLKIN e OSCZ CLKOUT 4 PIC16F877 874 RCO TTOSO TICKE 15 26 RCT RXIDT RCi T1OSVCCP2 16 28 RCS TX CK RC2ICCPA e 17 24 _ RC5 SDO RCXSCK SCL lt 18 23 RCA SD SDA RDO PSPO 19 2 RD3 PSP3
56. ersidad de situaciones hemodin micas cambios extremos en la resistencia vascular sist mica fueron asociados con p rdida de la se al y baja seguridad Lawson y cols 17 pudieron determinar el m nimo flujo perif rico que limita la captaci n de una se al por el oximetro determinaci n del flujo de un dedo con un Doppler laser el ox metro de pulso es incapaz de detectar el pulso cuando el flujo sanguineo cae a un 8 6 de su valor control El movimiento del paciente es un artefacto muy dif cil de eliminar El movimiento causa sobre todo problemas en la sala de recuperaci n y en cuidados intensivos m s que en la sala de operaciones En el post operatorio inmediato es el shivering el que causa mayores dificultades ya que adem s simula la frecuencia card aca entre 0 5 y 4 Hz La ingenier a ha tratado de aminorar este artefacto haciendo que el aparato promedie durante m s tiempo la estimaci n de la saturaci n Lamentablemente esta prolongaci n impide que el ox metro responda r pidamente a un cambio brusco en la oxigenaci n del paciente Otra forma de reducir este artefacto ha sido de acoplar la se al del ECG al oximetro a fin de sincronizar la detecci n de la frecuencia card aca Nellcor N 200 En una unidad de cuidados intensivos neo natales Barrington y cols 18 encontraron casi un 50 de reducci n de 4 1 a 2 1 de incidencia en el artefacto debido al movimiento cuando se acopl un ECG a la unidad 4 D
57. es anal gicas normalizadas provenientes de la etapa anterior El desarrollo del software que realiza esta tarea se detalla en el Capitulo 3 2 4 ETAPA DE PROCESAMIENTO DE DATOS 24 Nuevamente se refiere al los algoritmos que se desarrollaron el realizar las operaciones matem ticas c lculos y tablas necesarios que conduzcan a la obtenci n de resultados coherentes y con la mayor exactitud posible Aqu se hace una descripci n de las consideraciones que se tomaron en cuenta para seleccionar el PIC apropiado El microprocesador utilizado para esta aplicaci n es un PIC de gama media de la serie 16F876A Se selecciono este tipo de PIC debido a que el n mero d puertos era suficiente para nuestra aplicaci n y la memoria RAM de este es de 8 K lo cual era lo que se necesitaba para el programa Condici n que no satisfacian los de gama baja y los PIC de las versiones 16F870 16 873 en cambio los de gama alta pose an demasiadas entradas o salidas que hubieran quedado desperdiciadas sin utilizaci n Las conexiones y hardware del mismo se muestra a continuaci n en la Figura 2 10 25 Figura 2 10 Esquema de conexines del PIC y del Display utilizados Las especificaciones y pines del microcontrolador se detallan en el Anexo 2 5 VISUALIZACI N DE RESULTADOS Esta es la etapa del sistema en la cual se visualiza los resultados en una pantalla de cristal l quido de u
58. essor bus 4 This buffer is a Schmitt Trager inout when confiaured in RC oscillator made and a CMOS input otherwise i M M I M e M M M M DS30292C page 8 2001 Microchip Technology Inc PlC16F87X TABLE 1 2 PIC16F874 AND PIC16F877 PINOUT DESCRIPTION CONTINUED Buffer Pin Name Type Description PORTC is a bi directional VO port RCO T1OSO TICKI ST RCO can also be the Timer oscillator output or a Timer1 clock input RCA T1OSI CCP2 ST RC1 can also be the Timer oscillator input or Capture2 input Compare2 output PWM 2 output RC2 CCP1 ST RC2 can also be the Capture1 input Compare1 output PWM1 output RC3 SCK SCL ST RC3 can also be the synchronous serial clock input output for both SPI and 12C modes RC4 SDI SDA ST RC4 can also be the SPI Data In SPI mode or data 12G mode RC5 SDO 24 26 43 ST RC5 can also be the SP Data Out SP mode RCG TX ICK 25 27 44 ST RC6 can also be the USART Asynchronous Transmit or Synchronous Clock RC7 RXIDT 26 29 1 ST RC7 can also be the USART Asynchronous Receive or Synchronous Data PORTD is a bi directional port or parallel slave port when interfacing to a microprocessor bus RDO PSPO 19 21 38 STML RD1 PSP1 20 22 39 HO sT Tm 6l RD2 PSP2 21 23 40 uo sTTTLO RD3 PSP3 22 24 41 vO sTTTLO RD4 PSP4 27 30 2 O sTATL RDS PSP5 28 31 3 vO STITTL
59. gt 113 16 RCSISDO RC3 SCK SCL e 14 1511 RCA SDI SDA ta 55 o 25522 00 PLCC 93229058850 2 5 gt gt ul RAA TOCK agp _ RASIANA SS 4 V 380 REO RD AN5 370 RETAWR ANB 90 ace REST PIC16FB77 351 DEN VSS e 5 PIC16F874 33H OSCYCLKIN gt 14 32h OSC2ICLKOUT 4 45 at RCO T1OSO T1CK1 a4 6 300 ne 29 1 S9RgNSNQGs 5 3 8 os 200060005035 59000000027 00000 SRSSENSDS 289858509 633555853650d0 Orea O QFP 2 9 9 E HHHHHHHHHH ees 38 5838 RCZIRXIOT 7 C0 1 NC RD4 PSP4 gt C02 320 RCOTIOSO T1CKI RD5 PSP5 OSCACLKOUT RD6 PSP6 77 4 30HI3 OSCT CLKIN RDZIPSPT 5 PIC16F877 29 vss Vss P CII 6 DD m EI 16 874 27 2 RBO NT CIH 8 26 07 1 HE 250 REO ANS RD RB2 CN 10 240 4 4 55 RB3 PGM CJ 11 E i E 23 LI3 9 RA4 TOCKI EREEREER HEHHEHHHH E 2288995220 9802582 xS 25 VSS RD7 PSP7 RD6 PSP5 RD5 PSP5 RD4 PSP4 RC7IRX DT DS30292C page 2 2001 Microchip Technology inc 2IC16F87X Key Features PiCm
60. icro Mid Range Reference PIC16F873 PIC16F874 PIC16F876 PIC16F877 Manual 0533023 Operating Frequency DC 20 MHz DC 20 MHz DC 20 MHz DC 20 MHz RESETS and Delays POR BOR POR BOR POR BOR POR BOR PWRT OST PWRT OST PWRT OST PWRT OST FLASH Program Memory 14 bit words 4K 4K 8K 8K Data Memory bytes EEPROM Data Memory Interrupts Ports Ports A B C D E Ports A B C Timers 3 3 3 Capture Compare PWM Modules 2 Serial Communications MSSP USART MSSP USART MSSP USART MSSP USART Parallel Communications 5 PSP 10 bit Analog to Digitai Modulo 5 input channels 8 input channels 5 input channels 8 input channels Instruction Set 35 instructions 35 instructions 35 instructions 35 instructions nMMM M MM M P P J P M P H 2001 Microchio Technology Inc DS30292C page 3 21 16 87 10 DEVICE OVERVIEW This document contains device specific information Additional information may be found in the PiCmicro Mid Range Reference Manual DS33023 which may be obtained from your local Microchip Sales Rep
61. ier tipo de ruido incluso al de la fuente Se utiliz un amplificador de alta eficiencia espec fico para un fotodiodo al cual va directamente la del sensor pues la corriente que entrega el fotodiodo es muy y es necesario poder amplificarla El cual se ilustra a continuaci n en la figura 2 6 Figura 2 6 Esquema del amplificador para el fotodiodo Se uso en este caso el integrado LM 318 debido a que tiene una excelente ganacia es m s inmune al ruido que otros operacionales y su respuesta de frecuencia de frecuencia es mejor Para evitar el problema del ruido se dise un filtro de primer orden pasa bajos al cual va la se al obtenida del primer amplificador tal como se muestra en la Figura 2 7 que se muestra a continuaci n 1M 0 01uF Figura 2 7 Esquema del filtro pasa bajos utilizado Este filtro pasa bajos fue dise ado para una frecuencia de corte de 16 Hz pues esta es la m xima frecuencia que se obtuvo de varias pruebas realizadas en el laboratorio y esta es la frecuencia a la que trabaja el sensor seg n cat logos e 20 informaci n obtenida Este filtro ayuda a eliminar el ruido y disturbios de se al que acompa a a aquella entregada por el sensor que como ya se dijo es de tipo continua Los c lculos de los valores de resistencias y capacitores se detallan a continuaci n Para una frecuencia 16 HZ 1 2af d RC 100 5312 d RC Para C 0 01 uF 1
62. io 1 95 99 95 98 2 95 98 96 96 3 96 99 95 97 4 95 98 95 98 5 94 98 95 97 Tabla 4 2 Datos de las pruebas con pacientes Del an lisis de las pruebas se puede acotar que el Ox metro dise ado tiene un error en comparaci n con las mediciones hechas con el comercial En el estado 35 normal de individuo se tiene error promedio de 0 63 mientras que cuando una persona recibe ox geno el error promedio es de 1 75 Hay que mencionar que el error en cada caso es independiente de los otros puede ser mayor menor o incluso no existir pues esto depende de varios factores externos que no se pueden controlar como son los latidos del coraz n del individuo que si se encuentra nervioso o con miedo ser n m s r pidos su pulso se acelera y tambi n su nivel de ox geno Tambi n puede afectar el ritmo de la respiraci n de la persona que se est midiendo pues esta puede ser m s frecuente o m s seguida y afectar los resultados Incluso la altura del lugar en donde se realiza la medici n puede afectar aunque este par metro no incidi en el resultado de las pruebas realizadas pues estas se efectuaron en el mismo sitio Estos son algunos de los par metros que pueden afectar a la medici n influyendo as en el resultado 4 3 AN LISIS DEL COSTO DEL PROYECTO En la realizaci n de el presente proyecto se realizaron varios gastos en la compra d
63. iones propias a problemas reales en este caso orientado al tema de la medicina y monitoreo cl nico 4 Se recomienda que se contin e este proyecto hasta lograr un producto comercial 5 Se recomienda para el dise o y construcci n de un aparato de uso m dico conseguir una fuente de poder lo m s estable posible y sin ruido al igual que la precisi n y calidad de todos sus elementos constitutivos 6 Se recomienda la realizaci n de proyectos afines a este en los que se obtenga la medici n de otros par metros cl nicos como son la presi n o tensi n arterial la concentraci n de anh drido carb nico 2 entre otros De esta forma se estar a ayudando por medio de tecnolog a propia a resolver problemas que tienen relaci n con la salud de una persona tesoro que debe cuidarse recurriendo al mejor esfuerzo de los miembros de una sociedad de un pa s 7 En vista que no se pudo adquirir los dispositivos especiales requeridos para este proyecto y la sensibilidad del sensor afectado por el ruido ocasionado por la fuente de poder no se logr obtener la precisi n 40 deseada lo mismo se recomienda que en cualquier trabajo posterior se tenga cuidado de construir o adquirir una fuente de alimentaci n de bajo rizado aunque esto podr a repercutir en el costo total del equipo Existe una ley que dice que todas las cl nicas hospitales e incluso las ambulancias deben tener incorporado un Oximetro pero como la
64. ishemoglobinas Pigmentos Al poseer el ox metro de pulso corriente s lo dos longitudes de onda la carboxihemoglobina COHb le resulta casi indistinguible de la oxihemoglobina pero este hecho no tiene importancia en condiciones normales Tanto la COHb como la MetHb absorben luz roja o infra roja lo que representa un problema si la concentraci n de una u otra aumenta Como podemos observar en la curva de disociaci n de las hemoglobinas FIGURA Il la COHb absorbe muy poca luz en el rango del infra rojo 940 nm mientras que en el rango del rojo 660 nm absorbe tanta luz como la O2Hb Este fen meno implica que en caso de intoxicaci n por CO el ox metro de pulso arriesga darnos una cifra de saturaci n normal la que corresponder a la suma de la COHb la O2Hb cuando la saturaci n real estar bien por debajo de lo normal Con la MetHb sucede algo similar ya que tiene una absorci n pr xima de la Hb a 660 nm mientras que a 940 nm su absorci n es mucho mayor que la de las otras hemoglobinas Cl nicamente la metahemoglobinemia produce un oscurecimiento de la sangre lo que provoca una medici n err nea del ox metro mediciones falsamente bajas cuando la SaO2 es superior 85 y err neamente altas cuando la SaO2 est por debajo de 85 La sangre de los reci n nacidos posee un quinto tipo de hemoglobina la hemoglobina fetal HbF Esta difiere de la Hb del adulto en la secuencia de los amino cidos en dos de las cu
65. ite Operation Interrupt Enable 1 Enable EE Write Interrupt 0 Disable EE Write Interrupt bit 3 BCLIE Bus Collision Interrupt Enable 1 Enable Bus Collision interrupt 0 Disable Bus Collision Interrupt bit 2 1 Unimplemented Read as 9 bit O CCP2IE CCP2 interrupt Enable bit 1 Enables the CCP2 interrupt Disables the CCP2 interrupt Legend Readable bit W Writable bit U Unimplemented bit read as 0 n Value at POR 1 Bit is set O Bit is cleared x Bit is unknown 2001 Microchip Technology Inc DS30292C page 23 16 87 2 2 2 7 PIR2 Register The PIR2 register contains the flag bits for the CCP2 interrupt the SSP bus collision interrupt and the EEPROM write operation interrupt Note Interrupt flag bits are set when an interrupt condition occurs regardiess of the state of its corresponding enable bit or the global enable bit GIE lt 7 gt User soft ware should ensure the appropriate inter rupt flag bits are clear prior to enabling an interrupt REGISTER 2 7 PIR2 REGISTER ADDRESS 11 0 R W 0 U 0 R W 0 R W 0 U 0 U 0 R W 0 Reserved EEIF BCLIF CCP2IF bit 7 bit O bit 7 Unimplemented Read as 0 bit 6 Reserved Always maintain this bit clear bit 5 Unimplemented Read as 0 bit4 EEIF EEPROM Write Operation Interrupt Flag bit 1 The write operation completed must be cleared in software 0 The write operation i
66. itt Trigger input when used in Serial Programming mode 3 Low Voltage ICSP Programming LVP is enabled by default which disables the RB3 I O function LVP must be disabled to enable as an pin and allow maximum compatibility to the other 28 pin and 40 pin mid range devices TABLE 3 4 SUMMARY OF REGISTERS ASSOCIATED WITH PORTB Value on Value on Address i i i POR all other BOR RESETS 06h 106h 86h 1868 TRISB PORTB Data Direction Register 1111 1111 irn 1111 81h 1816 OPTION REG RBPU INTEDG TOCS TOSE PSA PS2 PS1 PSO Legend unknown u unchanged Shaded cells are not used PORTB _ ______ _ _ _JD _ _ _ _ _ _ lt _ gt z gt DS30292C page 32 O 2001 Microchip Technology Inc PIC16F87X 3 3 PORTC and the TRISC Register PORTC is an 8 bit wide bi directional port The corre sponding data direction register is TRISC Setting a TRISC bit 1 will make the corresponding PORTC pin an input i e put the corresponding output driver in a Hi Impedance mode Clearing a TRISC bit 0 will make the corresponding PORTC pin an output put the contents of the output latch on the selected pin PORTC is multiplexed with several peripheral functions Table 3 5 PORTC pins have Schmitt Trigger input buffers When the 2 module is enabled PORTC lt 4 3 gt pins can be configure
67. l interrupt occurred must be cleared in software o The RBO INT external interrupt did not occur bit 0 RBIF RB Port Change Interrupt Flag bit 1 Af least one of the RB7 RB4 pins changed state a mismatch condition will continue to set the bit Reading PORTB will end the mismatch condition and allow the bit to be cleared must be cleared in software 0 None of the RB7 RB4 pins have changed state Legend Readabie bit W Writable bit U Unimplemented bit read as 0 Value at POR Bit is set 0 Bit is cleared x Bit is unknown 530292 20 2001 Microchip Technology Inc PIC16F87X 2 2 24 PIE1 Register The PIE1 register contains the individual enable bits tor Note Bit PEIE INTCON lt 6 gt must be set to the peripheral interrupts enable any peripheral interrupt REGISTER 2 4 PIE1 REGISTER ADDRESS 8 bit 7 bit 6 bit 5 bit 4 bit 3 bit 2 bit 1 bit O RIW 0 R W O R W 0 R W 0 R W 0 R W 0 R W 0 Ryvv u PSPIE ADIE RCIE TXIE SSPIE CCP1IE TMR2IE bit 7 bit O PSPIE Parallel Slave Port Read Write Interrupt Enable bit 1 Enables the PSP read write interrupt Disables the PSP read write interrupt ADIE A D Converter Interrupt Enable bit 1 Enables the A D converter interrupt 0 Disables the A D converter interrupt RCIE USART Receive Interrupt Enable bit 1 Enables the USART receive interrupt 0 Disables the U
68. las La ciencia de la espectrofotometr a se basa en la medici n de la absorci n de la luz para determinar la concentraci n de diversos solutos en soluciones limpidas La mol cula de hemoglobina como se menciono antes existe en diversas formas Cada una de estas formas tiene su propio espectro luminoso El espectrofot metro cuyas longitudes de onda son espec ficas para el espectro de la oxihemoglobina se llama oximetro Por lo tanto el oximetro sirve para determinar la concentraci n de oxihemoglobina en la sangre Se escogi para el presente proyecto la medici n de ox geno por este ltimo m todo debido a que es un procedimiento no invasivo de respuesta r pida es el m s moderno y es el m s utilizado en el mercado de su aplicaci n En el presente trabajo se propone por lo tanto aplicar los principios siguientes 1 4 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO OPERACI N El equipo dise ado tendr como objetivo determinar la saturaci n de ox geno arterial del paciente midiendo la absorci n de longitudes de onda lum nicas seleccionadas La idea que se quiere probar es que la luz generada en el sensor pase a trav s del tejido y sea convertida en una se al electr nica por un fotodetector una parte de la luz ser absorbida por el tejido es decir se basa en la espectofotometria La se al electr nica acondicionada y amplificada ser la que proporcione los datos para convertirlos en valor de concentraci n de ox geno SPa02 U
69. le 1 2 4 1 LA OXIMETR A DE PULSOS EN EL MONITOREO La utilizaci n del ox metro de pulsos permite el monitoreo continuo de la saturaci n de oxigeno arterial a contribuido enormemente a la seguridad de la anestesia al permitir la identificaci n y la correcci n tempranas de episodios de hipoxemia y hiperoxemia No debe sorprender que la oximetr a de pulsos constituye el mejor m todo para el monitoreo con que cuenta el personal m dico para detecci n temprana de la hipoxemia inminente El uso pr ctico del oximetro de pulso a constituido uno de los factores m s importantes para disminuir la morvilidad y la mortalidad de los pacientes a quienes se practica cirug as complejas y de urgencia y en ni os a quienes se practica cirug a por cardiopat as cong nitas A continuaci n se revisa los principios f sicos en que se basan tales equipos de medici n y expone las t cnicas invasivas y no invasivas ox metro de pulso para evaluar la oxigenaci n y ventilaci n 1 3 PRINCIPIOS DE LA MEDICI N DE OXIGENO ox geno se mide por reacciones electroqu micas reacciones fotoqu micas y en el caso de la saturaci n de hemoglobina por espectrofotometr a por absorci n y reflectancia 1 3 1 SENSORES ELECTROQU MICOS 1 3 1 1 Electrodo de Clark El primer m todo cuantitativo para medir la tensi n de ox geno seres humanos PO2 se bas en el electrodo polarogr fico de Clark La reacci n electroqu mica siguien
70. m 0 No SSP interrupt condition has occurred CCPIF CCP1 Interrupt Flag bit Capture mode 1 A TMR1 register capture occurred must be cleared in software 0 No TMR1 register capture occurred Compare mode 1 A TMR1 register compare match occurred must be cleared in software No TMR1 register compare match occurred PWM mode Unused in this mode TMR2IF TMR2 to PR2 Match interrupt Flag bit 1 TMR2 to PR2 match occurred must be cleared in software No TMR2 to PR2 match occurred TMR1IF TMR1 Overflow Interrupt Flag bit 1 TMR1 register overflowed must be cleared in software TMR1 register did not overflow Note 1 PSPIF is reserved on PIC16F873 876 devices always maintain this bit clear Legend Readable bit W Writable bit U Unimplemented bit read as 0 n Value at POR 1 Bit is set O Bit is cleared x Bit is unknown D830292C page 22 2001 Microchip Technology Inc PIC16F87X 2 2 2 0 PIEZ Keaiste The 2 register contains the individual enable bits for the CCP2 peripheral interrupt the SSP bus collision interrupt and the EEPROM write operation interrupt REGISTER 2 6 PIE2 REGISTER ADDRESS 8Dh U 0 R W 0 U 0 R W 0 R W 0 U 0 U 0 R W 0 BCLIE CCP2IE bit 7 bit O bit 7 Unimplemented Read as 0 bit 6 Reserved Always maintain this bit clear bit 5 Unimplemented Read as 0 dit 4 EEIE EEPROM Wr
71. map detail see Figure 2 3 ee 2001 Microchip Technology Inc 530292 27 PIC16F87X 30 lO PORTS Some pins for these ports are multiplexed with an alternate function for the peripheral features on the device In general when a peripheral is enabled that may not be used as a general purpose pin Additional information on ports may be found in the PICmicro Mid Range Reference Manual 0533023 3 1 PORTA and the TRISA Register PORTA is a 6 wide bi directiona port The corre sponding data direction register is TRISA Setting a TRISA bit 7 1 will make the corresponding PORTA pin an input i e put the corresponding output driver in a Hi Impedance mode Clearing a TRISA bit 0 will make the corresponding PORTA pin an output i e put the contents of the output latch on the selected pin Reading the PORTA register reads the status of the pins whereas writing to it will write to the port latch All write operations are read modify write operations Therefore a write to a port implies that the port pins are read the value is modified and then written to the port data latch Pin is multiplexed with the TimerO module clock input to become the RAA TOCKI pin The RA4 TOCKI pin is a Schmitt Trigger input and an open drain output other PORTA pins have TTL input levels and full CMOS output drivers Other PORTA pins are multiplexed with analog inputs and anal
72. mentablemente estos aparatos tienen precio muy alto esto no se puede cumplir y solo los centros cl nicos de mayores posibilidades econ micas pueden acceder un Oximetro de una marca reconocida Es por esa raz n la idea de desarrollar este proyecto que de alguna manera se acerca a dar soluci n a este problema 10 41 REFERENCIAS BIBLIOGR FICAS ECG SEMICONDUCTOR MASTER REPLACEMENT GUIDE MANEJO DE LOS GASES SANGUINEOS SHAPIRO Barry Segunda edici n Madrid Espa a MONITORIZACION DURANTE LA ANESTESIA GERSON Gary Vol 6 Barcelona Espa a ASPECTOS CLINICOS DEL MONITOREO SANFORD Thecdore Vol 2 Editorial Mc Graw Hill M xico 1996 REVISTA COLOMBIANA DE ANESTESIOLOGIA SARMIENTO Rafael Vol 23 Agosto 1999 ASPECTOS CLINICOS DEL OXIGENO BRODSKY Jay Vol 6 Barcelona 1993 PULSE OXIMETER MODEL 3740 MANUAL DE USO Y MANTENIMIENTO OHMEDA PULSIOXIMETRO MANUAL DE INSTRUCCIONES SIMS Smiths Industries Medical Sistems Numero de cat logo 1884S Reino Unido Abril 2000 PICkit 1 FLASH Starter Kit User s Guide Microchip PICDEM USB User s Guide Microchip 11 12 13 14 15 16 17 18 19 42 MICROCONTROLADORES PIC DISE O PRACTICO DE APLICACIONES ANGULO Jos Segunda edici n Espa a 1999 MANUAL PIC BASIC PRO COMPILER Usos y operaciones MICROENGIENEERINC http www fh aalen de dti Ti_proj plus_4 pulse4 htm http usuarios
73. na matriz de 2x16 caracteres modelo 50968 Este display fue escogido para esta aplicaci n por el hecho de que no se requer a desplegar un n mero grande de caracteres para mostrar los resultados CAPITULO 3 DESARROLLO DE SOFTWARE 26 CAPITULO 3 DESARROLLO DE SOFTWARE 3 1 SELECCI N DEL LENGUAJE DE PROGRAMACI N DEL SOFTWARE Para la programaci n se utiliz el lenguaje PIC BASIC PRO COMPILER que se utiliz debido a su versatilidad y reducci n de l neas de programa en comparaci n con otros adem s contiene subrutinas ya desarrolladas que ayudan y facilitan su ejecuci n Tambi n est paquete contiene un manual completo de instrucciones que es una herramienta que facilita el desarrollo de la programaci n Es una plataforma de desarrollo que por medio de una instrucci n puede realizar subrutinas en lenguajes ensambladores como por ejemplo el MPLAB 3 2 DESARROLLO DE LOS ALGORITMOS PRINCIPALES El algoritmo tiene como finalidad principal realizar las tareas siguientes Convierte la se al que entrega el sensor y su circuito de acondicionamiento a una se al digital con una resoluci n de 10 bits Luego procede a comparar los valores digitalizados con la tabla desarrollada para este objeto y finalmente muestra los resultados en el LCD de una forma f cilmente legible para el operador El diagrama de flujo del programa se presenta en la Figura 3 1 a continuaci n INICIO 27 CONFIGUR
74. na pantalla de cristal l quido presentar los datos requeridos por el m dico del paciente El funcionamiento del se basa en que la HEMOGLOBINA existe en dos formas principales en la sangre oxigenada HbO2 y la reducida Hb La saturaci n de ox geno arterial SaO2 se define como la relaci n entre la hemoglobina oxigenada HbO2 y la hemoglobina total Hb HbO2 otras La hemogiobina oxigenada HbO2 y la hemoglobina reducida Hb presentan caracter sticas de absorci n de la luz roja y de la luz infraroja claramente diferentes Este es el principio que se quiere aprovechar 1 5 HISTORIA En 1860 el invento del espectroscopio por Robert Wilhelm Eberhard Bunsen 1811 1899 permiti por primera vez analizar la composici n de la luz en longitudes de onda pero no fue hasta el a o 1930 en que la foto c lula de selenio pudo utilizarse en la pr ctica que el espectro fue usado para el an lisis cuantitativo de la saturaci n de ox geno La reacci n del oxigeno con la hemoglobina aumenta enormemente transmisi n de la luz roja a trav s de soluciones conteniendo hemoglobina y por tanto de la sangre mientras que a nivel del infrarrojo el efecto del ox geno es opuesto es decir hace la sangre m s opaca Con las otras longitudes de onda no hay cambios en la absorci n de la luz El an lisis espectrofotom trico de la saturaci n de O2 en tejidos fue introducido por Nicolai en 1932 Sus estudios
75. ncia de falla comparable 1 1 Cerca del 90 de las fallas se produc an al comienzo de la estad a en sala de recuperaci n anest sica Artefactos Probablemente el problema m s dif cil a resolver por la ingenier a en el dise o del oximetro de pulso es la identificaci n del murmullo correspondiente a la absorci n por la sangre arterial en el medio del oc ano de artefactos electromagn ticos Los artefactos provienen de tres fuentes mayores luz ambiental baja perfusi n se al AC DC peque a movimiento se al AC DC grande 2 Luz ambiental los fotodiodos utilizados en el sensor como detectores de luz no pueden discriminar una longitud de onda de otra Por lo tanto el detector ignora si est recibiendo luz originada en el LED infra rojo en el LED rojo o en la l mpara de la pieza Este problema ha sido resuelto alternando los LEDs rojo e infra rojo El LED rojo se enciende primero y el fotodiodo detector produce una corriente correspondiente la suma de la luz del diodo m s Ia de la pieza Enseguida el LED rojo se apaga y se enciende el infra rojo Esta vez la se al del fotodiodo representa la luz del infra rojo m s la Juz de la pieza Finalmente ambos LEDs se apagan y el detector genera una se al que corresponde s lo a la luz de la sala Esta secuencia se repite cien veces por segundo y de esta manera el oximetro intenta eliminar la interferencia de la luz incluso en situaciones en que su int
76. ndo que si bien la mortalidad hab a descendido 3 veces las cifras no eran estad sticamente significativas y que ni ese ni ning n otro trabajo hab an mostrado evidencia clara que justificase el costo beneficio de una monitorizaci n adicional con el ox metro de pulso David J Cullen y cols 31 en Boston estudiaron las diferentes tasas de ingresos no previstos a la Unidad de Cuidados Intensivos en pacientes ASA a IV sometidos a diferentes tipos de cirug a de ambos sexos y todo tipo de edades Los pacientes estuvieron divididos en dos grupos antes y despu s de la introducci n de la oximetr a de pulso como monitor de rutina Los resultados mostraron una tasa de ingreso no previsto de 64 10 000 para el grupo antes de la oximetr a y de 25 10 000 para el grupo post oximetr a de pulso Estas cifras son estad sticamente significativas p 0 0001 y nos encontramos probablemente frente a un primer trabajo que puede demostrar la influencia del de pulso en la disminuci n de la morbilidad anest sica GRAFICO VII 10 MODALIDADES FUTURAS Desarrollo metodol gico Hay relativamente poco como avance metodol gico en la oximetr a de pulso desde 1988 Una excepci n potencial es oximetr a de superficie reflectante la cual ha recibido una significativa atenci n experimental pero que no parece a n lista para un uso masificado La oximetria de reflectancia esta basada en el espectro de reflecci n de la s
77. o con concentraciones normales de Hb Esto habla que ha existido un error en m s que ha atribu do un exagerado rol a la anemia 7 Estudios experimentales de anemia en perros 23 mostraron que la precisi n de la descend a por debajo de un 10 de hematocrito Quemaduras No se han dtectado errores ni problemas en el uso del ox metro de pulso en pacientes quemados 24 Posici n del sensor Kelleher y Ruff 25 documentaron el llamado efecto penumbra que consiste en una lectura de una SpO2 falsamente baja debido a la colocaci n incorrecta del sensor Esto ocurre especialmente en los sensores digitales en pacientes cubiertos en la sala de operaciones en que el sensor queda de canto midiendo en parte la superficie del dedo y de otra parte la luz transmitida por el aire ambiente Pulsos anormales Algunos ox metros presentan una amplia muesca dicr tica que aparenta ser un latido card aco separado y que entrega una frecuencia card aca igual al doble pero una SpO2 normal Pulsaciones venosas debido una insuficiencia tricusp dea una cardiomiopat a isqu mica han causado bajas SpO2 26 y los pulsos venosos han sido culpados por lecturas bajas o ausentes en la frente de pacientes en posici n supina Interferencia por Respirador Artificial Durante la ventilaci n mec nica en presi n positiva ciertos oximetros presentan un artefacto b squeda continua de la se al ptima que pue
78. obina contiene cuatro tomos de hierro principal factor para transportar ox geno Sin la hemoglobina los organismos grandes no pueden aportar suficiente ox geno a sus tejidos ni transportar anh drido carb nico desde los tejidos hasta los pulmones Existen dos tipos de hemoglobina la hemoglobina oxigenada HbO2 que confiere a la sangre un color escarlata y la hemoglobina reducida Hb o hemoglobina sin ox geno que le confiere un color p rpura 1 2 4 PROGRESOS EN EL MONITOREO En los ltimos 50 a os se han creado t cnicas anal ticas para medir el oxigeno en la sangre en la fase gaseosa y as valorar la adecuaci n de la oxigenaci n y la ventilaci n En los ltimos 10 a os estos principios cuantitativos se aplicaron a aparatos de monitoreo con penetraci n corporal y sin ella para lograr una valoraci n en tiempo real del aparato cardiopulmonar Se cuenta con un n mero grande de monitores respiratorios al grado que el cl nico puede usar uno o m s seg n sea la gravedad del paciente Es importante evaluar la utilidad del uso del aparato beneficio en comparaci n con el costo y tambi n si existen riesgos en su aplicaci n Hoy en d a y en lo futuro se podr contar con m s t cnicas de monitoreo aunque con costos cada vez mayores Para aprovechar las ideas experiencias de tales aparatos es importante conocer las bases de su uso y aplicarlas juiciosamente para lograr un dise o seguro y confiab
79. og VREF input The operation of each pin is selected by clearing setting the control bits in the ADCON1 register A D Control Register1 Note a Power on Reset these pins are con figured as analog inputs and read as 0 The TRISA register controls the direction of the pins even when they are being used as analog inputs The user must ensure the bits in the TRISA register are maintained set when using them as analog inputs EXAMPLE 3 1 INITIALIZING PORTA BCF STATUS RPO STATUS Banko CLRF PORTA Initialize PORTA by Clearing output data latches BSE STATUS RPO Select Bank 1 MOVLW 0 06 Configure all pins MOVWF ADCON1 as digital inputs MOVLW OxCFE Value used to initialize data direction MOVWF TRISA Set RA lt 3 0 gt as inputs RA lt 5 4 gt outputs TRISA lt 7 6 gt are always gt read as 70 FIGURE 3 1 BLOCK DIAGRAM OF RA3 RA0 AND RAS PINS 1 Data Latch dus To A D Converter Note 1 1 0 pins have protection diodes to VOD and Vss FIGURE 3 2 BLOCK DIAGRAM OF RA4 TOCKI PIN Data Data Latch Schmitt Trigger Input Buffer TMRO Clock Input Note 1 1 0 pin has protection diodes to Vss only 2001 Microchip Technology Inc 0 30292 2 PIC16F87X TABLE 3 1 PORTA FUNCTIONS Function Name RA1 AN1
80. ogic and I O pins Legend input O output VO input output P power Not used TTL TTL input ST Schmitt Triaaer input Note 1 This buffer is a Schmitt Trigger input when configured as the external interrupt 2 This buffer is a Schmitt Triager input when used in Serial Programming mode 3 This buffer is a Schmitt input when confiaured in RC oscillator mode and a CMOS input otherwise n A M 9 2001 Microchip Technology Inc DS30292C pane 7 PIC16F87X TABLE 1 2 PIC16F874 AND PIC16F877 PINOUT DESCRIPTION Pin Name DIP PLCC Buffer Descripti Pin Pink Type escription OSC1 CLKIN 13 ST CMOS 4 Osciliator crystal input external clock source input OSC2 CLKOUT 14 15 31 Oscillator crystal output Connects to crystal resonator in crystal oscillator mode RC mode OSC2 pln outputs CLKOUT which has 1 4 the frequency of OSC1 and denotes the Instruction cycle rate MCLR VPP 1 ST Master Clear Reset input or programming voltage input This pin is an active low RESET to the devica PORTA is bi directional I O port RAO ANO TTL RAO can also be analog 0 RA1 AN1 TTL RA1 can also be analog inputi RAZ ANZ V
81. oja 630 a 660 y luz infrarroja 800 a 940 para as en forma indirecta medir las concentraciones de la oxihemoglobina y la hemoglobina reducida La luz generada en el sensor pasa a trav s del tejido que absorbe una parte de la misma El resto de energ a es devuelto hacia el sensor y este la convierte en una se al electr nica por medio de un fotodetector Por ser una se al muy peque a la que entrega el fotodiodo se requiere de una etapa de acondicionamiento que se dise a en el siguiente ac pite Figura 2 2 Esquematizaci n de funcionamiento y del sensor Sensor Figura 2 3 Gr fico del sensor utilizado El sensor tiene como caracteristicas principales las siguientes Rango de temperatura de trabajo 10 a 40 c operando 40 70 sin operar Sitio de aplicaci n dedo de la mano dedo del pie Humedad relativa 10 a 10 100 a 40 No se puede usar en una sala de obtenci n de im genes por resonancia magn tica Tama o del paciente gt 30 Kg Reusable Longitud del cable 1 16 m Precisi n Se han realizado pruebas cl nicas con sensores EPIC conectados a ox metros comerciales compatibles compar ndolas con muestras de sangre arterial analizadas en laboratorio Los resultados obtenidos indican una precisi n comprendida en el orden de 70 100 Voltaje de operaci n 1 8 Este transductor posee un conector tipo DB9 cuyos terminales se usan de acuerdo al orden que se
82. ort PORTB can be software programmad for intemal weak pull up on all inputs RBO INT Trust RBO can also be the external interrupt pin RB1 22 TIL RB2 23 TIL RB3 PGM 24 TTL RB3 can also be the low voltage programming Input RB4 25 TTL Interrupt on change pin RBS 26 TTL Interrupt on change pin RB6 PGC 27 TTuUST Interrupt on change or In Circult Debugger pin Serial programming clock RB7 PGD 28 Interrupt on change or In Circuit Debugger pin Serial programming data PORTC is a bi directional port RCO T1OSO T1CKI 11 ST RCO can also be the Timer oscillator output or clock input RC1 T1OSI CCP2 12 ST can also be the Timer osclllator Input or Capture2 input Compare2 output PWM 2 output RC2 CCP1 13 13 Vo ST 2 can also be the Capture1 Input Compare1 output PWM1 output RC3 SCK SCL 14 14 vo ST RC3 can also be the synchronous serial clock input output for both SP and IC modes RCA SDI SDA 15 15 5 RCA can atso the SPI Data SPI mode or data 10 12C mode RC5 SDO 16 16 sT RC5 can also be the SPI Data Out SPI mode 17 17 5 also be USART Asynchronous Transmit or Synchronous Clock RC7 RX DT RC7 can also be the USART Asynchronous Receive Synchronous Data 55 Ground reference for togic and I O pins VDD 20 20 P Positive supply for l
83. pectrofotometr a m todo m s moderno para determinar el contenido de hemoglobina y el porcentaje de ox geno en la sangre es el de la espectrofotometria cuyo conocimiento depende de lo que se sepa sobre la f sica b sica de la luz 1 3 3 1 1 Fisica b sica de la luz La luz es energ a electromagn tica como tal posee una longitud de onda y una frecuencia magnitudes que unen relaci n fija entre s La luz consiste en paquetes de energ a que se conocen como cuantos As la intensidad de un haz de luz esta en funci n de la cantidad de cuantos que se genera por segundo Los tomos de toda mol cula se hallan constantemente en vibraci n y estas vibraciones son similares a las que generan las ondas luminosas En general la luz tiende a observarse al llegar a una sustancia cuando su frecuencia luminosa coincide con la vibraci n de los tomos de esa sustancia Las caracter sticas vibratorias de una determinada mol cula puede representarse como un espectro o sea un gr fico de la absorci n de energ a electromagn tica por la mol cula a diversas longitudes de onda 1 3 3 1 2 Espectrofot metro Se refiere aqu a un equipo que genera una luz de intensidad conocida que penetra en el tejido y mide la intensidad de la luz que sale Si la fuente luminosa tiene una longitud de onda acorde con las frecuencias vibratorias de ciertas mol culas que hay en la soluci n se puede llegar a medir la concentraci n de esas mol cu
84. pod a medirse analizando la absorci n puls til de la luz Al final de los 70 Scott Wilber en Boulder Colorado desarroll el primer ox metro de pulso que fue aceptado cl nicamente Las limitaciones de la oximetr a de pulsos as como las posibles modalidades futuras de los oximetros se detallan en el Anexo 1 6 DIAGRAMA DE BLOQUES CONSTITUTIVO DEL APARATO El esquema en diagrama de bloques del aparato que se pretende poner a prueba se representa a continuaci n en la Figura 1 1 ACONDICIONA ADQUISICION SENSOR MIENTO DE LA DE DATOS SE AL PROCESAMIENTO DE DATOS Y CALCULOS VIZUALIZACION DE RESULTADOS Figura 1 1 Diagrama de bloques constitutivo del aparato 1 6 1 TRANSDUCTOR Este se encargar de convertir la cantidad de luz receptada por el fotodetector a una se al electr nica 1 6 2 ACONDICIONAMIENTO DE LA SE AL Se encargar de amplificar y acondicionar la se al obtenida desde el transductor para obtener una se al a la salida de esta etapa que mejor se ajuste al voltaje de entrada aceptado por el microprocesador que sigue a continuaci n 1 6 3 ADQUISICI N DE DATOS Se refiere a la programaci n que se har en el microprocesador para adquirir los datos de las se ales anal gicas normalizadas provenientes de la etapa anterior 1 6 4 PROCESAMIENTO DE DATOS Y C LCULOS Se refiere los algor tmos de las operaciones matem ticas y c lculos necesarios
85. presiones sist licas m s elevadas en la hipotensi n que si no hay vasoconstricci n 4 la falla del oximetro de pulso ocurre frente a presiones sist licas m s altas si la presi n de pulso es baja 5 resulta contraproducente intentar aumentar la sensibilidad del ox metro en un esfuerzo para obtener datos sobre la saturaci n durante hipotensi n vasoconstricci n severas ya que los datos as obtenidos sobreestiman grandemente la saturaci n arterial de ox geno Hipotermia En diez pacientes pedi tricos cuya superficie corporal fue deliberadamente enfriada hasta 25 C 21 el ox metro de pulso sobreestim la saturaci n de ox geno arterial entre los 36 y 30 y la subestim por debajo de los 30 En la Asistencia P blica de Santiago un trabajo realizado por Reyes y Saito logr demostrar que el oximetro aportaba mediciones fiables hasta los 22 C en relaci n a los controles efectuados con gasometr a arterial Anemia Un an lisis retrospectivo de 43 ox metros de 12 diferentes fabricantes 22 mostr un error negativo inversamente proporcional a la concentraci n de Hb cuando la SaO2 era lt 80 El error promedio parec a estar en relaci n lineal con la concentraci n de Hb desapareciendo con concentraciones de m s de 14 g dl 45 determinaciones efectuadas con 13 ox metros con Hb de 8 2 g dl mostraron un sesgo de error de 15 del cual un 8 puede ser atribuldo a la anemia y un 7 a errores del ox metr
86. r for the upper 5 bits the Program Counter 0 0000 26 10Bh INTCON GIE PEIE TOIE INTE RBIE TOIF INTF RBIF 0000 20 10Ch EEDATA EEPROM Data Register Low Byte 41 10Dh EEADR EEPROM Address Register Low Byte 41 10Eh EEDATH EEPROM Data Register Hign Byte 41 10Fh EEADRH EEPROM ddress Register High Byte 41 Bank 3 1805 Addressing this location uses contents of FSR to address data memory not physical register 0000 0000 27 181h OPTION REG RBPU INTEDG TOCS TOSE PSA _ PS2 PS1 50 1111 1111 19 18289 PCL Program Counter PC Least Significant Byte 0000 0000 26 183n STATUS IRP RP1 RPO To PD 2 0001 18 18453 FSR Indirect Data Memory Address Pointer xxxx xxxx 27 185h Unimplemented 186h TRISB PORTB Data Direction Register 1111 1111 31 187h Unimplemented 2 1 188 Unimplemented pr a 189h Unimplemented 18 43 PCLATH Write Buffer for the upper 5 bits of the Program Counter 0 0000 26 18Bh INTCON GIE PEIE TOIE INTE RBIE TOIF INTF RBIF ooox 20 18Ch EECON1 EEPGD WRERR WREN WR RD x x000 41 42 18Dh EECON2 EEPROM Control Register not a physical register 41 18Eh Reserved maintain clear 0000 0000 18Fh Reserved maintain clear 0000 0000 Legend unknown u unchanged q value depends on conditlon unimplemen
87. r tener respuesta r pida ser de f cil manejo e interpretaci n Este aparato al medir la cantidad de oxigeno en la sangre permite actuar y realizar el tratamiento adecuado en caso de que el paciente presente hipoxia disminuci n de ox geno en la sangre El costo elevado de este equipo m dico no ha permitido que se encuentre al alcance en la mayor a de cl nicas y hospitales y peor a n en las ambulancias en todos los cuales su presencia deber a ser obligatoria motivo por el cual se ha tratado de solucionar este problema desarrollando el dise o de un oximetro con tecnolog a propia En el primer cap tulo se citan varias definiciones de algunos t rminos y conceptos relacionados con la oximetr a de pulsos y el ox geno en la sangre en general El dise o del hardware del sistema as como los criterios de funcionamiento de cada una de las etapas del mismo que tienen relaci n con el software estructurado para el microcontrolador se detallan en el Cap tulo 2 En el Cap tulo tres se detalla el dise o dei software del sistema implementado en el microcontrolador Las pruebas realizadas y los resultados obtenidos despu s d la implementaci n f sica del sistema se exponen en el Cap tulo 4 Finalmente las conclusiones y recomendaciones a las que se ha llegado despu s de todo el proceso de desarrollo e implementaci n se encuentran en el Cap tulo 5 CAPITULO 1 CONCEPTOS B SICOS DE LA OXIMETRIA DE PULSOS CA
88. resen tative or downloaded from the Microchip website The Reference Manual should be considered a complemen tary document to this data sheet and is highly recom mended reading for a better understanding of the device architecture and operation of the peripheral modules There are four devices PIC16F873 PIC16F874 PIC16F876 and PIC16F877 covered by this data sheet The PIC16F876 873 devices come in 28 pin packages and the PIC16F877 874 devices come in 40 pin packages The Parallel Slave Port is not implemented on the 28 pin devices The following device block diagrams are sorted by pin number 28 pin for Figure 1 1 and 40 pin for Figure 1 2 The 28 pin and 40 pin pinouts are listed in Table 1 1 and Table 1 2 respectively PIC16F873 AND 16 876 BLOCK DIAGRAM FIGURE 1 1 Device Data Memory FLASH PIC16F873 4K Program Data EEPROM 192 Bytes 128 Bytes PIC16F876 8K 368 Bytes 256 Bytes 13 Data Bus 8 PORTA Program Counter RAO ANO FLASH 1 1 Progr m RAM RAZ AN2 VREF mory 8 Leve Stack File RA3S AN3 VnEF 13 bit Registers RA4 TOCKI _ eg RAS AN4 SS Program PORTA Bus RBO INT RB1 RB2 Direct Addr RB3 PGM RB4 Ras RB6 PGC RB7 PGD RCO T1OSO T1CK Power up RC4A T1OSU C
89. s de ser necesario El costo elevado de este equipo m dico no ha permitido que se encuentre al alcance en la mayor a de cl nicas y hospitales y peor a n en las ambulancias en las cuales su presencia deber a ser obligatoria Es esta raz n que como objetivo social de este proyecto se trata de encontrar una soluci n para suplir con tecnolog a propia esta deficiencia Para facilitar la comprensi n del principio de dise o que se seguir es necesario introducir varios conceptos sobre la relaci n que existe entre la sangre y el oxigeno Esto se cubre a continuaci n 1 2 LA EN LA SANGRE El ox geno es muy importante en el cuerpo humano debido a que mediante este gas se produce la energ a al cuerpo humano El fracaso de la respiraci n tiene como consecuencia el fallo en la producci n de energ a y la eminente muerte del individuo El consumo de ox geno en un adulto de tama o mediano asciende a unos 250 ml min 1 2 1 HIPOXIA Es un termino general que designa la falta de ox geno Existen diferentes tipos de hipoxia 1 2 1 4 Hipoxia de estasis Es la que indica que el flujo sangu neo esta reducido provocando que la sangre oxigenada no pueda alcanzar todos los puntos del metabolismo 1 2 1 2 Hipoxia an xica Se refiere a la interferencia que ocurre en intercambio de ox geno a trav s de los pulmones o durante los pasos anteriores a la respiraci n esto conduc
90. s not complete or has not been started bit 3 BCLIF Bus Coilision Interrupt Flag bit 1 bus collision has occurred in the SSP when configured for 12C Master mode 0 No bus collision has occurred bit 2 1 Unimplemented Read as 0 bit O 2 CCP2 Interrupt Flag bit Capture mode 1 A TMR1 register capture occurred must be cleared in software 9 No TMR1 register capture occurred Compare mode 1 A 1 register compare match occurred must be cleared in software No TMR1 register compare match occurred PWM mode Unused Legend R Readable bit W Writable bit U Unimplemented bit read as 0 n Value at POR 1 Bit is set 0 Bit is cleared x Bit is unknown 0 30292 24 2001 Microchip Technology Inc FIC16F87X 2 2 2 8 Register Note BOR is unknown POR It must be set by The Power Control PCON Register contains flag bits to allow differentiation between a Power on Reset POR a Brown out Reset BOR a Watchdog Reset WDT and an external MCLR Reset the user and checked on subsequent RESETS to see if BOR is clear indicating a brown out has occurred The BOR status bit is a don t care and is not predictable if the brown out circuit is disabled by clear ing the BODEN bit in the configuration word REGISTER 2 8 REGISTER ADDRESS 8Fh U 0 U D U 0 0 0 0 0 0 RIW 0 RAN 1
91. sobre el espectro tisular anticiparon y ayudaron al desarrollo de los m todos de detecci n del 2 en cubetas con sangre y a nivel de la oreja de la piel y de los dedos Tambi n en los a os treinta Heilmeyer us la espectrofotometr a para determinar la saturaci n de la hemoglobina Este m todo para medir la concentraci n de oxihemoglobina conocido como oximetr a est basado en la ley de Beer En 1935 Matthes construy el primer aparato capaz de medir en forma continua la saturaci n de ox geno en sangre humana El utiliz dos longitudes de onda una que era sensible a los cambios de oxigenaci n y otra que no lo era La segunda longitud de onda en el rango del infra rojo fue usada para compensar los cambios en los tejidos m s espesos en el contenido de hemoglobina y en la intensidad de la luz A comienzo de los a os 40 Glen Millikan acu el t rmino ox metro para designar su invento destinado a medir la saturaci n de la hemoglobina en pilotos volando a gran altura En el curso de los a os 70 Hewlett Packard comercializ el primer oximetro auricular que se autocalibraba Este oximetro se convirti r pidamente en un standard cl nico y en una herramienta de laboratorio en medicina pulmonar Un hito importante en el desarrollo de la tecnolog a del oximetro de pulso tuvo lugar en 1975 en Tokio cuando los ingenieros de la Minolta Corporation descubrieron que la saturaci n de la hemoglobina
92. t ADDWE ADDLW SUBLW SUBWF instructions for borrow the polarity is reversed 1 carry out from the 4th low order bit of the result occurred 0 No carry out from the 4th low order bit of the result bit 0 C Carry borrow bit ADDWF ADDLW SUBLW SUBWF instructions 1 carry out from the Most Significant bit of the result occurred 0 No carry out from the Most Significant bit of the result occurred Note For borrow the polarity is reversed A subtraction is executed by adding the two s complement of the second operand For rotate RRE RLF instructions this bit is loaded with either the high or low order bit of the source register Legend R Readable bit W Writable bit U Unimplemented bit read as 0 Value at POR T Bit is set 0 Bit is cleared x Bit is unknown DS30292C page 18 2001 Microchip Technology PIC16F87X 2 2 2 2 Register Register is a readable and writable Note achieve 1 1 prescaler assignment for register which contains various control bits to configure the TMRO register assign the prescaler to the TMRO prescaler WDT postscaler single assign the Watchdog Timer able register known also as the prescaler the External INT Interrupt TMRO and the weak pull ups on PORTB REGISTER 2 2 OPTION_REG REGISTER ADDRESS 81h 181h R W 1 R W 1 R W 1 R W 1 RIW 1 R W 1 R W 1 RAW 1 RBPU
93. te se produce en el c todo O2 2 H20 4e gt 4 OH El circuito est constituido por un c todo de platino un nodo de plata una fuente de voltaje y un aparato que mide la corriente El nodo y el c todo se colocan en una soluci n de electrolitos en el cual se produce la reacci n Conforme se consume ox geno tambi n se consume una corriente proporcional de electrones El electrodo electroqu mico de Clark ha sido la base de medici n de PO2 en medicina y en la industria durante 40 anos Se han hecho intentos para miniaturizar dicho dispositivo y as poder aplicarlo en el interior de vasos y hacer una medici n continua de la PO2 La medici n intrav scular mencionada con dicho electrodo no ha tenido buenos resultados como t cnica en cl nicas y hospitales por las dificultades con su tama o la formaci n de trombos y el arrastre 1 3 1 2 Electrodo galv nico El Electrodo galv nico se basa en un principio similar al de Clark excepto que la celda galv nica produce por dentro el voltaje para la reducci n del c todo En otras palabras a medida que entra ox geno en la celda a trav s de una membrana de pl stico se inicia la producci n de electrones en al nodo Esta reacci n es irreversible de modo que la duraci n del electrodo depende de la concentraci n de oxigeno del tiempo de exposici n de sta 1 3 2 SENSORES FOTOQU MICOS 1 3 2 1 Optodo de De la misma forma que los electrodos cuantifi
94. ted read as reserved Shaded locations unimplemented read as 0 Note 1 The upper bvte of the counter is not directly accessible PCLATH is holdina reaister for the PC lt 12 8 gt whose contents are transferred to the upper byte of the program counter 2 Bits PSPIE and PSPIF are reserved PIC16F973 876 devices always maintain these bits clear 3 These reaisters can be addressed from anv bank 4 PORTD PORTE TRISD and TRISE are not physically implemented on P C16F373 876 devices read as 0 5 PIR2 6 and 2 lt 6 gt are reserved on these devices alwavs maintain these bits clear 2222 2374 2 52 iocum n UN E 9 2001 Technology Inc DS30292C page 17 PIC16F87X 2 2 2 1 STATUS Register The STATUS register contains the arithmetic status of the ALU the RESET status and the bank select bits for data memory The STATUS register can be the destination for any instruction as with any other register the STATUS register is the destination for an instruction that affects the 7 DC or bits then the write to these three bits is disabled These bits are set or cleared according to the device logic Furthermore the and PD bits are not writable therefore the result of an instruction with the STATUS register as destination may be different than intended REGISTER 2 1 For example CLRF
95. turaci n de ox geno arterial de un individuo y con esa informaci n poder diagnosticar si esa persona posee un nivel normal de ox geno o si es el caso presenta hipoxia falta de oxigeno y necesita que se le administre ox geno suplementario Con el fin de hacer realidad este proyecto se hizo una investigaci n te rica del principio en el que se basa el aparato que es la Espectrofotometria tambi n se investigo sobre los diferentes tipos de sensores requeridos para el proyecto a fin de escoger el de mejor facilidad y manejo adem s se estudio y analizo varios oximetros comerciales con el fin de mejorar los conocimientos sobre el tema Se utiliz un circuito de acondicionamiento y amplificaci n de la se al obtenida del sensor un microprocesador para la obtenci n de los resultados los cuales son mostrados en un diplay de cristal l quido Los resultados de las pruebas realizadas demostraron que el hardware y el software dise ados cumplen con la medici n de la saturaci n de oxigeno en la sangre de un individuo pero no se pudo obtener la misma precisi n de los aparatos comerciales debido a varios factores Con el presente sistema se consigui una precisi n de 1 75 PRESENTACI N Un paciente cr tico en sala de emergencias sala de operaciones cuidados intensivos y en ambulancias necesita un cuidado extremo monitoreo uno de los aparatos mas importantes para la realizaci n del monitoreo es el Oximetro de pulso po
96. turaci n de oxigeno y la hemodinamia regional cerebral LSPLCIROSCOPIO INFRARRO IO Oximetria cerebral Aunque la hipoxemia no es el nico efecto secundario de las injurias cerebrales es la consecuencia com n de la mayor a de ellas El monitoreo corrientemente aceptado de la funci n neurol gica en cl nica es un ndice de la lesi n secundaria la cual debe evolucionar hasta cierto punto a menudo irreversible para poder ser detectada Un ndice que nos asegure una oxigenaci n cerebral adecuada para un nivel dado de consumo de 2 ser por cierto ventajoso y m s l gico que seguir la evoluci n neurol gica La tecnolog a infrarroja descrita m s arriba es til para ser aplicada frente al problema Similar a la oximetr a de pulso en el concepto es no invasiva continua y directa El oximetro cerebral va a medir la saturaci n del tejido y del lecho vascular subyacente 38 39 40 En el caso del cerebro el lecho vascular es predominantemente venoso 70 a 80 41 Esto significa que la saturaci n medida representa primariamente el compartimento venoso As la oximetr a cerebral representa esencialmente la estimaci n de la saturaci n venosa cerebral SVO2 y como sta es un excelente indicador de la entrega adecuada de ox geno al cerebro DO2 la oximetr a cerebral deber a tambi n serlo Adem s como la hemoglobina medida es la de los dos compartimentos venoso y arterial su saturaci n podr
97. ue latched on the last read of PORTB The mismatch outputs of RB7 RB4 are OR ed together to generate the RB Port Change Interrupt with flag bit RBIF INTCON lt 0 gt This interrupt can wake the device from SLEEP The user in the Interrupt Service Routine can clear the interrupt in the following manner Any read or write of PORTB This will end the mismatch condition b Clear flag bit RBIF A mismatch condition will continue to set flag bit RBIF Reading PORTB will end the mismatch condition and allow flag bit RBIF to be cleared The interrupt on change feature is recommended for wake up on key depression operation and operations where is only used for the interrupt on change feature Polling of PORTB is not recommended while using the interrupt on change feature This interrupt on mismatch feature together with soft ware configureable pul ups on these four pins allow easy interface to a keypad and make it possible for wake up on key depression Refer to the Embedded Control Handbook Implementing Wake up on Key Strokes 552 RBO INT is an external interrupt input pin and is config ured using the INTEDG bit OPTION_REG lt 6 gt RBOI INT is discussed in detail in Section 12 10 1 FIGURE 3 4 BLOCK DIAGRAM OF RB7 RB4 PINS Von RBPU Weak Data Bus Data Latch TRIS Latch EN al Set RBIF a D From other RD Port RB7 RB4 pins EN Q3 RB7
98. uentra el paciente en un estado normal si tiene un nivel bajo pero aceptable o ya presenta hipoxia y se encuentra en una situaci n de estado cr tico 2 La monitorizaci n del nivel de SpO2 es uno de los par metros m s importantes a tomarse en cuenta para poder evaluar el estado de un paciente en reposo en estado preoperatorio y postoperatorio 3 Hay que mencionar la dificultad de construir un aparato de similares caracteristicas a los comerciales pues estos adem s de la alta tecnolog a que han desarrollado tienen al alcance elementos tales como resistencias y capacitores de una precisi n muy alta Para el presente proyecto no fue posible conseguir elementos de tales caracter sticas en el mercado local Los chips e integrados usados en los Ox metros comerciales la mayor a fabricados en el Jap n son de la categor a militar pues como se trabaja con una se al peque a y extremadamente sensible 38 al ruido se requiere de tales dispositivos el mercado local fue posible conseguir tales circuitos integrados Un dato a relucir es que internacionalmente se determina que la normalidad se encuentra sobre el 90 de saturaci n Bajo este valor se considera que es necesario administrar suplemento de ox geno esto se conoce a nivel de estudios m dicos y del uso oximetros en pacientes y en personas saludables La fuente DC de alimentaci n del proyecto genera un ruido que afect a la exactitud y estabilidad

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