Laboratorio de BioInstrumentación:
MEDICIÓN DE PRESIÓN DIASTÓLICA A TRAVES DE LA ONDA PLETISMOGRÁFICA
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Procesamiento de la Señal Pletismográfica.
Resultados Obtenidos:
Durante el desarrollo del proyecto se plantearon diferentes esquemas prácticos de solución, todos ellos requiriendo que la señal pletismográfica fuera adquirida y procesada por una computadora.
La base de todos los esquemas planteados, es el crear una relación lineal entre la presión arterial sistólica y el máximo de la curva de cambio de volumen en la sangre (curva pletismográfica), una vez hecho esto se debe obtener el promedio de la curva y de la misma manera establecer una relación lineal con la presión arterial media. La presión diastólica se obtiene a partir de las dos anteriores utilizando la formula presentada en la referencia
[1].La primera forma de captura de los datos fue utilizando la interfaz desarrollada en visual Basic y presentada en los
resultados preliminares. Estos datos fueron los mas puros ya que vienen de un pre-procesamiento que se realiza directamente por el microprocesador de la tarjeta, este pre-procesamiento es lo que no permite que estos datos cumplan uniformemente con las características deseadas ya que el micro realiza un auto escalamiento de la señal para obtener la mejor resolución, debido a esto, los resultados obtenidos no presentan coherencia a la hora de ordenar los máximos de la curva pletismográfica con las presiones arteriales sistólicas por lo que no se puede llegar a una relación lineal entre ambos factores.En la figura 4 se presentan algunas de las señales completas obtenidas con esta interfaz, así como extractos de las mismas, estas señales fueron autoescaladas por el micro previamente a su transmisión hacia la computadora.
Figura 4: Señales obtenidas con visual Basic. Arriba izquierda: Muestras tomadas de un paciente de 19 años sexo M, la mayoría de los máximos se encuentran en 100 que es el máximo valor permisible antes de que el micro autoescale. Arriba derecha: Extracto de la señal anterior (150 muestras). Abajo: Mismas consideraciones que arriba, pero paciente Masculino de 20 años
Se obtuvieron aproximadamente 12 archivos diferentes antes de poder llegar a las conclusiones arrojadas anteriormente debido a el escalamiento que se le realiza a la señal.
La siguiente aproximación a la solución del problema fue utilizar los equipos de adquisición de datos existentes en el grupo de Bio-Ingeniería de la
Universidad Simón Bolívar, (GBBA) con ellos se pretendió buscar la señal analógica proveniente del sensor y capturarla previamente a su paso por el microprocesador. El equipo utilizado fue el SISPAS, este proporciono una frecuencia de muestreo de 1kHz y datos obtenidos durante 2 minutos. Se muestreo simultaneamente una señal sinusoidal de 1Hz para tener una referencia temporal de la señal.El problema presentado fue que la señal analógica proveniente del sensor, no era analógica como tal, sino mas bien era una señal proveniente de dos leds (rojo e IR) por lo que la forma de onda aunque parecida, no era la correcta. lo mismo podemos decir de el escalamiento temporal.
A manera de verificar esto, se tomaron varios registros, y se llevaron a una escala 0-1 utilizando el mismo valor para todas las señales como referencia del máximo. En la figura 5 se muestran extractos de la señal obtenida con el SISPAS.
Figura 5
: Arriba izquierdo: Señal sinusoidal de referencia (f=1Hz). Arriba derecha: Señal capturada por el SISPAS, paciente de sexo femenino de 23 años. Abajo izquierda: Paciente de sexo Masculino de 25 años. abajo derecha: Forma de onda capturada con el equipo (acercamiento de la señal de la parte inferior izquierda)
La obtención de los máximos de estas curvas tampoco fue coherente con la medición de la presión arterial sistólica, por lo que tampoco se pudo llegar a la relación lineal esperada. Observese que los máximos de las curvas de la figura 5 ocurren en el mismo punto, siendo la presión arterial medida bastante diferente.
Tambien podemos observar la discordancia entre esta señal y la de referencia desde el punto de vista temporal, la señal de referencia tiene un frecuencia de un Hz. por lo que si la señal obtenida fuera realmente la señal analógica del sensor, el pulso de los pacientes estaría entre 3 y 4 veces los valores normales. Esto nos lleva a pensar que existe algun tipo de codificación que se realiza dentro del sensor, y que esta puede ser procesada por el micro de la tarjeta con los resultados mostrados en la primera parte de esta pagina.
Conclusiones:
El método planteado para la obtención de la presión arterial por medios no invasivos utilizando un oximetro de pulso, es realizable siempre y cuando la señal proveniente del mismo sea una señal pura, sin ajustes de escala.
Con la tarjeta que se posee en el laboratorio, no es posible obtener una coherencia entre los máximos de la señal capturada y la presión sistólica medida externamente por lo que la obtención de la presión arterial no es posible.
Sugerencias:
Es necesario conseguirse un equipo de oximetría que no haga un procesamiento de la señal previo a la transmisión de la misma, cuando este se consiga, la medición de presión arterial utilizando este método promete tener resultado bastante favorables, sin necesidad de tomar una gran cantidad de muestras, lo que permitiria realizarlo en tiempo "casi" real, con pocos segundos de diferencia entre la medición y la presentación de los datos.
La construcción de dicho equipo electrónico, puede ser planteado como un trabajo de grado a nivel de pre-grado en la carrera de ingeniería electrónica.
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Realizado por José A. Santos