Sistema de adquisición y transmisión de señales biomédicas vía web, para monitoreo a distancia

Abstract

Los equipos de adquisición de señales biomédicas son herramientas fundamentales para el diagnóstico de pacientes en la medicina moderna. Sus elevados costos dificultan el acceso de los sectores mas vulnerables a este tipo de tecnologías. Esto nos impulsó a desarrollar una solución de bajo costo, portable, que permita a un especialista visualizar datos del paciente en tiempo real, brindando monitoreo y atención profesional en forma remota, con el único requisito, por parte del paciente, de poseer una conexión a internet básica. El sistema construido se baso en los siguientes conceptos y tecnologías: Para la adquisición de señales se utilizó un conversor A/D de 24 bits, de muy bajo ruido, diseñado específicamente para señales de instrumentación médica, incluyendo las de tipo EEG (Electroencefalograma) y ECG (Electrocardiograma). En cuanto a la transmisión de la información biomédica, se aprovechó un concepto desarrollado durante los últimos años, llamado Internet de las Cosas (IoT, por sus siglas en inglés Internet of Things), con motivo del gran auge en la conexión de objetos cotidianos a internet, tales como electrodomésticos, mediante el protocolo de mensajería por colas MQTT. Para el control de las tecnologías mencionadas se desarrolló un Sistema Embebido (SE), que utiliza una placa de desarrollo basada en un microcontrolador con arquitectura ARM, de la familia Cortex-M4. Para coordinar con precisión el funcionamiento del SE, con énfasis en las tareas de adquisición y transmisión de datos, que son las más críticas, se empleó un sistema operativo en tiempo real (RTOS). A través de la aplicación web desarrollada, la cual recibe los datos del paciente, vía internet, y que realiza un filtrado digital para eliminar el ruido proveniente de la Red de energía eléctrica de 50 Hz, se puede visualizar la información biomédica en tiempo real, para realizar su monitoreo a distancia. La misma, permite observar los gráficos con distintos niveles de detalle mediante una función de zoom y, eventualmente, exportar los datos para almacenarlos y/o analizarlos con otro tipo de herramientas tales como Excel o MATLAB. El resultado final es un equipo compacto, simple de utilizar para el usuario, que incluye una función de verificación para comprobar el correcto funcionamiento del mismo y 2 modos de operación para la medición de señales cardíacas, dependiendo de como se coloquen los electrodos.