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Misurazione della pressione sanguigna tramite l’uso della famiglia Flexis QE128 di Freescale

Flexis QE128 di Freescale microcontrollori

Misurazione della pressione sanguigna tramite l’uso della famiglia Flexis QE128 di Freescale

La settimana scorsa abbiamo cercato di progettare un misuratore di pressione sanguigna (BPM – Blood Pressure Monitor), esaminiamone ora qualche applicazione.

I microcontroller Flexis QE128 rappresentano il punto di connessione ideale nella famiglia di controllers Continuum di Freescale, in cui il gruppo S08, ad 8 bit, e quello ColdFire V1, a 32 bit, condividono un set comune di periferiche e di strumenti di sviluppo per giungere alla massima versatilità di esportazione. I controller Flexis QE128 rendono possibile la compatibilità tra prodotti low-end e high-end. Questo fornisce a progettisti e sviluppatori la possibilità di progettare una piattaforma hardware e software in cui aggiungere o togliere componenti, sia hardware che software, per ottenere una migliore funzionalità dei vari prodotti.

Se desideri maggiori informazioni su questo prodotto Freescale, invia una richiesta ad Arrow utilizzando il seguente modulo.

La figura mostra lo schema a blocchi per la demo high-end del misuratore di pressione sanguigna. I progetti a più basso livello possono adoperare lo stesso progetto hardware e lo stesso circuito stampato, ma non aggiungere ulteriori componenti al sistema. Ad esempio, un’applicazione low-end potrebbe non avere la connettività; il preventivo relativo ai materiali per il progetto potrebbe inoltre non comprendere l’hardware necessario alla connettività.

Blood Pressure Monitor Block Diagram

Il software della piattaforma è stato sviluppato per essere esente da blocchi; la MCU (Micro Controller Unit - Unità MicroController) ha inoltre la possibilità di operare in multitasking senza la necessità di un sistema operativo. Ogni singolo modulo si comporta come una macchina a stati indipendenti che vengono aggiornati automaticamente ogni volta che il codice passa attraverso l’MCU, o, in alternativa, come un processo basato sull’interrupt. Il codice scritto in questo formato mette l’MCU in condizione di tornare sempre al loop principale continuando ad essere operativo, anche quando una delle task smette di funzionare correttamente.

La rilevazione del battito cardiaco

Se sgonfiamo un bracciale legato al braccio di una persona possiamo notare delle lievi variazioni nella pressione totale all’interno dello stesso. Tale variazione di pressione è legata alle variazioni pressorie legate alla circolazione sanguigna. Questa variazione viene amplificata e passata attraverso un filtro passa-alto con soglia fissata a 1 Hz. Il segnale così ottenuto rappresenta il segnale del battito cardiaco.

Heartbeat Signal
Heartbeat Over Time

La misura sistolica e quella diastolica tramite l’HCS08

L’uso della rilevazione del battito cardiaco come appena descritto può, tramite un semplice metodo oscillometrico, essere usata per la misura della pressione sistolica (Systolic Blood Pressure - Pressione Sanguigna Sistolica, nota come “massima”) o diastolica (Diastolic Blood Pressure - Pressione Sanguigna Diastolica, meglio nota come “minima”). La semplice misura è basata sull’idea che l’ampiezza del segnale cardiaco cambi quando il bracciale viene gonfiato al di sopra della SBP. Durante lo sgonfiamento del bracciale l’ampiezza del segnale relativo al battito cardiaco cresce dal momento in cui scende al di sotto della SBP del paziente. Mentre la pressione all’interno del bracciale scende ulteriormente l’ampiezza delle pulsazioni cresce fino a raggiungere un massimo, detto MAP (Mean Arterial Pressure - Pressione Arteriosa Media), per poi scendere rapidamente fino a raggiungere la DBP.

Heartbeat Versus Diastolic Pressure

La misura sistolica e quella diastolica tramite il Coldfire V1

Usando il semplice metodo oscillometrico il bracciale dovrà essere gonfiato fino a superare la SBP del paziente. Il problema risiede nel fatto che il sistema non conosce la SBP del soggetto e, dunque, sovrastimandola, tende a superare tale soglia per essere certo di determinarla. Ciò costituisce un disagio per il paziente. Usando il Coldfire V1, il sistema può impiegare un metodo oscillometrico inverso. In tale metodo il nucleo a 32 bit dell’MCU riesce ad eliminare, filtrandolo, il rumore aggiunto dall’azione dei motori che gonfiano il bracciale.

Source: Freescale Blood Pressure Monitor

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