Simulador multifunción electrofisiológico de paciente basado en convertidores de potencia controlados

Abstract

El objetivo de esta investigación fue el desarrollar un simulador integrado de paciente para tres señales electrofisiológicas producidas por un arreglo de convertidores de potencia, los cuáles se encuentren controlados de forma automática. Las tres señales fisiológicas consideradas fueron electrocardiografía (ECG), pletismografía (para la determinación de la saturación de oxígeno) y presión arterial no invasiva. Para construir el simulador, se obtuvieron señales originales de diferentes bases de datos previamente validadas, escaladas y procesadas en Matlab para finalmente ser codificadas en una señal digital. Para producir la señal de ECG, se empleó un sistema de conversión de potencia monolítico para mantener un voltaje de salida que corresponde a las derivaciones I, II y III aumentando la corriente a demanda. Se desarrolló un sistema de instrumentación para una bomba de vacío para simular flujo pulsátil y un LED rojo e infrarrojo para simular señales pletismográficas como actuadores para aplicar los pulsos codificados y simular el signo vital correspondiente a través de una entrada de voltaje. Cada una de las señales de voltaje se controló automáticamente ajustando el valor de ciclo activo de una señal modulada por ancho de pulso, utilizando en el lazo de retroalimentación el valor de voltaje producido para la señal ECG, la irradiación producida en los leds y el valor de presión en el balón de aire para presión no invasiva.  El lazo de control para mantener las señales generadas dentro del rango fisiológico normal, a partir de la implementación de un algoritmo proporcional-integral-derivativo para cada caso.