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BIOINGENIERÍA

DISEÑO DEL SISTEMA PRÁCTICO Y ECONÓMICO PARA EL REGISTRO DE MEDICIONES DE PRESIÓN ARTERIAL MEDIANTE VISUALIZACIÓN EN MS WINDOWS

JARAMILLO FUENMAYOR ANDREA MAURY JIMÉNEZ ANDRÉS PÉREZ GÓMEZ JESUS ROMERO WATSON IVIN

PROYECTO DE BIOINGENIERÍA PRESENTADO A LA DOCENTE MELISSA ACOSTA

UNIVERSIDAD DE LA COSTA CUC FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA BARRANQUILLA, 20 DE MAYO DE 2014

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RESUMEN

La hipertensión, una enfermedad crónica que se ha incrementado en el mundo. Esta es tratada normalmente con diversos tratamientos. Uno de ellos es el control de la presión arterial en distintos intervalos de tiempo. Para facilitar el control de la presión arterial de una forma continua, eficiente e interactiva, nació una idea. Esta idea fue crear un prototipo que satisfaga los requisitos de dicho control continuo y permita ver los resultados del comportamiento de la presión arterial por medio de una aplicación que corre en la plataforma de Microsoft Windows.

ABSTRACT

Hypertension, a chronic disease that has increased in the world. This is usually treated with various treatments. One is the control of blood pressure in different time intervals. To facilitate control of blood pressure in a continuous, efficient and interactive way, an idea was born. This idea was to create a prototype that meets the requirements of that permit continuous monitoring and see the results of the behavior of the pressure through an application for Microsoft Windows.

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BIOINGENIERÍA

CONTENIDO

INTRODUCCIÓN ............................................................................................................... 4 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA .................................................................................... 5 OBJETIVOS ...................................................................................................................... 6 OBJETIVO GENERAL ................................................................................................... 6 OBJETIVOS ESPECÍFICOS .......................................................................................... 6 MARCO TEÓRICO ............................................................................................................ 7 CLASIFICACIÓN DE LOS DIURÉTICOS, DOSIS Y DURACIÓN DE SU ACCIÓN......... 7 CLASIFICACIÓN DE LOS BETABLOQUEANTES, DOSIS Y DURACIÓN DE SU ACCIÓN ......................................................................................................................... 8 CLASIFICACIÓN DE LOS CALCIO-ANTAGONISTAS, DOSIS Y DURACIÓN DE SU ACCIÓN ......................................................................................................................... 8 CLASIFICACIÓN DE LOS IECAS (INHIBIDORES DE LA ENZIMA CONVERTIDORA DE ANGIOTENSINA), DOSIS Y DURACIÓN DE SU ACCIÓN....................................... 9 METODOLOGÍA .............................................................................................................. 10 SOLUCIÓN TÉCNICA ..................................................................................................... 11 CRONOGRAMA DE TRABAJO ....................................................................................... 12 DESARROLLO DEL PROYECTO.................................................................................... 13 MATERIALES UTILIZADOS......................................................................................... 13 PROCEDIMIENTO ....................................................................................................... 13 CÓDIGO ...................................................................................................................... 13 RESULTADOS ................................................................................................................ 17 CONCLUSIONES ............................................................................................................ 19 REFERENCIAS ............................................................................................................... 20

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INTRODUCCIÓN La hipertensión o también conocida como tensión arterial alta, es un trastorno donde los vasos sanguíneos tienen una tensión persistentemente alta[1]. Esta tensión arterial es producida por la fuerza que ejerce la sangre contra las paredes de los vasos al ser bombeada por el corazón. “La hipertensión arterial es un gran problema de salud pública, por la cantidad de personas a las que afecta y por la gravedad de las enfermedades con las que se relaciona, como por ejemplo dolencias cardíacas y vasculares. Precisamente, la hipertensión se caracteriza por no producir síntomas hasta que aparece alguna complicación, de aquí la importancia de su diagnóstico precoz”[2] y tratamiento pertinente. Por su parte los tratamientos ayudan a mantener la tensión arterial en valores normales y así reducir el riesgo en los pacientes. Uno de los tratamientos más utilizados es el control de la presión arterial en diferentes intervalos de tiempo. En este, de acuerdo a las causas y el diagnóstico dado al paciente, se determinan una rutina diaria, por ejemplo, en donde el paciente se tomará la presión arterial a cierta hora del día. Aunque es una solución práctica, los inconvenientes se centran en el desconocimiento de cómo realizar las mediciones, o el hecho de no anotar los resultados para la evaluación periódica por parte del médico ante un cuadro de hipertensión, lo que afecta el adecuado tratamiento del paciente. Fue así como surgió la idea de diseñar un sistema para el monitoreo continuo en pacientes con problemas de presión arterial mediante visualización en MS Windows. Pudiendo el paciente interactuar con este dispositivo de forma gráfica en una computadora. Además de visualizar los datos para su fácil interpretación.

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FORMULACIÓN DEL PROBLEMA Cada día hay más enfermedades crónicas en el mundo. Entre ellas, “Las enfermedades cardiovasculares, son la patología y causa más frecuente de muerte y como es bien conocido la Hipertensión Arterial es su manifestación previa de alto riesgo. La disminución de la mortalidad es debida al diagnóstico precoz y al establecimiento de la terapéutica apropiada con seguimiento controlado sobretodo en los accidentes cerebro vascular, al llevar un control más riguroso de la presión arterial. La salud de la población mejora cuando el profesional revisa y actúa de acuerdo con los conocimientos científicos actuales”[3]. La hipertensión no está desligada a Colombia, donde se diagnóstica en los centros de salud un gran número de casos. Es por ello que los pacientes con problemas de hipertensión arterial (HTA), es posible que desconozcan como realizar las mediciones, o olviden guardar el registro de estas para la posterior valoración del especialista, ya sea como consecuencia de la edad o por simple descuido, estas situaciones afectan el adecuado tratamiento del paciente. En busca de una solución a esta problemática surgen ideas con las tecnologías de la electrónica. Entonces unas inquietudes asaltan: ¿Es posible diseñar un sistema para el monitoreo continuo en pacientes con problemas de presión arterial? ¿Es posible que el mismo dispositivo pueda visualizar de una forma amigable el comportamiento de la presión arterial? ¿Cómo se programará este dispositivo? ¿Qué funcionalidades puede dar este dispositivo?

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OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL Diseñar un sistema práctico y económico para el registro de mediciones de presión arterial mediante visualización en MS Windows.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS  Estudiar la alternativa más práctica y económica para registro de mediciones de presión arterial.  Implementar la alternativa más práctica y económica en la plataforma MS Windows.  Verificar el correcto funcionamiento del sistema de registro de mediciones de presión arterial.

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MARCO TEÓRICO[1] La tensión arterial normal en adultos es de 120 mm Hg1 cuando el corazón late (tensión sistólica) y de 80 mm Hg cuando el corazón se relaja (tensión diastólica). Cuando la tensión sistólica es igual o superior a 140 mm Hg y/o la tensión diastólica es igual o superior a 90 mm Hg, la tensión arterial se considera alta o elevada. En ocasiones, la hipertensión causa síntomas como dolor de cabeza, dificultad respiratoria, vértigos, dolor torácico, palpitaciones del corazón y hemorragias nasales. Con todo, la mayoría de los hipertensos no presentan síntoma alguno. Y aunque sus causas son desconocidas, puede ser tratada eficazmente, disminuyendo la tensión arterial a niveles manejables o normales y evitando todas las consecuencias graves de la hipertensión, con lo que se mantendría una esperanza de vida normal. El tratamiento de la hipertensión arterial se base en los siguientes puntos: • • •

Dieta. Ejercicio. Tratamiento con medicamentos.

Pero para cualquier tratamiento es necesario un monitoreo diario y periódico de los valores de presión arterial. Sea como sea, uno de los tratamientos más comunes es el de medicamentos que cuenta con la siguiente información, correspondiente a tipos de medicamentos y duración de la acción [4][5]:  





Diuréticos: Aumenta la eliminación de orina y sal del organismo. Betabloqueadores: Actúan bloqueando muchos efectos de la adrenalina en el cuerpo, en particular el efecto estimulante sobre el corazón. El resultado es que el corazón late más despacio y con menos fuerza. Calcio-antagonistas: Los bloqueantes de los canales del calcio impiden la entrada de calcio en las células. Esto disminuye la tendencia de las arterias pequeñas a estrecharse, disminuyen la contractilidad miocárdica y disminuyen las resistencias vasculares periféricas. Inhibidores de la enzima convertidora de angiotensina (IECAS): Disminuyen la tendencia de las arterias pequeñas a estrecharse, pero por un mecanismo distinto. Impiden que se genere un producto del organismo que se llama angiotensina II, y sin el cual no se puede producir la renina (que eleva la tensión arterial y estrecha los vasos). CLASIFICACIÓN DE LOS DIURÉTICOS, DOSIS Y DURACIÓN DE SU ACCIÓN Grupo

Nombre genérico

Dosis (mg/día)

Duración acción (h)

TIACIDAS

Clorotiacida

125-500

6-12

Hidroclorotiacida

12,5-50

12-24

7

de

la

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DIURÉTICOS DE ASA

AHORRADORES POTASIO

Clortalidona

12,5-50

24-48

Indapamida

1,25-5

24

Metolazona

0,5-10

24

Bendroflumetiacida 2,5-5

24

Furosemida

20-480

8-12

Ácido etacrínico

25-100

12

Bumetanida

0,5-5

8-12

Piretanida

3-6

6-8

DE Espironolactona

25-100

8-24

Triamtereno

50-150

12-24

Amilorida

5-10

12-24

Tabla 1.

CLASIFICACIÓN DE LOS BETABLOQUEANTES, DOSIS Y DURACIÓN DE SU ACCIÓN Nombre genérico

Dosis (mg/día)

Duración (h)

Atenolol

25-100

24

Bisoprolol

5-20

24

Metoprolol

5-200

12-24

Nadolol.

20-240

24

Oxprenolol

30-240

8-12

Propranolol

40-240

8-12

Timolol

20-40

8-12

Labetalol

200-1200

8-12

Carvedilol

50-50

12-24 Tabla 2.

CLASIFICACIÓN DE LOS CALCIO-ANTAGONISTAS, DOSIS Y DURACIÓN DE SU ACCIÓN Dosis(mg/día)

Duración de la acción (h)

de primera Nifedipino generación

30-120

8

de segunda Amlodipino generación

2,5-10

24

Felodipino

5-40

24

Nitrendipino

10-40

24

Lacidipino

4

24

Nicardipino

20-40

12-16

Isradipino

25

12-16

BENZOTIACEPINAS

Diltiacem

90-360

8

FENILALQUILAMINAS

Verapamilo Tabla 3.

80-480

8

Grupo

DIHIDROPIRIDINAS

Subgrupo

Nombre genérico

8

BIOINGENIERÍA CLASIFICACIÓN DE LOS IECAS (INHIBIDORES DE LA ENZIMA CONVERTIDORA DE ANGIOTENSINA), DOSIS Y DURACIÓN DE SU ACCIÓN Grupo

Nombre genérico

Dosis(mg/día)

Duración de la acción (h)

Grupo sulhidrido

Captopril

12,5-150

6-12

Grupo carboxilo

Enalapril

5-40

12-24

Benazepril

10-20

10-20

Cilazapril

2,5-5

12-24

Lisinopril

5-40

12-24

Perindopril

2-16

12-24

Quinapril

5-80

12-24

Ramipril

2,5-5

12-24

Trandolapril

2,5-5

12-24

Fosinopril

5-40

12-24

Grupo fosfonilo

Tabla 4.

Por otra parte es importante conocer cómo se mide la presión arterial, esta tiene técnicas tanto invasivas por una línea arterial como no invasivas, entre las más usadas en la actualidad están: 

El método auscultorio usa un estetoscopio y un esfigmomanómetro.

1

Ilustración 1.



Tensiómetro digital

Ilustración 2.

1 2

www.aztecanoticias.com.mx fototecafarmaceutas.blogspot.com

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2

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METODOLOGÍA[6] El tipo de investigación que se llevará a cabo en el desarrollo de este proyecto será de tipo cuantitativa, descriptiva y aplicada. Ya que se trabajará en el análisis de variables de tipo discreto, se indagarán conceptos y experiencias de otros autores, y se realizarán diseños de experimentos, con el fin de generar nuevo conocimiento. Todo lo anterior aplicado a situaciones reales, tal es el caso de pacientes en tratamiento de control y monitoreo de la presión arterial. Quienes interactuarán con el sistema práctico y económico para el registro de mediciones de presión arterial mediante visualización en MS Windows.

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SOLUCIÓN TÉCNICA Alternativa 1 Se realizará el diseño de un dispositivo electrónico que permita el seguimiento y control en la toma de la presión arterial en pacientes con problemas relacionados a esta. El dispositivo estará gobernado por un microcontrolador, el cual será pieza clave para el correcto funcionamiento del dispositivo encargado de las mediciones. Este microcontrolador tendrá la función de un reloj que alerte el momento de la medición y un historial que almacenará las mediciones. Igualmente el dispositivo puede conectarse a una PC con Windows vía USB para ver la información del dispositivo. El Diagrama 1 representa la posible solución:

Diagrama 1. Solución técnica.

Alternativa 2 El dispositivo almacenará el historial de datos en una memoria SD extraíble y no en el controlador, esta opción permite un mayor almacenamiento de datos sin embargo el dispositivo no se conectaría al PC. La información puede ser observada si se conecta la SD a la PC.

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CRONOGRAMA DE TRABAJO

2014 ACTIVIDADES Ene Revisión estado del proyecto y actualización Selección de prácticas y Diseño Experimental Prueba de equipos en simulador Terminaciones Ejecución de experimentos definitivos Análisis de resultados Informe final Tabla 5.

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Feb

Mar

Abril

Mayo

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DESARROLLO DEL PROYECTO MATERIALES UTILIZADOS

1. 2. 3. 4. 5.

Simulador ISIS de Proteus Compilador CCS Driver para comunicación tipo CDC compatible con Windows 7/XP 32 bits PIC 18F4550 HyperTerminal

PROCEDIMIENTO

El circuito consta de un PIC 18F4550 el cual permite comunicación vía USB, para este proyecto se utilizó la comunicación tipo CDC (communications device class). El driver convierte la conexión USB en una conexión tipo RS-232 serial, la cual facilita el manejo de datos entre el PC y el PIC. En la simulación los botones de la parte inferior representan diferentes medidas de presión arterial. En el centro se encuentra la medida para una persona normal 120/80 mmHg, hacia la izquierda valores altos y hacia la derecha valores bajos. Cuando se oprime un botón, el PIC almacena la medida de presión en dos vectores, uno para la presión sistólica y otro para la diastólica. Luego al conectar el circuito al puerto USB del PC se puede observar la información almacenada en el PIC mediante el programa HyperTerminal seleccionando el puerto correspondiente al dispositivo.

CÓDIGO

#include #fuses HSPLL,NOWDT,NOPROTECT,NOLVP,NODEBUG,USBDIV,PLL3,CPUDIV1,VREGEN #use delay(clock=48000000) #include "usb_cdc.h" // Descripción de funciones del USB. #include "usb_desc_cdc.h" // Descriptores del dispositivo USB. void main() { char med; char sis[20];//presiones sistólicas char dia[20];//presiones diastólicas char i; med=0; for (i=1;i