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19 OFICINA ESPA˜
NOLA DE
PATENTES Y MARCAS
ESPA˜
NA
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11 N´ume o de publicaci´on: 2 077 527
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21 N´ume o de solici ud: 9302531
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51 In . Cl.6:A61B 5/04
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12 PATENTEDEINVENCION B1
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22 Fecha de p esen aci´on: 02.12.93
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73 Ti ula /es: Uni e sidad de Se illa,
Vice ec o ado de In es igaci´on y
T ans e encia Tecnol´ogica.
C/ Valpa aiso, 5, 2a
¯plan a
41013 Se illa, ES
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43 Fecha de publicaci´on de la solici ud: 16.11.95
Fecha de concesi´on: 02.10.97
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72 In en o /es: Sil a Abad, Jos´eMa ´ıa;
Camacho Fumanal, Daniel;
Pas o Lo o, Angel Manuel;
Escude o Gonz´alez, Miguel y
Delgado Ga c´ıa, Jos´eMa ´ıa
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45 Fecha de anuncio de la concesi´on: 16.11.97
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45 Fecha de publicaci´on del olle o de pa en e:
16.11.97
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74 Agen e: No cons a
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54 T´ı ulo: Sis ema de adquisici´on de da os inin e umpido en iempo eal.
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57 Resumen:
Sis ema de adquisici´on de da os inin e umpido en
iempo eal, que pe mi e la moni o izaci´on y el al-
macenamien o en memo ia de o denado de 8 se˜nales
anal´ogicas a una ecuencia de mues eo de 500 Hz
con una esoluci´on de 12 bi s (4096 alo es sob e una
escala de ensi´on de ±5 ol ios) y 4 se˜nales digi a-
les a una asa de adquisici´on de e en os de 4 KHz.
Es e sis ema es aplicable en Fisiolog´ıa y Medicina,
as´ı como en aquellos campos de in es igaci´onein-
dus iales que equie an el seguimien o de p ocesos
con a iables m´ul iples.
A iso: Se puede ealiza consul a p e is a po el a ◦37.3.8 LP.
Ven ade asc´ıculos: O icina Espa˜nola de Pa en es y Ma cas. C/Panam´a, 1 – 28036 Mad id
ES 2 077 527 B1
1ES 2 077 527 B1 2
DESCRIPCION
Sis ema de adquisici´on de da os inin e um-
pido en iempo eal.
Obje o de la in enci´on
La p esen e in enci´on se e ie e a un sis-
ema pa a la adquisici´on simul ´anea de se˜nales
anal´ogicas y digi ales de o ma inin e umpida
en memo ia de o denado que pe mi e el segui-
mien o de p ocesos con m´ul iples a iables que
se deseen desc ibi y co elaciona . Es ´aespe-
cialmen e dise˜nado pa a el egis o y moni o i-
zaci´on de da os de ca ´ac e isiol´ogico (biopo en-
ciales) en o ma de se˜nales con inuas (mo imien o
muscula , ensi´on muscula , elec oca diog ama,
empe a u a, e c.) que se deseen co elaciona
con se˜nales disc e as (in o maci´on codi icada en
o ma de po enciales de acci´on neu onales, con
egis o m´ul iple de has a 4 se˜nales independien-
es). Su aplicaci´on puede ambi´en ex ende se a
o os campos de in es igaci´on b´asica e indus ia-
les que equie an el seguimien o de p ocesos con
m´ul iples a iables.
Es ado de la ´ecnica
Las a je as de comunicaci´on disponibles en
el me cado son de p ecio ele ado cuando es ´an
dise˜nadas pa a su uso como sis ema de adqui-
sici´on de biopo enciales o bien equie en una al a
in e si´on pa a el dise˜no de “so wa e” si ienen un
amplio espec o de aplicaci´on. En es e sen ido, la
p esen e in enci´on se di ige a cub i una anja
de me cado no cubie a po una ins umen aci´on
asequible po su elaci´on calidad/p ecio.
Desc ipci´on de allada y modo de eali-
zaci´on
Como ejemplo p ´ac ico de ealizaci´on de la in-
enci´on, que debe en ende se no iene ca ´ac e
limi a i o de la misma, se desc ibe un posible
dise˜no gene al del sis ema, que consis e en una
a je a de comunicaci´on en pa alelo de al a e-
locidad ( ans e encia a 8000 by es/s) que puede
ins ala se en un o denado compa ible ( igu a 3)
y un panel on al en el que se disponen los conec-
o es pa a los 12 canales de adquisici´on de da os
y los pulsado es de ac i aci´on y desac i aci´on del
sis emade egis o( igu a5).
La in e ase de con ol en el panel on al
cons a de un con e ido anal´ogico-digi al ( i-
gu a 1) con en ada mul iplexada de 12 canales
y ci cui os asociados y una placa mic ocompu a-
do a basada en un mic op ocesado de la ami-
lia 7810 con una memo ia RAM pa a el almace-
namien o in e medio de da os. El p og ama de
con ol espec´ı ico a incluido en una EPROM.
Los ci cui os del panel on al es ´an alimen a-
dos en ensi´on con inua de 12 ol ios po una
uen e de alimen aci´on ( igu a 4). El sis ema
posee adem´as p og amas de o denado pa a la
adquisici´on y g abaci´on de da os en disco du o
de o denado (UADQ.EXE) que es ´aesc i oen
TURBO-C. El p og ama de ep esen aci´on de da-
os (UCOP.EXE) es a esc i o en BASIC y p e-
sen a en pan alla los 12 canales en la pan alla de
o denado .
El panel on al posee 8 en adas anal´ogicas
median e conec o es BNC cuya ecuencia de
mues eo es de 500 Hz con una esoluci´on de 12
bi s. Las se˜nales deben se suminis adas en el
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ango de ±5 ol ios. La in o maci´on a a ´es de
los 4 canales digi ales debe ´a se suminis ada en
o ma de pulsos de en e 5 y 30 ol ios que son
de ec ados po su lanco ascenden e a una asa de
adquisici´on de 4KHz. Los pulsos deben ene una
du aci´on m´ınima de 1 µs.
El comienzo de la adquisici´on puede ealiza se
manualmen e median e un pulsado que al e na i-
amen e ac i a o desac i a la alimen aci´on de da-
os y que se se˜nala median e indicado es lumino-
sos de colo e de y ojo, espec i amen e. El co-
mienzo de la adquisici´on de da os puede ealiza se
adem´as median e una se˜nal de sinc onizaci´on ex-
e na en o ma de pulso de 5 a 30 ol ios de una
du aci´on m´ınima de 1 µs.
Ejemplodeunmododeope aci´on con el
sis ema explicado
Como caso p ac ico de la u ilidad de la in-
enci´on se desc ibe la aplicaci´on del sis ema de
adquisici´on de da os.
1) Conec a el sis ema de adquisici´on as lo
que se encende ´an los indicado es luminosos “RE-
CORD” y “READY” quedando a con inuaci´on el
sis ema lis o pa a adqui i .
2) Ejecu a el p og ama UADQ3 seguido del
nomb edel iche oelelquesequie eng a-
ba los da os, po ejemplo, UADQ3 egis o.da
<ENTER>. En la pan alla debe ´a apa ece el
mensaje “READY” seguido de un con ado de
iempo de egis o, en o ma o minu os:segundos
indicando 00:00.
3) Pa a comenza a g aba , pulsa b e emen e
el pulsado “START/STOP”. El indicado lu-
minoso se apaga ´a y se encende ´aelde“RE-
CORD” indicando que ya se es ´an g abando los
da os.
4) Simul ´aneamen e en la pan alla del o dena-
do se i ´a ac ualizando el con ado de iempo de
egis o anscu ido y se ilumina ´a in e mi en e-
men e el indicado de g abaci´on del disco du o.
5) Cuando se desee inaliza la g a-
baci´on, pulsa de nue o b e emen e el pulsado
“START/STOP”. El indicado luminoso pe ma-
nece ´a encendido has a que anscu a el ´ul imo
segundo de g abaci´on y pos e io men e se encen-
de ´a el indicado “READY” es ando lis o pa a
una nue a g abaci´on, el p og ama de adquisici´on
inaliza ´aau om´a icamen e y eg esa ´aalsis ema
ope a i o.
Los iche os ienen una longi ud de 8000∗nby-
es, donde n es el iempo de egis o en segun-
dos. Dado que se g aban segundos comple os, la
longi ud del iche o debe ´a se necesa iamen e un
m´ul iplo en e o de 8000.
En la igu a 6 se mues a una aplicaci´on de
la in enci´on a un es udio neu o isiol´ogico en la
que se ilus a un egis o simul ´aneo de 10 segun-
dos en el que los 4 azos supe io es ep esen an
4se˜nales anal´ogicas que co esponden a la po-
sici´on ho izon al del ojo izquie do en el espacio
(LH) y sus de i adas sucesi as, p ime a de i ada
anal´ogica o elocidad (LV), p ime a de i ada digi-
al (LH’) y segunda de i ada o acele aci´on (LV’).
El egis o in e io co esponde a la ecuencia
ins an ´anea de dispa o de po enciales de acci´on
de una neu ona del sis ema ne ioso cen al del
ca p´ın do ado que es ´a elacionada con la posici´on
del ojo homola e al en el plano ho izon al como
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puede comp oba se de la compa aci´on de los e-
gis os 1 a 5. Debe hace se no a que el n´ume o
de canales simila es al supe io (LH) es de 8 y el
n´ume o de canales simila es al in e io es de has a
4.
Desc ipci´on de los p og amas y dibujos
P og ama UADQ.EXE
P og ama esc i o en lenguaje C que ins alado
jun o con la a je a in e ase DMA en un o de-
nado PC-AT o supe io , pe mi e la adquisici´on
de da os en iempo eal y su almacenamien o
en memo ia y disco du o. Pa a ejecu a el p o-
g ama simplemen e se esc ibe desde el sis ema
ope a i o UADQ [nomb e del iche o des ino] e
inmedia amen e el p og ama se si ´ua en modo
de espe a pa a la adquisici´on de da os. El un-
cionamien o del p og ama (inicio de g abaci´on,
in de g abaci´on) es ´a di ec amen e con olado
desde los pulsado es si uados en el panel on al.
El esul ado del p og ama es un iche o en disco
du o que puede se ep esen ado po el p og ama
UCOP.BAS.
P og ama UCOP.BAS
P og ama esc i o en lenguaje BASIC que pe -
mi e la ep esen aci´on en pan alla de los da os
adqui idos an e io men e. Pa a ejecu a el p o-
g ama se esc ibe UCOP.BAS desde in ´e p e e
BASIC. El p og ama p egun a el nomb e del i-
che o as´ı como el ins an e inicial y inal (en segun-
dos) del in e alo de da os que a a se ep esen-
ado. La ep esen aci´on consis e en una en ana
po canal en la que se ilus an las se ies empo-
ales de da os de que cons a cada canal.
Figu a 1: Esquema de las en adas anal´ogico/di-
gi al, de mul iplexaci´on y de con e si´on a-
nal´ogico/digi al de la a je a de ci cui o im-
p eso ins alada en el panel on al. La en-
ada de se˜nales p oceden es del on al se
ealiza po el conec o J12. A con inuaci´on
es ´an las p o ecciones con a sob e ensio-
nes en dos bloques de 4 (cell1-4) y 8 ca-
nales (CH1-8), espec i amen e. Los da os
anal´ogicos se mul iplexan en U1 con ango
de ±5 V y se digi alizan en U4 con una e-
soluci´on de 12 bi s.
Figu a 2: Esquema del bloque mic op ocesado ,
compues o po mic op ocesado UPD7810 y
memo ia EPROM ex e na U3. A UPD7810
le llegan los da os de canales anal´ogicos
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an e io men e digi alizados (U4. igu a 1)
po el conec o J21 (PB0-7). Los canales di-
gi ales en an a su ez po el conec o J20
(AN4-7). Los da os son o denados y di i-
gidos al o denado PC po el conec o J23
(P0-P7).
Figu a 3: Esquema de la a je a de in e ase
DMA (acceso di ec o a memo ia) que se in-
s ala en un “slo ” del o denado PC-AT a
a ´es del conec o de dos ca as P1. Los
p eselec o es J1 y J2 con igu an el canal
DMA deseado. Del panel on al se eci-
ben los da os po el conec o J3 y son acon-
dicionados po U1 pa a su en ada al BUS
del PC. Los empo izado es U2A y B, jun o
con U3 y U4, ealizan el con ol de acceso a
memo ia.
Figu a 4: Esquema de la uen e de alimen aci´on
m´ul iple del panel on al en la que se in-
cluyen ans o mado , ec i icado , il ado
y egulaci´on lineal.
Figu a 5: Conexionado del panel a la a je a
de ci cui o imp eso en el que se ilus an los
conec o es pa a la en ada de se˜nales (12
canales) y de salida hacia el PC, as´ıcomo
los pulsado es de con ol de p oceso
Figu a 6: Figu a en la que se mues a un caso
p ´ac ico de la aplicaci´on a la isiolog´ıa del
sis ema de adquisici´on de da os inin e um-
pido en iempo eal. Se obse a el egis o
du an e 10 s de 4 se˜nales anal´ogicas (L) y
de una se˜nal digi al (F). LH ep esen a la
posici´on del ojo ho izon al du an e el mo-
imien o ocula e lejo que se p oduce en
espues a a a la oscilaci´on sinusoidal de la
cabeza al ededo del eje e ical. LV es la
de i ada anal´ogica de la an e io , es deci la
elocidad del ojo en el espacio. LH’ y LV’
son las de i adas digi ales de LH y LV, es-
pec i amen e. Finalmen e, F ep esen a la
ecuencia ins an ´anea de dispa o de po en-
ciales de acci´on, calculada como el in e so
de in e alo de iempo en e dos de ellos,
de una neu ona elacionada con los mo i-
mien os ocula es como se desp ende de la
compa aci´on en e los egis os LH y F. Ca-
lib aciones seg´un se ilus an.
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REIVINDICACIONES
1. Sis ema de adquisici´on de da os inin e-
umpido en iempo eal, ca ac e izado po que
pe mi e la adquisici´on simul ´anea de 8 se˜nales
anal´ogicas y 4 se˜nales digi ales de o ma inin e-
umpida y su almacenamien o en memo ia de o -
denado , de aplicaci´on en Fisiolog´ıa y o as dis-
ciplinas m´edicas pa a la moni o izaci´on de bio-
po enciales y en gene al p ocesos con m´ul iples
a iables, cons i uido po : a) un panel on-
al de con ol de las unciones de g abaci´on
y alimen aci´on de da os, b) un con e ido
anal´ogico/digi al con olado po una mic ocom-
pu ado a, y c) una a je a de comunicaciones, que
si e de in e ase con el o denado cen al enca -
gado de gobe na el p oceso en iempo eal.
2. Sis ema de adquisici´on de da os inin e-
umpido en iempo eal seg´un ei indicaci´on 1,
en el que la ecuencia de mues eo de los 4 ca-
nales digi ales es de 4 KHz y la de los 8 canales
anal´ogicos es de 500 Hz que son digi alizados con
una esoluci´on de 12 bi s.
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umpido en iempo eal seg´un ei indicaciones 1
y 2, en el que el iempo de almacenamien o de
da os en disco du o de o denado es selecciona-
ble po el usua io, desde 1 segundo has a iempo
inde inido limi ado po la capacidad de memo ia
disponible en el o denado .
4. Sis ema de adquisici´on de da os inin e-
umpido en iempo eal seg´un ei indicaciones
1 a 3, que pe mi e la moni o izaci´on de biopo en-
ciales en iempo eal y cuya g abaci´on puede pe -
manece en modo de espe a has a que una se˜nal
ele an einiciaelmodode egis o.
5. Sis ema de adquisici´on de da os inin e-
umpido en iempo eal seg´un ei indicaciones 1
a 4 en el que la in e ase iene con olada po una
placa mic ocompu ado a que es ´ap o is adeun
mic op ocesado , memo ia RAM y una EPROM
en la que se codi ica odo el p og ama de uncio-
namien o del sis ema.
6. Sis ema de adquisici´on de da os inin e-
umpido en iempo eal seg´un ei indicaciones
1 a 5, en el que odas las se˜nales adqui idas pue-
den moni o iza se simul ´aneamen e en la pan alla
de un o denado compa ible.
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