adquisicion y analisis de senales bio electric as con la consola xbox 360

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Adquisición y Análisis de Señales Bioeléctricas.

con la Consola XBOX 360.

por

José Eduardo Flores Mora

Presentado a la academia de Sistemas Digitales y Comunicaciones

del Instituto de Ingeniería y Tecnología de

La Universidad Autónoma de Ciudad Juárez

para su evaluación



LA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE CIUDAD JUÁREZ

Marzo del 2010

Adquisición y Análisis de Señales Bioeléctricas con la Consola XBOX 360.

MC. Alejandra Mendoza

Presidente de la academia

___________________________________________

Ing. Iván J. Muñoz Cano

Asesor

___________________________________________


Alumno

___________________________________________





Introducción.

Existen infinidad de equipos con gran poder de procesamiento de datos, que nos

brindan soluciones a determinados problemas. Sus fabricantes buscan unir estas

soluciones en dispositivos Multitarea, hasta llegar al punto que se ha rebasado la

satisfacción de algunas necesidades básicas actuales, como la comunicación,

organización, etc., cubriendo también otras no tan básicas como el entretenimiento; los

ordenadores, los celulares y una gran diversidad de dispositivos cada vez son más

accesibles y satisfacen estos requisitos. Sin embargo, algunos equipos electrónicos

podrían resultar una solución a un campo más específico por su alto poder de

procesamiento, como es el caso del Xbox 360 para adquirir una señal bioeléctrica.

Este equipo se lanzó en el año 2005 y es una consola de videojuegos, desarrollada

por la empresa Microsoft con colaboración de IBM y ATI. Fue la primera de su

generación en salir al mercado, y aún así se ha logrado mantener a la vanguardia durante

casi 5 años con más de 21 millones de equipos posicionados en el continenteAmericano, y más de 39 millones vendidos en todo el mundo.

El campo de la Medicina, en el que se basa este proyecto se ha explotado

ampliamente, sin embargo, esta investigación propone una forma diferente de utilizar el

Xbox 360 que según la empresa CIU (Competitive Intelligence Unit), en México ha

obtenido el 61% del mercado [5], y como revela otro de sus estudios, el 59% de los

mexicanos están dispuestos a gastar entre dos mil y cuatro mil pesos para la compra deuna consola de videojuegos [6].

Es por esto que en el documento presente se fundan las bases del proyecto de

titulación propuesto, demostrando como con una consola, un control inalámbrico, el

entorno de desarrollo C# con la API de Microsoft XNA, las conexiones electrónicas

pertinentes, y los conocimientos adquiridos a lo largo de la carrera; se puede desarrollar

un sistema capaz de registrar señales bioeléctricas y representarlas en pantalla, y el

procesamiento digital de dichas señales, comprobando así una utilidad en el campo de la



medicina y abriendo las puertas a futuros proyectos que aprovechen las características

del Xbox 360.

Antecedentes.

En el año 2001 en Venezuela, en el artículo presentado por M. Hernández y C.

Ramírez, se describe el desarrollo de un programa basado en la técnica de programación

multitareas, y utilizando objetos de sincronización entre procesos bajo el sistema

operativo Windows98, que nos brinda un punto de partida en mediciones de señales

bioeléctricas con un sistema operativo con una antigüedad mayor a diez años [3].

En el 2009 Simon Scarle del Reino Unido, propone el desarrollo de unaherramienta de análisis de arritmias cardiacas, como una solución a la detección de

paros cardiacos, en ese trabajo se planteó una simulación de cómo actúan distintas

células comparadas como compuertas lógicas, en la consola de videojuegos Xbox 360

programada en lenguaje C++ para ayudar en la identificación de dicho problema. El

decidió aprovechar esta arquitectura basado en el uso del GPU como procesador

principal para desarrollar tal proyecto, comprobando que con este hardware se pueden

realizar simulaciones de señales cardiacas [1].

En ese mismo año un equipo de estudiantes mexicanos presentan un prototipo de

juego para niños con problemas motrices en las piernas, en el que utilizando una silla de

ruedas modificada, un circuito electrónico y un juego realizado en la plataforma XNA,

se les puede dar un entretenimiento ameno a dichos niños. En el documento se muestra

el circuito recomendado, y capturas de pantalla del software realizado para

Computadora. Con ese proyecto se presentaron en el concurso de Imagine Cuprealizado por Microsoft cada año desde el 2008 a la fecha, posicionándose en la final de

Egipto sede de la competencia mundial en el 2009[2].

Marco teórico.

Una de las características más determinantes de la selección de este producto ante

una computadora regular es la comparativa de costo contra poder de procesamiento. Un

equipo de cómputo con características similares, puede llegar a costar cerca del triple



del precio de la versión “Arcade” de esta máquina de videojuegos, esto sin contar con

un periférico de conexión inalámbrica, que en el Xbox 360 es un control inalámbrico

que viene incluido en el paquete.

Su arquitectura posee un procesador de 3 núcleos cada uno con un reloj de 3.2

GHZ. y dos hilos, lo que nos permite el manejo de 6 hilos de procesos en total, con

1MB de memoria Cache compartida L2. Sin embargo también hay que considerar que el

uso del GPU permite transferencias de procesos de hasta 250GB/seg[4], ambos

procesadores pueden utilizarse con el Sistema Operativo (S.O.) incluido. El bus de

transferencia es de 128 bits a la GDDR3 RAM[4], la cual es mucho más rápida que las

memorias RAM de computadoras personales de su generación, por lo que su S.O. solo

requiere el uso de 32MB para ejecutarse correctamente, teniendo a nuestra disposición

480MB, que si bien no son una capacidad asombrosa en la actualidad, cuando se utiliza

con su ancho de bus, podremos realizar mayor cantidad de procesos que equipos de

computo actuales, que tienen un hardware de hasta 64 bits de transferencia en el área

comercial y con un costo mayor.

Otro factor decisivo para optar por este equipo, definitivamente es el manejo de

una de las plataformas mas compatibles con programación orientada a objetos, manejo

de clases, etc. en la actualidad, en un Ambiente de Desarrollo Integrado (IDE) de

manejo cotidiano “C#” ya que el XNA es una Interfaz de Desarrollo de Aplicaciones

(API) para programar videojuegos, diseñada para programadores que manejen el Visual

Studio .NET (2005, 2008, 2010, etc.).

El Xbox 360 aún se encuentra como un dispositivo con un potencial de

procesamiento que no se ha explotado completamente, así nace una inquietud pordesarrollar proyectos que no solo sean una simulación, sino también obtención de

señales reales. En este caso aprovecharemos los sensores usados en un

electroencefalograma (EEG) para adquirir las señales cerebrales, procesarlas con

wavelets y representarlas gráficamente [7].

El desarrollo del proyecto comienza con la familiarización con el entorno de

programación C# y la Interfaz de Programación de Aplicaciones(API) XNA, que es laherramienta creada por Microsoft, dirigido a creadores de videojuegos, la cual en esta



ocasión funcionará como intérprete del procesamiento de la señal ; Comprensión de la

señal a adquirir, investigar en el mercado circuitos de medición actuales, costos y

utilidad; Diseño del circuito de acoplamiento, comparar necesidades de los sensores con

las capacidades de adquisición del control inalámbrico; Captura de señal, al tener el

circuito, almacenar las señales en la memoria del Xbox 360; Procesamiento, aplicar las

ecuaciones matemáticas correspondientes, para analizar irregularidades; Visualizar

resultados, es la etapa en que se obtiene gráficamente los valores obtenidos; y durante

cada etapa se considera implícito el estudio y solución de errores y documentación.

Para el desarrollo de la primera etapa que es el Software, se realizaran pruebas

con XNA y el mando de la consola. Se deben obtener los límites para representar en

pantalla los datos leídos en el control de manera clara y organizada.

La segunda etapa será investigar los circuitos que leen y despliegan señales

bioeléctricas tales como presión arterial, temperatura corporal, flujo sanguíneo, etc. para

conocer cuales sensores se pueden integrar al control del Xbox 360. Es importante

comprender los métodos antiguos y actuales para la solución del problema presentado.

La tercera parte es un análisis del control, para saber cómo puede afectar una

conexión externa a este. En esta etapa se deben realizar mediciones digitales y el diseño

de un circuito electrónico y/o conexiones digitales y análogas calculadas, para funcionar

como interfaz entre el mando y el(los) sensor(es) utilizado(s).

Se continuara con el almacenamiento en memoria de la señal adquirida, esta

etapa pretende investigar las clases y métodos para guardar información en un Xbox

360, y analizar si es posible exportar los resultados para ser visualizados en otrosdispositivos (Computadoras, PDA’s, Celulares).

En el procesamiento se desea conocer hasta qué punto es posible analizar la

información obtenida y emitir un juicio acerca del status del paciente, por ejemplo:

Si los latidos del corazón son menores a 120 por minuto y mayores a 60 por minuto, el

paciente se encuentra estable.



Una vez concluida la etapa del procesamiento, se buscara representar de manera

didáctica la información, con el fin de que la comprenda un usuario domestico y pueda

enviar esta información a una persona calificada, y sea una opción accesible para

pacientes que requieran un monitoreo continuo en casa.

Metodología.

Se obtendrán los datos de señales bioeléctricas por medio de sensores, en este

caso se proveerá una señal de tipo electroencefalograma (EEG). La señal obtenida por

estos sensores (EEG) pasará por un circuito de acoplamiento hacia el control del Xbox

360 modificado, se enviará a la consola y los datos se almacenarán en memoria para ser

procesados mediante wavelets, para después generar las graficas en la pantalla.

El mando será el dispositivo de enlace entre los sensores bioeléctricos y la

consola. En la investigación se obtendrá el método de conexión entre el mando y los

sensores, así mismo el diseño del circuito pertinente.

Objetivo general: Adquirir y analizar señales bioeléctricas en un equipo de

entretenimiento.

Etapa de Investigación.

Objetivo específico: Investigación de entorno de desarrollo señales y sensores.

Meta 1: Obtener y comprender el Software

Acción 1.1.1.-Obtener e instalar C# y pago de licencia de XNA

Acción 1.1.2.- Realizar programas de prueba utilizando las librerías de XNA.

Acción 1.1.3.-Obtener señales del mando y mostrarlas en pantalla

Meta 2: Conocer las señales a manejar

Acción 1.2.1.- Investigar en libros, revistas e internet, órganos del cuerpo

humano que emitan señales y métodos de obtención de las mismas.

Acción 1.2.2.- Realizar visitas a Unidades Medicas para solicitar información

Meta 3: Conseguir circuitos y/o sensores que registran Señales bioeléctricas

Acción 1.3.1.- Buscar los sensores utilizados.


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Acción 1.3.2.- Estudiar los errores que pueden surgir al adquirir una señal

bioeléctrica.

Acción 1.3.3.- Obtener sensores y/o circuitos.

Etapa de Diseño y pruebas.

Objetivo específico: Obtención correcta de la señal.

Meta 1: Diseño de la Interfaz de conexión del sensor al mando.

Acción 2.1.1.-Revisar especificaciones electrónicas del Mando (Control).

Acción 2.1.2.-Evaluar si se requiere un circuito adicional, y de ser así diseñarlo.

Meta 2: Adquirir y almacenar la señal

Acción 2.2.1.-Generar métodos con los resultados de los programas de prueba.

Acción 2.2.2.-Agregar el método de almacenamiento de datos en arreglos.

Meta 3: Pruebas preliminares

Acción 2.3.1.- Confirmar que los datos obtenidos sean los valores deseados.

Etapa de procesamiento y representación de la señal.

Objetivo específico: Procesamiento, representación y almacenamiento correcto de la

información.

Meta 1: Procesamiento de datos.

Acción 3.1.1.- Selección del algoritmo para tratamiento de la señal.

Acción 3.1.2.- Programación del algoritmo.

Acción 3.1.3.- Aplicación del algoritmo a la señal.

Meta 2: Visualizar la señal en pantalla.

Acción 3.2.1.- Programar función para generar grafica.

Meta 3: Importar/Exportar resultados

Acción 3.3.1.- Investigar formatos para exportar y compatibilidad con el entorno

de desarrollo utilizado.

Acción 3.3.2.- Programar funciones para importar y exportar.

Etapa de comprobación.



Objetivo específico: Evaluar de manera fiel los resultados obtenidos.

Meta 1: Corroborar la señal de salida del Xbox 360 simulando los datos en

Matlab.

Acción 4.1.1.- Analizar los datos obtenidos y generar una función en el entorno

de desarrollo Matemático Matlab.

Acción 4.1.2.- De manera visual comprobar los resultados.

Cronograma

Etapa de Investigación

Semestre enero-junio 2010

Actividades Enero Febrero Marzo Abril Mayo

1.1.1

1.1.2

1.1.3

1.2.1

1.2.2

1.3.1

1.3.21.3.3

Etapa de Diseño y Pruebas.

Verano 2010

Actividades Mayo Junio

2.1.1

2.1.2

2.2.12.2.2

2.3.1



Etapa de Procesamiento y Representación

Semestre agosto-diciembre 2010

Actividades Junio Julio Agosto Septiembre

3.1.13.1.2

3.1.3

3.2.1

3.3.1

3.3.2

Semestre agosto-diciembre 2010

Actividades Septiembre Octubre

4.1.1

4.1.2



Referencias.

[1] Simon Scarle, “Implications of the Turing Completeness of Reaction-Diffusion

Models, informed by GPGPU simulations on an XBox 360: Cardiac Arrhythmias, Re-entry and the Halting Problem”, http://research.microsoft.com/pubs/79271/turing.pdf ,

2009.

[2] Hernández S M, Ramírez R C., “Adquisición y presentación de señales biomédicas

utilizando objetos de sincronización entre procesos bajo Windows 98”,

http://www.hab2001.sld.cu/arrepdf/00217.pdf

[3]http://imaginecup.com/MyStuff/MyTeam.aspx?TeamId=15722 [Consulta 9 marzo

2010]

[4] Jeff Andrews, Nick Baker, “XBOX 360 SYSTEM ARCHITECTURE”,

http://www.cis.upenn.edu/~milom/cis501-Fall08/papers/xbox-system.pdf

[5]http://oxm.com.mx/noticias/el-xbox-360-conduce-la-mayoria-del-mercado-en-

mexico/ [Consulta 9 de marzo 2010]

[6]http://www.publimetro.com.mx/noticias/videojuegos-retan-a-la-

recesion/pigw!NhmXnIcfXY61nHCuOPpww/ [Consulta 9 de marzo 2010]

[7] PROSPECTS OF BRAIN-MACHINE INTERFACES FOR SPACE SYSTEM

CONTROL, ww.sciencedirect.com, C. Menonetal/Acta Astronautica64(2009)448 –

456

http://research.microsoft.com/pubs/79271/turing.pdf




http://imaginecup.com/MyStuff/MyTeam.aspx?TeamId=15722





http://oxm.com.mx/noticias/el-xbox-360-conduce-la-mayoria-del-mercado-en-mexico/




http://www.publimetro.com.mx/noticias/videojuegos-retan-a-la-recesion/pigw!NhmXnIcfXY61nHCuOPpww/
















Por


Presentado a la Academia de Sistemas Digitales y Comunicaciones

Del Instituto de Ingeniería y Tecnología deLa Universidad Autónoma de Ciudad Juárez

Para obtener el título de

INGENIERO EN SISTEMAS DIGITALES Y COMUNICACIONES

LA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE CIUDAD JUÁREZ

Noviembre del 2010



UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE CIUDAD JUÁREZInstituto de Ingeniería y Tecnología

EVALUACIÓN DE EXAMEN Fecho: 25 de Noviembre del 2010

PROFESIONAL INTRACURRICULAR Horario: 09:00 - 11 :00 HRS.

NIVEL: UCENClATURA

TEMA: "Adquisición y Análisis de Señales Bioelécfricas con la ConsolaXBOX 360 "

La evaluación del examen profesional intracurricular consta de 4 partes:

(Desarrollado en 1 hora)

1°._ Exposición po r parte de los alumnos (máximo 20 minutos).

2°._ Réplica por parte del jurado.3°._ Comentarios y/o recomendaciones.4°._ Entrega de resultados.

Nombre del alumno: José Eduardo Flores Mora

Calificación Maestro de la materia (30%)

Calificación Director de Trabajo (40%) 3 l

Calificación del Jurado (30%)

TOTAL

Se recomienda que el documento se deposite para consulta en la BIBLIOTECA

Si DN oD

Director de Trabajo Jurado Coordinador de la Materia"Proyecto de Titulación"

Ora Nelly Gordillo Caslillo Dr. Humberto Ochoa Dominguez Dr Vicio, Manuel Hínostroza Zubía

•UA'DEPAR AMEt O DE

INGENIE lA ELÉCTRICAY COMPUTACION

FIRMADO EN ORIGINALFIRMADO EN ORIGINAL



ii



iii

Declaración de originalidad:

Yo José Eduardo Flores Mora, Declaro que el material contenido en este

documento es original y no ha sido copiado de ninguna otra fuente, ni ha sido

usado pata obtener otro título o reconocimiento en otra institución de educación

superior.

_________________________




iv

AGRADECIMIENTOS

Agradezco a mis asesores y al maestro titular de la materia, por todo el apoyo

brindado, el tiempo que me dedicaron para la elaboración de este proyecto, a los

miembros del comité revisor, a mi familia por confiar en mí, y sobre todo a Dios

por brindarme la oportunidad de aprender cada día algo nuevo.

Gracias.



v

DEDICATORIAS

A toda mi familia, amigos, mi novia, siempre están cuando los necesito, siempre

que me necesiten cuenten conmigo.

A mis asesores Ing. Iván Javier Muñoz Cano y la Dra. Nelly Gordillo, me han

ayudado a reforzar mi aprendizaje y al Dr. Hinostroza por su atención y su

ayuda.



vi

Resumen.

En el presente documento, se presentan las bases y fundamentos del desarrollo,

de un prototipo funcional para la adquisición de señales bioeléctricas con una

consola de videojuegos. De igual manera, la teoría aplicada en el diseño del

circuito generado, así como la estructura de la programación, para permitir darle

continuidad a trabajos futuros basados en éste proyecto.

El proyecto, consta de un sistema de adquisición de datos análogos, para

propósitos prácticos, en este caso medición de biorritmo o señales bioeléctricas.

La resolución de la tarjeta de adquisición es de 8 bits, y la frecuencia demuestreo de la señal en el Xbox 360 se limita a 62.5 Hz. por software; sin

embargo, para este propósito resulta suficiente.

El software utilizado XNA framework, es proporcionado por Microsoft para el

desarrollo de Videojuegos, también se realizaron comprobaciones con LabView

y Matlab, ya que sus operaciones de procesamiento y filtrado son de gran

fiabilidad.



vii

Lista de figuras y tablas

Figura 1: Filtro sinc de orden 12 en LabView..................................................7

Figura 2: Convolución de dos señales cuadradas, resultante señal

triangular…………………………………………………………………………….8

Figura 3: Explorador de soluciones C# XNA..................................................9

Figura 4: Compilador de plataformas (PC, XBOX, ZUNE)...........................10

Figura 5: Pantalla de inicio...........................................................................10

Figura 6: Descarga de juegos.......................................................................10

Figura 7: XNA Creators Club........................................................................11

Figura 8: Conexión al ordenador..................................................................11Figura 9: Selección de Solución o juego......................................................12

Figura 10: Diagrama de bloques..................................................................13

Figura 11: Conexiones del circuito...............................................................14

Figura 12: Función de transferencia pasa bajas orden 2..…......................17

Figura 13: OPAMP LM358...........................................................................18

Figura 14: Amplificador de Instrumentación INA122....................................19

Figura 15: Amplificador de Instrumentacion.................................................19

Figura 16: Electrodo AgCl.............................................................................19

Figura 17: Amplificador de Instrumentación.................................................20

Figura 18: LabView, diseño de interfaz del control.......................................23

Figura 19: Voltaje total..................................................................................24

Figura 20: Voltaje en estado neutral.............................................................24

Figura 21: 0 Volts eje a la izquierda.............................................................24

Figura 22: 3.29 Volts eje a la derecha..........................................................24

Figura 23: Colocación de conector...............................................................25

Figura 24: Conector montado en el control..................................................25

Figura 25: Circuito de Acoplamiento.............................................................25

Figura 26: Graficación del filtro sinc en XNA, MatLab y LabView................26



viii

Figura 27: Respuesta a la frecuencia filtro sinc MatLab………….………...26

Tabla 1. Amplitud y frecuencia de señales bioeléctricas……………………….6

Tabla 2. Comparación Xbox360 con equipo de cómputo comercial…..........16

Tabla 3: Valores obtenidos con filtro sinc......................................................26



ix

Contenido:

DECLARACIÓN DE ORIGINALIDAD.……...……………………….…………iii

AGRADECIMIENTOS…...………………………………………………..…….iv

DEDICATORIAS……………….………………………………………………....v

RESUMEN…………………...…….……….…………………………………….vi

LISTA DE FIGURAS Y TABLAS…………..………………………………......vii

CAPITULO 1. INTRODUCCIÓN……………….…………….….…………......1

CAPITULO 2. FUNDAMENTOS SEÑALES BIOELÉCTRICAS………….…3

2.1 Tipos de señales bioeléctricas…………..………………………..........3

2.1.1 Electrocardiograma ECG…………………………………….……32.1.2 Electromiografía EMG…………..………………………...............4

2.1.3 Electroencefalograma EEG……………………………….……….5

2.1.4 Electrooculograma EOG………………………………….………..6

CAPITULO 3 HERRAMIENTAS DE PROGRAMACIÓN…………………….7

3.1 Fundamentos de LabView………………….…………………………..7

3.2 Fundamentos de MatLab…………………...…………………………..7

3.3 Programación de Xbox 360 XNA…………...………………………….6

CAPITULO 4. DESCRIPCIÓN DEL PROTOTIPO.…..…………………….13

4.1 Diagrama de bloques…...…………………………………………..13

4.1.1 Arquitectura Xbox 360………………………………………14

4.1.2 Señales y filtrado …………………………………………...16

4.1.2.1 Filtros……………………………………………….17

4.1.2.2 Filtro Sinc…………………………………………..18

4.1.3 Circuito de acoplamiento……………………..…………….18

4.1.3.1 Amplificadores……………………….…………….18

4.1.3.2 Amplificadores de instrumentación…………….20

CAPÍTULO 5. PRUEBAS Y RESULTADOS…………….……...................22

5.1 Pruebas………………………………………..…………..……….22



x

5.1.1 Pruebas XNA ……………………………………………22

5.1.2 Pruebas LabView………..……………….……..………23

5.1.2 Pruebas MatLab………………………………………...24

5.2 Pruebas físicas con el control………………………………..24

5.3 Resultados………………………………………………………25

CAPÍTULO 6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES………..27

REFERENCIAS………………………………………………….……………….29

APÉNDICES……………………………………………………………………...32



1

ADQUISICIÓN Y ANÁLISIS DE SEÑALES BIOELÉCTRICAS.

CON LA CONSOLA XBOX 360.

CAPITULO 1. INTRODUCCIÓN.

El Xbox 360 posee una arquitectura de procesamiento, comparable con la de

una supercomputadora. El objetivo general del proyecto es obtener una

adquisición de señales bioeléctricas, amplificadas para su análisis en esta

consola.

Existe gran diversidad de circuitos electrónicos, con la capacidad de captar

señales eléctricas del cuerpo humano, se amplifican sus potenciales eléctricos

para poder ser analizados y descubrir problemas que la medicina moderna

pueda corregir. También, en la actualidad, se le ha dado otro uso a esta

información corporal; las interfases cerebro máquina son el medio de

comunicación entre un usuario y su entorno, existen invasivas y no invasivas,

algunas de las invasivas tienen la capacidad de ayudar en el tratamiento de

algunas discapacidades, como la visual. Esta investigación comprueba que en el

Xbox 360, se pueden realizar adquisiciones análogas, con una frecuencia de

muestreo menor a 62.5 Hz, para contemplar, entre otros, una interfaz cerebro

máquina, en trabajos a futuro.

El programa se realizó en XNA, tratando de cumplir con algunos estándares

establecidos de diseño de software. Las funciones se trabajaron de maneraindependiente, para el diseño de sus clases e implementación.



2

El circuito de acoplamiento utilizado, consta de un divisor de voltaje y un

amplificador operacional para obtener la referencia y un amplificador de

instrumentación como comparador de las señales.



3

CAPITULO 2. FUNDAMENTOS SEÑALES BIOELÉCTRICAS.

Las señales bioeléctricas del cuerpo humano, son producidas debido al

desplazamiento de iones en disolución (portadores de carga en los fluidos

orgánicos), especialmente son correspondientes al Sodio (Na+), Potasio (K+) y

Cloro(Cl-).

El desplazamiento de iones se produce por la concentración de fluidos orgánicos

que son: el líquido extracelular, el intersticial y el intracelular. El movimiento de

estas partículas con carga eléctrica se llama difusión y se realiza generalmentede las zonas más concentradas a las más diluidas.

Los electrodos tienen la capacidad de recibir el voltaje generado por las

reacciones mencionadas y transmitirlo, sin embargo los niveles de voltaje se

encuentran en el orden de los microvolts hasta los milivolts.

2.1 Tipos de señales bioeléctricas

Las señales bioeléctricas se pueden obtener con distintos fines, para ello existen

clasificaciones de graficación de las mismas, para poder tener un mejor control

de las necesidades de amplificación y filtrado para cada caso. Las más utilizadas

son: electrocardiograma (ECG/EKG), electromiografía (EMG),

electroencefalograma (EEG) y electrooculograma (EOG).

2.1.1 Electrocardiograma ECG

El electrocardiograma (ECG/EKG, del alemán Elektrokardiogramm ) es la

representación gráfica de la actividad eléctrica del corazón, sirve para conocer el



4

ciclo cardiaco y estudiar algunas deficiencias del corazón, como defectos del

miocardio, agrandamiento del corazón, defectos congénitos, enfermedades de

válvula cardíaca, arritmias, taquicardia o bradicardia (frecuencia cardíaca

demasiado rápida o demasiada lenta), enfermedades de la arteria coronaria,

cambios en la cantidad de electrolitos (químicos en la sangre), etc.

El corazón es un tejido de fibras musculares llamado miocardio y sus tejidos son

los responsables de la contracción. Produce potenciales de acción con una

frecuencia desde 1 Hz (un latido por segundo), que se propagan a las aurículas

provocando su contracción. Estos potenciales también se propagan hacia los

ventrículos a través de las vías internodales hasta alcanzar el nodo aurículo-ventricular (A-V) donde las aurículas se contraen para que la sangre que todavía

permanece en ellas pase a los ventrículos, proceso llamado sístole auricular. El

espectro de señal se extiende desde 0.01 Hz hasta los 150 Hz. Y la amplitud

típica en QRS es de 1 mili volt (mv).

2.1.2 Electromiografía EMG

La electromiografía se especializa en el análisis de señales provenientes de las

reacciones musculares, engloba también a la electroneurografía (ENMG). Las

unidades motoras simples SMU (single motor units ) forman los músculos,

conectadas a axones neuronales motores (motor neuron axons ), que a su vez se

conectan con las fibras que reciben los comandos por el sistema nervioso

central CNS (central nervous system ) y se produce un intercambio de

neurotransmisores acetilcolina (ACh). Al haber un potencial de acción neuronal

motor, los canales de iones se dilatan permitiendo que los iones de Na+ pasen

hacia el centro de la membrana, pero los iones de Cl- son rechazados por las

cargas negativas a la entrada del canal, por lo que la membrana se despolariza

por la corriente de sodio. Una vez la membrana se despolariza, se genera un



5

potencial de acción muscular que se propaga a lo largo de las fibras musculares.

Luego de esto viene la relajación muscular el cual es otro proceso activo.

El rango de frecuencia de estas señales es mayor que las ECG y EEG, van de

100 HZ a 10 kHZ, y de más alta amplitud. El filtrado supera en gran medida

problemas de interferencia. Un filtrado por encima de 20 Hz puede reducir los

potenciales de la piel y señales de otros movimientos.

2.1.3 Electroencefalograma EEG

Las señales EEG conocidas por sus amplitudes extremadamente pequeñas. Sondifíciles de interpretar ya que representan la actividad comprendida de billones

de neuronas transmitidas por las membranas del cerebro, fluidos y el cuero

cabelludo. Son señales entre los 4 a 20 Hz con una amplitud mínima de 5 micro

volts de una fuente de aproximadamente 10 – 20 kilo ohms de impedancia.

Las señales eléctricas del cerebro que actualmente se pueden monitorear e

identificar se clasifican en:

Alpha: Para una persona despierta y en estado de relajación. Describe

una actividad eléctrica de 8-12 Hz, típicamente de 20 a 50 micro volts.

Beta: Cuando una persona está pensando o respondiendo a algún

estímulo. De 14 a 25 Hz, de más baja amplitud.

Theta: Cuando la persona está dormida. De 4 a 8 Hz, pueden ser de más

de 20 micro volts.

Delta: En estado profundo de sueño. De 0.5 a 4 Hz.



6

2.1.4 Electrooculograma EOG:

Las señales EOG son recibidas de la diferencia de potencial generada como

resultado del movimiento de los ojos entre el flujo conductivo del cráneo, de

aproximadamente de 0,4 a 5 mV entre la córnea y la membrana de Bruch

situada en la parte posterior del ojo.

Es una amplitud pequeña (10 a 100 mili volts) y tiene frecuencias bajas (dc a 10

Hz), por este motivo el amplificador debe tener alta ganancia y buena respuesta

en frecuencia baja, o incluso dc.

Tabla 1. Amplitud y frecuencia de señales bioeléctricas.



7

CAPITULO 3.- HERRAMIENTAS DE PROGRAMACIÓN

Para la realización del proyecto se realizaron pruebas con la información, filtros y

datos adquiridos, con dos programas especializados para el tratamiento de

señales: LabView y Matlab, para comprobar que los resultados obtenidos en el

Xbox 360 tendrían un correcto procesamiento.

3.1 Fundamentos de LabView

La estructura de los programas se desarrolla en dos ventanas: el panel frontal y

el diagrama de bloques (Izquierda y derecha respectivamente en la Figura 1). Enel panel frontal se prepara la interfaz de usuario, formularios, botones,

indicadores, etc. El diagrama de bloques permite controlar el comportamiento de

cada elemento en el panel frontal, es decir la programación de las funciones de

los elementos presentados al usuario.

Figura 1: Filtro sinc de orden 12 en LabView



8

3.2 Fundamentos de MatLab

Su nombre deriva de las siglas MATrix LABoratory, y es un Entorno de

Desarrollo Integrado (IDE) para el lenguaje de programación propio de éste

(lenguaje M). Fue creado en 1984 para emplear subrutinas de Fortran en los

cursos de álgebra lineal y análisis numérico sin necesidad de programar en

dicho lenguaje. Al igual que LabView, sus paquetes de funciones, permiten una

amplia funcionalidad reduciendo considerablemente las líneas de código

empleadas.

La generación de gráficas es mucho más sencilla con este programa, lasvariables no requieren una previa declaración, y la sintaxis es muy similar a

lenguaje C. Incluye palabras reservadas para operaciones matemáticas y

graficación.

Figura 2: Convolución de dos señales cuadradas, resultante señal triangular.



9

3.3 Programación de Xbox 360 XNA

XNA es una plataforma de desarrollo soportada en Visual C# que contiene su

propio estándar o framework, en el que se facilita el desarrollo de videojuegos

para computadora, Xbox 360, Zune, y actualmente Windows 7 Phone.

Cabe aclarar que para la programación en el Xbox 360 con el XNA se requiere

una licencia cuyo costo es de $49 USD. por 4 meses y de $100 USD. pero al

momento del lanzamiento de un videojuego en la red de Microsoft (Xbox Live),

este costo se puede recuperar al vender el juego por internet.

Cuenta con sus propias librerías, optimizadas para el desarrollo de videojuegos,

pero para este proyecto sólo se tomará el enfoque de las librerías para resolver

problemas o funciones matemáticas.

La estructura de las soluciones desarrolladas en XNA es muy similar a la de una

solución de C#, sin embargo las soluciones no cuentan con una interfaz gráfica

basada en formularios. El desarrollo de interfases de usuario es distinto, los

formularios no existen como tal, ya que XNA es una plataforma de desarrollo

comprimida.

La primer parte es un explorador de soluciones donde se agregan todos los

elementos del programa, propiedades, referencias, contenido visual y letras.



10

Figura 3: Explorador de soluciones C# XNA

Luego se realiza el código en la clase Game.cs donde se encuentran el nombrede la solución, los métodos de acceso al dibujado (Draw ), actualizar las lecturas

(Update ), inicializar los datos (Initialize ), cargar contenido gráfico (LoadContent )

y eliminar datos de memoria (UnLoadContent ).

Para poder generar una conexión al Xbox es necesario registrarse con una

sesión que tenga registrada una licencia activa del XNA para desarrolladores,

misma que genera un código para introducir a la computadora y generar la

comunicación. Después el programa se depura en la computadora, en el Xbox, o

en ambos:

Figura 4: Compilador de plataformas (PC, XBOX, ZUNE)

El primer paso en el Xbox 360 es dirigirse al bazar de juegos para descargar la

aplicación.



11

Figura 5: Pantalla de inicio Figura 6: Descarga de juegos

Al solicitar la descarga pide un código de compra, que puede ser adquirido si se

cuenta con una tarjeta de crédito ligada a la cuenta de Xbox Live , o en otro caso

mediante la compra a través de la página oficial de XNA Membership .

Figura 7: XNA Creators Club

Una vez realizada la compra e introducida la clave, el programa se pone en

modo de espera de la compilación.



12

Figura 8: Conexión al ordenador

Cada vez que se requiera generar una solución en el Xbox, se deberá acceder al

programa XNA Creators Club , y cuando se desee revisar el contenido de la

solución, buscarla en la biblioteca de juegos independientes con el nombre

asignado.

Figura 9: Selección de Solución o juego



13

CAPITULO 4. DESCRIPCIÓN DEL PROTOTIPO.

El prototipo propuesto es un sistema de adquisición de datos, que amplificará la

señal producida por los electrodos conectados al cuerpo, luego, a través del

control se enviarán dichas señales al Xbox 360 y se procesarán mediante un

filtrado. Los componentes físicos requeridos son: sensores AgCl, circuito

amplificador, control, consola Xbox 360 y una pantalla. La pantalla de inicio del

programa es un menú como el de cualquier videojuego, donde la primer opción

es la de adquirir las señales.

4.1 Diagrama de bloques

Figura 10: Diagrama de bloques.

En la Figura 10 se observan las etapas de desarrollo del proyecto, primeramente

del hardware utilizado para realizar la adquisición. Se inicia con los sensores,

que se conectan al circuito amplificador, el amplificador al control y por último el

control se comunica con el Xbox 360.



14

Figura 11: Conexiones del circuito

Como se observa en la Figura 11, se utilizan sensores de cloruro de plata

conectados a un circuito de acoplamiento, que es el encargado de elevar la

amplitud, para transmitir información valida al control.

En la etapa de software el primer paso es la adquisición, luego se almacenan los

datos y se procesan.

4.1.1 Arquitectura Xbox 360

Su arquitectura

posee un procesador de 3 núcleos cada uno con un reloj de 3.2 GHZ. y dos

hilos, lo que permite el manejo de 6 hilos de procesos en total, con 1MB de

memoria Cache compartida L2. Sin embargo también hay que considerar que el

uso del GPU permite transferencias de procesos de hasta 250GB/seg, ambos

procesadores pueden utilizarse con el Sistema Operativo (S.O.) incluido.

Circuito de acoplamiento.

Control

Xbox360



15

El bus de transferencia es de 128 bits a la GDDR3 RAM, la cual es mucho más

rápida que las memorias RAM de computadoras personales de su generación,

por lo que su S.O. solo requiere el uso de 32MB para ejecutarse correctamente,

dejando a disposición del usuario 480MB, que si bien no son una capacidad

asombrosa en la actualidad, cuando se utiliza con su ancho de bus, se puede

realizar una mayor cantidad de procesos que equipos de cómputo actuales, que

tienen un hardware de hasta 64 bits de transferencia en el área comercial y con

un costo mayor.

Un equipo de cómputo con características similares, puede llegar a costar cerca

del triple del precio de la versión “Arcade” de esta máquina de videojuegos, estosin contar con un periférico de conexión inalámbrica, que en el Xbox 360 es un

control inalámbrico que viene incluido en el paquete. Tomando entonces en

cuenta el software de diseño, el precio de una computadora se incrementaría

mucho más.

El control alámbrico o inalámbrico de la consola, tiene la capacidad de recibir

seis señales análogas simultáneas, lo que brinda seis canales activos para la

adquisición de señales. También cuenta con dos salidas análogas con las que

controla la vibración de dos motores; así también quedan a disposición del

usuario, más de 10 botones para el control de los programas.



16

En la tabla 1 se compara una computadora comercial de la marca HP modelo

Pavilion S5300, con la consola Xbox 360.

Xbox 360 HP Pavilion S5300

Procesador

Xenon(Tres Powerpc) 3.2

Ghz.

Intel Pentium Dual Core 2.8

Ghz.

Memoria Ram 512MB 2 GB.

Procesador de video Xenos 500 Mhz Intel

USB 3 Puertos 2.0 6 puertos 2.0

Conexiones

inalámbricas Mando(Control) N/A

Tabla 2. Comparación Xbox360 con equipo de cómputo comercial.

4.1.2 Señales y filtrado

Las señales son variables físicas observables y medibles, para la adquisición de

las señales eléctricas se debe realizar una transducción en primera instancia,que es la transformación y envío de la señal. El procesamiento de la señal,

busca obtener información útil a partir de la misma, sin perder información, pero

dándole un formato que facilite su comprensión, o adecuando su manejo

electrónico.

Un filtro ideal permite el paso de ciertas frecuencias sin modificarlas y elimina

completamente otras; esto en la realidad no se puede lograr con exactitud ya

que no existen componentes tan precisos en el mercado razón por lo que se

tienen aproximaciones. El intervalo de frecuencias que deja pasar el filtro se le

denomina banda de paso y todas las frecuencias que elimina se le llama banda

de supresión.



17

4.1.2.1 Filtros.

Los filtros, en el tratamiento de señales, sirven para rechazar o permitir una

frecuencia o una gama de frecuencias o amplitudes, con el fin de recibir solo la

información necesaria para el tratamiento de un problema específico,

comúnmente se eliminan frecuencias donde se produce ruido no deseado.

La función de transferencia es la manera en la que se comporta el filtro, se

puede determinar, cuando se pasa una señal a través del filtro, observando el

comportamiento de su amplitud y frecuencia.

Figura 12: Función de transferencia pasa bajas orden 2

Existen filtros de Respuesta Finita al Impulso (FIR) y de Respuesta Infinita al

Impulso (IIR). Los filtros FIR reciben una señal impulso y a la salida dan un

número finito de valores no nulos, son estables y normalmente presentan

simetría en sus coeficientes. Los filtros IIR nunca regresan al estado de reposo

una vez introducida la señal, sus salidas tienden a un valor regularmente, sin

embargo los valores resultantes son infinitos, pueden llegar a ser inestables.



18

4.1.2.2 Filtro Sinc.

También se le conoce como filtro ideal, elimina todas las frecuencias encima de

un ancho de banda dado. En el dominio de las frecuencias se comporta como

una función rectangular y en el dominio del tiempo su función respuesta es

determinada por la inversa de la Transformada de Fourier.

Ecuación: Transformada Inversa de Fourier (Filtro Sinc).

4.1.3 Circuito de acoplamiento.

El control del Xbox, cuenta con 6 potenciómetros que regulan el voltaje de la

señal de entrada, por lo que para este proyecto se desmontará un

potenciómetro, para introducir la señal obtenida de los sensores y amplificarla

dentro de los valores permitidos por el mando. Para realizar este procedimiento

es necesario conocer el comportamiento de los amplificadores y los voltajes que

circulan en el control.

4.1.3.1 Amplificadores.

Los amplificadores operacionales (OPAMP) son circuitos integrados con la

capacidad de realizar distintas acciones a una señal de entrada dada.

Figura 13: OpAmp



19

En la figura 13, se muestra un amplificador operacional, donde V+ y V- son las

entradas de la señal, VS+ es la alimentación de la fuente positiva, VS- la

alimentación negativa, y Vout la salida de la señal amplificada.

El propósito de las pruebas realizadas con estos circuitos, es la obtención de

una señal con una amplitud más perceptible y la reducción del ruido. Los

amplificadores utilizados son un ina122 (amplificador de instrumentación) y un

amplificador lm358 (amplificador operacional).

Figura 14: OPAMP LM358 Figura 15: Amplificador de Instrumentación

INA122

Los electrodos utilizados, son de cloruro de plata (AgCl) compuesto que produce

una reacción eléctrica al hacer contacto con la superficie de la piel, de maneramás específica, con el potasio (K). Dependiendo la colocación del electrodo, se

puede obtener una señal que se encuentra en el orden de los micro volts (µ), o

en el rango de los mili volts (m), y son utilizados en ECG, EMG y EOG.

Figura 16: Electrodo AgCl



20

4.1.3.2 Amplificadores de instrumentación.

Puede formarse de la conexión de 3 amplificadores operacionales. Está

diseñado para tener una alta impedancia de entrada y un alto rechazo al modo

común (CMRR). También existen encapsulados listos para configurar su

ganancia por la resistencia RG. Su utilidad principal es la reducción del ruido y

amplificación de la señal.

Funciona restando sus dos entradas y multiplicándolas por el valor de la

ganancia.

Figura 17: Amplificador de Instrumentación.

En la figura 17 se muestra la formación de un amplificador de instrumentación

por medio de tres amplificadores operacionales, donde V1 y V2 son las entradas

de la señal, y Vout la salida de la señal amplificada, RG determina la ganancia

del circuito de acuerdo a su relación con R1, R2 y R3.

Las señales bioeléctricas se caracterizan por un bajo nivel de amplitud. Para

garantizar su adecuado funcionamiento de acuerdo con normas internacionales,

el amplificador de instrumentación debe reunir las siguientes características:



21

Alta Relación de Rechazo en modo común

Alta impedancia de entrada

Respuesta en frecuencia

Bajo Voltaje Offset

Bajas corrientes de polarización de entrada

Circuito de protección contra sobre voltajes

El fabricante lo recomienda para aplicaciones biomédicas



22

CAPÍTULO 5. PRUEBAS Y RESULTADOS

Se realizaron pruebas en distintos lenguajes de programación, para después

revisar los resultados con la finalidad de comprobar el correcto funcionamiento

del sistema, y conocer la fiabilidad de la información procesada por el Xbox 360.

5.1 Pruebas.

La etapa de pruebas se divide fundamentalmente en dos áreas; pruebas de

software y las pruebas físicas.

Las primeras pruebas de programación fueron sobre XNA, ya que resultaba una

plataforma desconocida, y las posibilidades de desarrollo eran inciertas. Para

LabView, se obtuvo un programa de la página oficial donde se explicaba el

manejo del control, e incluía algunos controles gráficos, útiles para la revisión del

correcto funcionamiento del mando. Todo el código desarrollado se comprobó en

MatLab.

5.1.1 Pruebas XNA.

En XNA el primer programa se desarrollo para leer los valores del botón análogo

con la propiedad de GamePad.GetState(PlayerIndex.One).Thumbstick, se movió

la posición de un texto en pantalla incrementando los valores de la señal de

acuerdo a la fuerza con que fuera presionado el botón.

Se almacenaron datos en vectores y en disco duro, se prosiguió insertando

imágenes en fondos de pantalla por medio de rectángulos, para luego generar



23

un menú de acceso. Posteriormente se analizaron las librerías de dibujado de

puntos y líneas, para poder graficar los valores obtenidos en un vector. Por

último se ideo la forma de generar el filtro matemático, se diseño un algoritmo

para realizar la convolución del filtro y una señal de valores dados. En el

apéndice se pueden revisar los programas generados.

5.1.2 Pruebas LabView.

En LabView, se programaron funciones de adquisición de los datos del control,

cuenta con librerías de acceso a los controladores del sistema, por lo que un

dispositivo de interfaz humana (HID), como lo es el control del Xbox 360, puedeser fácilmente reconocido en este programa.

Se pudo comprobar que: una de las limitantes principales en la frecuencia en

XNA, es característica de las funciones para tomar lecturas del control en el y

no una limitante física del control, para ello se conectó el control y se realizó la

misma adquisición que en el Xbox (1 Hz. 1 Vpp.), observando que la tabla de

valores generada por LabView tenía una mejor resolución.

Figura 18: LabView, diseño de interfaz del control.



24

5.1.3 Pruebas MatLab.

Matlab fue aplicado en la programación de algoritmos matemáticos para el

diseño y aplicación de filtros a la señal, se pudo observar que los filtros tienen

una mejor respuesta incrementando el orden, sin embargo el programa

incrementa el tiempo de proceso mientras mayor sea el orden.

5.2 Pruebas físicas del control.

Las primeras pruebas del control, se realizaron revisando los voltajes que

circulaban en los potenciómetros, para luego poder introducir los valores

normales de trabajo desde un circuito de acoplamiento.

Figura 19: Voltaje total Figura 20: Voltaje en estado neutral

Figura 21: 0 Volts eje a la izquierda Figura 22: 3.29 Volts eje a la derecha

Para conocer el voltaje en el potenciómetro, se toman lecturas del valor de

voltaje del punto de tierra al máximo permitido como entrada análoga.



25

Figura 23: Colocación de conector Figura 24: Conector montado en el

control

Se procedió a colocar un conector dentro del control para administrar fácilmente

las conexiones.

Figura 25: Circuito de Acoplamiento

Por último se conectó el control al circuito de acoplamiento para revisar las

señales obtenidas por los sensores.

5.3 Resultados.

La información obtenida en las pruebas, se utilizó para obtener las funciones a

las que accedería el programa principal; se programó con éxito el algoritmo de laconvolución, el filtro sinc, y la adquisición de datos en XNA.



26

Se utilizó el mismo algoritmo, para desarrollar el filtro sinc en MatLab y LabView,

luego se aplicó al Xbox 360 a través de XNA, y se obtuvieron los siguientes

resultados: (tabla 3 y Figura 26)

Tabla 3: Valores obtenidos con filtro sinc

Figura 26: Graficación del filtro sinc en XNA, MatLab y LabView.

Figura 27: Respuesta a la frecuencia filtro sinc MatLab.



27

CAPÍTULO 6. Conclusiones y recomendaciones

Aún siendo Microsoft XNA (XNA's Not Acronymed, XNA no es un acrónimo) una

herramienta con poco más de dos años en el mercado, es un conjunto de

herramientas y librerías para Microsoft Visual C#, que permite a los

desarrolladores de videojuegos, una programación más sencilla para la

generación de estos programas de entretenimiento; sin embargo, esto no

delimita su uso, aunque en el Xbox 360 el conjunto de librerías comprimidas

(compact framework) no permite todas las funciones utilizadas en una interfaz

grafica de usuario(GUI); existen otras maneras de generar las funciones

utilizadas en C#, ya que como está basado en Visual Studio, se cuenta con elrespaldo de la documentación de MSDN Library.

Al momento de conectar el Xbox 360 en la red de la Universidad, había

problemas para realizar la conexión a Xbox Live, por lo tanto también para

programar. Para dar solución a este conflicto, se solicito una orden en la que se

liberaron los puertos de red 53, 80, 88 y 3074.

Se puede considerar, que los problemas de red que existieron al momento de

conectar la consola dentro de una red protegida, pueden ser una ventaja más

que una limitante, ya que a diferencia de la computadora, el Xbox solo mantiene

abiertos los puertos necesarios, además se requiere una autentificación dentro

de Xbox Live, lo que brinda una mayor seguridad contra la piratería y los

derechos de autor, ya que por este medio, y con una licencia de desarrollador

pagada de XNA, se pueden obtener ingresos cuando se genera la solución final

y el juego es aprobado y clasificado dentro del bazar, que estará disponible para

todo aquel que tenga una cuenta registrada de Xbox Live.



28

Se realizaron las pruebas con un control de la marca “After Glo w” mismo que

sufrió averías en las pistas por el exceso de calor, por lo que se recomienda

utilizar un cautín con regulador de temperatura.

Se obtuvieron resultados favorables al desarrollar un filtro pasabajas, conocido

como sinc, para el procesamiento de la señal. La aplicación tuvo sus limitantes

de adquisición, por el desarrollo en XNA, sin embargo su uso no se descarta

totalmente para otras aplicaciones que no requieran una gran velocidad de

muestreo.

Para el trabajo con los núcleos del procesador y las pipelines de la GPU, serecomienda una previa noción de graficación. La investigación se continuó para

el fitrado de señales por Wavelet, sin embargo, su implementación queda

contemplada en trabajos a futuro, así como la comparación de velocidades de

muestreo, de otros dispositivos periféricos que soporta actualmente el Xbox 360.

En trabajos a futuro, se considera documentar y compartir las librerías de los

filtros en internet, así como utilizar XNA 4.0 ya que cuenta con librerías para el

uso de micrófonos, y probablemente su frecuencia de muestreo sea mucho

mejor que la del control.



29

Referencias.

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Models, informed by GPGPU simulations on an XBox 360: Cardiac Arrhythmias,

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[2] Hernández S M, Ramírez R C., “Adquisición y presentación de señales

biomédicas utilizando objetos de sincronización entre procesos bajo Windows

98”, http://www.hab2001.sld.cu/arrepdf/00217.pdf

[3]http://imaginecup.com/MyStuff/MyTeam.aspx?TeamId=15722 [Consulta 9

marzo 2010]

[4] Jeff Andrews, Nick Baker, “XBOX 360 SYSTEM ARCHITECTURE”,


[5]http://oxm.com.mx/noticias/el-xbox-360-conduce-la-mayoria-del-mercado-en-

mexico/ [Consulta 9 de marzo 2010]

[6]http://www.publimetro.com.mx/noticias/videojuegos-retan-a-la-

recesion/pigw!NhmXnIcfXY61nHCuOPpww/ [Consulta 9 de marzo 2010]

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CONTROL,ww.sciencedirect.com,C.Menonetal/ActaAstronautica64(2009)448–

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[8] Metin Akay, TIME FREQUENCY AND WAVELETS IN BIOMEDICAL SIGNAL

PROCESSING



30

Wiley-IEEE Press (24 de Octubre, 1997).

[9] BOYLESTAD, Robert. Fundamentos de electrónica. México. Editorial

Prentice-Hall

Hispanoamericana, 1997. 624p.

[10] BRONZINO, Joseph. The biomedical engineering: handbook. Boca Raton.

Editorial CRC Press, 2000. 1975p.

[11] COGDELL, J. R. Fundamentos de electrónica. México. Editorial Pearson,

2000.420p.

[12] COUGHLIN, Robert F. Amplificadores operacionales y circuitos integrados

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[13] DORF, Richard C. Circuitos eléctricos: introducción al análisis y diseño.

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Editorial Alfaomega, 2000. 998p.

[14] HERNÁNDEZ SAMPIERI, Roberto. Metodología de la investigación. México.

Editorial McGraw-Hill, 2003. 705p.

[15] HOUSSAY, Bernardo A. Fisiología humana. Buenos Aires. Editorial El

Ateneo, 1971. 1318p.

[16] JOHNSON, David E. Análisis básico de circuitos eléctricos. México. Editorial

Prentice-Hall Hispanoamericana, 1996. 752p.



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[17] WEBSTER, John. Medical instrumentation: application and design. New

York. Editorial John Wiley & Sons, 1998. 691p.

[18] Luis Enrique Avendaño M. Sc. Fundamentos de Instrumentación.

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA



32

Apéndices.

Filtro sinc MatLab

%En este programa se convoluciona el filtro sinc con una frecuencia de corte a

32 Hz. Y una %senal generada como a^2.

clear all;

orden=12; %Definir el orden del filtro

indice0=1; %El indice 0 en Matlab es 1

vector3=zeros(indice0,(orden*2)+1); %El arreglo resultante se llena con 0's

%El tamano de este arreglo debe ser el doble del tamano del orden+1

Fs=62.5; %Frecuencia de muestreo

fc = 32/Fs; %Frecuencia de Corte a=0; %variable de incremento para el filtro

for b=-orden:orden

if(b==1)

fsinc(a)=fc/2; %Filtro Ideal o sinc

senal(a)=a*a; %Una señal a^2

end

a=a+1;

senal(a)=a*a;

atmp(a)=b;

fsinc(a) = (sin(pi*fc*atmp(a))/(2*pi*atmp(a)));

end

%Algoritmo para la convolución

for i=indice0:1:orden %Ciclo exterior, del indice cero al tamano del orden

for j=indice0:1:i %Ciclo interior, del indice cero al tamano del indice del

%ciclo exterior

vector3(i)=vector3(i)+senal(j)*fsinc(i-j+1); %El vector resultante es igual



33

%al valor actual de su posicion, sumado a la multiplicacion del vector1 en

%su indice interior, por el vector2 en la resta de los valores de sus

%indices mas 1.

end

end

figure(1)

plot(senal);

figure(2)

plot(fsinc);

figure(3)

plot(vector3)

Filtro sinc XNA

//En la clase se colocan las variables

static float Fs = 62.5f; //Frecuencia de muestreo

float frecCorte = 32f / Fs; //Frecuencia de Corte

float[] fsinc = new float[(orden*2)+1]; //Filtro Sinc

float[] atemp = new float[(orden*2)+1]; //Arreglo temporal

float[] senal = new float[(orden*2)+1]; //senal x^2

float pi = (float)MathHelper.Pi;

float sin(double valor)

{

return (float)Math.Sin(valor);

}

En la inicializacion se colocan las operaciones.

int a = 0;

for (int b = -orden; b <= orden; b++)

{

atemp[a] = b;



34

fsinc[a] = 1000*((sin(frecCotre * pi * atemp[a])) / (2 * pi * atemp[a])) /

(frecCorte);

if (b == 0)

{

fsinc[a] = 1000*( frecCorte /2); //Se multiplica *1000 para

obtener la escala del dibujado

}

Console.WriteLine("fsinc[" + a + "]= " + fsinc[a]/1000);

a ++; //Se divide entre 1000 para obtener los valores reales

}

Respuesta a la frecuencia en MatLab

[H1,F1]=freqz(fsinc,1,1000,2);

plot( F1,abs(H1) );Title('Respuesta a la frecuencia');grid on;

adquisicion y analisis de senales bio electric as con la consola xbox 360

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