Marcapasso Érika Cota Luigi Carro Flávio Wagner

Apresentação em tema: "Marcapasso Érika Cota Luigi Carro Flávio Wagner"— Transcrição da apresentação:

1 Marcapasso Érika Cota Luigi Carro Flávio Wagner
CMP502 - Sistemas Embarcados Porto Alegre, março 2003.

2 Sumário Aplicação Breve histórico Requisitos de projeto
Requisitos de Confiabilidade Questões Atuais

3 Sistema Elétrico do Coração

4 Operação e Arritmias Animação Bombeia 4.7 L de sangue por minuto
saudável: batimentos compassados por minuto Animação Bradicardia Marcapasso

5 Breve Histórico 1950’s dispositivo externo, alimentação AC
1957: baseado em transistores, bateria

6 Breve Histórico Taxa fixa Ponteiras Fonte Oscilador Gerador de Pulso
Eletrodos

7 Breve Histórico 1960’s primeiro implante bateria de 12-18 meses
cirurgia menos invasiva intervenção sob demanda

8 Esquemático Sob demanda Eletrodo atrial Atraso 500ms Gate 120ms
Multi-vibrador 2 ms amplificador Circuito saída ventricular

9 Breve Histórico 1970’s bateria de lítio-iodo substitui mercúrio-zinco
duração: +10 anos encapsulamento de titânio reduz interferências eletromagnéticas externas dispositivos programáveis por RF sensor e atuador programável para átrio e ventrículo

10 Marcapasso Programável

11 Marcapasso ASIC

12 Breve Histórico 1980’s 1990’s ponteiras com emissão de esteróides
dispositivo com sensor de movimento para ajuste automático 1990’s metade do tamanho original mode-switching = micro-processador detecta taquicardias e bradicardias armazenamento de informações extras

13 Esquemático (1996)

14 Marcapasso CI

15 Implementações 3 CIs Processadores de 8 bits (ARM, ASIPs)
Algoritmos de controle fuzzy logic para baixa potência ASIC filtros a capacitores chaveados gerador de pulso low-power ROM de 4 kbytes RAM de 2 kbytes

16 Chip com 3 CIs

17 Dimensões 500 mil dispositivos/ano

18 Exemplo Medtronic Kappa® 900 and 700 Series Dual-Chamber, Rate-Responsive Models Approximate Dimensions: - Height: 1 3/4 to 2 inches (45-50 mm) - Length: 1 3/4 to 2 inches (43-52 mm) - Width: 1/3 inch (8 mm) Battery: - 6 to 9 years for most of these models. - 5 to 6 years for the KDR 921.

19 Requisitos de Projeto Físico
Corrente de Dreno 20 A Voltagem 2.8V (BOL) - 1.8V (EOL) Temperatura 37oC +/- 2 (full specs), 10-50oC Impacto ~ queda de 1,5 metros

20 Único Chip processador PLA Memoria de programa Logica de controle
Aquisição dados processador PLA Memoria de programa Logica de controle Interface sensor datapath telemetria SRAM

21 Único Chip CMOS 0.35 clock frequency: 32 kHz supply voltage : 2.5 V
power consumption : 30 µW (7 anos de bateria) Sensor : accelerometer (from 10 milli-g to 2 g ) switched-capacitor low-pass filter (0.7 Hz cutoff) power 500 Nw Micro-processador 8 bits Aquisição: A/D algoritmico, 8 bits

22 Requisitos de Projeto Circuito misto Baixa Potência
micro-mecânico: sensores analógico: gerador de pulso, capacitores... Digital: micro-processador programável, memórias RF: antena para programação software Baixa Potência Alta confiabilidade tempo real

23 Requisitos Confiabilidade
<10 FIT em 10 anos de vida útil efeitos eletromagnéticos efeitos de radiação power failure temporização falhas CMOS erro de programação algoritmos de controle

24 Questões Atuais Mais processamento X menos potência memórias
transmissão em tempo real