Acquisition de signaux ECG à l’aide de la carte DSPACE Université Abou Bekr Belkaid (Tlemcen) Faculté des sciences de l’ingénieur (Chetouane) Département de l’Electronique soutenance du projet de fin d’études pour l’obtention du diplôme d’Ingénieur d’état en ELECTRONIQUE BIOMEDICALE thème Acquisition de signaux ECG à l’aide de la carte DSPACE Présentée par: MEZIANE Hadj Boumédiène Encadreur: Mr.C.KARA TERKI Jury Président: Mr.M.A.CHIKH Examinateur: Mr.A.BESSAID

But du travail l’installation et la mise en œuvre de la carte DSPACE DS1103 . Implémentation de la carte DSPACE dans le domaine Biomédical pour l’acquisition en temps-réel de l’ECG.

PLAN DU PROJET Principes de l’Electrocardiographie Conclusion Générale Caractéristiques techniques et programmation de la carte d’acquisition DSPACE DS1103 pour le recueil du signal Electrocardiogramme. Réalisation pratique de la chaîne d’Amplification de l’ECG Conclusion Générale

Partie 1 Les Principes de l’Electrocardiographie

Introduction physiologique Onde P auriculaire Complexe QRS ventriculaire Onde T repolarisation des ventricules. Figure.1:Signal ECG patient Electrodes Amplificateur d’instrumentation + étage de filtrage et d’isolation. Carte d’acquisition des signaux. Unité centrale de traitement numérique. Figure.2:Chaîne d’acquisition de l’ECG

Electrodes Dérivations Figure.3: Electrodes pour le recueil de l’ECG Figure.4: Placement des électrodes de base pour l’électrocardiogramme Figure.5: positionnement standard des 6 électrodes proches du cœur pour un relevé de 10 dérivations

Traitement de l’information: l’amplification d’instrumentation. le filtrage (passe-bas,passe-haut) et la réjection du 50Hz. l’isolation du patient contre les courants de fuite. La Numérisation du signal ECG par les ADC.

partie 2: Présentation et programmation de la carte DSPACE pour le recueil du signal ECG

Figure.6:Schéma synoptique du hardware Vue d’ensemble du système : 3 processeurs Unité d’ADC Unité de DAC Interface d’Encodeurs incrémentaux Unité d’E/S numériques Interface Série Unité de comptage. Figure.6:Schéma synoptique du hardware de la carte DSPACE DS1103

Convertisseurs A/D muliplexés: ADC du type parallèle à approximations successives. Résolution: 16 bit. Fréquence d’échantillonnage:250 KHz. 4 E/B. 16 entrées analogiques. Temps de conversion de 4 µs. Tension d’entrée: [-10,+10]v. Figure.7: Schéma bloc des 4 convertisseurs A/D Multiplexés de DS1003.

Convertisseurs A/D non-muliplexés: ADC parallèles à approximations successives. Résolution: 12 bit. Fréquence d’échantillonnage: 1.25 MHz. Temps de conversion: 800nS. Tension d’entrée: [-10,+10]v. Figure.8:Schéma bloc des 4 convertisseurs A/D Non-multiplexés de DS1103

Programmation de la carte DSPACE ControlDesk Automation. L’environnement SIMULINK et MATLAB. Real time Workshop. Le langage « PYTHON Task Automation». Les compilateurs C .

Programmation sur SIMULINK Figure.10:Modèle d’acquisition du signal ECG sous SIMULINK Figure.9:Bibliothèque RTI de composants DSPACE

Acquisition du signal ECG Figure.11:Représentation du Signal ECG recueilli par DSPACE

Partie 3 Réalisation pratique de la chaîne d’amplification de l’ECG

Réalisation de l’étage d’amplification de l’ECG Gain réglable de 1 à 1000 par RG. Impédance d’entrée très grande. Impédance de sortie très faible. Taux de réjection des tensions de mode commun élevé (CMRR). Schéma équivalent d’un amplificateur d’instrumentation a base du circuit d’amplification LM324

Signal ECG bruité

Conclusion Générale L’objectif principal du projet, a savoir l’installation et la mise en œuvre de la carte DSPACE et de son environnement logiciel a été atteint. Nous avons pu l’appliquer a notre domaine du G.B.M pour l’acquisition en temps-réel des signaux physiologiques tel que l’Electrocardiogramme. La puissance et les performances de cette plate-forme,une fois visualisées, permettent de concevoir des systèmes très complexes (ex:télémanipulation, téléchirurgie et télémédecine,...). Le signal issu de l’amplificateur LM324 qu’on a réalisé est un signal trop bruité, notre but de réalisation de cet étage d’amplification est de tester et concrétiser les performances de l’environnement matériel et logiciel de la carte DSPACE en utilisant les différents outils de traitement numérique du signal offerts par les toolbox de MATLAB et SIMULINK mais malheureusement cela fut impossible.

Néanmoins, ces hautes performances de la carte ne dispensent pas d’amplificateurs d’instrumentation biomédicale de bonne qualité pour avoir des signaux exploitables. Tout de même,cette carte d’acquisition est un prototype très puissant et très riche par ses outils de traitement numérique du signal, seulement elle présente certaines difficultés d’utilisation et requière une maîtrise complète de son environnement logiciel. FIN