Implementation of real time autocorrelation method employing the DS87C550 microcontroller

 

A. Jiménez-Cañas, C. Fernández-Castellanos, V. Castro-Castillo, A. Ruiz-Toledo & A. Sotomayor-Ortega.

 

Instituto de Cibernética, Matemática y Física (ICIMAF) Calle D # 551 /C y D, Vedado, cp. 10400 Habana, Cuba. Tel: 832 0771, Fax: 833 3373 antonio@icmf.inf.cu

 

Received: December 15^th 2004.
Accepted: February 25^th 2005.

 

Abstract

In this work, the implementation of Real Time Autocorrelation method proposed by Takeuchi and Hogaki, is exposed. The purpose is to obtain the frequency of the fetal cardiac beats, originated from a Fetal Detector, using a wide-benefits DS87C550 microcontroller. The value of frequency is showed in a LCD. The autocorrelation algorithm was simulated in a PC to know its dynamic behavior from selected signals. A criterion to carry out the recognition and the selection of the first conformed crest, was obtained. By means of this criterion, the period of the processed signal is determined. Consequently, an optimized and original algorithm was created and implemented in the microcontroller, where the value of the fetal cardiac frequency (given in pulses per minute, ppm.) is obtained each 1.2 sec. In that time, two calculated values of frequency are averaged.

Keywords: Real Time Autocorrelation, Fetal Detector, Doppler.

 

Resumen

En este trabajo se expone la implementación del método de la Autocorrelación en Tiempo Real de Takeuchi y Hogaki, empleando el microcontrolador DS87C550 de amplias prestaciones, con el objetivo de obtener el valor de la frecuencia de los latidos cardíacos fetales y mostrarlos en un visualizador LCD, a partir de la señal Doppler proveniente de un Detector Fetal. Se simuló el algoritmo de autocorrelación en una PC para conocer su comportamiento dinámico, a partir de diferentes señales de entrada, obteniéndose finalmente un criterio para llevar a cabo el reconocimiento y la selección de la primera cresta conformada, mediante la cual se determina el valor del período de la señal procesada. Consecuentemente, se creó un algoritmo original optimizado, implementado en el microcontrolador, mediante el cual se obtiene el valor de la frecuencia cardíaco fetal en pulsos por minuto (ppm). Cada 1,2 seg., como resultado de la promediación de dos valores de frecuencia calculados durante ese intervalo de tiempo.

 

DESCARGAR ARTÍCULO EN FORMATO PDF

 

References

[1] Botella, J. & Clavero, J. "Tratado de Ginecología", tomo 1, Editorial Científico Técnica, 1983.         [ Links ]

[2] Takeuchi Y. "U.S. patent 3991365 (9 Nov. 1976)".

[3] Takeuchi, Y. & Hogaki, M. "An Adaptive Correlation Ratemer: A New Method for Doppler Fetal Rate Measurements", Ultrasonics, may 1978.         [ Links ]

[4] Proakis J.G. & Manolakis D.G., "Digital Signal Processing: Principles, Algorithms and Application", Mac Milland Publishing Co., New York 1992.         [ Links ]

[5] Fano, R. "Short-Time Autocorrelation Function and Power Spectra", J.A.S.A. Vol. 22, No. 5, september 1950.         [ Links ]

[6] Dallas-Maxim Semiconductors, "High Speed Microcontroller User's Guide", Maxim Integrated Products, 2004.         [ Links ]