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Publicado el 26 de Marzo del 2020
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Creado hace 11a (10/01/2009)
MICROPROCESADORES

PARA

IMPLANTES

Asignatura: Microprocesadores para Comunicaciones

Candela Losada Cabello

ÍNDICE

Introducción

Aplicación de los microprocesadores en la medicina

Microprocesador de genes
Implante coclear
Ojo artificial (Ojo biónico)
Corazón artificial

La compañía: Atmel

Serie AT91SAM

La familia SAM7X

Descripción del AT91SAM7X

Características del AT91SAM7X Microcontroller

Conclusiones

Referencias

INTRODUCCIÓN

LA APLICACIÓN DE LOS MICROPROCESADORES A LA MEDICINA

El microprocesador, o micro, es un circuito electrónico que actúa como unidad central de proceso
de un ordenador, proporcionando el control de las operaciones de cálculo. Los microprocesadores
también se utilizan en otros sistemas informáticos avanzados, como impresoras, automóviles y
aviones; y para dispositivos médicos, etc. El microprocesador es un tipo de circuito sumamente
integrado. Los circuitos integrados (chips) son circuitos electrónicos complejos integrados por
componentes extremadamente pequeños formados en una única pieza plana de poco espesor de un
material semiconductor.

APLICACIÓN DE LOS MICROPROCESADORES EN LA
MEDICINA

El "microprocesador de genes"

El "microprocesador de genes" realiza pruebas para saber cómo reaccionan las personas a los
fármacos. Incluye el perfil genético de una persona para determinar cómo reaccionará y si se
beneficiará o no de un determinado tratamiento farmacológico. Un microprocesador de genes es una
especie de placa de vidrio del tamaño de la uña del dedo pulgar que contiene secuencias de ADN
que se pueden usar para revisar miles de fragmentos individuales de ADN de ciertos genes. El uso
de los chips para la mejor aplicación de fármacos podría mejorar su valor terapéutico y reducir los
costos de atención de la salud. Se calcula que 25 millones de personas en todo el mundo se
beneficiarán de la prueba previa al tratamiento farmacológico, en un futuro cercano.

Implante coclear

Un implante coclear es un dispositivo implantado quirúrgicamente que ayuda a superar algunos
problemas de audición cuyo origen está en el oído interno, o cóclea. La cóclea está conectada al
nervio auditivo. Su función consiste en recoger las señales eléctricas procedentes de las vibraciones
sonoras y transmitirlas al nervio auditivo, quien a su vez envía esas señales al cerebro, donde son
interpretadas como sonidos reconocibles.

El implante coclear estimula artificialmente el área del oído interno con señales eléctricas y envía
esas señales al nervio auditivo, permitiendo oír al usuario.

Un implante coclear consta de una parte interna, que se implanta en el interior del cráneo, y de una
parte externa que contiene el procesador de sonido y habla. Los distintos componentes del implante
coclear trabajan conjuntamente para captar el sonido, transferirlo al nervio auditivo y enviarlo al
cerebro.

La parte interna de un implante coclear consta de:

• un receptor-estimulador que contiene todos los circuitos electrónicos que controlan el flujo

de impulsos eléctricos que se envían al oído

• una antena que recibe las señales del mundo exterior y del procesador de sonido y habla
• un imán que ayuda a mantener el procesador de sonido y habla en su sitio
• un cable que contiene electrodos que se insertan en la cóclea (la cantidad de electrodos varía

en función del modelo de implante utilizado). Los electrodos funcionan de una forma muy
similar a los cilios y emiten impulsos eléctricos para estimular al nervio auditivo.

El procesador de sonido y habla es un miniordenador que procesa el sonido y lo digitaliza (es decir,
lo transforma en información digital) y luego envía esa información a la parte interna del implante
en forma de señales eléctricas. El procesador de sonido y habla se lleva en el exterior y suele tener
el aspecto de un audífono normal y corriente. No obstante, dependiendo del tipo de procesador de
sonido y habla utilizado, se puede llevar detrás de la oreja como si se tratara de un audífono o unos
auriculares o bien en otra parte del cuerpo, por ejemplo en el cinturón o un bolsillo.

La parte externa del implante coclear consta de



el procesador de sonido y habla propiamente dicho (que puede ser un modelo que se acopla
a la ropa como una radio portátil o un modelo que se engancha a la oreja)

• un micrófono
• un transmisor que envía las señales a la parte interna del implante. El transmisor también

incluye un imán que ayuda al usuario a alinear el procesador con la parte interna.

Para que el implante coclear funcione correctamente, la parte interna y el procesador de sonido y
habla deben estar alineados —esa es la función de los imanes.

Cuando las partes interna y externa no están completamente alineadas, el dispositivo no funciona
correctamente y la persona no puede oír.
Un implante coclear funciona de la siguiente forma:

• El micrófono recoge el sonido.

• El sonido es enviado al procesador de sonido y habla.

• El procesador de sonido y habla analiza el sonido y lo transforma en una señal eléctrica. (La
señal eléctrica contiene información que determina cuánta corriente eléctrica se enviará a los

electrodos.)

• El transmisor envía la señal a la parte interna del implante, donde es decodificada.

• La parte interna del implante determina cuánta corriente eléctrica debe transmitirse a los
electrodos y envía la señal. La cantidad de corriente eléctrica determinará el volumen del
sonido, y la posición de los electrodos, el tono del mismo.

• Las terminaciones nerviosas que hay en el interior de la cóclea (el área donde se encuentran

los cilios) son estimuladas y envían información al cerebro a través del nervio auditivo.

• El cerebro interpreta el sonido y la persona oye.

Ojo artificial (ojo biónico)

Un microprocesador implantado bajo la retina permite a los ciegos percibir de nuevo la luz y
distinguir formas. El implante está constituido por un microprocesador del tamaño de la cabeza de
una aguja que comprende 3.500 fotopilas que convierten la luz en señales eléctricas enviadas al
cerebro por el nervio óptico. Sin embargo, la duración y fiabilidad a largo plazo del método llamado
'Artificial Silicon Retina' todavía se desconoce. Según Papadopoulus, director del Sun (laboratorio
de tecnología), la actual generación de procesadores será sustituida por computadoras basadas en un
chip único; en vez de un microprocesador, un microsistema que contará con tres conexiones (para la
memoria, para la red y para otros microsistemas). Con el paso del tiempo, cada chip no sólo podrá
contener un sistema individual, sino varios sistemas que podrán funcionar de manera independiente,
en una “microrred”.

El nuevo aparato cuenta con dos partes, un microprocesador que se coloca detrás del ojo del
individuo y es enlazado a una cámara de video diminuta que es construida dentro de unos lentes que
los pacientes tendrán que usar.

“La cámara de video, así como lo hacen nuestros ojos, capta las imágenes alrededor y las envía al
microprocesador que tiene el trabajo de traducirlas en señales que el cerebro pueda comprender y
procesar”.

La función principal la tiene el microprocesador y ha sido gracias a la tecnología desarrollada en la
computación que este nuevo prototipo ha sido posible.

Los microprocesadores son como traductores de señales e impulsos eléctricos que cada vez se
aproximan más a entender las señales eléctricas emitidas por las neuronas en el cerebro.

Una vez que la cámara, como hacen los ojos cuando el funcionamiento es ideal, envíe las imágenes
al chip donde se hace el trabajo complejo, el microprocesador traduce estos mensajes y los
convierte en imágenes que las personas ciegas puedan ver.



Corazón artificial

Un corazón artificial es una prótesis que se implanta en el cuerpo para reemplazar al corazón
biológico.

Avances en la microelectrónica, imanes de gran fortaleza y el diseño de sistemas de control hacen
posible un implante de corazón que funciona eléctricamente. La unidad de energía consiste en un
pequeño motor de corriente directa y un traductor de movimiento, y un sistema de control de
microprocesador es usado para regular el índice de bombeo del corazón.

Nuevos avances en el órgano artificial utiliza sensores electrónicos para regular el ritmo cardíaco y
el flujo sanguíneo.

Un nuevo proyecto de corazón artificial que se está realizando en la universidad RWTH de Aachen
(Alemania) utiliza un microprocesador Atmel, el AT91SAM7X. En el cual nos centraremos a
continuación.

LA COMPAÑÍA: ATMEL

Atmel es una compañía de semiconductores, fundada en 1984. Su línea de productos incluye
microcontroladores (incluyendo derivados del 8051, el AT91SAM basados en ARM, y sus
arquitecturas propias AVRy AVR32), dispositivos de radiofrecuencia, memorias EEPROM y Flash,
ASICs, WiMAX, y muchas otras. También tiene capacidad de ofrecer soluciones del tipo system on
chip (SoC).
Atmel sirve a los mercados de la electrónica de consumo, comunicaciones, computadores, redes,
electrónica industrial, equipos médicos, automotriz, aeroespacial y militar. Es una industria líder en
sistemas seguros, especialmente en el mercado de las tarjetas seguras.
Atmel posee cinco fábricas de semiconductores:

• Fab5 en Colorado Springs, USA
• Fab7 e Rousset, Francia
• Fab9 en North Tyneside, Inglaterra
• Una fábrica en Heilbronn, Alemania
• Una fabrica en Grenoble, Francia

Entre sus principales competidores se encuentra STMicroelectronics, Texas Instruments, Freescale,
Analog Devices y Microchip Technology.

SERIE AT91SAM

AT91SAM 32-bit ARM Flash MCUs y Embedded MPUs de Atmel están diseñados para el control
de sistemas, con conectividad cableada o inalámbrica, manejo de interfaz de usuario, baja potencia
y fácil uso. Han recibido profunda aceptación en mercados como seguridad, automatización de
edificios, control industrial, médicina, PC y periféricos, juguetes y accesorios de teléfonos móviles.
Un eco-sist
  • Links de descarga
http://lwp-l.com/pdf17449

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