Amplificadores y procesadores de biopotenciales

Son sistemas diseñados con el propósito de realizar el acondicionamiento necesario en el registro de biopotenciales.

Amplificadores y procesadores de biopotenciales

Requerimientos básicos:

Impedancia mínima de entrada: 10 MΩ.

Protección para el paciente. Impedancia de salida baja con

respecto a la impedancia de la carga. Suministrar suficiente potencia al

elemento registrador si es el caso.

Amplificadores y procesadores de biopotenciales

Requerimientos básicos:

Tener un ancho de banda adecuado para la señal a medir.

Alta ganancia (1000 o más). Si la medición es bipolar, emplear

amplificadores diferenciales.

Amplificadores y procesadores de biopotenciales

Requerimientos básicos:

Los amplificadores deben tener una alta CMRR.

Permitir una calibración del instrumento (señal patrón).

Requerimientos adicionales de acuerdo a la señal a medir.

El Electrocardiógrafo

El Electrocardiógrafo

El Electrocardiograma: Registro de la actividad eléctrica del corazón empleado para el diagnóstico.

La resultante es un vector, por tanto es importante la ubicación de los electrodos y la dependencia temporal de las señales.

El Electrocardiograma Modelo de dipolo eléctrico (vector

cardíaco)

dqM

El Electrocardiograma

El dipolo eléctrico en cada instante cambia su magnitud y dirección lo cual produce un cambio en el campo eléctrico.

Los potenciales eléctricos generados aparecen en la superficie del cuerpo y a través de él.

El Electrocardiograma

Diferentes posiciones de los electrodos generan diferentes potenciales, de acuerdo a las líneas de potencial generadas por el campo eléctrico.

Existen posiciones estándar para la ubicación de los electrodos.

Una combinación de electrodos a través de una red resistiva se llama derivación.

Definición vectorial de la derivación

ua1

a2

a1

M

+

cos11

11

aMv

aMv

a

a

90cos21

22

aMv

aMv

a

a

El Electrocardiograma

Se puede realizar una descripción del vector cardíaco tomando al menos el registro de M en dos direcciones particulares.

Para registrar completamente la actividad ECG se toman derivaciones en el plano frontal y transverso del cuerpo.

Planos corporales

Primer ECG

Willem Einthoven en 1901

Derivaciones básicas en el plano frontal

Derivación I: 0° Derivación II: 60° Derivación III: 120°

Triángulo de Einthoven

Por LKV:I-II+III=0

Derivaciones unipolares

R ≥ 5 MΩ

FwLL

RwRA

LwLA

vvv

vvv

vvv

Los voltajes obtenidos disminuyen en amplitud con respecto a las bipolares

Derivaciones aumentadas

Ejercicio de derivaciones

Demostrar que una derivación aumentada es un 50% mayor que una unipolar

Ejercicio de derivaciones

Vra Vla Vll

R R R

0

Vw

T. Wilson

+

-Vra1 Vla1 Vll1

R/2 R R

0

Vw

T. Wilson

-

+

aVr+ -

Ir Ia Il Ir Ia Il

3

)(23

0

0

lllarawrar

lllaraw

wllwlawra

lar

vvvvvv

vvvv

R

vv

R

vv

R

vv

iii

5.1

3

)(22

)(22

)(22

2

lllara

lllara

r

r

lllarar

lllarar

lllaw

wrar

vvv

vvv

v

av

vvvav

vvvav

vvv

vvav

Derivaciones en el plano transversal

Requerimientos específicos para el electrocardiógrafo

Recommendations for standardization and specifications in automated electrocardiography: bandwidth and digital signal processing. A report for health professionals by an ad hoc writing group of the Committee on Electrocardiography and Cardiac Electrophysiology of the Council on Clinical Cardiology, American Heart Association JJ Bailey, AS Berson, A Garson, Jr, LG Horan, PW Macfarlane, DW Mortara and C Circulation 1990;81;730-739

Diagnostic electrocardiography devices. ANSI/AAMI EC11: 1991, 2001, 2007

Norma Técnica Colombiana NTC 60601-1 : equipo electromédico. Parte 1: Requisitos generales para la seguridad.

Tabla 6.1: libro Medical Instrumentation de Webster

Requerimientos específicos para el electrocardiógrafo

Linealidad y distorsión Rangos de entrada Impedancia y corriente de entrada Terminal central Ganancia

Requerimientos específicos para el electrocardiógrafo

Respuesta en frecuencia CMRR Calibración Velocidad del graficador Salida