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    Medida de estrsbasada en ECG y

    MASTER INGENIERABIOMDICA

    2015/2016

    HANNAHEBESTREITESPERANZACAAVATE

    ANNAKUBIAKSANDRASUAREZ

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    1.1 Introduccin

    El estrs son una serie de reacciones del cuerpo cuando este se encuentra

    con situaciones lmite, es la respuesta posible a varias circunstancias. El

    estrs puede ocurrir junto con agresin, una infeccin, una patologa

    orgnica, un sntoma aislado o un problema psiquitrico 1

    Durante los ltimos aos el estrs !a ganado presncia en la sociedad " la

    investigacin. El estrs afecta al !umano en diferentes maneras #$gura 1%.

    &or un lado !a" efectos fsicos, como respiracin corta o dolor de cabe'a.

    (dems in)u"e a la mente, falta de memoria o concentracin son algunas

    de sus consecuencias. &or otro lado las emo!o"#$, es decir, el estado

    anmico cambian, por ejemplo se muestra frustracin, depresin , etc.

    *ambin in)u"e al comportamiento en las relaciones personales, sealestpicas como irritabilidad, desesperacin. +

    Fig.1 http://www.destresssanantonio.com/products/dt/

    En algunos estudios se !an demostrado que !a" relacin entre personas

    estresadas " el riesgo a desarrollar enfermedades cardiovasculares.(s que

    la detecin de estrs tiene gran importancia para atender a la gente de

    manera preventiva.

    -a" diferentes sistemas de medida. &or un lado se pueden usar

    cuestionarios psicolgicos, donde !a" preguntas sobre muc!os sntomas

    1!ttp//salud.ccm.net/faq/0223estres3de$nicion2!ttp//444.destresssanantonio.com/products/dt/

    %*esis de 5ac!elor

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    psicolgicos del pacienteestresado. &or otro lado se puede medir el estrs

    $siolgicamente.

    6na manera es anali'ar sangre, saliva u orina para detectar productos

    $nales de la activacin del adrenal pituitario !ipotalmico #-&(

    -"pot!alamic3&ituitar"3(drenal%, el sistema de estrs del cuerpo !umano.

    6no de los productos $nales que se puede medir es el 7ortisol. 7uando la

    cantidad en la sangre est por encima de un nivel normal, se diagnostica

    estrs.8tra manera de estudiarlo es mediante el anlisis de la variabilidad

    de la frequencia cardiaca #-9: -eart 9ate :ariabilit"%. ;a -9: es la

    capacidad del sistema cardiovascular para adaptar el ritmo cardiaco a las

    situaciones diferentes " las necesidades. inalmente se debe elaborar el tratamiento de la informacin obtenida "

    como monitori'arla efectivamente.

    2. Magnitud a medir

    &ara la medida del estrs !a" varias alternativas. ( continuacin se

    presentan unas opciones con sus caractersticas " condiciones.

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    3(nlisis del 7ortisol

    3E7=

    3&&=

    3EE=

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    2.1 Naturae!a de a Magnitud a medir

    "n#isis de Cortiso

    El cortisol es una !ormona esteroide que se secreta en la corte'a

    suprarrenal, despus de la secrecin de la !ormona corticotropina #(7*-%,

    una !ormona de la !ip$sis en el cerebro.

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    normales son entre A a + g/d; en sangre.;a concentracin slo puede

    tener valores de cero o mas.

    '!ttps//444.nlm.ni!.gov/medlineplus/spanis!/enc"/article/22AF.!t

    m

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    ECG

    El rango de medida para la E7= es de milivoltios.

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    $$G

    En la $gura se encuentra la curva pletismogr$ca de una persona sana.

    7omo en la seal del E7= !a" varios parmetros para la descripcin de la

    curva. ;a onda & identi$ca la presin generada para la salida de la sangre

    del cora'n a la aorta durante la sistole. ;a onda < muestra el cierre de la

    vlvula aorta. ;a onda D re)eja el principio de la diastole de los ventriculos.

    (s que de J a < tiene lugar la contraccin den los ventriculos, de < a K la

    relajacin. 12

    Bormalmente se mide el porcentaje de la lu' transmitida en cuanto a la lu'

    emitida, as que sta puede tener valores entre 2 " 122L.

    >igura ;a curva pletismogr$ca

    EE=

    En la EE= se mide la diferencia de potencial en diferentes partes de la

    cabe'a en microvoltios. El rango de medida es de ? a 122 microvoltios.

    EHisten varias bandas para la medida, que son de$nidos por rangos de

    frequencias de las ondas.11

    2.& Caracter'sticas (in#micas

    (nlisis de 7ortisol

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    E7=

    ;a seal de la diferencia del potencial en el cuerpo es peridica, as que setrata de una seal dinmica #(7%. *iene una anc!ura de banda de 2,2? -' a

    122 -'.

    &&=

    ;a seal de &&= consiste de dos componentes, una componente esttica

    #D7% que presenta el volumen total de la sangre, " una componente

    dinmica #(7%, que indica la parte del pulso de la sangre. Bormalmente la

    componente (7 tiene solo una amplitud de 13+ por ciento de la amplitud de

    la componente (7. 1+

    EE=

    ;a EE= tiene diferentes XbandasW de$nidas por frecuencias de las ondas. ;as

    ondas delta tienen una frecuencia menos de -', las bandas t!eta de 30

    -', las ondas alfa de 0 a 1+ -', las beta de aproHimadamente 132 -' " las

    gamma de 2302 -'. (s que consiste de seales dinmicos. 1

    2.) Condiciones Especia de Medida

    (nlisis de 7ortisol

    &ara el anlisis de cortisol se necesita sangre, saliva u orina para mandarlo

    a un laboratorio o algo similar. ;os instrumentos para obtener una muestra

    tienen que ser estriles. Depende del mtodo de la medida " la prueba si es

    con o sin a"unar. (dems se tiene que tener en cuenta, que la cantidad del

    cortisol depende del tiempo del da.1

    E7=

    &ara la E7= se necesita contacto fsico para aplicar los electrodos al cuerpo.

    Bormalmente se sujetan 1+ electrodos en el cuerpo. :arios electrodos se

    ponen en el pec!o, as que el paciente no puede llevar ropa. Dependiendo

    de la forma del E7= #pueba -olter, E7= en reposo, etc.% la duracin de la

    medida vara.

    &&=

    12&!otoplet!"smograp!", in Nedical Y 5iological Engineering Y7omputing #1FF1% ;.3=. ;indberg, &. (. Zberg1%

    !ttp//444.rfcom.ca/clinic/eegsp.s!tml1&!ttp//444.e!o4enespanol.com/diferencia3eHamenes3colesterol3a"uno3a"uno3infoI1+2A/

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    &ara la &&= casi no !a" restricciones.

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    3.+ensor&.1Eeccin de tipo de sensor&ara la medida de estrs en el paciente se utili'an principalmente la

    informacin que vienen del ritmo de los latidos del cora'n. -a" muc!os

    mtodos que permiten la medicin de la actividad del cora'n. Estosmtodos se basan en los equipos elctricos los cuales consisten en los

    siguientes sensores.

    a% +ensores ,otoectricosO estos sensores reaccionan al cambio de

    intensidad del !a' de lu'.

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    incomodidad del paciente durante la medicin, debido a la falta de montaje

    de los sensores sobre su cuerpo.

    6na medicin incorrecta surge del movimiento del paciente " tambin de las

    interferencias de o+7$ seal#$ procedente$ de la actividad respiratoria

    #movimiento del pec!o%,movimiento muscular,etc.

    Eectrodos de medicin son unos conductores elctricos destinados a

    enviar o recibir los impulsos elctricos del cuerpo de ,!#"+#. -a" varios

    tipos de electrodos de medicin. ;a siguiente $gura muestra ejemplos de

    estos electrodos

    >ig.electrodos de super$cie#(% electrodos internos #5% microelectrodos #7%

    ;os electrodos de super$cie #(% se $jan sobre el cuerpo del paciente.

    Entre ellos se encuentran los siguientes subtipos #>ig.?%3 ;mina metal #i% O $jacin con ad!esivo junto con el uso de

    un gel conductor que reduce la resistencia de la piel,3 lotantes #iii% 3 el electrodo de medida no tiene contacto

    directo con la piel. Entre el electrodo " la piel !a" una

    esponja de gel conductor,

    >leHibles #iv% 3 estan !ec!os de un compuesto de silicona rellenado con

    partculas de carbn.

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    >ig? ;os electrodos de super$cie lmina metal de #i% succin #ii% )otantes

    #iii% " )eHibles #iv%

    &.2-undamentos ,'sicos de transduccin de sensor

    El buen funcionamiento del cuerpo requiere la buena transmisin de la

    informacin tanto entre el organismo " el ambiente as como en el interior

    del cuerpo. [sta informacin se transmite principalmente por impulsos

    elctricos. ;os portadores de cargas elctricas son los iones dispuestos a

    lo largo de la membrana celular. ;a estimulacin elctrica de la

    membrana celular se produce a travs de los siguientes iones

    #principalmente Ba\, Q\,7l3" en el caso de cora'n 7a+\%. El estmulo

    subliminal causa un cambio local del potencial de reposo de la membrana

    celular de negativo #en las clulas nerviosas potencial de reposo es de

    aproH. 3F2 m:% a positivo. Esta fase se llama despolari'acin. Este estmulose eHtiende a lo largo de la membrana celular. ;a fase de despolari'acin en

    el cora'n corresponde con la contraccin de las clulas musculares. (

    continuacin, la membrana de la clula comien'a a volver al estado de

    reposo " despus ocurre la fase de repolari'acin la cual es la fase de

    relajacin del msculo del cora'n. ;a primera onda elctrica del cora'n

    empie'a en la parte superior del cora'n por el ndulo sinoauricular.

    Entonces la estimulacin elctrica producida se trans$ere a travs de las

    $bras musculares. Este proceso se repite cclicamente. Es ejecutado por el

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    sistema de conduccin elctrica del cora'n#el ndulo sinoauricular, el

    nodo atrioventricular, las $bras de &urCinje " el fascculo atrioventricular O

    $gura A%. 7ada unidad genera pulsos de frecuencias diferentes. 7on la

    ma"or frecuencia trabaja el ndulo sinoauricular. ;a frecuencia media de

    latidos de ese nodo en un estado de relajacin del !umano es de 2.F? a 1.+

    -' #A232/minuto%. 7uando un !umano empie'a tener estrs este valor

    crece.

    >igura A ig.%, que son la fuente del campo elctrico.

    >ig. Distribucin esquemtica de cargas a lo largo del potencial de

    membrana en reposo de clulas

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    7ada dipolo tiene momento dipolar elctricop=q l

    Dondeq O el valor de la carga elctricalO vector que conecta las dos cargas cu"o sentido es de la carga

    positiva a la negativa. El mdulo de vector es igual a la longitud entrelas cargas.

    Durante un E7= los electrodos de medicin se montan en el cuerpo del

    paciente a una distancia muc!o ma"or que los dipolos individuales. El

    tamao de la tensin medida entre diferentes pares de puntos de medicin

    depender de la ubicacin de estos puntos en relacin con el centro del

    cora'n " el uno al otro

    >ig.0 ;os electrodos (g/(g7l

    &.*Interaccin Magnitud de Medida+ensor

    ECG

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    6tili'ando los electrodos internos se puede medir el potencial de los rganos

    internos directamente en los rganos. *ales electrodos se introducen en el

    cuerpo del paciente. ;a aguja est !ec!a de metal #5%.Nicroelectrodos estn destinadas para las mediciones de potenciales dentro

    de las clulas. &ara estas mediciones se utili'an la solucin electroltica en laque se sumergen las clulas #7%.Bormalmente en la investigacin sobre E7= se utili'an los electrodos de

    super$cie de cloruro de plata #sensor (g/(g7l%.&ara el diseo de un dispositivo que mida el estrs lo mejor es el uso de

    electrodos de super$cie. Elegimos el mtodo E7= debido al ser el ms fcil

    para la interpretacin de las seales de salida. En EE= obtenemos una gran

    cantidad de seales de salida que son ms difciles de interpretar debido a

    ocurriendo solapada#aliasing%.;os electrodos de medicin que se utili'aran son electrodos c!lorosrebro4e.

    Estn construidos con plata metlica en la forma de una placa cubierto con

    una capa de cloruro de plata #(g7l%, sumergido en una solucin saturada de

    cloruro " de potasio #Q7l%.6tili'ando los electrodos internos se puede medir el potencial de los rganos

    internos directamente en los rganos. *ales electrodos se introducen en el

    cuerpo del paciente. ;a aguja est !ec!a de metal #5%.Nicroelectrodos estn destinadas para las mediciones de potenciales dentro

    de las clulas. &ara estas mediciones se utili'an la solucin electroltica en laque se sumergen las clulas #7%.Bormalmente en la investigacin sobre E7= se utili'an los electrodos de

    super$cie de cloruro de plata #sensor (g/(g7l%.&ara el diseo de un dispositivo que mida el estrs lo mejor es el uso de

    electrodos de super$cie. Elegimos el mtodo E7= debido al ser el ms fcil

    para la interpretacin de las seales de salida. En EE= obtenemos una gran

    cantidad de seales de salida que son ms difciles de interpretar debido a

    ocurriendo solapada#aliasing%.

    ;os electrodos de medicin que se utili'aran son electrodos c!lorosrebro4e.Estn construidos con plata metlica en la forma de una placa cubierto con

    una capa de cloruro de plata #(g7l%, sumergido en una solucin saturada de

    cloruro " de potasio #Q7l%.

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    ;a interfase electrodo3piel puede ser representada por el modelo elctrico

    de la siguiente $gura

    >ig. F Pnterfase electrodo3piel.

    DondeE!c O potencial del electrodo9d O resistencia de la interfase7d O capacidad de la interfase

    9s O resistencia de la solucinDurante la medicin se puede generar el artefacto de movimiento el cual se

    puede presentar en forma de variaciones de gran amplitud " solapamiento

    de diferentes seales biomdicas, especialmente a frecuencias ms bajas.

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    clulas sanguneas que pasan en ese instante o mejor dic!o la saturacin de

    oHgeno. ;a siguiente imagen muestra el modelo de medicin.

    >ig.12 Nodelo para medir la frecuencia cardaca

    5iobliogra$a]1^ presentacin del curso]+^ !ttp//444.datuopinion.com/$bras3de3purCinje]^ !ttp//444.sorimeH.pl/upload/pliCi/ulotCaeleCtrod"pl.pdf

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    ). Instrumentacin de +ensor

    ).1. Etapas de Instrumentacin

    *omada la decisin para la medida del estrs del uso del E7=, la manera de

    registrar esta seal es fundamentalmente mediante electrodos desuper$cie, esta sera la primera etapa, la etapa de captacin de la seal.

    &ara el tratamiento de la seal se !ace vital el uso de ampli$cadores "a que

    la seal caracterstica de E7= tiene valores de m:, como se !a comentado

    en apartados anteriores, por lo que se obtiene una seal bastante

    pequea ,de esta manera la seleccin de un buen ampli$cador determinar

    si eHiste o no un buen acondicionamiento " una buena calidad en la seal

    de salida, adems de ampli$car la seal se deber considerar en todo

    momento la proteccin del paciente, "a que parte del circuito como son loselectrodos tienen contacto directo con el paciente.

    &or lo que se establecen como requisitos principales, un buen

    acondicionamiento, calidad de la seal, mHima seguridad para el paciente

    " bajo coste del dispositivo.

    &ara ma"or claridad en la descripcin se dividir en ? apartados, a

    continuacin se muestra el diagrama de bloques a seguir

    >ig_. Diagrama de bloques del tratamiento de la seal

    E/EC0%O(

    "(I+ICI3N (E("0O+ 4-I/0%"(O"M$/I-IC"CI$%E"M$/I-IC"

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    1. +EN+"(O70%"N+(C0O%E/EC0%O(O+ (E +$E%-ICIE

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    (E%I5"CIONE+ (E $/"NO -%ON0"/

    3DI 9egistra la diferencia de potencial entre el bra'o derec!o

    siendo este el polo negativo " el bra'o i'quierdo, polo positivo.

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    DII8DI9DIII

    >ormula de Eint!oven

    Esta frmula nos indicara si los electrodos estn mal colocados

    "a que en ese caso no se cumplira dic!a frmula matemtica,

    es de gran a"uda para la interpretacin del electrocardiograma.

    >ig_.Ecuaciones derivaciones estandar

    3Derivaciones unipolares entre un electrodo " un punto virtual

    conectado a masa

    (E%I5"CIONE+ NI$O/"%E+7MONO$O/"%E+

    "MEN0"("+

    Estas registran el potencial total respecto a un punto terico

    en el centro del tringulo de Eint!oven llamado Xterminal

    central de JilsonW, de valor cero que une todas las

    eHtremidades a travs de una resistencia " el electrodo que

    une cada derivacin en las mismas.

    Esta disposicin fue ideada por >ranC Jilson, " mejorada por

    =oldberger que aumento la onda en un ?2L.

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    Estas derivaciones unipolares reciben el nombre de a:9, a:;"

    a:>, donde a signi$ca aumentada ampliada.

    >ig?_.Disposicin de derivaciones aumentadas, Xterminal

    central de JilsonW

    a5%; Es el potencial absoluto del bra'o derec!o #rig!t%, siendo

    este el polo positivo, " tomando como referencia bra'o

    i'quierdo junto pierna i'quierda como polo negativo.

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    .

    ig A_.Derivaciones aumentadas unipolares/monopolares

    ;as ecuaciones que gobiernan esta disposicin son las

    siguientes

    ;a disposicin de los electrodos cumple la le" de Qirc!o@

    I%< I/

    3Establecido un punto *7J que une todas las eHtremidades a

    travs de una resistencia de un valor alto ?Q se tiene lo

    siguiente

    ?@AC0 B A%7*

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    >ig _.;ocali'acin del *7J

    Debido a la inclusin de este punto terico aparecen tres

    nuevas derivaciones resultantes de medir el potencial entre

    cada una de las eHtremidades " el *7J

    5% ;@A% B AC0= @ 2A% A/ A-7&

    5/ ;@A/ B AC0= @ 2A/ A% A-7&

    5- ;@A- B AC0= @ 2A- A% A/7&

    Ecuacin de 8ison de as derivaciones respecto a un

    punto terico

    =oldberger observo que se poda aumentar el valor de :9, :;"

    :> s se meda respecto al promedio de los otros dos valores

    involucrados en la medida, por ejemplo si se quera saber el

    valor del potencial total en 9, en lugar de !acerlo respecto a un

    punto central que involucren a todas las eHtremidades se !ace

    respecto a las dems eHtremidades eHclu"endo la que tomo

    como polo positivo o la cual se quiere medir.

    De esta forma aparecieron unas nuevas derivaciones llamadasaumentadas que se rigen por la siguiente ecuacin

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    a5% ;@A% B AC07a5%= @ 2A% A/ A-72

    a5/ ;@A/ B AC07a5/= @ 2A/ A% A-72a5- ;@A- B AC07a5-= @ 2A- A% A/72

    a5i =2725i +iendo i= %:/:-

    Ecuacin de =oldberger de las derivaciones aumentadas

    (nteriormente la tensin era de +/:i, por lo que se puede

    observar el aumento considerable.

    3;a disposicin electrodos para el aumento de las derivaciones

    se observa en la >ig_

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    >ig 0_.Derivacines aumentadas, con$guracin

    *oda esta eHplicacin se !ace necesaria debido a que dependiendo

    de las derivaciones que se tomen o la con$guracin de estas se obtendr

    una seal con mejor calidad o no, as como que se !ar necesario adecuar

    la siguiente etapa de acondicionamiento de la seal en funcin de lo

    eHpuesto anteriormente.

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    2. $%E"M$/I-IC"CI3N--E%

    *ras captar la seal que atravesar los cables de los electrodos,

    se aplica una etapa de bu@er, mediante un ampli$cador en

    con$guracin de seguidor de tensin, el cual tiene una alta

    impedancia de entrada " una mu" baja impedancia de salida.

    Esta con$guracin ser usada para el llamado circuito de la

    pierna derec!a se !ace por seguridad elctrica para aislar al

    paciente de la tierra elctrica del circuito as como para

    eliminar el ruido#rec!a'o al modo comn% que afectara al

    circuito. 6na descripcin ms concreta de esta etapa es la

    siguiente

    E/IMIN"CION (E IN0E%-E%NEIC"+ (E MO(O COMN

    ME(I"N0E CI%CI0O "(ICION"/ (E $IE%N" (E%ECF"

    El electrodo que se conecta a la pierna derec!a facilita un

    camino de baja impedancia entre la entrada del ampli$cador

    diferencial " el paciente.

    ;a funcin principal de este circuito es registrar la seal de

    modo comn en la pierna derec!a, ampli$ca la seal, la

    invierte " realimenta negativamente, lo que $nalmente !ace

    que disminu"a la seal de modo comn a la entrada delampli$cador diferencial.

    Este circuito mejora la seguridad del paciente en el caso de

    aparecer una tensin alta, el ampli$cador de la pierna derec!a

    saturar, adems de que eHiste una resistencia de valor mu"

    alto entre el paciente " tierra, la corriente que pudiera llegar al

    paciente sera mu" pequea, evitando as, que el paciente

    sufra daos.

    &ara este circuito sern usados ampli$cadores operacionalespor tener bajo ruido " baja distorsin.

    &. "M$/I-IC"CI3N"M$/I-IC"(O% (I-E%NECI"/

    9especto a la ganancia del ampli$cador, esta se ajustar para

    obtener un valor menor que la mHima ganancia del

    ampli$cador " evitar que este trabaje en saturacin.

    Bormalmente para la seal que se va a captar de 1m: se

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    buscan ganancias de 1222 para poder obtener a la salida del

    orden de voltios.

    >ig 0_.Derivacines aumentadas, con$guracin

    ). -I/0%"(O-I/0%O+&ara la etapa de $ltrado se tiene que la seal que

    deseamos estudiar en reposo se limita a unas

    frecuencias comprendidas entre 2.2?-' a 122-'.&or lo

    que se incluir al circuito un $ltro activo de 5utter4ort!

    de segundo orden #7uanto ma"or orden respuesta se

    aproHima ms a un $ltro ideal%en con$guracin

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    >ig 0_.5anda de paso para seal de inters

    >ig 0_.>iltro

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    >inalmente la seal de salida del circuito ser llevada a

    un convertidor analgico digital para su procesado "

    visuali'acin en la pantalla de un ordenador, esto ser

    eHplicado ms adelanta "a que aqu $nali'a la parte

    analgica del circuito.

    >inalmente para medir las derivaciones aumentadas, de las

    ecuaciones anteriores se tiene la diferencia entre bra'o derec!o e

    i'quierdo, entre bra'o derec!o " pierna i'quierda, " entre bra'o

    i'quierdo " pierna i'quierda

    DII

    DI

    DII

    C!73!+o 4# ,!#7"4#7#* :TC;

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    &ara la medida de derivaciones bipoares solo se necesitan dos

    electrodos super$ciales, uno en el de bra'o derec!o otro en el

    i'quierdo " el circuito de seguridad " de reduccin de ruido en modo

    comn de la pierna derec!a.

    ).2. $ar#metros $rincipaes de a Instrumentacin

    En este apartado se describen los clculos reali'ados para los distintos

    parmetros deseados del circuito, es decir para anc!o de banda deseado

    para la seal a medir, ganancia del circuito, elementos pasivos " activos

    para la obtencin de dic!os valores.

    7omo requisitos del diseo del circuito se deben $jar en funcin de la norma

    de seguridad bsica " funcionamiento esencial que !an de cumplir los

    equipos electromdicos " sistemas electromdicos siguiendo el estndar

    recogido en la norma NE >>112: donde las caractersticas a la !ora

    de disear un electrocardigrafo son las siguientes

    Pmpedancia de entrada ?N.

    7orriente a travs del paciente 1 (.

    9esistencia del terminal central . N.

    =anancias $jas ?, 12 " +2 mm/m: #equivalentes

    a ganancias de ?22, 1222 " +222.

    9espuesta frecuencial 2.1 -' a +? -' 2.? d5.

    >recuencia superior de corte 122 -'.

    (mplitud de la seal de calibracin 1 m:

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    +EH"/ (E EN0%"(" "/ +EN+O%

    Caracter'sticas tcnicas de sensor @eectrodo "g7"gC

    3Pmpedancia en corriente alterna por debajo de + CJ

    3:oltaje de despla'amiento en corriente directa de 122m:.

    39ecuperacin de sobrecarga de des$brilacin menor de

    122m:, con cambio de potencial residual de polari'acin frente

    a sobrecarga menor de 1m:/s.

    3Pnestabilidad de despla'amiento " ruido interno de ma"or de

    1?2m:.

    En esta parte dependiendo de la con$guracin seleccionada derivaciones

    ampli$cadas o derivaciones bipolares se tienen las ecuaciones comentadas

    anteriormente.

    $%E"M$/I-IC"CI3N--E%7CI%CI0O (E /" $IE%N" (E%ECF"

    >ig_. 7ircuito de la pierna derec!a

    En el modelo de ampli$cador operacional ideal se cumplen los siguientes

    principios

    3=anancia in$nita.

    3Pmpedancia de entrada in$nita.

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    3Pmpedancia de salida cero.

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    >ig. 7ircuito equivalente del ampli$cador de instrumentacin

    -I/0%"(O (E /" +EH"/-I/0%O+ +aen ey

    El rango de frecuencias#o anc!o de banda% en el que se encuentra nuestra

    seal es de 2.2?-' a 122-'. El anc!o de banda es la frecuencia mHima a

    la cual se puede obtener una seal de salida sin distorsin, es decir el rango

    de frecuencias donde se va a encontrar la ma"or potencia de la seal,

    normalmente 12:pp.

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    *ras la etapa de eliminacin de ruidos se puede ampli$car en el mismo $ltro

    la seal de inters variando la resistencia de la realimentacin negativa, "a

    que esta no presenta artefactos que !an sido eliminados.

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    >ijando la frecuencia de corte del $ltro paso alto para que deje pasar todo lo

    que este por encima de este valor de frecuencia en 2.2?-K, " por criterio de

    diseo $jando el valor de los condensadores a 1>, se puede calcular el

    valor de las resistencias se obtiene un valor normali'ado de 10.2Q para

    las dos resistencias del $ltro, se tomara un valor normali'ado#E1+% de

    2C.

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    >ijando de nuevo la capacidad del condensador a 1> se obtiene un valor de

    resistencias de 1.?FC normali'ando se obtiene que el valor de 9 1.AC .

    ;a siguiente etapa a aadir es el $ltrado del ruido de red o ruido ambiente

    de ?2 -' mediante un $ltro rec!a'a banda Botc!

    &ara el correcto funcionamiento del $ltro se seleccionan los siguientes

    valores de condensadores " resistencias

    Cf=2C

    Rf=R

    2

    ;a funcin de transferencia del $ltro es la siguiente

    A(s )=v0(s)

    vi(s)

    = 1+( sCR)2

    1+2 sCR+(sCR)2

    De la frecuencia caracterstica se calculan los valores de 9 " 7 para el $ltro

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    7on la respuesta en frecuencia de la funcin de transferencia del $ltro se

    debe observar un pico angosto en la banda de rec!a'o " no abierto, es decir

    el anc!o de banda del $ltro debe ser pequeo.

    calculando las

    resistencias se obtiene un valor normali'ado de .10C, normali'ando a

    valores comerciales .2 C " por lo tanto el valor de 9 f 1.AC " el valor

    de 7f + >

    COM$ONEN0E+ $"+I5O+ 4 O--+E0

    &ara el diseo de los componentes pasivos se deben seleccionar los que

    tengan mejor tolerancia "a que ellos mismos pueden introducir ruido en el

    sistema, llamado Xruido )iCerW, por lo que el valor de las resistencias deben

    cumplir como mnimo que sean del orden de C.

    Estas sern usadas como limitadoras o para ajustar la ganancia de los

    ampli$cadores.

    En la parte digital se corregir el o@set " la lnea base de la seal.

    ).&. Caracter'sticas de +eJa de +aida

    ;as caractersticas de la onda en la captacin de la misma es su amplitud

    igual a valores de m:, con ruido superpuesto como el ruido de red, ruido

    inductivo " capacitivo, ruido de seales que son captadas al mismo tiempo "

    en 'onas prHimas a la 'ona de captacin de la seal, como las seales

    electromiogr$cas, electroencefalogr$cas, repsiracin, movimiento delpaciente.

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    Debido a que este tipo de ondas que artefactan la seal tienen frecuencias

    que varan respecto a la seal de inters estas se pueden $ltrar

    obtenindose a la salida una seal de inters de una amplitud de voltios,

    clara " relativamente limpia de ruidos e interferencias.