Electrooculograma El electrooculograma (EOG) es un examen que consiste en colocar pequeños electrodos cerca de los músculos de los ojos para medir el movimiento de éstos. Este examen es utilizado en la polisomnografía. En condiciones habituales existe una diferencia de potencial de aproximadamente de 0,4 a 5 mV entre la córnea y la membrana de Bruch situada en la parte posterior del ojo. El origen de esta diferencia se encuentra en el epitelio pigmentario de la retina y permite considerar la presencia de un dipolo, el cual puede ser representado por un vector cuyo brazo coincide con el eje anteroposterior del globo ocular, donde la córnea corresponde al extremo positivo y la retina al extremo negativo de dicho dipolo. Ahora bien, el potencial producido por este dipolo es susceptible de ser registrado a través de sistemas de registro tanto unipolares como bipolares, mediante la colocación de electrodos en la piel cercana al ojo. Al medir el potencial producido por un dipolo, la magnitud (voltaje) y polaridad del potencial registrado dependerán, en gran medida, de la angulación del dipolo con respecto a los electrodos pertenecientes a dichos sistemas de registro. Movimientos oculares Existen cuatro tipos de movimientos oculares, cada uno controlado por un sistema neural distinto pero que comparten la misma vía final común, las neuronas motoras que llegan a los músculos extraoculares.
Los movimientos sacádicos: movimientos súbitos y enérgicos de tipo espasmódico, ocurren cuando la mirada cambia de un objeto a otro. Colocan nuevos objetos de interés en la fóvea y disminuyen la adaptación en la vía visual, que podría ocurrir si la mirada se fijara en un solo objeto por períodos prolongados. Los movimientos suaves de persecución (de búsqueda): movimientos oculares de seguimiento que se producen cuando se observa un objeto en movimiento. Los movimientos vestibulares (movimientos de ajuste): ocurren como respuesta a estímulos iniciados en los conductos semicirculares, para mantener la fijación visual mientras se mueve la cabeza. Los movimientos de convergencia: aproximan los ejes visuales entre sí cuando se enfoca la atención en objetos cercanos al observador. Aun cuando una persona se fije en un objeto estacionario, sus ojos no están inmóviles, sino que exhiben muy pequeños movimientos involuntarios. Hay tres tipos de movimientos involuntarios: vibración, saltos lentos y golpeteos. Vibración: una serie de pequeñas vibraciones de los ojos entre 30-80 Hz (ciclos/s). Saltos lentos: movimientos involuntarios que resultan en movimiento de saltos de los ojos; estos saltos significan que aunque los objetos estén estacionarios, la imagen salta a través de la fóvea.
Movimientos de golpeteo (microsacádicos): como la imagen salta en el extremo de la fóvea, el tercer mecanismo involuntario causa un reflejo de salto del globo ocular de tal manera que la imagen es proyectada nuevamente hacia la fóvea.
Electromiografía
Electromiografía (EMG) es una técnica para la evaluación y registro de la actividad eléctrica producida por los músculos esqueléticos. El EMG se desarrolla utilizando un instrumento médico llamado electromiógrafo, para producir un registro llamado electromiograma. Un electromiógrafo detecta la energía potencial generada por las células musculares, cuando éstas son activadas neuralmente o eléctricamente, las señales pueden ser analizadas para detectar anormalidades y el nivel de activación o analizar la biomecánica del movimiento de un humano o un animal. Características eléctricas La fuente eléctrica es el potencial de la membrana muscular de más o menos -90 mV., midiendo los rangos potenciales de EMG de menores a mayores rangos entre 50 μV hasta 20 o 30 mV, dependiendo del músculo en observación. El rango típico de repetición de una unidad motora muscular es de alrededor 7–20 Hz dependiendo del tamaño del músculo. El daño a las unidades esperadas puede ser entre rangos de 450 y 780 mV. Electrocardiograma El electrocardiograma (ECG/EKG, del alemán Elektrokardiogramm) es la representación gráfica de la actividad eléctrica del corazón, que se obtiene con un electrocardiógrafo en forma de cinta continua. Es el instrumento principal de la electrofisiología cardíaca y tiene una función relevante en el cribado y diagnóstico de las enfermedades cardiovasculares, alteraciones metabólicas y la predisposición a una muerte súbita cardiaca. También es útil para saber la duración del ciclo cardíaco. El electrocardiograma tiene la ventaja de ser un procedimiento médico con resultados disponibles inmediatamente, no es invasiva y es económica. Electroencefalografía
Punta-onda lenta epiléptico en descargas monitorizadas con EEG.
La electroencefalografía (EEG) es una exploración neurofisiológica que se basa en el registro de la actividad bioeléctrica cerebral en condiciones basales de reposo, en vigilia o sueño, y durante diversas activaciones (habitualmente hiperpnea y estimulación luminosa intermitente) mediante un equipo de electroencefalografia (producto sanitario).
Amplificador de la señal Los amplificadores constituyen un componente muy importante en los sistemas de bioinstrumentación; sus características deben ajustarse a las condiciones impuestas por la señal a amplificar y al entorno físico de aplicación. Un amplificador de instrumentación es un dispositivo creado a partir de amplificadores operacionales. Está diseñado para tener una alta impedancia de entrada y un alto rechazo al modo común (CMRR). Se puede construir a base de componentes discretos o se puede encontrar encapsulado (por ejemplo el INA114) o el AD620. La operación que realiza es la resta de sus dos entradas multiplicada por un factor. Su utilización es común en aparatos que trabajan con señales muy débiles, tales como equipos médicos (por ejemplo, el electrocardiograma), para minimizar el error de medida. Los siguientes son algunos de los procesos en los que se pueden presentar el acondicionamiento de una señal. Convertir las variaciones de una variable física a un tipo de señal adecuado.
Podemos mencionar el caso que hemos realizado al convertir variaciones de resistencia, en variaciones de voltaje, para ello hemos utilizado un puente un simple divisor de voltaje del cual aprovechamos dos características. La conversión de resistencia a voltaje La linealización de la respuesta del termistor Obtención del nivel adecuado de la señal. Como segundo caso podemos considerarla señal de un termopar. Donde el voltaje de salida es de unos cuantos milivolts. Si esta señal se pretende utilizar en ambientes “con ruido eléctrico”, generalmente este ruido tiene una mayor amplitud que la respuesta del propio termopar, así que se debe de amplificar de manera “diferencial” este tipo de señal con el objetivo de reducir los posibles errores al momento de amplificar la señal. Así generalmente la señal se amplifica para pasar de algunos milivolts a otra de volts. En la etapa de amplificación es muy común utilizar amplificadores operacionales o de instrumentación. Eliminación o reducción de ruido. En esta etapa del proceso de acondicionamiento de señal generalmente se utilizan filtros, los cuales se verán más adelante. Manipulación de la señal Un ejemplo clásico de la manipulación de la señal, es convertir una señal no lineal en una función lineal. Como hemos visto algunos de los sensores producen señales que nos son lineales. En estos casos debemos de utilizar circuitos acondicionadores de señal capaces de convertir esta variable en una función lineal o casi lineal de la variable física a medir. A continuación se presenta la etapa de amplificación de la señal, en esta práctica se utilizará el amplificador de instrumentación básico construido en el laboratorio, y un amplificador de instrumentación de circuito integrado. El amplificador de instrumentación básico El amplificador de instrumentación es uno de los circuitos más útiles, precisos y versátiles disponibles en la actualidad. En cada unidad de adquisición de datos se encuentra al menos uno de ellos. Esta hecho de 3 amplificadores operacionales y 7 resistencias como se observa en la siguiente , si se observa a detalle, se puede ver que este amplificador esta basado en un amplificador aislador y un amplificador diferencial básico.
El amplificador diferencial y sus 4 resistencias iguales, forman un amplificador diferencial con ganancia unitaria. En un amplificador de instrumentación una sola resistencia define la ganancia del amplificador de acuerdo a la ecuación:
Donde
y
De aquí se observa que para cambiar la ganancia del amplificador, solo tiene que ajustarse la resistencia R y el voltaje de salida del circuito es proporcional a la diferencia entre los voltajes de entrada. En un amplificador de instrumentación típico se utilizan 3 amplificadores operacionales dispuestos de acuerdo a la Error! Reference source not found. a diferencia del amplificador diferencial que solo utiliza 1 amplificador operacional, este tipo de circuitos cuentan con características muy sobresalientes como: Impedancia de entrada de 300 MΩ La ganancia de voltaje desde la entrada diferencial a la salida de extremo único, se establece con una resistencia. La resistencia de entrada de ambas entradas es muy alta y no cambia al variar la resistencia.
El voltaje de salida Vout no depende del voltaje común a Vin1 y Vin2, solo a su diferencia. Excelente RRMC de más de 100 decibeles El Amplificador de instrumentación AD620 Al implementar un amplificador de instrumentación con componentes discretos, es muy difícil encontrar componentes que sean “del mismo valor” como es el caso de las resistencias, o bien que el voltaje de offset sea muy cercano a cero en el caso de los amplificadores operacionales. El amplificador de instrumentación de circuito integrado es un circuito que esta construido internamente de manera muy similar al circuito de la figura 3.1, sin embargo en la fabricación de este circuito los componentes fueron diseñados para tener solo pequeñas variaciones, las cuales hacen que el circuito funcione de manera adecuada en amplios rangos de ganancia y voltajes de operación. Adicionalmente muchos de los amplificadores de instrumentación durante su producción cuentan con un control de calidad donde se prueban las características de operación de los amplificadores de instrumentación. Un amplificador de alta relación costo/desempeño, es el amplificador AD620 del cual podemos mencionar las siguientes características generales:
La ganancia de voltaje es de 1 a 10,000 La ganancia se coloca utilizando una sola resistencia Opera con voltajes BIPOLARES de +- 2.3 a +- 18 volts Disponible en empaquetado de 8 pines Consumo de 1.3 mA El desempeño en DC es excelente ya que solo tiene un máximo de 50 uV de offset Desvío máximo de 0.6 uV/°C En AC tiene un ancho de banda de 120 Khz. con una ganancia de 100
Dentro de las aplicaciones donde se utiliza se encuentran:
Instrumentación médica Basculas electrónicas Amplificación de transductores Etc.
El diagrama de terminales se presenta a continuación:
El diagrama de terminales corresponde a un INSTRUMENTACIÓN donde la salida esta dada por la ecuación:
-
amplificador
de
Donde: El voltaje de entrada es el voltaje diferencial entre las terminales –IN y +IN La ganancia AV esta dada por la ecuación
Bibliografia http://www.espalda.org/divulgativa/diagnostico/pruebas_neurofisiologicas/pruebas.a sp http://es.wikipedia.org/wiki/Electromiograf%C3%ADa http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/ency/article/003929.htm http://www.fundaciondelcorazon.com/informacion-para-pacientes/metodosdiagnosticos/electrocardiograma.html http://en.wikipedia.org/wiki/Electroencephalography http://kidshealth.org/kid/en_espanol/palabra/word_electroencephalogram_esp.html http://lc.fie.umich.mx/~jfelix/Instr_sep05-feb06/AIB/Instru4.htm http://www.forosdeelectronica.com/f23/ad620-circuito-termocupla-20760/
