.UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN
DISEÑO DE UN ELECTROCARDIOGRAMA
ABSTRACT ABSTRA CT :
Thiss work is a summar Thi summaryy of the work work done in the biomedical laboratory, which presents the des design ign det detail ailss and th thee imp implem lement entati ation on of a syst sy steem for ac acqu quis isit itio ion n an and d pro roccess ssin ing g of electroc elec trocardiog ardiographi raphicc sign signals. als. At this point point,, selec select t some of the most problematic possible that can be found in the works, from the point po int of o f view. Some of thes th esee pr prob oble lems ms hav havee to do wi with th th thee de desi sign gn of electronic circuits with real time restrictions.
En el siguiente in)orme in)orme se daraé a conocer como )ue la captura, el sensado y la visualizacioénn de las variables corpora corp orales les trab trabajad ajadas. as. $e elig eligio ioéé sens sensar ar la acti activida vidad d eleééctrica ele trica del cor corazo azoén, por med medio, io, del E E! ! 0 0,, las senñ ale aless se cap captur turar aron on med median iante te ele electr ctrod odos os que se colocaron en partes espec&éficas del cuerpo para poder obte ob tene nerl rlas as y mo most stra rarl rlas as pr prim imer eram amen ente te en un osciloscopio, para luego visualizarlo en el computador mediante una aplicacio aplicacioéé n.
RESUMEN
2.- MARCO TEORICO 2.1 El electrocar!o"ra#a
Este trabajo es un resumen del trabajo realizado en el lab labor orato atorio rio de bio biome meéédicas, icas, el cua cuall pr prese esenta nta detalles de disenño e implementacioén de un sistema de ad adqu quis isic icio ioéé n y pr proc oces esam amie ient nto o de se sen nñal ales es electroc elect rocardi ardiogr ogra aéfica ficas. s. Junt Junto o con esto se senñ alan algunas de las problema problemaéé ticas maé maé s relevantes que es posible encontrar en trabajos similares, desde el punto punt o de vist vista. a. Algun Algunas as de estas problema problemaéé ticas tienen que ver con disenñ disenñ o de circuito circuitoss electroé electroé nicos con restricciones restricciones de tiempo real.
PALA ALABRA BRASS
El electr electrocar ocardiog diograma rama es un e*amen que detec detecta ta la actividad eleéctrica de nuestro corazoén. %odemos decir que qu e nu nues estr tro o co cora razo zoén es un oé rg rgan ano o mo movi vido do po porr electricidad. ada latido, cada contracc contraccio ioéé n del mué mué sculo cardiaco, cada movimiento de las va vaéé lvulas del corazoé n son com comandad andados os por peque pequen nños impu impulsos lsos ele eleééctricos generados en el propio corazoén 'e*plicareé maés detalles enseguida(. !racias !raci as al E E! ! pod podemo emoss ide identi ntific ficar ar los norm no rmal ales es de tr tran ansm smis isio ioéé n y ge gene nera raci cio oén impul im pulsos sos ele eleééctricos. tricos. /as ano anomal mal&é&éas en la ele el eé c tric trica a ca card rdia iaca ca so son n se sen nñ a les cl clar aras as de problemas con nuestro corazoé corazoé n.
CLAVE CLA VE:
E!, ele E!, electr ctroc ocard ardiog iogra rama, ma, complejo "#$, , instrumentacioén electroénica,
ESTADO DEL ARTE %ese a la continua renovacioén de las tecnolog&éas utiliz uti lizada adass par para a la re reali alizac zacio ioéé n de dia diagn gno oésti stico coss meédicos, el electrocardiograma 'E!(, disponible desde inicios del siglo pasado, auén tiene un papel central en la investigacioén de varias en)ermedades cardiacas.
1.2
padro pad rones nes de es esto toss activ act ivida idad d que qu e +a +ay y
A$%!&!c!'( &e)ale& *!oel+ctr!ca&
El principal objetivo, es conseguir un sistema con muy pocco rui po uido do,, pa parra la ad adq quis isiicioé n de la senñ a l electr ele ctroc ocard ardiog iogra raééfica. /a pr prese esenci ncia a de rui ruido do en el regis re gistro tro de est este e tip tipo o de senñ ale ales, s, es pr pra aécticamen ticamente te inevi in evitab table. le. 1a sea por cau causas sas aje ajenas nas,, o pr prop opias ias del sistema. El conocimiento acerca del ruido, y las causas que lo propician propician,, ayudaraé ayudaraé n al procesado y eliminacioé eliminacioé n de eéste. En primer lugar, citamos el concepto de ruido, que qu e se de defi fine ne co como mo un una a se sen nñal aj ajen ena a a la se sen nñal de estudio, provocando errores en el sistema de medida
El E! es un e*amen complementario importante para la interpretacioén del ritmo cardiaco y para la deteccioén de isquemia del corazoén. El electrocardiograma es tambieén de gran valor en la eval ev alua uaci cio oén de ot otro ross ti tipo poss de an anor orma mali lida dade dess cardiacas, incluyendo incluyendo en)ermedades de las vaé vaé lvulas cardiacas, cardiomi cardiomiopat&é opat&éa, a, peri pericard carditis itis y secue secuelas las cardiacas de la +ipertensioé +ipertensioé n arterial -.
2., S!"(!!cao e %( ECG
!racias al E! podemos identificar los padrones normales nor males de tra transmi nsmisio sioén y gene generac racio ioéé n de esto estoss impulsos eleéctricos. /as anomal&éas en la actividad eleéctrica cardiaca son senñales claras de que +ay problemas con nuestro corazoé corazoé n.
asi todo el mundo sabe coé coé mo es el trazado baé baé sico de un E!. %ero, 2queé significa3
1.- INTRODUCCIÓN
1
.UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN
onsiste en el registro de las variaciones del voltaje del corazoén, captadas por electrodos en la superficie de nuestro cuerpo, en relacioé n con el tiempo. 6ic+as variaciones de voltaje son el resultado de la despolarizacioén y repolarizacioén del mué sculo cardiaco, que producen cambios eleéctricos que alcanzan la superficie del cuerpo. /a senñ al del E! tiene un anc+o de banda entre los 7.7y 087 9z y un margen a la entrada de los electrodos entre 7.8 y m;.
/a )ormacioé n del impulso normal y la contraccioé n auricular daraé lugar a una primera onda, denominada onda %. /a conduccioé n del impulso desde el nodo sinoatrial +asta la red de %ur
/a primera muesca pequenña en la parte superior del trazado de un E! se denomina 4onda %4. /a onda % indica que las aur&éculas 'las dos cavidades superiores del corazoén( son estimuladas en )orma eleéctrica para bombear la sangre +acia los ventr&éculos. /a siguiente parte del trazado es una seccioén corta descendente conectada con una seccioé n alta ascendente. /a misma se denomina 4complejo "#$4. Esta parte indica que los ventr&éculos 'las dos cavidades in)eriores del corazoé n( se estaén estimulado eleéctricamente para bombear la sangre +acia )uera. El siguiente segmento plano corto ascendente se llama 4segmento $54. El segmento $5 indica la cantidad de tiempo que transcurre desde el final de una contraccioé n de los ventr&éculos +asta el comienzo del per&éodo de reposo.
,.- DESARROLLO /o primero que tenemos que +acer es un diagrama de bloques y despueés ir desglosando cada bloque. >n electrocardioé gra)o es un acondicionador de senñ ales y tiene la siguiente estructura general:
/a siguiente curva ascendente se denomina 4onda 54. /a onda 5 indica el per&é odo de recuperacioén de los ventr&éculos 0.
2. /%(c!o(a#!e(to el ec"
6iagrama de bloques del E!
U*!cac!'( e electroo&
2
.UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN
%ara la adquisicioé n analoé gica, se +a procedido del siguiente modo: tomamos la senñ al electrocardiograé fica del usuario a traveé s de los electrodos, y estos a su vez se encuentran conectados al circuito a partir de cable apantallado que permite la eliminacioén de ruidos, los electrodos que se utilizaran seraén de los de tipo superficial por su )acilidad de manejo y econom&éa.
A#l!!caor !(&tr%#e(tal %t!l!0ao. El amplificador de instrumentacioén se compone de tres amplificadores operacionales y tiene la siguiente estructura 8
/a derivacioé n que se utilizara seraé la siguiente: un electrodo ira al antebrazo derec+o, el otro electrodo ira en la parte del antebrazo izquierda y un ué ltimo electrodo que serviraé como re)erencia y va a la altura del tobillo del pie izquierdo. ;er figura.
.- RESULTADOS OBTENIDOS
>bicacioé n de electrodos.
El &!&te#a electr'(!co real!0ao Estaé con)ormado por un amplificador de instrumentacioén y dos filtros para as&é poder obtener solamente las senñ al que deseamos estudiar onsiste en el registro de las variaciones del voltaje del corazoé n , captadas por electrodos en la superficie de nuestro cuerpo, en relacioé n con el tiempo. 6ic+as variaciones de voltaje son el resultado de la despolarizacioén y repolarizacioén del mué sculo cardiaco, que producen cambios eleé ctricos que alcanzan la superficie del cuerpo. /a senñ al del E! tiene un anc+o de banda entre los 7.7- y 087 9z y un margen a la entrada de los electrodos entre 7.8 y m;. 3
.UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN
$e observa que el valor en el osciloscopio real y virtual esta entre ?@8ms y ?7ms a -.@89z apro*. 9aciendo los caélculos equivale a -.7 latidos por minuto consideraéndose al paciente sano debido a que se encuentra en el rango de B7 y -77 latidos por minuto.
Periodo entre dos pulso
Numero de pulsos pos 60s o un minuto
FRECUENCIA
740ms
8!08
!"#
7$%ms
8$!"0
!"7
7$4ms
8$!87
!"8
7"#ms
8!6"
!"6
746ms
80!4$
!"4
740ms
8!08
!"#
7"#ms
8!6"
!"6
7$%ms
8$!"0
!"7
7%ms
8"!44
!"%
7$4ms
8$!87
!"8
PR&'EI&
8!%6$
!"6#
(Hz)
%ara este caso se tomaron -7 muestras resultando un promedio de -.CB0 pulsos por minuto valor aceptable ya que El %l&o (or#al de los adultos sanos oscila entre B7 y -77 latidos por minuto.
/oto& el roecto
3.- CONCLUSIONES
$e +ace imprescindible que los operacionales de entrada que )uncionan como bu))ers tengan un alto D## para disminuir el ruido lo maés posible. uestro circuito )ue capaz de captar senñales del corazoén con un leve ruido que de todas )ormas debe
4
.UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN
eliminarse para ser un instrumento de alta fidelidad. /a visualizacioén de nuestra senñal se muestra menos ruidosa en el osciloscopio virtual de nuestra computadora visualizaéndose con mayor claridad y con maé s precisioé n debido al so)tFare sus valores. /a senñal de E! es muy susceptible y se +ace imprescindible filtrar la senñal lo maé s que se pueda.
El posicionamiento de los electrodos debe ser en un lugar donde no se interfiera el movimiento del cuerpo ya que nuestra senñal E! es muy sensible a estos. 5odo indica que con componentes de instrumentacioén maé s precisos nuestra senñal seraé de alta fidelidad no teniendo nada que envidiar a un instrumento E! de marca
4.- RE/ERENCIAS -FFF.mdsaude.comGesG07-8G-7Gelectrocardio gramaHecg.+tml 0 aptura, $ensado y ;isualizacioén de dos variables: E! y #esistencia de la %iel. @6esarrollo de un sistema de adquisicioé n y tratamiento de senñales electrocardiograéficas H ristian ;idal $ilvaH /eopoldo %avesi Iarriol0 6. uesta. 5esis 6octoral: Estudio de meétodos para procesamiento y agrupacioén de senñales electrocardiograé ficasK, E.%.$. de Alcoi, septiembre 077-. 8E./. 6ove. 5+e Amplifier LperationalK. +ttp:GGFFF.icaen.uioFa.eduGMbme77GlectureNn otesGlecture.+tml. Oioelectrical 6esign, 5+e >niversity o) =oFa, oviembre 077@.
5
