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Centro de Enseñanza Técnica y Superior
Campus Mexicali
Electroencefalografía (EEG) Propuesta de proyecto
Presenta:
Manuel Muñoz Aguirre 20048
Sonia Guadalupe Velázquez 23379
Ingeniería en Cibernética Electrónica
Introducción a la Ingeniería Biomédica
Mexicali, B.C. a 24 de mayo de 2011
Electroencefalografía
Sonia Velázquez, Manuel Muñoz. Introducción a Ingeniería Biomédica. [2]
ÍNDICE Introducción ......................................................................................................................... 3
1. Sector al que está dirigido ................................................................................ 4
2. Normas ..................................................................................................................... 5
2.1 Seguridad del dispositivo médico ............................................. 5
2.2 Calidad ................................................................................................. 6
2.3 Comercialización .............................................................................. 7
3. Funcionamiento del dispositivo ...................................................................... 9
3.1 ¿Qué es la electroencefalografía? .............................................. 9
3.2 ¿De dónde proviene la fuente de actividad para EEG? ...... 10
3.3 ¿Cómo se concentra la información en el cerebro? ............ 11
3.4 Colocación de electrodos ............................................................. 13
3.5 Tipos de electrodos ......................................................................... 15
3.6 Propuesta de proyecto .................................................................. 16
4. Diagrama de bloques y aspectos técnicos .................................................. 17
4.1 Transducción ..................................................................................... 17
4.2 Ajuste de señal .................................................................................. 17
4.3 Software .............................................................................................. 18
5. Etiquetado ............................................................................................................... 21
6. Disposición del EEG ............................................................................................. 22
7. Perfil del equipo desarrollador ........................................................................ 23
8. Ventajas y desventajas del proyecto ............................................................. 24
Bibliografía ............................................................................................................................ 25
Electroencefalografía
Sonia Velázquez, Manuel Muñoz. Introducción a Ingeniería Biomédica. [3]
INTRODUCCIÓN La electroencefalografía es una técnica importante para realizar estudios que
pueden ayudar a determinar patologías como trastornos del sueño, epilepsia, entre
otros, a través del análisis de los estados de las ondas cerebrales. Los equipos de
electroencefalografía comerciales suelen ser de un costo considerable, por lo que
en este proyecto se plantea una alternativa a la generación de
electroencefalogramas por medio del uso de un ordenador y electrodos comunes,
realizando los montajes de las ondas a través de técnicas computacionales,
específicamente utilizando el Lenguaje G.
Se discute el sector al que está dirigido el proyecto y los requisitos mínimos
para poder hacer uso del mismo, además se mencionan una serie de normas y
regulaciones que son aplicables al funcionamiento, uso y etiquetado del proyecto
propuesto. Después se detallan aspectos técnicos sobre la anatomía del encéfalo,
los cuales son mostrados de manera básica para tener una idea de cómo se realiza
la captura de ondas a través de los electrodos, y así poder pasar a comprender el
funcionamiento del dispositivo.
Posteriormente se aborda un diagrama de bloques en el que se muestran las
partes por las que estaría constituida la propuesta de proyecto, haciendo una
discriminación por etapas y mostrando secciones prototipo de la forma en que se
podría ejecutar el proyecto. Se incluye una porción de código G a manera de
ejemplificación de la forma en la que se podría programar el dispositivo para la
captura y generación de los montajes. Una vez concluido esto, se abordan aspectos
en relación con el etiquetado, ya que es importante dejar claro las intenciones y
uso correcto de este proyecto; además se comenta acerca de la forma en que
podría realizarse la disposición del mismo. También se habla un poco acerca de las
habilidades propuestas que deberían tener los miembros del equipo desarrollador.
Para finalizar, se muestra una tabla comparativa con las ventajas y
desventajas que representaría implementar este proyecto, dando cabida a la
inspección de áreas de mejora. La intención general de este proyecto es poner en
práctica los conocimientos aprendidos a lo largo de la materia de Introducción a la
Ingeniería Biomédica en un dispositivo real y tangible que tenga algún beneficio
sobre aparatos ya existentes.
Electroencefalografía
Sonia Velázquez, Manuel Muñoz. Introducción a Ingeniería Biomédica. [4]
1. SECTOR AL QUE ESTÁ DIRIGIDO El proyecto que se presentará en este trabajo está diseñado para ser
utilizado en consultorios o laboratorios pequeños, siempre y cuando cuenten con
una computadora. Podrá incluso utilizarse en consultas a domicilio.
La computadora deberá tener, como mínimo, los siguientes requisitos:
Solo ciertas personas especializadas podrán hacer uso de éste proyecto, y
los pacientes en los cuales se implementará deberán cumplir con ciertos requisitos.
1.1 ESPECIALISTA
Quien implemente este proyecto deberá poseer conocimientos para poder
interpretar resultados de electroencefalografía o neurología. También deberá tener
conocimientos básicos relacionados al uso de un ordenador.
1.2 PACIENTE
El proyecto está diseñado para utilizarse de preferencia en pacientes mayores de 8
años, por el tipo de electrodos a utilizar.
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2. NORMAS Como todo dispositivo medico, nuestro proyecto debe de cumplir con
ciertas regulaciones, reglas y especificaciones que demuestren su calidad, su buen
funcionamiento, y seguridad (tanto para el especialista operador del dispositivo
como para el paciente a evaluar). Para esto existen diferentes organizaciones
reconocidas a nivel mundial que evalúan los prototipos biomédicos para avalarlos y
permitir su producción y venta. A continuación se hará un análisis sobre los
diferentes estándares y reglas a los que el dispositivo en cuestión deberá apegarse
y cumplir.
2.1 SEGURIDAD DEL DISPOSITIVO MÉDICO
Dentro de los aspectos primordiales que el dispositivo debe cumplir esta el
asegurar la salud y seguridad de quien opere y utilice el dispositivo. Para esto, se
seguirán dos estándares que llevarán a al cumplimiento y comprobación de éste
punto:
ISO 14971:2007
Este estándar (de la International Organization of Standardization (ISO))
provee a los desarrolladores un documento con una estructura, la cual
incluye un análisis de riesgos, evaluación de riesgos y control de riesgos
para la administración de riesgos en el diseño, desarrollo y fabricación de un
dispositivo médico, así como para el monitoreo de seguridad y desempeño
del dispositivo después de ser vendido.
GHTF SG1-N41R9:2005
Principios esenciales de seguridad y desempeño de dispositivos médicos
La Global Harmonization Task Force (grupo conformado por autoridades en
regulación de dispositivos médicos de diferentes naciones) produce éste
documento con la intención de proveer una guía para la regulación de
dispositivos médicos.
Electroencefalografía
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2.2 CALIDAD
Para asegurar la calidad del dispositivo en cuestión, se tomaran como base los
siguientes estándares:
ISO 13485:2003
Éste es un estándar de calidad específico para dispositivos médicos.
FDA - QS (21 CFR parte 820)
Regulación de los sistemas de calidad implementados en el desarrollo del
dispositivo médico creado por la Food and Drug Administration (FDA). De
esta manera, se asegura el cumplimiento de las especificaciones y
requerimientos del dispositivo.
GHTF SG3/N99-10
Sistemas de Gestión de Calidad – Guía de proceso de validación
Estrechamente relacionado con el estándar ISO13485:2003, la GHTF ofrece
una conveniente guía para preparación a los procesos de validación del
sistema de calidad.
GHTF SG3/N15R8/2005
Regularización de los sistemas de gestión de calidad implementados
durante el desarrollo del dispositivo médico.
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2.3 COMERCIALIZACIÓN
En esta etapa se hace una evaluación pre-comercialización, donde se aprueba o no
la venta del dispositivo. Una vez aprobado aprobado, se continúa evaluando el
funcionamiento del dispositivo y en caso de haber algún problema, se registra y se
corrige para las nuevas ediciones del dispositivo.
2.3.1 Pre-comercialización
2.3.1.1 FDA
Analizando nuestra propuesta de proyecto, el dispositivo a desarrollar entra
en la Clase II de la clasificación de la FDA. Es por esto que se requerirá el
cumplimiento de lo siguiente:
o Registro
Registro del producto y de la compañía manufacturera anualmente
ante la FDA.
o GMP (Good Manufacturing Practice) requirements
Anexar al proceso de manufactura y calidad elementos relacionados
con el etiquetado. Es parte de la regulación del sistema de calidad.
2.3.1.2 GHTF
A continuación de listan los documentos a seguir, emitidos por la Global
Harmonization Task Force.
o SG1-N65:2010
Registration of Manufacturers and other Parties and Listing of Medical
Devices
o SG1-N15:2006
Principles of Medical Devices Classification
o SG1-N43:2005
Labelling for Medical Devices
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2.3.1.3 Comisión Federal para la Protección contra Riesgos Sanitarios (COFEPRIS)
Para la comercialización del dispositivo en México, será necesario contar con
un Registro Sanitario, el cual otorga la COFEPRIS (Institución del Gobierno
Federal Mexicano que autoriza la venta de dispositivos médicos).
o Registro Sanitario de Dispositivos Médicos
2.3.2 Post-comercialización
Postmarket Surveillance Studies
Estudios y vigilancia bajo supervisión del Centro para dispositivos y Salud
Radiológica (Center for Devices and Radiological Health - CDRH) de la FDA.
GHTF SG2-N79R11:2009
Medical Devices: Post Market Surveillance: National Competent Authority
Report Exchange Criteria and Report Form
GHTF SG2-N54R8:2006
Medical Devices Post Market Surveillance: Global Guidance for Adverse Event
Reporting for Medical Devices
Electroencefalografía
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3. FUNCIONAMIENTO DEL DISPOSITIVO Antes de comenzar a abordar los aspectos técnicos sobre la propuesta de
proyecto para realizar la electroencefalografía es conveniente familiarizarse con los
conceptos básicos relacionados con esta área de la neurología, por lo que
comenzaremos realizando un pequeño análisis del funcionamiento de esta técnica.
3.1 ¿QUÉ ES LA ELECTROENCEFALOGRAFÍA?
Consiste en el registro de la actividad
eléctrica a lo largo de cuero cabelludo,
realizando mediciones de fluctuaciones del
voltaje que resultan como consecuencia del
flujo de corrientes iónicas en las neuronas.
Más específicamente se enfoca a la
actividad eléctrica espontánea, realizando
pruebas en lapsos de 20 a 40 minutos. Para
efectuar la medición se utiliza una red de
electrodos colocados estratégicamente en
el cuero cabelludo. Con la electroencefalografía es posible detectar patologías
como la epilepsia, o realizar un diagnóstico certero de coma, muerte cerebral y
algunas encefalopatías. A pesar de que la resolución espacial es limitada, la EEG
sigue siendo muy útil para la investigación y el diagnóstico, además de que provee
ciertos detalles en ventanas de tiempo más pequeñas que no pueden ser logradas
con técnicas de imagen por resonancia magnética o tomografía axial
computarizada.
Además, es posible utilizar las ondas de EEG para determinar potenciales
evocados, que son un promedio de señales resultantes como consecuencia de
algún estímulo físico o impulso visual. Esto es ampliamente utilizado aspectos
psicofisiológicos.
EEG Normal
Electroencefalografía
Sonia Velázquez, Manuel Muñoz. Introducción a Ingeniería Biomédica. [10]
3.2 ¿DE DÓNDE PROVIENE LA FUENTE DE ACTIVIDAD PARA LAS MEDICIONES EEG?
En concreto, de las neuronas. Estas células
están polarizadas por proteínas de
transporte que se encargan de impulsar
iones a través de sus membranas. El
intercambio de iones es constante, esto es
para mantener ciertos niveles de potencial y
al mismo tiempo propagar potenciales de
acción. Es necesario entender que para la
formación de una onda los iones de la
misma carga se repelen, y cuando muchos
iones se impulsan fuera de una neurona al mismo tiempo pueden empujar a
neuronas vecinas generando un efecto dominó y creando una onda eléctrica o
conducción por volumen. Eventualmente, esta onda llega hacia el cuero cabelludo y
empuja/jala electrones presentes en el arreglo de electrodos, fenómeno que nos
permite realizar mediciones de voltaje respecto al tiempo, lo que finalmente genera
el EEG.
Es lógico pensar que la señal eléctrica generada por una sola neurona es
difícilmente detectada por métodos convencionales, por lo que es importante
recalcar que los potenciales eléctricos medidos son el resultado de la suma de la
actividad sincronizada de miles de neuronas que tienen la misma orientación. Esto
es posible gracias a que los iones están alineados y crean ondas que pueden
detectarse. Estos fenómenos de sincronización permiten identificar diferentes
frecuencias y patrones de alineamiento que pueden relacionarse directamente con
estados de actividad cerebral: pensamiento intenso, etapas del sueño, movimientos
corporales, etc.
Las señales medidas están en el rango de los microvolts, por lo que
necesitan amplificación. Normalmente existe un potencial de difusión en el flujo de
iones positivos de potasio, lo cual mantiene un equilibrio electroquímico de -75 mV.
Al ocurrir la despolarización celular, se genera un flujo positivo de iones de sodio
que excede el equilibro electroquímico antes mencionado. Esto causa la apertura
de canales en la capa lipídica (la apertura es dependiente de voltaje, el cerrado es
dependiente de tiempo). Todo este proceso resulta en un potencial eléctrico
Flujo eléctrico en una neurona
Electroencefalografía
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medible. Las llamadas células piramidales son las que tienen una
mayor contribución a la generación de las ondas de EEG.
3.3 ¿CÓMO SE CONCENTRA LA INFORMACIÓN EN EL CEREBRO?
Para comprender las posiciones en las que deben colocarse los electrodos en el
cuero cabelludo es indispensable conocer un poco acerca de la anatomía encefálica.
Podemos dividir al encéfalo en tres partes básicas: tallo cerebral, cerebro y cerebelo.
Del tallo cerebral podemos decir que es la estructura que conecta al córtex
cerebral con la médula espinal y el cerebelo. Se encarga de controlar el ritmo
cardiaco y respiratorio, además de participar en varios reflejos motores. En cuanto
al cerebelo, cabe destacar que coordina los movimientos voluntarios y es la
estructura que desempeña el papel de regulación de equilibrio corporal. Aunado a
esto, funciona como una especie de filtro para eliminar movimientos espasmódicos.
Célula piramidal
Electroencefalografía
Sonia Velázquez, Manuel Muñoz. Introducción a Ingeniería Biomédica. [12]
La parte primordial del encéfalo
radica en el cerebro, que es donde se
controlan las funciones conscientes. Se
divide en dos hemisferios donde cada uno
controla el lado opuesto del cuerpo. Se
conoce como córtex a la parte externa de
cada hemisferio, y es donde se obtiene la
información sensorial. La composición de
las capas más profundas es debida a los
axones. Para fines del EEG, la parte
interesa es la corteza cerebral, ya que
posee cerca del 75% de neuronas del cerebro. La corteza es una capa fina de
neuronas que presenta irregularidades físicas conocidas como pliegues. En la figura
es posible observar que existen regiones específicas que se encargan de procesar
diferente tipo de actividad. La representación gráfica de las áreas de procesamiento
de información recibe el nombre de homúnculo, ya que muestra la distribución
espacial en la superficie del córtex en relación a funciones motoras y sensitivas.
Sería incorrecto pensar que toda la corteza cerebral está asociada con áreas
motrices o sensitivas. Existen áreas que no tienen asociación, y hasta ahora se
piensa que sirven como áreas de integración para procesar correctamente las
entradas y salidas neuronales.
Distribución de áreas
Homúnculos sensitivo y motor
Electroencefalografía
Sonia Velázquez, Manuel Muñoz. Introducción a Ingeniería Biomédica. [13]
3.4 COLOCACIÓN DE ELECTRODOS
Los primeros EEG de un solo canal fueron realizados en los años 20’s. Han
ido evolucionando hasta el día de hoy, llegando a ser dispositivos digitales basados
en computadoras. Del cuero cabelludo se conducen los potenciales eléctricos a una
caja de electrodos, donde un selector permite que las señales de EEG pasen por
una etapa de amplificación antes de pasar por una etapa de filtración para regular
la señal de salida. La colocación de electrodos se ha estandarizado por medio de
un sistema internacional llamado sistema diez-veinte que utiliza marcas anatómicas
en el cráneo. Estos sitios son luego subdivididos en intervalos de 10% a 20% y
designan el sitio en el que se colocará un electrodo.
Un mínimo de 21 electrodos es recomendado para un estudio clínico,
aunque los nuevos sistemas de EEG ahora tienen capacidad para un número mayor.
En el caso de los infantes el número de electrodos está en función de la edad y el
tamaño de la cabeza. Existe una designación especial para la nomenclatura de
colocación:
Fp: frontopolar
F: frontal
T: temporal
O: Occipital
C: Central
P: Parietal
Además, se utilizan números en
combinación con las letras para
identificar el lugar de colocación. Los
números impares son para el
hemisferio izquierdo y los números
pares son para el hemisferio derecho. La designación “z” refleja colocación en la
línea media.
Las impedancias de los electrodos deben mantenerse entre 100 y 5000
ohms. Existe otro sistema de colocación más nuevo llamado diez-diez que
mantiene una relación más estrecha de separación (del 10%), y puede usarse en
combinación con el sistema diez-veinte.
Colocación en diez-veinte
Electroencefalografía
Sonia Velázquez, Manuel Muñoz. Introducción a Ingeniería Biomédica. [14]
Orientación de onda
Un compuesto utilizado para asegurar los electrodos al cuero cabelludo
durante procesos largos de monitoreo es el colodión. También existen electrodos
subcutáneos que se utilizan cuando otras técnicas no son viables, tal es el caso del
uso en un quirófano o unidad de cuidado intensivo.
Otros electrodos que pueden agregarse son aquellos designados para
electrocardiogramas, electromiogramas, monitores de movimiento ocular, etc.
Inclusive también pueden agregarse monitores respiratorios si el médico así lo
considera necesario.
El mapa eléctrico que se
obtiene del arreglo espacial de
los electrodos es el montaje.
Varios montajes se utilizan
durante una sesión normal de
EEG (de 20 a 30 minutos). Un EEG
rutinario debería incluir al menos
un montaje utilizando un montaje
de referencia, un montaje
longitudinal bipolar y un montaje
bipolar transverso. Un montaje de
referencia utiliza un electrodo
activo como el sitio de captura de
información inicial y un electrodo
neutral para mostrar el voltaje
absoluto a través de una medición de amplitud que está en relación con el área de
máxima electronegatividad. Los montajes bipolares comparan sitios de electrodos
activos que están adyacentes y muestran sitios de máxima electronegatividad o
positividad a través inversiones de fase.
Por convención, cuando la
diferencia de voltaje entre el electrodo 1
y el electrodo 2 es negativa, la deflexión
de la onda es hacia arriba. Las
grabaciones se realizan generalmente
con una visualización de 30 mm/sec utilizando filtros que van desde 1 hasta 70 Hz.
Montaje bipolar (A) y de referencia (B)
Electroencefalografía
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Electrodos en casco de malla
3.5 TIPOS DE ELECTRODOS
Para la realización del EEG se utilizan principalmente tres tipos de electrodos:
Superficiales: Colocados directamente
sobre el cuero cabelludo.
Basales: En la base del cráneo, no es
necesario un procedimiento quirúrgico.
Quirúrgicos: Es necesaria una cirugía para
aplicarlos, pueden ser intracerebrales,
durales o corticales.
Otra división existente en cuanto a los tipos
superficiales es:
Adheridos: Los electrodos son discos hechos de metal, aproximadamente de
5 mm de diámetro. Para su colocación se utiliza gel conductor y se utiliza
colodión como aislante. Generan una resistencia de contacto muy baja con
valores cercanos a los 1 o 2 kOhms.
Contacto: Son tubos pequeños de plata enroscados a soportes de plástico.
En un extremo contienen una almohadilla que se empapa de solución
conductora y son sujetados al cráneo con bandas elásticas. Se utilizan
caimanes para colocarlos. Es un método que resulta incómodo para el
paciente.
En casco de malla: Es la tecnología más
nueva y más cómoda. Consiste en un casco
elástico que es sujetado con cintas. Son más
precisos y resistentes a los artefactos (ruido).
Para obtener el mayor provecho, es necesario
que el EEG sea realizado por una persona con
experiencia.
De aguja: Deben pasar por un riguroso proceso de esterilización, se utilizan
generalmente sólo en recién nacidos.
Red de electrodos
Electroencefalografía
Sonia Velázquez, Manuel Muñoz. Introducción a Ingeniería Biomédica. [16]
3.6 PROPUESTA DE PROYECTO
La propuesta consiste en un método para efectuar un EEG de una
manera económica utilizando una tarjeta de captura de datos y el
software LabVIEW de National Instruments, usando el lenguaje G
para el desarrollo de una aplicación que realice filtraciones y
análisis por medio de software. La colocación de los electrodos
será con base en el sistema diez-veinte, y sería compatible con los
electrodos de adhesión, contacto y casco de malla principalmente. La ventaja
principal de esta propuesta es que la aplicación de captura puede empaquetarse
para ser ejecutada en cualquier ordenador, y no es necesaria una capacidad
computacional muy grande para poder realizar las mediciones, por lo que
representa una alternativa excelente para efectuar este tipo de estudios en lugares
de bajos recursos donde no es posible acceder a tecnología más elaborada debido
a limitaciones de costo. En la siguiente sección se abordarán con detalle los
aspectos técnicos de la propuesta.
Electroencefalografía
Sonia Velázquez, Manuel Muñoz. Introducción a Ingeniería Biomédica. [17]
4. DIAGRAMA DE BLOQUES Y ASPECTOS TÉCNICOS La estructura general del proyecto se define de la siguiente manera:
4.1 TRANSDUCCIÓN
Como se mencionó en la sección anterior, es necesario un arreglo de electrodos
como medio de transducción para permitir la conducción de la señal desde el
cuero cabelludo del paciente hasta el dispositivo de adquisición de datos. El orden
de viabilidad de tipos de electrodos para la implementación de este proyecto es:
Contacto > Casco de malla > Adheribles. Trabajar con electrodos de aguja
resultaría bastante complicado por la necesidad de un médico especializado que
los coloque. Con los otros tres tipos de electrodos, es cuestión de colocarlos con
base en el sistema diez-veinte y el programa en LabVIEW se encargará de realizar el
EEG, incluso puede ser configurado para mostrar patologías comunes en función
de patrones de onda. Dependiendo del tipo de electrodo utilizado, el gel
conductor puede ser un elemento necesario.
4.2 AJUSTE DE SEÑAL
A pesar de que la señal final puede ser amplificada y ajustada por medio de
software, resulta conveniente amplificarla y filtrarla por medios físicos, y después
repetir el proceso a través de software. Esto nos garantiza una señal más fidedigna,
permitiéndonos una lectura más precisa. Dispositivos como amplificadores
operacionales y diodos de protección pueden resultar útiles para la configuración
de esta parte.
Etapa de amplificación
Etapa de filtración
Arreglo de electrodos
Gel conductor
Transducción
Ajuste de señal Adquisición de datos
Corrección de onda
Discriminación de datos
Generación EEG
Software
Electroencefalografía
Sonia Velázquez, Manuel Muñoz. Introducción a Ingeniería Biomédica. [18]
El esquema típico de amplificador
de instrumentación es una opción para
realizar este proceso. Al considerar un
cortocircuito entre ambas entradas
(inversora y no inversora), podemos
definir el flujo de corriente como:
Por las propiedades de los op-amps, la corriente que circula a través de las
resistencias R1 será la misma, así que la tensión en la rama Rg – R1 – R1 está dada
por:
Lo cual se puede simplificar a:
La parte restante del circuito corresponde a ajustes relacionados con la ganancia.
Existen componentes como el INA114 que contienen este circuito encapsulado, por
lo que su uso podría contribuir a la reducción de errores.
4.3 SOFTWARE
Una vez que se tengan las señales amplificadas, el primer paso
es vincularlas con alguna tarjeta de adquisición de datos. Los
dispositivos NI DAQ, NI Legacy DAQ o CompactRIO pueden
servir para realizar esta tarea. Es conveniente analizar qué
tarjeta utilizar, dependiendo del grado de complejidad al que
se desee llevar la propuesta. Factores como el precio y el número de señales
analógicas que se pueden manejar son fundamentales.
Electroencefalografía
Sonia Velázquez, Manuel Muñoz. Introducción a Ingeniería Biomédica. [19]
Panel principal
Ya que se decidió que tarjeta utilizar es necesario implementar el código del
programa. Hay varios aspectos a contemplar. Una etapa de corrección y filtración
de onda puede resultar conveniente, de la misma forma aplicar transformaciones a
la onda es una posibilidad dependiendo del tipo de montaje que se quiera realizar.
Una propuesta de código y diseño de apariencia es la siguiente:
La ventana principal de interacción, denominada panel principal muestra los
elementos de interés del EEG. En este diseño de prototipo se generan señales
aleatorias de prueba (proceso de adquisición simulado) y se muestra cada una por
separado. Es posible ajustar el número de muestreos en relación a la frecuencia en
Hz. En la parte derecha se pueden observar los nombres de los 19 electrodos
utilizados. Idealmente se buscaría que el panel principal pudiera ser más interactivo,
mostrando la posibilidad de generar varios tipos de montajes con la sumatoria de
todas las ondas, además de la opción de analizar cada onda por separado,
contraponer ondas, entre otras características más específicas.
Electroencefalografía
Sonia Velázquez, Manuel Muñoz. Introducción a Ingeniería Biomédica. [20]
Unión de datos Este es un ejemplo de la sumatoria de ondas
(generado aleatoriamente, no representa datos de EEG). La
intención es mostrar que utilizar una gama de colores
pudiera ser una opción para ayudar a la identificación de
ondas. En cuanto al código, de manera conceptual se
pueden definir las siguientes partes:
En el primer recuadro se buscaría la adquisición de la señal. Sería necesario definir
el dispositivo del cual se van a adquirir los datos y qué canales se van a utilizar,
además de configurar la opción de ajustar la frecuencia de muestreo. En el
recuadro de en medio se hace la transformación de onda respecto al tiempo, esta
parte es la que se presta para realizar modificaciones (o transformadas) a la onda.
Además, en esta parte es donde se pudieran definir condiciones que ayudaran a
encender valores booleanos que permitieran indicar la identificación de patologías.
En la parte final se trabajaría en lo que es la visualización de los datos en el panel
principal. Sería necesario trabajar con subprogramas para lograr código ordenado.
Electroencefalografía
Sonia Velázquez, Manuel Muñoz. Introducción a Ingeniería Biomédica. [21]
5. ETIQUETADO Como en todo dispositivo, el etiquetado del dispositivo es importante, pues es la
presentación principal del producto. En la etiqueta se muestra información de la
compañía manufacturera, contenidos del producto, algunas indicaciones y
condiciones de uso, país de origen, entre otros datos.
A continuación se muestran las etiquetas para el CD y el empaque que
contiene al producto final. Éstas fueron realizadas siguiendo los requerimientos de
etiquetado de la FDA y de la GHTF, los cuales son similares.
Electroencefalografía
Sonia Velázquez, Manuel Muñoz. Introducción a Ingeniería Biomédica. [22]
6. DISPOSICIÓN DEL EEG Una ventaja del proyecto planteado es la forma de disposición: la expectativa de
vida del mismo es alta, dependiendo del tipo de electrodos que se utilicen. Si se
usan electrodos adheribles, éstos se pueden ser desechables, es decir, 19 – 21
electrodos por uso (dependiendo de la complejidad). Lo ideal sería utilizar el casco
de malla, ya que puede reutilizarse muchas veces y se evita la generación de basura
con los electrodos desechables.
En cuanto a los componentes electrónicos, lo que
se utiliza es computadora y la tarjeta de adquisición de
datos, por lo que al momento en que se decida disponer
del EEG, pueden recuperarse estas partes para utilizarse de
alguna otra forma. En pocas palabras, la funcionalidad del
EEG está en relación directa al tiempo de vida útil de la
computadora y de la tarjeta de adquisición de datos. Una
vez que la computadora o la tarjeta de adquisición de
datos dejen de funcionar, pueden llevarse a algún centro de reciclaje para que se le
dé la mejor disposición. De esta forma se observa la viabilidad del proyecto en
comparación con los equipos dedicados de electroencefalografía que resultan ser
más caros y el encapsulado de los componentes llega a un nivel en el que es
bastante complicado recuperar alguno de ellos para su uso posterior en alguna
otra aplicación. La generación de basura como consecuencia de los resultados del
EEG está en función de lo que requiera el médico: se pueden almacenar los datos
del EEG en archivos digitales o en forma de imagen digital, mientras que también
pueden imprimirse en papel convencional. No es necesario utilizar un tipo especial
de papel para la impresión ya que no hay presión por imprimir en tiempo real.
Cabe mencionar que debido a que el procesamiento de la información es
por medio de software, la posibilidad de actualizar el código es bastante latente,
permitiendo mejoras en los algoritmos e incluso se pueden añadir nuevos patrones
o condiciones para detectar patologías emergentes o no documentadas con
anterioridad.
Electroencefalografía
Sonia Velázquez, Manuel Muñoz. Introducción a Ingeniería Biomédica. [23]
7. PERFIL DEL EQUIPO DESARROLLADOR Dado el proceso de elaboración, el cual fue descrito y detallado en los capítulos
anteriores, los integrantes del equipo desarrollador del dispositivo deberán:
Estar familiarizados con el programa LabVIEW y tener experiencia en
programación con el mismo.
Tener experiencia con lenguajes de programación orientados a objetos.
Habilidad para generar diseños.
Capacidad de trabajo en equipo.
Poseer conocimientos en electrónica digital.
Poseer conocimientos en electrónica analógica.
Poseer conocimientos básicos sobre anatomía y fisiología del Sistema
Nervioso Central.
Ser responsables.
Conocimiento acerca de las cláusulas y normatividad de los diferentes
organismos reguladores.
Habilidad para generar documentación.
Trabajar con limpieza y orden.
Electroencefalografía
Sonia Velázquez, Manuel Muñoz. Introducción a Ingeniería Biomédica. [24]
8. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL PROYECTO A continuación se presenta una tabla con las ventajas y desventajas que se pueden
discernir en estos momentos sobre la implementación de este proyecto, bajo una
perspectiva neutral y en relación a un EEG comercial:
Tabla: relación de ventajas y desventajas
Ventajas del proyecto Desventajas del proyecto
Es mucho más barato de implementar. Sería necesario ajustar el algoritmo para
utilizar los electrodos de aguja.
Utiliza una menor cantidad de
componentes porque la captura se
realiza con una tarjeta de adquisición.
Puede prestarse a una menor precisión
si el diseño no está elaborado
correctamente.
La disposición del dispositivo es más
ecológica.
Errores en el código pueden prestarse a
una malinterpretación de la señal.
El código del programa puede
actualizarse con frecuencia para incluir
mejoras o nuevas patologías.
No genera basura como consecuencia
de la impresión de papel, los resultados
se almacenan en forma digital.
Pueden programarse condiciones para
que el programa detecte patologías de
forma automática.
La funcionalidad está ligada a la tarjeta
de adquisición de datos y el ordenador.
Es más fácil de transportar.
Como se puede observar, el proyecto presenta una gran serie de ventajas en
relación a su contraparte comercial, recalcando el hecho más importante: su bajo
costo permite que esta tecnología pueda ser factible para personas de bajos
recursos y que necesiten estudios de electroencefalografía como un primer paso
para el diagnóstico de enfermedades como la epilepsia, entre otras.
Electroencefalografía
Sonia Velázquez, Manuel Muñoz. Introducción a Ingeniería Biomédica. [25]
9. BIBLIOGRAFÍA Agencia Valenciana de Salud. (s.f.). Electroencefalograma. Recuperado el 15 de mayo de 2011 de:
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