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Ensayo #3: Lectura de Señales ECG.Christian Alvarez, calvarezpu@est.ups.edu.ec

Miguel Cajas, mcajasf@est.ups.edu.ec.Christian Uriguen, curigue@est.ups.edu.ec

Fernando Urgiles, furgiles@ups.edu.ecUniversidad Politécnica Salesiana

Sede CuencaElectiva I

Resumen—En el presente documento se da a conocer elprincipio de funcionamiento y de conexión del equipo BiopacMP45 el cual tiene como finalidad la adquisición de la señalECG para la posterior identificación de las ondas que componenun latido cardíaco típico.

Index Terms—ECG, señal.

I. OBJETIVO GENERAL

•Adquirir la señal ECG mediante el equipo Biopac MP45,para observar la variación de los segmentos que conforman unECG.

II. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Realizar la conexión del equipo Biopac MP45.Configuración del equipo para la adquisición de señalECG mediante el Biopac MP45.

III. MARCO TEÓRICO.

III-A. Electrocardiograma:

El electrocardiograma es un método de utilidad de diagnós-tico basado en el registro de la actividad eléctrica cardíaca,donde el electrocardiograma es una representación gráficade la actividad eléctrica del corazón y del ritmo cardíaco,el electrocardiograma es utilizado para determinar posiblesalteraciones cardíacas[1].

Figura 1. Componentes de la señal ECG.[2]

III-B. Componentes del ECG:

Los eventos eléctricos del corazón (ECG) se suelen registrarcomo un patrón de una línea de base (línea isoeléctrica), rotopor una onda P, complejo QRS y una onda T. Además delos componentes de la onda del ECG, existen intervalos ysegmentos Véase en la Figura 2[2].

La línea isoeléctrica es un punto de partida de la actividadeléctrica de las des polarizaciones y re polarización delos ciclos cardiacos e indica los períodos en que loselectrodos de ECG no detectan la actividad eléctrica[2].Un intervalo es una medición de tiempo que incluye lasondas y / o complejos[2].Un segmento es una medición de tiempo que no incluyelas ondas y / o complejos[2].

III-C. Representación de los componentes de la señal ECG.

Onda P:Representa la des polarización de las aurículasderecha e izquierda, comienza y termina en la líneaisoeléctrica (línea de base), normalmente en posiciónvertical en derivaciones de las extremidades estándar,tiene un tiempo de duración de 0.07 – 0.18 seg con unaamplitud < 0.25 mV[2].Onda QRS:Representa la des polarización de los ven-trículos derecho e izquierdo, la re polarización auriculares también parte de este segmento, pero la señal eléctricapara la re polarización de la aurícula está enmascaradopor el mayor complejo QRS, esta señal comienza ytermina en la línea isoeléctrica (línea de base) desde elcomienzo de la onda Q hasta el final de la onda S, tieneun tiempo de duración de 0.06 – 0.12seg y una amplitudde 0.10 – 1.50 mV[2].Onda T:Representa la re polarización de los ventrículosderecho e izquierdo, comenzando y terminando en lalínea isoeléctrica (línea de base), tiene un tiempo deduración de 0.10 – 0.25seg y una amplitud < 0.5mV[2].Intervalos PR:Representa la des polarización auricular ala aparición de la des polarización ventricular, inicia des-de la componente P y termina donde inicia la componenteQRS tiene un tiempo de duración de 0.12-0.20seg[2].Intervalos QT:Representa el tiempo desde el inicio dela des polarización ventricular hasta el final de la repolarización ventricular. Representa el período refractario

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de los ventrículos. teniendo un tiempo de duración de0.32-0.36 seg[2].Intervalos RR:Representa el tiempo entre dos des po-larizaciones ventriculares sucesivas, desde el pico de laonda R a pico de éxito de la onda R teniendo un tiempode duración de 0.80 seg[2].Segmentos PR:representa el tiempo de conducción delimpulso desde el nodo AV para el miocardio ventricular,el tiempo de duración es de 0.02 – 0.10 seg[2].Segmentos ST:Representa el período de tiempo querepresenta la primera parte de la re polarización ven-tricular durante el cual los ventrículos son más o menosuniformemente estimulados, el tiempo de duración es <0.20 seg[2].Segmentos PT:Representa el tiempo desde el final dela re polarización ventricular a la aparición de la despolarización auricular, tiene un periodo de duración 0.0– 0.40 seg[2].

III-D. Problemas en la captación de señales:El principal problema de la captación de las señales bio-

eléctricas proviene de los valores de amplitud y frecuenciade las mismas, estas amplitudes son pequeñas y a menudose encuentran contaminadas de ruido que incluso puede sersuperior al valor de la propia señal. A partir de estas señalesse establecen las características del equipo de medida y lasrelacionadas con el ancho de banda de la señal de entrada[3].

III-E. Características generales de las señales bioeléctricasSus magnitudes varían con el tiempo, incluso cuando todos

los factores que las originan están controlados, los valores dela misma medida pueden variar enormemente entre diferentesindividuos aunque estos estén sanos y las condiciones demedición sean la misma, esto quiere decir que los valorespueden ser muy diferentes para diferentes personas aunquesean valores normales en ellos[3].

III-F. Fuentes de ruido e interferencia en un bioamplificadorLas interferencias externas son todas aquellas que tienen

su origen fuera del equipo amplificador, su principal fuentede interferencia externa es la red de distribución de energíaeléctrica que provoca una señal de interferencia de 60 Hz[3].

III-G. Potencial de contacto electrodo-pielAl colocar un electrodo en contacto con la piel se produce

una distribución de cargas entre la interfaz electrodo-electrolitoque da lugar a la aparición de un potencial. Si el electrodo semueve respecto del electrólito se produce una alteración en ladistribución de la carga que provocará una variación transitoriadel potencial[3].

III-H. Interferencias capacitivasSon debidas al acoplo capacitivo que existe entre los dife-

rentes elementos del sistema de medida y la red de suministroeléctrico, estas provocan la aparición sistemática de una señalde 60 Hz en los registros bioeléctricos. Es importante tomar encuenta la diferencia entre el acoplo capacitivo con el pacientey el acoplo capacitivo con los conductores y el equipo[3].

III-I. Interferencias inductivas

Este tipo de interferencias son causadas normalmente porla red eléctrica, ya que por ella circulan corrientes variablesde 60 Hz que provocan la aparición de campos magnéticosvariables con el tiempo[3].

III-J. Interferencias provocadas por otros sistemas fisiológi-cos

La interacción entre los diferentes sistemas fisiológicos delos seres vivos se traduce en la aparición de interferenciassobre la señal que se desea medir, una de las interaccionesmás estudiadas es la variación de las señales del sistemacardiovascular por la acción del sistema respiratorio, la cualprovoca cambios de amplitud y de forma en los registros delECG, así como una variación del ritmo cardíaco[3].

IV. MATERIALES:

Cables de electrodo Biopac (SS2L).Electrodos Superficiales de contacto.Computador con el software Biopac BSL 4.0 MP45.Biopac Student Lab 3.7.1.

V. ADQUISICIÓN DE LA SEÑAL ECG.

Para la adquisición de la señal ECG se debe de tener enconsideración que al momento de realizar la calibración delSistema de medición se debe de tener un tiempo de esperaaproximado de 20 seg para la calibración del instrumento demedición, además hay que tener en cuenta que los puntos demedición deben de estar libres de impurezas, hay que teneren consideración la correcta conexión de cada uno de loselectrodos ya que al realizar una conexión en los puntos demedición la señal a obtener sea correcta ya que puede darcomo resultado una señal incorrecta respecto al ECG que sedesea obtener.

Para realizar la correcta conexión de los electrodos de debede seguir las siguientes instrucciones de conexión.

Figura 2. Conexión de los Electrodos.

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V-A. Configuración del equipo Biopac BSL MP45.

Para realizar la configuración del equipo Biopac MP45 sedebe de inicializar el programa BIOPAC BSL 4.0 MP45,donde al momento de inicializar el programa se debe de elegirla opción “Create/Record a new experiment”.

Figura 3. Pantalla de inicialización.

Donde se habilita la pantalla de configuración del BiopacMP45 en donde para configurar los canales de adquisición dela señal se busca la opción “MP45”, en donde al marca estaopción se despliega una opción la cual es “Set Up Channels”,en donde se debe de señalar el canal por el cual se va a adquirirla señal, ademas de indicar la aplicación que le va a dar alequipo en este caso de debe de seleccionar “Electrocardiogram(ECG), .5 - 35 Hz" ya que mediante esta función se va aadquirir la señal ECG.

Figura 4. Selección de Canal para la adquisición de la señal ECG.

Al señalar la opción “Preset” se debe de señalar la opción“Electrocardiogram (ECG), .5 - 35 Hz” y como siguiente pasose debe de señalar la frecuencia a la cual se desea que funcioneel biopac.

VI. SEÑALES ADQUIRIDAS MEDIANTE EL BIOPAC MP45.

Las señales que van a ser expuestas a continuación sontomadas en un individuo que no ha realizado ningún esfuerzofísico previo, donde al realizar la identificación de las diferen-tes partes que componen la señal ECG se debe de ir señalandolos tiempos de duración correspondientes.

Véase en la Figura 5. la onda “P" la cual tiene un tiempoTmax=38.6seg, Vmax=0.09106mV, Delta T=0.058seg

Figura 5. Comprobación de la duración de la onda P.

Véase en la Figura 6. la onda “PR" la cual tiene un tiempoTmax=38.70500seg, Vmax=0.1749mV, Delta T=0.171seg

Figura 6. Comprobación de la duración del intervalo PR.

Véase en la Figura 7. la onda “QRS" la cual tiene un tiempoTmax=38.75100seg, Vmax=0.17497mV, Delta T=0.12500seg

Figura 7. Comprobación de la duración del segmento QRS.

Véase en la Figura 8. la onda “ST" la cual tiene un tiempoTmax=38.85600seg, Vmax=0.09920mV, Delta T=0.09200seg

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Figura 8. Comprobación de la duración del segmento ST.

Véase en la Figura 9. la onda “T" la cual tiene un tiempoTmax=39.007seg, Vmax=0.26701mV, Delta T=0.18400seg

Figura 9. Comprobación de la duración de la onda T.

Véase en la Figura 10. la onda “QT" la cual tiene un tiempoTmax=38.99400seg, Vmax=0.26701mV, Delta T=0.34200seg

Figura 10. Comprobación de la duración del intervalo de QT.

VII. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:

Para realizar la adquisición de las señales del ritmocordiaco, el individuo al que se le tomara las mues-tras deberá mantener una postura relajada para que lasseñales del ECG se obtengan de manera óptima, parade esta manera poder identificar los patrones de unaseñal típica del latido cardiaco y así poder hacer una

comprobación de los tiempos de duración de cada unade estas señales, ya que cada una de estas nos indica deforma gráfica aproximada como se están comportando lasdistintas áreas del corazón. La señal más relevante de esteconjunto de señales del ECG, la consideramos a QT yaque esta señal representa el tiempo de la despolarizaciónventricular hasta el final de la repolarización ventricular.Se debe tomar en cuenta que las señales tomadas delritmo cardiaco presentan ruido, ya sean estos provocadospor el instrumento de medida, el ruido propio de lapersona , el provocado por la red eléctrica, razón porla cual es recomendable tratar de reducir estos ruidos yasea al mejorar los elementos que contiene el instrumentode medida, evitar que la persona aumente su ritmocardiaco por causa de los nervios, lo cual provoca quesu respiración aumente y por ende su ritmo cardiaco,lo único que resultaría difícil de corregir, es el ruidoprovocado por la red eléctrica ya que esta depende delos medios como se transmite a cada usuario.

REFERENCIAS

[1] Electrocardiografía Clínica,C. Castellano, M.A. Pérez de JuanSegunda Edición.

[2] Lesson 5 ELECTROCARDIOGRAPHY I Components of theECG.

[3] Rafael Barea Navarro, Sistemas de condicionamiento y Adqui-sición de Señales Bioeléctricas. Universidad de Alcalá depar-tamento de electrónica