UNIVERSIDAD POLITÉCNICASALESIANA

FACULTAD DE INGENIERIAS

ESCUELA ELÉCTRICA

TEMA: ELECTROCARDIOGRAMA Y TRATAMIENTO DE SEÑALES

ASIGNATURA: SEÑALES Y SISTEMAS

AUTORES: Alex Mauricio Ayo López.

Luis Alfredo Muñoz Zurita.

DIRECTOR: Ing. Enrique Palacios.

NIVEL: Quinto Eléctrica

Quito, Julio 2012

INDICE:

1 INTRODUCCION...................................................................................................................1

2 OBJETIVOS.

2.1 Objetivo General.......................................................................................................................2

2.2 Objetivo Especi�co....................................................................................................................2

3 DESCRIPCIÓN DE LA INTERFACE .............................................................................3

3.1 Funciones...................................................................................................................................4

3.2 Tipo de Filtros utilizados..........................................................................................................4

4 TEORIA ELECTRICA.......................................................................................................4-5

5 CIRCUITO DEL ELECTROCARDIOGRAMA..............................................................5

6 RESULTADOS........................................................................................................................6

7 GRAFICOS.........................................................................................................................8-11

8 CONCLUSIONES.................................................................................................................11

9 BIBLIOGRAFIA.....................................................................................................................12

10 APENDICE...........................................................................................................................12

1 INTRODUCCIÓN

Al ingresar al mundo de las señales y sistemas es importante llegar al punto de la medicina

aplicada en este caso por medio de un electrocardiograma, esta es la representación gra�ca

de la actividad electrica del corazón, que se obtiene con un electrocardiógrafo. Este es el

instrumento principal de la electro�siología cardíaca y tiene una función relevante en el dia-

gnóstico de las enfermedades cardiovasculares, alteraciones metabólicas y la predisposición a

una muerte súbita cardiaca.

Debemos tener en cuenta que las señales electricas cardiacas son diferentes a los sonidos del

corazón. Cada latido del corazon produce un patrón similar en la señal ECG, denomianda

onda PQRST, Lacurva suave en el ECG es causada por la estimulación de las auriculas a

traves de la sinoauricular (SA) en la auricula derecha. Hay una breve pausa, ya que el

impulso electrico se retrasa por el nodulo auriculoventricular (AV) y las �bras de Purkije en

el haz de His. El pico prominente en el ECG (el complejo QRS) es causado por este paso,

donde el impulso eléctrico viaja a través de las paredes exteriores de los ventriculos.

En nuestro proyecto realizaremos un electrocardiograma con interfaz gra�ca (MATLAB) que

tendra las siguientes caracteristicas:

1

� Adquisición de la señal. Mediante dos electrodos conectados al paciente y a la placa mediante un

cable trenzado.

� Etapa de ampli�cación analógica. Esta etapa es muy importante ya que la señal resibida es muy

debil y debe ser ampli�cada evitando el ruido.

� Interfaz de comunicación entre la PC y la placa.

2 OBJETIVOS

2.1 Objetivo General.

� Realizar un electrocardiograma de una manera sencilla y de fácil manejo para cualquier usuario.

� Desarrollar y fomentar el aprendizaje con usos prácticos de los distintos tipos de señales que podemos

obtener en los diferentes ámbitos sociales como la medicina.

2.2 Objetivo Especí�co.

� Ampli�car medir y registar el potencial electrico natural creado por el corazón.

� Resolver problemas que implican señales y sistemas, sus usos y los diferentes formas de obtener

informacion de la misma.

� Aplicar el procesamiento digital de señales con matlab

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3 DESCRIPCIÓN DE LA INTERFACE

Como se muestra en los grá�cos la interfaz será muy fácil de usar por cualquier usuario que

desee realizar un electrocardiograma. Antes de comenzar el programa debe estar conectado

el circuito de electrocardiograma para poder obtener la señal inicial.

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3.1 FUNCIONES

� Botón inicio: Este boton solicita al usuario el tiempo de adquisición en minutos y la respuesta se

almacena como la señal inicial.

� Botón proceso: Procesa la señal por medio de un �ltro.

� Botón QRS: Realiza un �ltrado por medio de un �ltro derivador obteniendo una señal de pico QRS.

� Botón FFT: Realiza una transformada rapida de Fourier a nuestra señal y despliega el resultado

FFT.

� Botón Butterworth: Realiza un �ltro pasabajos a nuestra señal.

� Opción ECG y FFT: Limpian los ejes del FFT y del ECG.

3.2 TIPO DE FILTROS UTILIZADOS:

� Filtro Pasa-altas

%De�nimos las características del �ltro pasa-bajas

%Sabemos que un �ltro puede ser de�nido con un par de

%polinomios que caracterizaran

%los polos y ceros de este y así de�nimos A, B y C.

ECG=handles.ecg;

s1=handles.senial;

B=zeros(1,33); %Comando para generar una matriz de tamaño 1* 33

B(1)=1; B(33)=-1; %Se de�nen el primer y ultimo elemento como 1 y -1

A=[1 -1];

C=zeros(1,17); C(17)=1;

s2=�lter(C,1,s1)-�lter(B,A,s1)/32; %s2 es la señal resultante del segundo �ltrado

� Butterwoth_BP;

4 TEORIA ELECTRICA.

� Medición: Las señales eléctricas que se envían por la musculatura cardiaca pueden ser detectadas

en la super�cie de la piel, podemos usar dos conductores y un voltímetro, y ver el cambio de tensión

que existen con los latidos del corazón, pero las �uctuaciones son rápidas y estas señales que llegan

a la piel que son extremadamente débiles (unos pocos millonésimas de voltio) y difíciles de detectar

con dispositivos simples. Por lo tanto, se necesita ampli�cación.4

� Ampli�cación: Una forma sencilla para ampli�car la diferencia eléctrica entre dos puntos es utilizar

un ampli�cador operacional. La ganancia (factor de multiplicación) de un ampli�cador operacional

se controla mediante la variación de las resistencias unidos a él, y un ampli�cador operacional con

una ganancia de 1000 tendrá una señal de milivoltios 1 y la ampli�can a 1 voltio. En este caso

utilizaremos un LM358.

� Ruido: El corazón no es la única fuente de tensión en la piel, La radiación de una variedad de cosas

(computadoras, teléfonos celulares, las luces, y sobre todo el cableado en las paredes) es absorbida

por la piel y se mide con el ECG, en muchos casos enmascaran su ECG en un mar de ruido eléctrico.

El método tradicional de eliminación de este ruido es usar circuitería analógica complicada, pero

como este ruido tiene la característica de repetirse, puede ser separado del ECG usando equipo de

procesamiento digital de señal software. En este caso usaremos la herramienta MATLAB.

� Digitalización: Una vez ampli�cado, la señal del ECG, junto con un montón de ruido es en forma

analógica, mediante una tarjeta de sonido con una entrada de micrófono, podemos ingresar la señal

a nuestra PC. Simplemente conectamos la salida de nuestro circuito de ECG a la entrada de nuestra

tarjeta de sonido, grabamos la salida del ampli�cador operacional utilizando las herramientas de

matlab para la grabación del sonido y eliminamos el ruido digital de la ECG.

5 CIRCUITO DE ELECTROCARDIOGRAMA (ECG).

Estos son los diagramas del circuito. Este es un circuito clásico de alta ganancia del amp-

li�cador diferencial analógico. Simplemente envía la diferencia multiplicada de las entradas.

El condensador 0.1uF ayuda a estabilizar la señal y reducir el ruido de alta frecuencia (tales

como el sonido producido por una cercana estación de radio AM).

5

6 RESULTADOS.

� Electrocardiograma de un corazon normal de un joven de 22 años.

� Procesando la señal obtenemos:

� Aplicamos QRS para obtener el complejo QRS.

6

� Aplicamos la transformada rapida de Fourier y obtenemos:

� Aplicamos tambien un �ltro pasabajos para obtener:

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7 GRAFICOS

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9

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8 CONCLUSIONES

� El objetivo de este proyecto fue desarrollar una interface con características especí�cas como es

la precisión en la medición de la Frecuencia Cardiaca ya que este valor representa una variable

�siológica de gran importancia para el diagnostico que el médico está realizando.

� También es importante que el usuario �nal encuentre un ambiente amigable en el equipo que está

manejando lo cual conlleva a que tenga una mayor con�anza en lo que está realizando y reducir así

el error en el manejo del equipo y por consiguiente también reducir el error en el diagnóstico.

� El sistema que se ha desarrollado destaca por su bajo costo, y portabilidad. La capacidad de poder

visualizar las imágenes desde cualquier PC que opere con el sistema operativo Windows.

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9 BIBLIOGRAFÍA

� http://www.swharden.com/blog/2009-08-14-diy-ecg-machine-on-the-cheap/

� http://es.wikipedia.org/wiki/Fft

� Desarrollo de una interfaz gra�ca para señales. Universidad de Iztapalapa.

� Matlab e Interfaces Grá�cas CONATEC 2002 M. C. José Jaime Esqueda Elizondo

10 APENDICE

Electrocardiograma.

A causa de que los líquidos corporales son buenos conductores (es decir, por que el cuerpo

es un conductor de volumen), las �uctuaciones en el potencial, que representan la suma

algebraica de los potenciales de acción de las �bras del miocardio, pueden ser registradas

extracelularmente. El registro de estas �uctuaciones de los potenciales durante el ciclo cardiaco

es el electrocardiograma (ECG). El ECG puede ser registrado usando un electrodo activo

o explorador conectado a un electrodo indiferente de potencial cero (registro unipolar) o

entre dos electrodos activos (registro bipolar). En un conductor de volumen, la suma de los

potenciales en los vértices

en un triángulo equilátero con una fuente de corriente en el centro es cero en todo tiempo.

Puede construirse aproximadamente un triangulo (triángulo de Einthoven) con el corazón

en su centro colocando electrodos en ambos brazos y en la pierna izquierda. Estas son tres

derivaciones estándar de los miembros que se usan en electrocardiografía. Los nombres de las

diversas ondas del ECG y su cronología en los seres humanos se muestran a continuación:

� Onda P: En condiciones normales, es la primera marca reconocible en el ECG.Producida por la

despolarización de ambas aurículas, su duración es menor de 100ms y su voltaje no excede los 5.5

mV.

� Intervalo PR: Es el período de inactividad eléctrica, corresponde al retraso �siológico que sufre el

estímulo en el nodo arterioventricular. Su duración debe estar comprendida entre 120 y 200 ms.

� Complejo QRS: Representa la despolarización de ambos ventrículos. Su duración debe estar com-

prendida entre los 80 y 100 ms.

� Segmento ST: Desde el �nal del QRS hasta el inicio de la onda T.

� Onda T: Corresponde a la repolarización ventricular, apareciendo al �nal del segmento ST.

� Intervalo QT: Comprende desde el inicio del QRS hasta el �nal de la onda T y representa la

despolarización ventricular. Su duración estará comprendida entre los 320 y 400 ms.12

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