ContenidoL ELECTROCARDIOGRAFO......................................................................................................2

PARTES DE UN ELECTROCARDIOGRAMA...........................................................................2

1. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO.....................................................................................3

1.1.1. Derivaciones Estándares.......................................................................................................3

1.1.2.Registro del electrocardiograma (ECG ó EKG por sus siglas en inglés...............................6

2. TIPOS CARACTERISTICAS DE ELECTROCARDIOGRAFOS...........................................8

- ELECTROCARDIÓGRAFO DIGITAL DR. ECG. Modelo RT100 Plus...................................8

Caraterísticas & Especificaciones de Electrocardiógrafo..................................................12

3. DISEÑO DE UN ELECTROCARDIOGRAFO CON AMPLIFICADOR DE INSTRUMENTACION, FILTROS.............................................................................................18

3.1 Transductor.............................................................................................................................19

3.2 Acople de impedancias y amplificador con ganancia............................................................20

3.3 filtro pasabajos y pasaaltos....................................................................................................23

3.4 filtro rechazabanda.................................................................................................................26

3.5 señal de salida.........................................................................................................................27

4. ACONDICIONAMIENTO DE SEÑALES BIOELECTRICAS.............................................29

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L ELECTROCARDIOGRAFO

Aparato electrónico (producto sanitario) que capta y amplía la actividad eléctrica

del corazón a través de electrodos colocados en las 4 extremidades y en 6 posiciones

precordiales. El registro de dicha actividad es el electrocardiograma (ECG).

El electrocardiograma (ECG) 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.1 El nombre

electrocardiograma esta compuesto por electro que implica la actividad

eléctrica, cardio del griego corazón y grama, también del griego, que significa

escritura.

PARTES DE UN ELECTROCARDIOGRAMA

Las partes de las que consta un electrocardiógrafo se enumeran a continuación, donde

las primeras cinco etapas corresponden a un amplificador de biopotenciales:

1. Circuito de protección.

2. Señal de calibración. Es importante una señal de calibración de 1 mV

3. Preamplificador.

4. Circuito de aislamiento.

5. Amplificador manejados.

6. Circuito manejados de pierna derecha. Este circuito es capaz de crear una

tierra o referencia virtual para la pierna derecha del paciente, con el propósito de

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reducir los voltajes en modo común. La disminución de los voltajes comunes

provocados por una corriente filtrada al paciente (id) se obtiene al reducir la

impedancia del electrodo de tierra (ZT).

7. Selector de derivaciones. El selector de derivaciones es un módulo que puede

acoplarse fácilmente a un sistema de amplificación de biopotenciales. Este módulo

consiste en un arreglo de resistencias que obtiene el contenido de las señales de

cada electrodo, ponderando la contribución de cada uno por medio de resistencias

y obteniendo de esta manera la derivación de interés.

8. Sistema de memoria. Los sistemas modernos de electrocardiografía guardan la

señal en una memoria para después imprimirse junto con la información

introducida vía un teclado digital. Para esto es necesario un convertidor analógico

digital que convierta la señal del dominio analógico al dominio discreto.

9. Microcontrolador. El microcontrolador maneja todos los procedimientos

llevados a cabo por el electrocardiógrafo. El operador puede seleccionar diversos

modos de operación con procedimientos previamente programados. Por ejemplo,

el microcontrolador puede realizar un registro de 12 derivaciones con tres latidos

en cada una o por segmentos de tiempo determinados. También puede efectuar

un análisis entre el tiempo de las ondas R R para determinar la frecuencia

cardiaca, además de que puede reconocer arritmias y patrones característicos de

cardiopatías.

10. Registrador. Este módulo proporciona un registro impreso de la señal

detectada, generalmente empleando plumillas y papel térmico, aunque también se

sigue utilizando la inyección de tinta.

1. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

Los electrocardiógrafos, a través de electrodos de registro colocados en la superficie

del cuerpo, detectan potenciales eléctricos de aproximadamente un mili voltio (mV),

mismos que aparecen en la piel como resultado de la actividad cardiaca. Las

diferencias de voltaje entre los electrodos son medidas y corresponden con la

actividad eléctrica del corazón.

1.1.1. Derivaciones Estándares

La disposición específica que guardan los electrodos al momento de su colocación

sobre la superficie corporal

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recibe el nombre de derivación.

Se han empleado más de 40 derivaciones distintas en los registros electro

cardiográficos; sin embargo,

habitualmente se registran doce:

•6 en el plano frontal llamadas: derivaciones de los miembros.

•6 en un plano horizontal, derivaciones precordiales.

Las 12 derivaciones arriba mencionadas son las conocidas como derivaciones

estándares del ECG y se obtienen de las diferentes señales varias medidas a través

de 10 electrodos colocados en la superficie de la piel:

•Uno en cada uno de las extremidades o miembros inferiores y superiores, de los

cuales el colocado en la

pierna derecha es utilizado como electrodo de referencia para reducir la interferencia

eléctrica externa.

•y los otros 6 en el pecho del paciente.

Las 12 derivaciones estándares incluyen tres tipos diferentes:

Las derivaciones bipolares registran la señal eléctrica del corazón entre dos electrodos

específicos. Estas son tres, las cuales se denominan como:

•Derivación I, representa la diferencia de potencial medida entre el electrodo del brazo

derecho y el del brazo

izquierdo),

•Derivación II, representa la diferencia de potencial entre el electrodo del brazo

derecho y el de la pierna

izquierda.

•Derivación III, dada por la diferencia de potencial entre el electrodo del brazo

izquierdo y el de la pierna

izquierda.

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La unión entre estas tres señales representa la figura conocida como el Triángulo de

Einthoven.

Las derivaciones unipolares se obtienen midiendo el voltaje entre el electrodo

colocado en una de las extremidades y el promedio de los otros dos. De lo anterior se

deduce que para el registro de estas derivaciones se requieren tres electrodos, y su

nombre está dado por las siglas en inglés de las palabras Augmented Vector” (vector

aumentado) el sitio de colocación del electrodo, a saber:

*AVR,(Right arm)brazo derecho.

*AVL,(Left arm) brazo izquierdo.

* AVF,(Left Foot) pie izquierdo.

Cada una de estas 12 derivaciones representa diferentes perspectivas de la actividad

eléctrica del corazón, produciendo formas de ECG en las que las ondas P, los

complejos QRS y las ondas T varían en amplitud y polaridad (ver figura 2).

Figura 2: Señal de ECG que incluye una onda P, un complejo QRS y una onda T

Varios problemas cardíacos pueden ser identificados como variaciones particulares en

tamaño, forma,

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duración y polaridad de las ondas, el cambio en el largo o amplitud de un segmento

entre ondas (ej: segmento ST), entre otras.

Las derivaciones precordiales miden el voltaje entre los electrodos colocados en el

pecho y el promedio de todos los voltajes de los electrodos de los miembros. Éstas son

designadas con las siglasV1 aV6(ver figura 3).

Figura 3. Derivaciones Precordiales.V1: cuarto espacio intercostal, en el borde derecho

del esternón.V2:cuarto espacio intercostal, en el borde izquierdo del esternón.V3: punto

medio entre V2 y V4.V4: quinto espacio intercostal, a nivel de la línea medio

clavicular.V5 : línea axilar anterior, a la misma altura que V4,

V6: línea axilar media al mismo nivel que V4.

1.1.2.Registro del electrocardiograma (ECG ó EKG por sus siglas en inglés)

La toma de un ECG es uno de los procedimientos más rápidos y sencillos que se

utilizan para evaluar el corazón. Un técnico de ECG, una enfermera o un médico

colocan en el pecho, brazos y piernas del paciente recostado y quieto (cualquier

movimiento puede generar interferencia en el trazo), los electrodos arriba

mencionados, así como los cables correspondientes que comunican los electrodos con

el electrocardiógrafo. La señal de cada derivación es amplificada y procesada por el

electrocardiógrafo y registrada en papel térmico, de inyección de tinta o de arreglo

matricial según cada equipo.

El operador podrá elegir entre modo de operación manual o automático, la sensibilidad

de la señal y la velocidad del papel. En el modo manual, el usuario selecciona la

derivación a registrar y la unidad registra la señal de esta derivación hasta que se

seleccione una derivación diferente o se decida detener la captura de la señal. En el

modo automático la señal de todas las derivaciones es registrada durante el tiempo

señalado. Algunas unidades permiten adquirir las 12 derivaciones simultáneamente.

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Además el usuario puede definir la sensibilidad, que determina el tamaño de la señal

del ECG.

Todos los electrocardiógrafos tienen una frecuencia de muestreo, que de acuerdo a la“

American Heart Association” (AHA) la banda de frecuencias recomendada es de los

0.05 a los 100 hertz (Hz). La mayoría delos equipos cuentan con filtros para eliminar las

interferencias eléctricas del movimiento del músculo o de la frecuencia de la línea de

poder.

Algunos equipos cuentan también con teclado alfanumérico para poder ingresar los

datos del paciente y que estos queden impresos en el reporte; además, otros valores

como velocidad, sensibilidad, nombre de las derivaciones, frecuencia cardiaca, entre

otros. Algunos equipos imprimen automáticamente una señal de calibración al principio

de cada derivación o canal. Esto permite que fácilmente el usuario identifique la

sensibilidad y comprobar que es la misma entre las derivaciones.

Algunos electrocardiógrafos tienen la capacidad de almacenar las señales de ECG

para imprimir o analizar posteriormente. Estos equipos, por lo general tienen la

capacidad de comunicación con Sistemas de Electrocardiografía ya sea dentro o fuera

del Hospital. Estos sistemas son computarizados y proveen la posibilidad de

almacenamiento a largo plazo. Algunos otros equipos tienen la capacidad de manejo

de marcapasos, vectocardiografía; así como de investigación, educación y cobros. De

manera adicional pueden almacenar información de otros dispositivos, tales como:

Pruebas de Esfuerzo, Holter, etc. Se recomienda que estos sean sistemas abiertos de

comunicación para permitir su conectividad con electrocardiógrafos de diferentes

marcas.

Existen procedimientos en los que se utiliza el trazo de ECG como base pero que

requieren equipos diferentes, mismos que no son motivo de esta guía. Los mismos se

mencionan a continuación exclusivamente como referencia:

* ECG de ejercicio o examen de esfuerzo: Se conecta al paciente a un aparato de

ECG, sin embargo, en lugar de estar acostado, el paciente tiene que caminar en una

banda sin fin o pedalear en una bicicleta estática mientras se registra el ECG. Este

examen se hace para evaluar los cambios en el ECG durante una situación de estrés

como el ejercicio.

* Monitorización con Holter: Una monitorización con Holteres una grabación de

ECG que se realiza durante 24 horas o más. Se colocan tres electrodos auto-

adheribles en el pecho del paciente y se conectan a una grabadora de ECG portátil

mediante cables de derivaciones. Durante este procedimiento, el paciente sigue con

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sus actividades cotidianas (excepto actividades como el baño, natación o cualquier

actividad que pueda producir una sudoración excesiva.

2. TIPOS CARACTERISTICAS DE ELECTROCARDIOGRAFOS

Existen diversos tipos de electrocardiógrafos, desde los más sencillos que

simplemente dibujan el trazado sobre una cinta de papel, hasta los más modernos y

complejos que realizan un análisis del registro y lo almacenan en forma digital.

- ELECTROCARDIÓGRAFO DIGITAL DR. ECG. Modelo RT100 Plus

Electrocardiógrafo que opera como interfase para PC o Laptop.

Incluye programa Dr. ECG Rest Test  SW con las siguientes características:

Directorio de Paciente

Monitoreo de las 12 derivaciones en pantalla con cálculo de la frecuencia

cardiaca y señalización de electrodos sueltos

Identificación y medición de las Ondas e intervalos del ECG.

 Interpretación diagnóstica automática

 Posibilidad de revisar todos los parámetros y cambiarlos según criterio

personalizad

 Envío y recepción de electrocardiogramas vía Internet.

 Acceso a la red de interpretación Dr.ECG net.

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- ELECTROCARDIÓGRAFO ECG-1101G

 Adquisición de 12 derivaciones simultáneas

Registrador térmico de alta resolución.

Visualización de 12 derivaciones en pantalla.

Modo manual y automático 

 Impresión de 1 o 2 canales.

Mediciones automáticas

 Filtros AC, EMG y DFT.

Portátil y de fácil traslado con batería recargable.

Cálculo de Frecuencia Cardiaca.

- ELECTROCARDIÓGRAFO ECG-1103B

Adquisición de 12 derivaciones simultáneas.

Registrador térmico de alta resolución

Modo manual y automático

Impresión de 1, 2 ó 3 canales.

Mediciones automática.

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Filtros AC, EMG y DFT.

 Portátil y de fácil traslado con batería recargable.

Cálculo de Frecuencia Cardiaca.

- Electrocardiógrafo portátil, fácil interpretación para uso particular y

profesional, 2 tipos de Medición: mediante electrodos y a través de los dedos.

Descripción:

El C-200 es un dispositivo de monitorización del electrocardiograma (ECG) portátil,

ligero y de funcionamiento a pilas. Tiene un ancho de banda desde 0,3 Hz hasta 40

Hz.

Posee una pantalla de alta resolución (320 x 240 píxeles) de cristal líquido (LCD).

Funciona con 2 plilas de 1.5 V de tamaño AAA. Esto resulta ser un dispositivo muy

ligero y seguro ya que no se conecta a fuente eléctrica alguna.

La obtención de la señal de ECG se realiza por medio de una unidad de tres

electrodos de carácter desechable Tipo RED DOT de 3M.

La interacción del usuario se realiza a través de tres botones de función (Izquierdo,

Derecho y Menú) La configuración del dispositivo puede cambiarse usando estos tres

botones.

Las señales de ECG pueden ser grabadas en la memoria interna no volátil del

dispositivo. Estas señales pueden ser posteriormente revisadas o transferidas a un

ordenador personal provisto del software de gestión de datos ECG Experta.

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La unidad analiza la señal obtenida del usuario y determina el ritmo cardiaco de este.

El dispositivo avisa al usuario a través de una alarma acústica y luminosa en caso de

detectar un ritmo cardiaco anómalo. Ritmo cardiaco anómalo es aquel que excede los

límites definidos por el usuario.

Accesorios incluidos:

Dispositivo C-200.

Cable para conexión de electrodos.

Bolsa de Electrodos desechables RED DOT de 3M.

Manual de instrucciones.

Guía de Diagnostico para interpretar el electrocardiograma.

- ELECTROCARDIOGRAFO DIGITAL DE 12 CANALES - CARDIOLINE AR2100view

- ELECTROCARDIOGRAFO MARCA M&G

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Caraterísticas & Especificaciones de Electrocardiógrafo

Número de modelo: ECG-1206d

(canal 6)

Dimensión: 284mmX209mmX84m m

Embalaje:

Cartón interno 283mmX340mmX230m m

Outercarton 364mmX425mmX320m m

Peso: 5.93kg (grueso); 3.75kg (red)

Portable, compacto, flexible y conveniente utilizar

canal 6 con informe de la medida

Construido en la batería recargable Ni-MH. Batería recargable Non-memory para

asegurar el uso continuo del dispositivo

Lengua china/inglesa. La llave de atajo puede cambiar la disposición de la prueba del

electrocardiograma. La sola llave puede registrar automáticamente

12 plomos simultáneos

El LCD, pantalla de 5.6 pulgadas, la pantalla del LCD con de alta frecuencia puede

exhibir la onda del electrocardiograma y el ritmo del corazón y coger la oportunidad de

registro instantáneamente que es provechosa en work-up Medios del expediente:

medios de conexión automáticos del canal, medios de conexión manuales del canal;

plomo 6, 3+1-lead, electrocardiograma de 3 plomos, expediente de conexión del canal

del ritmo del tiempo largo y expediente del periódico. Expediente del tiempo real:

registre las ondas para 10s según la conexión del canal el registrador de

50/63/110/210m m puede registrar el electrocardiograma de 3 plomos y de 6 plomos.

El papel de grabación del Web es más conveniente 100 pacientes ahorran/copia/la

comunicación (opcional).

Especificación

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Artículos especificación

Plomo plomos del estándar 12

adquisición del

plomosíncrono 12 plomos

De adquisición de

datos18bit/1000Hz

Modo de registro

Modo manual/auto; (con el intérprete)

manual/automóvil/arritmia/análisis análisis/del stat autos. /Brief de

los datos

Filtro Filtro de EMG/AC/filtro de la deriva Filter/LP

CMRR ≥103dB

Circuito de entrada Flotación; Circuito de protección contra efecto del Defibrillator

Corriente de circuito

de entrada≤0.1μA

Impedancia de la

entrada≥25MΩ

Salida actual

paciente10μA

Voltaje de calibración 1mV±2

Tolerancia del voltaje ±600mV

Constante de tiempo ≥3.2s

Respuesta de

frecuencia0.05150 (- 3Db)

Nivel ruidoso 15μVp-p

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Interferencia entre

canales≤0.5mm

Velocidad de papel 5/10/12.5/25/50mm/s

Sensibilidad 2.5/5/10/20/40mm/mV

Modo de grabación Impresión termal del arsenal

Especificación de

papel50/63/110/210m m, rodillo

Exhibición del LCD Resolución 320*240LCD, status&waveform de la exhibición.

Interfaz de la salida Interfaz de RS-232 /USB

Clasificación de la

seguridadClase IEC60601-1 I, tipo CF

Fuente de

alimentación

CA 100V220V, 50Hz60Hz

C.C. 12V, 1.8AHmodel: 205305

batería recargable Ni-MH

Fusible 2.0A, F2L 250V

Certificado  CE/ISO13485

- ELECTROCARDIOGRAFO CAREWELL – ECG 1101

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CARACTERISTICAS

Liviano y compacto

Tres modos de operación: Automático, Manual, Análisis

Modos de Lead: Standard o Europeo

Alarmas por detección de : electrodo fuera, sin papel y bateria descargada

Ajuste automático de línea base para un optimo grabado

Fácil entrada de datos del paciente y del Hospital

Incluye

Cable paciente

Cable de tierra

Tornillo

6 Electrodos precordiales

ESPECIFICACIONES TECNICAS

Bateria interna recargable

Pantalla LCD 3.8”

Built-in ECG simulator

Puerto RS232 para transmisión de datos

Papel termosensible 50 mm.

- ELECTROCARDIOGRAFO CAREWELL – ECG 1112

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CARACTERISTICAS

Tres modos de operación: Automático, Manual, Análisis

Mediciones e interpretación automáticos

Alarmas por detección de: electrodo fuera, sin papel y batería descargada

Ajuste automático de línea base para un óptimo grabado

Fácil entrada de datos del paciente

Incluye

Cable paciente

Cable de tierra

Tornillo

6 Electrodos precordiales

4 Electrodos de extremidades

2 Fusibles

1 Funda protectora

1 Rollo de papel

2 Rodillos para el papel

ESPECIFICACIONES TECNICAS

Puerto USB

Built-in ECG simulator

Batería interna recargable

Puerto RS232 para transmisión de datos

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ELECTROCARDIOGRAFO DIGITAL DE L3 CANALES – EDAN INSTRUMENTS

SMART ECG SE-3

DESCRIPCION

Electrocardiógrafo de diseño digital de tres canales con pantalla LCD 80 x 27mm para

graficar las señales eléctricas del corazón. Cuenta con potentes filtros para evitar

interferencias durante el estudio, gracias a su batería es posible realizar hasta 100

estudios sin energía eléctrica, además de su software Interpretativo y memoria para

almacenamiento de 60 segundos de registro.

ESPECIFICACIONES TECNICAS

•Circuito de entrada: Circuito flotante con protección contra desfibrilación y

marcapasos.

• Derivaciones: Cable de 12 derivaciones.

• Pantalla: LCD 80 x 60mm (320 x 240 píxeles de definición). 

• Interfase de comunicación: RS – 232, USB y Ethernet.

• Alimentación: 100 – 115V AC ( +/- 10% ), 50/60 Hz. ( +/- 3Hz ) 60VA Fusible: T1,6AL.

• Batería: 14,4V para más de tres (3) horas de operación contínua.

• Modo de adquisión: Convertidor 12 bit.

• Convertidor A/D: 12 derivaciones simultáneas.

• Rango de medición: > +/- 5 mVpp.

• Constante de tiempo: 3,2 s.

• Respuesta de frecuencia: 0,05Hz - 150Hz.

• Voltaje de calibración: 1mV +/- 3%.

• Sensibilidad: 2.5; 5; 10; 20 (mm/mV).

• Impedancia de Entrada: > 50 Ohms. 

• Corriente de circuito de entrada: 50nA.

• Nivel de ruido: > 15 µ Vp-p.

• Auto centrado: Si.

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• Corriente de Fuga del Paciente: < 10µA ( 220V -240V /50Hz ) 

• Filtros: EMG 35Hz (-3dB), AC 50Hz / 60Hz (-20dB) .

• CMRR: > 100 dB.

• Modo de registro: Manual / Automático.

• Selección de derivación: Manual / Automático.

• Seguridad: IEC / CF.

• Impresora: Cabezal de impresión térmica.

• Papel: 80mm x 20m.

• Velocidad del Papel: 5mm/s, 10mm/s, 25mm/s, 50mm/s (+/-3%).

• Entrada / Salida Externa: Entrada: > 100k?; Sensibilidad 10mm/V +/-5% Salida: <

100k?; sensibilidad 1V/mV +/-5% .

• Dimensiones: 288mm x 210mm x 70mm.

• Peso: 2,5 Kg. (incluye batería).

ACCESORIO INCLUIDOS

•Cable ECG

• Set de Electrodos de succión x 6

• Set de Electrodos de pinzas x 4

• Cable de Conexión a tierra Auxiliar

• Papel

• Batería

• Cable de Corriente

• Manual de Operación

3. DISEÑO DE UN ELECTROCARDIOGRAFO CON AMPLIFICADOR DE INSTRUMENTACION, FILTROS.

Los requerimientos de diseño son los siguientes:

- La señal de ECG tiene componentes relevantes solo entre 0.05 hz y 150 hz

- Los valores de la señal en la piel oscilan en pocos milivoltios (entre unos 0.5

y 10mV como máximo).

- ganancia de aproximadamente 1000.

Con estos datos se deberá saber que ancho de banda debe tener el circuito, y la

ganancia que este deberá presentar.

Otras consideraciones importantes:

- CMRR lo más alto posible.

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- Resistencia de entrada de aproximadamente 2M o superior para obtener

un acople de impedancias y no atenuar la señal.

Lo primero que tenemos que hacer es un diagrama de bloques y después ir

desglosando cada bloque. Un electrocardiógrafo es un acondicionador de señales y

tiene la siguiente estructura general:

3.1 Transductor

Para la adquisición analógica, se ha procedido del siguiente modo: tomamos la señal

electrocardiográfica del usuario a través de los electrodos, y estos a su vez se

encuentran conectados al circuito a partir de cable apantallado que permite la

eliminación de ruidos, los electrodos que se utilizaran serán de los de tipo superficial

por su facilidad de manejo y economía. La derivación que se utilizara será la

siguiente: un electrodo ira a la altura del corazón (encima) , el otro electrodo ira en la

parte derecha a la altura intercostal y un ultimo electrodo que servirá como referencia y

va a la altura de la cintura en la parte izquierda. Ver figura 2.

Figura 2

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3.2 Acople de impedancias y amplificador con ganancia

Esta parte la haremos con un amplificador de instrumentación ya que nos brinda una

impedancia de entrada infinita produciéndose el efecto del acople de impedancias y

por otro lado tiene un amplificador diferencial el cual amplifica la diferencia de la señal

proveniente de los electrodos 1 y 2. El amplificador de instrumentación se compone de

tres amplificadores operacionales y tiene la siguiente estructura (figura3):

Figura3. Amplificador de instrumentación

Como las amplitudes de la señal eléctrica del corazón van desde 1milivoltio a

5milivoltios la ganancia de nuestro amplificador debe ser alta de 1000 como se habia

especificado en los requerimientos.

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Ecuaciones del amplificador de instrumentación.

Vo= salida del amplificador.

Va y Vb son las entradas al diferenciador.

Gd= es la ganancia del amplificador.

Necesitamos que Gd se ha de 1000 para conseguir esto asumiremos;

Rg=1k ohmio.

R3=100k ohmio.

R2=10k ohmio.

Nos falta determinar el valor de R1 entonces:

R1= [(Gd*R2/R3 -1)*Rg]/2

R1=49,5 ohmios.

Ahora proseguiremos a la respectiva simulación para verificar si no hubo errores en al

cálculo de la ganancia.

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Esquema amplificador de instrumentación

Forma de onda a la salida del amplificador de instrumentación

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Como se esperaba el amplificador mostró en la simulación que tiene una ganancia de

1000, se aplico un milivoltio a la entrada y obtuvimos a la salida 1 voltio. Algo que falto

hablar es la alimentación del circuito que fue de 12 y -12 voltios de esto hablaremos

mas adelante cuando hablemos del filtro rechazabanda de 60Hz.

3.3 filtro pasabajos y pasaaltos

Una de las partes mas importantes de un acondicionador de señales es el filtrado

el cual nos determinara el ancho de banda del circuito. Como habíamos

mencionado anteriormente la señal de ECG tiene componentes relevantes solo

entre 0.05 hz y 150 hz por lo tanto nuestro circuito solo debe dejar pasar las

señales que se encuentren en este rango.

Utilizaremos un filtro pasabajos sencillo el cual consta de una resistencia

y un condensador y tiene la siguiente configuración:

Filtro pasabajos

Para determinar la frecuencia de corte se tiene la siguiente formula:

la frecuencia de corte es 150 hz, asumimos un condensador de 1uf y de la formula

despejamos R.

R=1/(150*2*pi*1uf) = 1061,03 ohmios

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Grafica filtro pasabajos

Utilizaremos un filtro pasaaltos sencillo el cual consta de una resistencia y

un condensador y tiene la siguiente configuración:

Filtro pasaaltos

Para determinar la frecuencia de corte se tiene la siguiente formula:

la frecuencia de corte es 0.05 hz, asumimos un condensador de 1uf y de la formula

despejamos R.

R=1/(0.05*2*pi*1uf) = 3,18 megohmios

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Grafica filtro pasaaltos

Ahora procederemos a la simulación para verificar que los cálculos estén

bien hechos:

Filtro pasabajos y pasaaltos

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Grafica de salida de los filtros en función de la frecuencia

Grafica de salida en función del tiempo para una señal de 500hz y amplitud de 1

voltio

Vemos que los filtros están funcionando bien y ya tenemos filtrada nuestra señal.

3.4 filtro rechazabanda

Cuando utilizamos fuentes de poder que están alimentadas por la red de 120 voltios a

60hz con las cuales alimentaremos los operacionales esa frecuencia de 60 hz se

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introduce dentro de nuestro sistema siendo una señal indeseable. Tenemos que

eliminarla por medio de un filtro rechazabanda de 60 hz.

Pero si utilizamos baterías para alimentar los operacionales no tenemos que realizar

el filtro rechazabanda. Para evitar esta la componente de 60hz utilizaremos baterías y

nos ahorramos el inconveniente de implementar dicho filtro.

3.5 señal de salida

Una última consideración es que la señal hasta este punto esta invertida por lo cual

tenemos que colocar un amplificador inversor de ganancia 1.Nuestro esquema final

queda de la siguiente manera:

Señal de salida para una entrada de 1milivoltio a 50hz

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4. ACONDICIONAMIENTO DE SEÑALES BIOELECTRICAS

Estándares Para La Adquisición de Señales Bioeléctricas

Algunas de las entidades más importantes que regulan los procedimientos y equipos

para la medición de señales bioeléctricas tanto para la protección de los pacientes y

la buena calidad de los registros son:

IEC: International Electrotechnical Committee.

ANSI: American National Standards Institute.

AAMI: Association Advancement of Medical Instrumentation.

AHA: American Heart Association.

BSI: British Standards Institute.

ISEK: Internacional Society of Electrophysiological Kinesiology.

Algunos códigos y estándares importantes son:

- IEC: International Electrotechnical Comite.

- NFPA 99: Standards for Health Care Facilities.

- ANSI/AAMI ES1-1993: Safe Current Limits for Electromedical Apparatus.

- BS 5724: Electrical Safety of Medical Equipment.

Algunas de las especificaciones más importantes se definen a continuación:

• Earth leakage current (Corriente de interferencia de tierra): Es la corriente que fluye

normalmente entre el conductor de tierra de una pieza aterrizada protegida.

• Enclosure Leakage current ( Corriente de interferencia de malla ): Es la corriente

que fluye por una parte conductora a la tierra a través de un conductor diferente al

de tierra de protección.

• Patient Leakage current ( Corriente de interferencia del Paciente): Es la corriente

que fluye a través del paciente conectado a una parte eléctrica.

• The patient auxiliaty current ( La corriente auxiliar del paciente): Se define como la

corriente que fluiría normalmente entre el paciente conectado a una parte eléctrica

que no produce un efecto fisiológico.

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Un resumen de los requerimientos de un ECG según los estándares de la ANSI –

AAMI EC11-1991 [28]:

• Rango Dinámico de Entrada (Input Dynamic Range):

+/-5mV de señal y tolerancia para offsets dc de +/-300mV .

• Exactitud en la Ganancia (Gain Accuracy) :

+/- 5% para selecciones de control de ganancia de 20mm/mV , 10mm/mV y

5mm/mV .

• Error del sistema (System Error):

Para señales de entrada limitadas a +/-5mV y un Slew Rate de 125mV/s, el error

máximo permitido es +/-10%.

• Respuesta en la Frecuencia (Frecuency Response):

Caracterizado relativo a la respuesta de 10Hz de un número de señales de prueba.

AHA recomienda un ancho de banda de 0.05Hz a 100Hz (+0.5dB,-3dB).

• Respuesta al pulso (Step Response):

El dispositivo debe responder a un impulso de 10mm, con un sobresalto (overshoot)

permitido de 10% y una constante de tiempo de decaída ≥3s en la medición de los

primeros 320ms.

• Impedancia de entrada:

Una impedancia de entrada de una sola entrada(single ended) de por lo menos

2Mohms a 10Hz es requerida.

• Corrientes Directas:

0.2mA en todas las conexiones de los electrodos del paciente.

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• Ruido del sistema:

40mV cuando todas las entradas están conectadas juntas.

• Corrientes de riesgo del Paciente:

10mA en el evento de fallas de la red de alimentación principal.

Los estándares de la IEC difieren un poco con los de la ANSI y se especifican mejor.

Un ejemplo de la IEC601-2-25 (1993) para ECG:

• Corrientes de interferencia del Paciente (Patient leakage currents):

10µA. Bajo condiciones de falla simple este puede alcanzar hasta 50mA.

• Corrientes de interferencia de Tierra (Earth leakage currents):

500µA desde la alimentación a la tierra a través del aislamiento bajo condiciones

normales de operación.

• Corriente Enclaustrada (Enclosure current):

100µA desde cualquier parte asequible al operador o al paciente.

• Aislamiento:

>3500V ac entre el paciente y el toma principal del dispositivo.

El equipo debe ser clasificado como cuerpo protegido (BF) o cardiaco protegido (CF).

CF significa que el equipo podría estar conectado directamente al corazón.

• Voltaje offset dc:

+/-300mV máximo

• Respuesta en Frecuencia:

0.05-300Hz

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• Filtro paso Alto:

0.05 y 0.5Hz de selección en software

• Filtro paso Bajo:

40, 100, 300Hz de selección en software.

• Sensibilidad:

2.44mV

• CMRR:

>110dB a 50/60 Hz.

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