Abstract.– El presente documento describe la implementación de un circuito para medir señales de un electrocardiograma, se implementó con los debidos cuidados de seguridad eléctrica, mediante la implementación de filtros analógicos para el acondicionamiento de la señal, se sabe que el ruido de la red influye en la señal final a obtener, la visualización de esta señal se realiza con la ayuda de Labview. Para las pruebas del ecg se empleó un amplificador de instrumentación (AD620) para acondicionar la señal de voltaje biomédica proveniente del corazón. Este tipo de amplificadores se usa muy frecuentemente para tomar señales muy pequeñas, en el orden de los mili voltios e incluso micro voltios y donde el ruido tiene una componente de amplitud muy grande en comparación con la señal a medir, como es en el caso de una señal del ECG que indica el comportamiento del corazón.

Palabras Clave.- acondicionamiento, electrocardiografía.

I. INTRODUCCIÓN En la actualidad en toda unidad médica u hospitalaria es imprescindible la utilización de dispositivos que registren parámetros de señales electro cardíacas de forma no invasiva sobre una persona, entre estos dispositivos tenemos el electrocardiograma llamado también ECG, es un método tradicional establecido de manera definitiva en la electrocardiografía actual como un método de diagnóstico muy valioso. El electrocardiograma se ha convertido por su sencillez y bajo costo en una de las técnicas de diagnóstico más utilizadas. El ECG es una representación gráfica de los impulsos eléctricos que genera el corazón, cada uno de estos impulsos muestran si la señal del corazón posee algún tipo de enfermedad o se encuentra sano esto se puede determinar por medio de la señal que se observa en el electrocardiograma en el cual encontramos la onda P, la onda T y los complejos Q, R, S. Dependiendo de cómo se muestra la señal el especialista o doctor podrá diagnosticar si la persona posee algún tipo de enfermedad. Por lo que su uso es muy generalizado tanto en las consultas de medicina general o de urgencias,

como en la atención especializada. Esto es debido a que es una prueba relativamente barata pero a su vez proporciona una cantidad de datos elevada sobre el funcionamiento cardíaco, permitiéndonos el diagnóstico o la sospecha de numerosos procesos cardíacos como los siguientes: Infartos tanto de miocardio como de pulmón. Ritmos anormales del corazón o arritmias. Alteraciones en el tamaño de las cavidades del

corazón: dilatación o hipertrofia. Alteraciones en los iones del organismo: sodio,

potasio, calcio... Alteraciones del pericardio: pericarditis.

II. SUSTENTO TEORICO 3.1 Señales ECG Las señales de electrocardiografía (ECG) se obtienen mediante electrodos superficiales dispuestos en el cuerpo. Ver figura1. Estos electrodos captan el potencial eléctrico generado por el musculo cardiaco de forma bipolar utilizando un par de electrodos que entregan la diferencia de potencial entre los mismos. [1] De acuerdo a la disposición de cada par se obtiene una derivación ECG en particular, donde se entiende por derivación la proyección del vector cardiaco sobre el eje determinado por dicho par de electrodos. [1] Las señales ECG alcanzan amplitudes de hasta 2mV, con un contenido de frecuencias de interés, situado entre los 0.05Hz y los 150Hz para fines de diagnóstico [3]. Dadas las pequeñas amplitudes de señal con las que se trabaja, la adquisición de las mismas es propensa a muchas clases de interferencias. La mayoría de ellas son causadas por la interacción entre el paciente y distintas partes del sistema de adquisición con la red eléctrica. [2]

SEÑALES ECG

Fernando Urgirles, Catalina Punin Sigcha, Santiago Baculima, Autores Universidad Politécnica Salesiana, Facultad de Ingeniería Electrónica

Materia: Electiva I Email: furgiles@ups.edu.ec

bpunin@est.ups.edu.ec mbaculima@est.ups.edu.ec

Dicha interacción genera niveles de tensión en modo común de hasta 200mV superpuestos a la señal diferencial de ECG, representando una señal interferente 100 veces mayor en amplitud. Por lo que es primordial poner especial atención en el diseño para generar el mayor rechazo posible a estas señales indeseadas [3]. Ver figura 2.

Figura1. Disposición de los electrodos en el cuerpo [1]

Figura2. Procedimiento para obtener la señal ECG [1]

III. ANALISIS DE RESULTADOS En la práctica para tomar las señales ECG se hizo uso del circuito del amplificador de instrumentación AD620 que viene por defecto en el datasheet del mismo. Ver figura 3.

Figura3. Esquema de conexión para el ECG [4]

Con el esquema de conexión mostrado en la figura 3 procedemos a obtener las señales ECG y estas mediante la DAQ las transmitimos a Labview para procesar la señal y así obtener una señal adecuada. La señal que obtuvimos luego de emplear filtros digitales, Ver figura 4, se aprecia en la figura 5 además se debe considerar que se hizo uso de filtros analógicos, como se aprecia en la figura 3 a la salida del amplificador se necesita un filtro pasa alto con una frecuencia de corte de 0,03 Hz, en la figura 6 se aprecia que nosotros empleamos un filtro pasa banda Butterworth con frecuencias de corte entre 0,5 y 40Hz para este usamos amplificadores operacionales TL082. Basándonos en la figura 5 obtenida por los autores y además haciendo comparaciones con la figura 7 y 9, vemos que el resultado obtenido por el modelo de ECG planteado nos brinda una excelente respuesta y claramente se aprecian las ondas P, T y los complejos Q, R y S, que los comparamos con la figura 10, en la cual se muestran estos datos de manera ideal. Además podemos observar la figura 8, en donde tenemos la señal sin pasar por los filtros digitales.

Figura 4. Diagrama a bloques - Labview.

1. Graficas obtenidas sobre el mismo paciente, mediante un módulo ECG realizado como tesis por estudiantes de la Universidad Politécnica Salesiana-Sede Cuenca.

Figura 5. Señal ECG obtenida mediante DAQ y procesada en Labview.

Figura6. Ad620 y filtro analógico

Figura 7. Señal ECG obtenida mediante DAQ y procesada en Labview 1

Figura 8. Señal ECG sin filtrar obtenida mediante DAQ y procesada en

Labview 1

Figura 9. Señal ECG obtenida mediante BIOPAC y procesada en matlab.

Figura 10. Ondas P, T y complejos Q, R y S. [5]

IV. CONCLUSIONES Es necesario hacer diferentes etapas de amplificación y de filtrado para obtener la señal del ECG de manera más óptima. Los electrodos empleados deben ser colocados de manera correcta en la persona, tienen que hacer buen contacto con la piel para evitar interferencias capacitivas. El tratamiento digital de la señal electrocardiográfica, se realizó mediante filtros digitales tipo Butterworth ya que estos presentan una banda de paso plana, lo cual no distorsiona la señal ni la desfasa. Mediante filtros analógicos se limita el rango de frecuencia para el electrocardiógrafo. Las cuales están entre 0.5 y 40Hz, eliminando de esta forma ruidos e interferencias que puedan distorsionar la señal electrocardiográfica.

V. REFERENCIAS [1] COLOCACION DE ELECTRODOS disponible en: http://www.radiolocman.com/shem/schematics.html?di=47010 [2] Zerquera F. “Electrocardiografía práctica”, Editorial Centro Nacional de Información de Ciencias Médicas. 1966. [3] Krishnakant Nammi (2003). Voltage limiting devices for ECG amplifiers. [4] National Instruments. Hardware and Housekeeping Techniques. OP AMP Applications. [5] HEART RATE MONITOR disponible en: http://www.radiolocman.com/shem/schematics.html?di=47010