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Amplificadores y procesadores de biopotenciales
Son sistemas diseñados con el propósito de realizar el acondicionamiento necesario en el registro de biopotenciales.
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Amplificadores y procesadores de biopotenciales
Requerimientos básicos:
Impedancia mínima de entrada: 10 MΩ.
Protección para el paciente. Impedancia de salida baja con
respecto a la impedancia de la carga. Suministrar suficiente potencia al
elemento registrador si es el caso.
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Amplificadores y procesadores de biopotenciales
Requerimientos básicos:
Tener un ancho de banda adecuado para la señal a medir.
Alta ganancia (1000 o más). Si la medición es bipolar, emplear
amplificadores diferenciales.
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Amplificadores y procesadores de biopotenciales
Requerimientos básicos:
Los amplificadores deben tener una alta CMRR.
Permitir una calibración del instrumento (señal patrón).
Requerimientos adicionales de acuerdo a la señal a medir.
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El Electrocardiógrafo
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El Electrocardiógrafo
El Electrocardiograma: Registro de la actividad eléctrica del corazón empleado para el diagnóstico.
La resultante es un vector, por tanto es importante la ubicación de los electrodos y la dependencia temporal de las señales.
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El Electrocardiograma Modelo de dipolo eléctrico (vector
cardíaco)
dqM
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El Electrocardiograma
El dipolo eléctrico en cada instante cambia su magnitud y dirección lo cual produce un cambio en el campo eléctrico.
Los potenciales eléctricos generados aparecen en la superficie del cuerpo y a través de él.
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El Electrocardiograma
Diferentes posiciones de los electrodos generan diferentes potenciales, de acuerdo a las líneas de potencial generadas por el campo eléctrico.
Existen posiciones estándar para la ubicación de los electrodos.
Una combinación de electrodos a través de una red resistiva se llama derivación.
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Definición vectorial de la derivación
ua1
a2
a1
M
+
cos11
11
aMv
aMv
a
a
90cos21
22
aMv
aMv
a
a
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El Electrocardiograma
Se puede realizar una descripción del vector cardíaco tomando al menos el registro de M en dos direcciones particulares.
Para registrar completamente la actividad ECG se toman derivaciones en el plano frontal y transverso del cuerpo.
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Planos corporales
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Primer ECG
Willem Einthoven en 1901
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Derivaciones básicas en el plano frontal
Derivación I: 0° Derivación II: 60° Derivación III: 120°
Triángulo de Einthoven
Por LKV:I-II+III=0
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Derivaciones unipolares
R ≥ 5 MΩ
FwLL
RwRA
LwLA
vvv
vvv
vvv
Los voltajes obtenidos disminuyen en amplitud con respecto a las bipolares
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Derivaciones aumentadas
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Ejercicio de derivaciones
Demostrar que una derivación aumentada es un 50% mayor que una unipolar
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Ejercicio de derivaciones
Vra Vla Vll
R R R
0
Vw
T. Wilson
+
-Vra1 Vla1 Vll1
R/2 R R
0
Vw
T. Wilson
-
+
aVr+ -
Ir Ia Il Ir Ia Il
3
)(23
0
0
lllarawrar
lllaraw
wllwlawra
lar
vvvvvv
vvvv
R
vv
R
vv
R
vv
iii
5.1
3
)(22
)(22
)(22
2
lllara
lllara
r
r
lllarar
lllarar
lllaw
wrar
vvv
vvv
v
av
vvvav
vvvav
vvv
vvav
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Derivaciones en el plano transversal
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Requerimientos específicos para el electrocardiógrafo
Recommendations for standardization and specifications in automated electrocardiography: bandwidth and digital signal processing. A report for health professionals by an ad hoc writing group of the Committee on Electrocardiography and Cardiac Electrophysiology of the Council on Clinical Cardiology, American Heart Association JJ Bailey, AS Berson, A Garson, Jr, LG Horan, PW Macfarlane, DW Mortara and C Circulation 1990;81;730-739
Diagnostic electrocardiography devices. ANSI/AAMI EC11: 1991, 2001, 2007
Norma Técnica Colombiana NTC 60601-1 : equipo electromédico. Parte 1: Requisitos generales para la seguridad.
Tabla 6.1: libro Medical Instrumentation de Webster
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Requerimientos específicos para el electrocardiógrafo
Linealidad y distorsión Rangos de entrada Impedancia y corriente de entrada Terminal central Ganancia
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Requerimientos específicos para el electrocardiógrafo
Respuesta en frecuencia CMRR Calibración Velocidad del graficador Salida