ECG sea

Sistemas Electrónicos Elec trónicos Analógicos Analógicos

Profesor:

Dr. Efrén Bernardo Ramírez Solís Alumno:

Rafael Gutiérrez David Alejandro Alejandro Proyecto:

Electrocardiograma

Semestre 2015-I

Introducción En el ámbito de la medicina, resulta muy importante contar con el apoyo de instrumentos especializados para el rastreo de padecimientos di!ciles de detectar  de otra manera, incluso puede "aber anormalidades #ue no son detectables por  ning$n otro medio más #ue por un instrumento electr%nico& El electrocardi%grao es uno de los instrumentos m'dicos más usados e indispensables& (os electrocardi%graos se encargan de obtener y registrar las se)ales el'ctricas propias del coraz%n "umano, las cuales están ormadas primordialmente por ba*as recuencias +0&1 a 150 z, por 'sta raz%n no se re#uieren

recuencias

de

muestreo

muy

grandes

para

representarlas

adecuadamente& Sin embargo estos instrumentos deben contar con determinadas normas de uncionamiento y un procesado de se)ales especial& E.isten dos tipos de electrocardi%graos, los de pruebas en reposo y los #ue soportan esuerzo !sico durante las lecturas& En caso de contar con un paciente #ue se encuentra realizando determinado esuerzo !sico, aun#ue e.ista una etapa de iltrado con/encional propia de los electrocardi%graos para pruebas estáticas, la se)al obtenida contará con ruido ele/ado, de tal orma #ue no permitirá analizar  las se)ales cardiacas de manera correcta&   pesar del desarrollo tecnol%gico, dic"o instrumento es en t'rminos generales, costoso, debido a #ue la mayor!a son de importaci%n por lo anterior es importante impulsar l!neas de in/estigaci%n en este sentido& na opci%n tentati/a para iltrar las se)ales cardiacas es identiicar el rango de recuencias del ruido contenido en dic"as se)ales y eliminarlo mediante la aplicaci%n de iltros a*ustados a las recuencias deseadas, desaortunadamente esta opci%n no es una tarea sencilla ya #ue las se)ales emanadas por el coraz%n "umano, son de orma irregular en cuanto a recuencias #ue las componen y al aplicar los iltros es probable #ue se deormen& 3uando se obser/a un electrocardiograma se puede notar #ue las se)ales impresas cuentan con un pico caracter!stico, de inmediato se pueden sugerir recuencias ele/adas ormando dic"o pico con respecto al resto de la se)al, en t'rminos m'dicos a este pico se le

conoce como comple*o 4S& Este cambio brusco en la se)al resulta ser un problema para el iltrado de la misma, tomando en cuenta #ue se debe conser/ar  su orma original, por lo #ue es indispensable el uso de t'cnicas especiales de procesamiento&

Objetivo El ob*eti/o de este proyecto bien podr!a ser el dise)o y la creaci%n de un aparato capaz de poder registrar las /ariaciones el'ctricas del coraz%n por medio de m'todos no in/asi/os, es decir, "acer un electrocardi%grao coniable& Por  desgracia en la uni/ersidad el e#uipo necesario para desarrollar este tipo de proyectos es muy limitado +el e#uipo con el #ue se traba*a re#uiere de mantenimiento para lograr /er una se)al con el menor ruido posible& 3on todas estas limitantes no se puede esperar a #ue el alumno logre un proyecto e.itoso al 1006&

Limitaciones El proyecto en s! no podrá ni deberá ser usado como un instrumento de medici%n cardiaca iable ni muc"o menos realizar diagnostico medico basado en los datos obtenidos de este& (o #ue se propone "acer es una apro.imaci%n a un dispositi/o electrocardiogra7co por medio de componentes sencillos y m!nimos

MATERIALES Componente

Costo ($)

 mpliicador de instrumentaci%n 8920 150  mpliicador ;peracional  = 3omponentes pasi/os /arios +resistencias, capacitores, cables  >0 Electrodos +? electrodos por uso  15 TOTAL $217 MXN

 Am pl if ca do r de in st ru me nt ac ió n AD 6 ! El ampliicador de instrumentaci%n 8920 posee buenas caracter!sticas a un relati/o ba*o coste& (a ganancia de /olta*e puede ser colocada en un rango de 1 a

1000& Posee una amplia gama de alimentaci%n de /olta*e, pudiendo alimentar  desde @- 2&?A a @-1BA& Este tipo de ampliicador es elegido por sus cualidades "aci'ndolo una muy buena opci%n para nuestra aplicaci%n&

 Am pl if ca do r TL!"#

Op era ci on al

El ampliicador operacional es un ampliicador cuádruple de ba*o ruido, tal/ez no sea el me*or pero dic"a caracter!stica debe de ayudar para este tipo de aplicaciones donde la precisi%n lo es todo, además debido al ba*o presupuesto #ue poseemos lo usaremos&

$omponentes pasivos varios 8ierentes componentes pasi/os #ue no deben inluir demasiado en el ruido inyectado al sistema& esistencias de carb%n, capacitores cerámicos, (os componentes usados para ser e.actos ueron: esistencias de carb%n a C Datt: 1F, >?0GF, 220GF, 2=GF, 2>&=GF, 15GF, 10GF, 5&1GF, 51F 3apacitores cerámicos: 1 H, >=0H, 220 H, 100 H 3ables con caimanes para conectar los electrodos

Electrodos para E3J de plata K cloruro de plata& (os más sencillos #ue se pudieron encontrar en una distribuidora de aparatos m'dicos& 3uestan alrededor  de ?&00 LM cada uno&

Teor%a de &uncionamiento del circuito (a teor!a de uncionamiento del electrocardi%grao básico #ue se "a dise)ado y armado es ampliicar con una ganancia de apro.imadamente 1000 las se)ales mio-electricas #ue produce los latidos del coraz%n la transducci%n de potenciales i%nicos a potenciales el'ctricos se realiza por medio de los electrodos& Se usa un ampliicador de instrumentaci%n 8920 en la entrada directa de los electrodos debido a su capacidad de traba*ar con corrientes muy pe#ue)as& 8espu's de la primera ampliicaci%n "ec"a por el 8920 sigue una etapa de iltrado la cual eliminara o tratara de eliminar el ruido aba*o de 0&5z, iltrar la banda de 90z #ue es el ruido el'ctrico y rec"azar toda recuencia #ue este más allá de los 150z

El dise'o electrónico Primera etapa, obtenci%n de las se)ales el'ctricas, por medio del ampliicador de instrumentaci%n, el dise)o del circuito es obtenido de la "o*a de especiicaciones del 8920, #ue ue la coniguraci%n más estable obtenida despu's de probar  /arias coniguraciones dierentes,

desde un ampliicador de instrumentaci%n

 892?, ? lm=>1 o un simple (?2>, se opt% por seguir el dise)o del abricante

C1

R4

470n"

10Ω R5

5

1

R2 24.7Ω R1 51Ω R! 24.7Ω

1MΩ U2

7

U1

3 7

1

8

6

Pierna derec"a:

3 2 6

TL071ACD

4

2 4

5

AD620AN

Nrazo 8erec"o

Nrazo iz#uierdo

Etapa de fltrado de la se'al obtenida En esta etapa, se di/ide en ?, en el orden #ue se arm% el circuito y por donde pasa la se)al, se tiene primero un iltro Motc" para rec"azar la banda de 90z y as! eliminar el ruido el'ctrico, posterior mente se llega a dos iltros un pasa altas seguido de un pasa ba*as para obtener una banda #ue /a desde 0&5z "asta 150z SPES;

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