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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.
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.
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.
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.
El Electrocardiógrafo
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.
El Electrocardiograma

Modelo de dipolo eléctrico (vector
cardíaco)


M  qd
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.
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.
Definición vectorial de la derivación
a2
M
a1
 
va1  M  a1
va1  M a1 cos

ua1
+
 
va 2  M  a2
va1  M a2 cos 90
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.
Planos corporales
Primer ECG
Willem Einthoven en 1901
Derivaciones básicas en el plano
frontal
Triángulo de Einthoven



Derivación I: 0°
Derivación II: 60°
Derivación III: 120°
Por LKV:
I-II+III=0
Derivaciones unipolares
vLA  vw  vL
vRA  vw  vR
vLL  vw  vF
R ≥ 5 MΩ
Los voltajes obtenidos disminuyen en amplitud con respecto a las bipolares
Derivaciones aumentadas
Ejercicio de derivaciones
Demostrar que una derivación aumentada
es un 50% mayor que una unipolar
Ejercicio de derivaciones
aVr
+ -
T. Wilson
R
R
R
Ir
Ia
Il
Vra
Vla
Vll
+
Vw
T. Wilson
R/2
R
Ir
Ia
Vra1
Vla1
R
Il
+
Vw
Vll1
-
-
0
avr  vra  vw
ir  ia  il  0
vla  vll
2
v v
avr  vra  la ll
2
2v  (vla  vll )
avr  ra
2
2vra  (vla  vll )
avr
2

 1.5
2vra  (vla  vll )
vr
3
vra  vw vla  vw vll  vw


0
R
R
R
v v v
vw  ra la ll
3
2v  (vla  vll )
vr  vra  vw  ra
3
0
vw 
Derivaciones en el plano
transversal
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
Requerimientos específicos para el
electrocardiógrafo





Linealidad y distorsión
Rangos de entrada
Impedancia y corriente de entrada
Terminal central
Ganancia
Requerimientos específicos para el
electrocardiógrafo





Respuesta en frecuencia
CMRR
Calibración
Velocidad del graficador
Salida