Adquisición de señales biomédicas

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--Universidad de Guadalajara-- --Centro Universitario de Ciencias Exactas e Ingeniería-- --Ingeniería Biomédica--

ADQUISICIÓN DE SEÑALES BIOMÉDICAS. ACONDICIONAMIENTO DE LA SEÑAL Beatriz Ojeda Las señales constituyen uno de los elementos básicos de la instrumentación biomédica porque son el mensurando por excelencia de todo sistema y representan la materia prima con la que se trabaja. Sinembargo, en este caso las características son muy diferentes a las que exhiben las señales de los demás sistemas de instrumentación, tanto por su origen como por su carácter y sus propiedades particulares. Por una parte, las señales biomédicas tienen un origen especial porque son el resultado de diversos fenómenos eléctricos y fisiológicos que se producen en los organismos vivos, especialmente en elser humano. Además, cuando se les compara con otro tipo de señales, sus niveles de amplitud suelen ser mucho más pequeños, por lo que requieren mayores márgenes de amplificación y son muy vulnerables al ruido. Asimismo, sus componentes de frecuencia suelen encontrarse en la parte baja del espectro y sus anchos de banda son más bien reducidos. Por otra parte, no siempre se considera como claseúnica de señales al mesurando dinámico que tiene un valor único que varía con el tiempo ya que también una imagen estática puede tomarse como una señal, dependiendo de la forma en que se descomponga, se utilice o se procese. En estas circunstancias hay que agregar que como las señales se obtienen de organismos vivos, con mucha frecuencia los circuitos necesarios para su captura, acondicionamiento yconsecuente proceso al que deben someterse requieren condiciones especiales de seguridad. Esto es particularmente necesario en el momento en que el sistema toma contacto directo con el sujeto, lo que ocurre siempre en la etapa transductora, porque es cuando se requiere aislarlo eléctricamente y proteger su integridad. La siguiente figura muestra la estructura general de un sistema de captura deseñales biomédicas:

Figura 1 Las señales revisten gran importancia en la ingeniería biomédica porque siempre contienen información valiosa que está relacionada con la forma en que se comporta la fuente que les da origen. Por ejemplo, a través de ellas pueden determinarse datos interesantes de la dinámica del organismo, del comportamiento de los procesos fisiológicos que las producen, del estadomédico en que se encuentra un órgano, del efecto de los fármacos en un individuo, entre otros datos. Por ello, uno de los objetivos del trabajo con señales es obtener información útil a partir de ellas. Para lograr este objetivo, sin embargo, se requiere someter las señales a una serie de procesos que permitan alcanzarlo en forma eficiente, los cuales se realizan en la mayor parte de los sistemasbiomédicos como el que se representa en la figura 1. En cada uno de los bloques que se muestran en la figura 1 se llevan a cabo una serie de procesos orientados a la captura, la adecuación y el procesamiento necesarios para la obtención de la información que contiene la o las señales para las cuales ha sido diseñado. A esta serie de procesos se les conoce como acondicionamiento de la señal. Estosbloques se describen a continuación: Etapa transductora Es el punto de contacto con el sujeto lo cual ocurre en el lugar preciso en que se generan las señales o donde es posible capturarlas sin producir daño. Es el primer paso del sistema biomédico para realizar su función. Por lo general consiste en un dispositivo que captura la señal en un punto próximo a su origen biológico o fisiológico, en formasuperficial (no invasiva) o del interior de algún tejido (invasiva), aunque en
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Instrumentación Médica I

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cualquier caso el sistema tiene que disponer de un mecanismo de aislación para proteger eléctricamente al paciente. Esta etapa puede estar compuesta de uno o...
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