Amplificadores de instumentacion medica

Amplificador de Instrumentación Médica.
Un amplificador de instrumentación es un dispositivo creado a partir de amplificadores operacionales. Está diseñado para tener una alta impedancia de entrada y un alto rechazo al modo común (CMRR). Se puede construir a base de componentes discretos o se puede encontrar encapsulado (por ejemplo el INA114).La operación que realiza es la resta de sus dos entradas multiplicada por un factor. Su utilización es común en aparatos que trabajan con señales muy débiles, tales como equipos médicos (por ejemplo, el electrocardiograma), para minimizar el error de medida.
El amplificador de instrumentación representa la solución paralos problemas de alta ganancia y alta impedancia de entrada. Este circuito utiliza 3 amplificadores operacionales: A1 a A3. Los dos amplificadores de entrada, A1 y A2, están conectados en configuración no inversor en tanto que tercer amplificador esta conectado como el amplificador diferencial. Inicialmente simplifiquemos el análisis de este circuito haciendo la ganancia A3 igual a uno (R4 = R5= R6 = R7).

Los amplificadores de instrumentación (IA) se aplican extensamente en aplicaciones biomédicas debido a los siguientes factores: Su capacidad de lograr altas ganancias con valores de resistencias bajos, impedancia de entrada extremadamente alta y un muy alto rechazo a señales de modo común. Variaciones pequeñas en los valores de las resistencias de A3 pueden degradar el CMR, por loque muchos diseñadores utilizan un potenciómetro para R7. Así, el potenciómetro es ajustado para obtener mínima salida cuando se aplica una señal de modo común alta.
La forma física de un amplificador de instrumentación (IA) puede ser con amplificadores operacionales discretos, en la cual se usan 3 amplificadores operacionales IC interconectados externamente formando el IA.
Amplificadores deBiopotenciales.
Este tipo de amplificadores se utilizan para la obtención de los biopotenciales captados por electrodos, realizando la adaptación de impedancias, mejorando la relación señal/ruido y proporcionando una señal de salida de suficiente amplitud para ser visualizada y registrada. En este apartado comentaremos las características de los más utilizados: los electrocardiógrafos, loselectroencefalógrafos y los amplificadores para electromiograma.



Electrocardiógrafos
Los electrocardiógrafos se utilizan para obtener registros de la señal de ECG.
Debido a su amplia utilización como herramienta diagnóstica, y la existencia de diversos fabricantes, se ha desarrollado una cierta estandarización de este tipo de amplificadores.
Las principales características de unelectrocardiógrafo son, entre otras:
Impedancia de entrada: > 5MΩ.
Corriente a través del paciente: < 1 A.
Resistencia del terminal central: > 3.3 MΩ.
Ganancias fijas: 5, 10 y 20 mm/mV (equivalentes a ganancias de 500, 1000 y 2000, respectivamente).
Respuesta frecuencial:
0.14 Hz a 25 Hz: ±0.5 dB.
Frecuencia superior de corte: 100 Hz.
Velocidad del papel: 25-50 mm/seg.
Amplitud de la señal decalibración: 1 mV.

El diagrama de bloques de un electrocardiógrafo se muestra en la siguiente figura.
Podemos destacar:
Circuitos de protección: Incluyen limitadores de sobretensiones para su utilización conjunta con desfibriladores y también pueden incorporar filtros de RF.
Selector de derivación - Calibración: Permite programar cuál o cuáles de las 12 derivaciones van a ser registradas.Incluye la red del terminal central de Wilson. La señal de calibración, generalmente un pulso cuadrado de amplitud 1 mV, se inyecta en el electrocardiógrafo en esta etapa para permitir comparar la amplitud de la señal de entrada con una de amplitud conocida.

Preamplificador: En esta etapa se realiza la amplificación diferencial, respecto de la referencia aislada, de la señal obtenida de una...