Adquisicion de señales bioelectricas

Acondicionamiento de Señales Bioeléctricas

Trabajo de Grado Presentado por

Lorena Alvarez Osorio

como requerimiento parcial para optar al título de Ingeniero Electricista

Facultad de Ingenierías Programa de Ingeniería Eléctrica Universidad Tecnológica de Pereira - UTP Abril 2007

Acondicionamiento de Señales Bioeléctricas

Aprobado por:

Álvaro Ángel Orozco Gutiérrez, DirectorFecha de aprobación

Resumen

El siguiente trabajo describe los métodos para adquirir señales bioeléctricas tales como ECG, EMG y EEG. Inicialmente, en el capítulo 1, se hace una breve descripción de los tipos de señales bioeléctricas mencionadas y algunas otras importantes y más conocidas, su origen, sus características principales y sus formas. En el capítulo 2 se explica elfuncionamiento y carácterísticas del amplificador operacional. Debido a que el amplificador, al igual que todos los componentes electrónicos, no tiene un comportamiento ideal, se hace la distinción entre el amplificador operacional real y el amplificador ideal, se definen las diferentes especificaciones que se encuentran en los catálogo de estos componentes y que son importantes en el momento de la selección paradeterminada aplicación. Se continúa con uno de los componentes más importantes en la adquisición de señales bioeléctricas que es el amplificador de instrumentación, se muestran los diferentes diseños: compuesto de 2 y 3 amplificadores operacionales y como un circuito integrado. Seguidamente, el amplificador de Aislamiento, sus beneficios y los diferentes tipos son descritos. Finalmente en éste capítulose enuncian los diferentes tipos de ruido, como se originan y cómo afectan las señales a medir. El capítulo 3 muestra los pasos a seguir para el acondicionamiento de señales bioeléctricas. La medición de estas señales y los componentes eléctricos usados para dicha labor están sometidas a diferentes especificaciones internacionales como IEC y ANSI, así que antes del diseño, se deben conocer éstosrequerimientos para poder cumplirlos. Éste capítulo inicia entonces con las diferentes especificaciones para la medición de cada una de las señales ECG, EMG y EEG. Luego se describe la interfaz de medición, dispositivos llamados electrodos, los problemas que se tienen en su uso, los diferentes tipos del mercado y la disposición de ellos para cada señal. También en éste capítulo son diseñadas lasdemás etapas de acondicionamiento: Amplificación, Filtrado, y Aislamiento; haciendo énfasis en la etapa de filtrado, ya que se hace para ambos tipos, análogos y digitales. Finalmente, en el capítulo 4, se muestra el análisis de resultados de los circuitos de acondiciomiento diseñados.

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Dedicatoria

A mi familia, mi madre, mi padre y mi hermano que han sido mi gran apoyo y mi alegría. A minovio, mis amigos, mis compañeros y profesores que me acompañaron durante ésta etapa tan importante en mi vida y que compartieron conmigo su espíritu emprendedor y su amor.

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Tabla de Contenido

Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Dedicatoria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

iii ivLista de Tablas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . viii Lista de Figuras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ix

Agradecimientos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xii Objetivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xiii I SEÑALESBIOELÉCTRICAS 1.1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1 1 2 4 4 5 6 7 9 9 9

Origen de las señales Bioeléctricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.1.1 1.1.2 Potencial de Reposo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Potencial de Acción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.2

Tipos de señales bioeléctricas . . . . . . . . . . . . . . ....