Electrocardiógrafo

Electrocardiógrafo
Dalia Patricia Ornelas Huerta , María Paulina Rocha Morán
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División de Ciencias e Ingenierías, Campus Léon, Universidad de Guanajuato, Loma del Bosque No. 103 Col. Lomas del Campestre C.P 37150

En este trabajo se presenta el diseño y construcción de un electrocardiógrafo, el cual, obtiene y amplifica la actividad eléctrica del corazón, eliminando ruido einterferencias, de manera que se tenga una reproducción confiable de esta señal.

1. Introducción El electrocardiograma es la representación gráfica de la actividad eléctrica del corazón. Es el instrumento principal de la electrofisiología cardíaca y tiene una función relevante en el cribado y diagnóstico de las enfermedades cardiovasculares, alteraciones metabólicas y la predisposición a una muertesúbita cardiaca. También es útil para saber la duración del ciclo cardíaco. El electrocardiograma tiene la ventaja de ser un procedimiento médico con resultados disponibles inmediatamente, no es invasiva y es económica. Un electrocardiograma se obtiene con un electrocardiógrafo, detectando y ampliando la actividad eléctrica del corazón, cuyo diseño y construcción se explica a lo largo de estetrabajo.

mediante electrodos ubicados en diferentes partes del cuerpo, sobre la piel (figura 1). [1]

2. Marco Teórico 2.1 Electrocardiógrafo El electrocardiógrafo (ECG) es un aparato diseñado para que muestre la dirección y la magnitud de las corrientes eléctricas producidas por el corazón. Debido a que la corriente fluye en múltiples direcciones del músculo cardiaco, este aparato obtiene laresultante de todos estos vectores
Figura 1: Vector resultante de las corrientes eléctricas producidas por el corazón [1].

Electrodo sobre la piel está conectado a otro electrodo a través del electrocardiógrafo. Los ingenieros han designado arbitrariamente como positivo a aquel electrodo que produce una deflexión positiva (hacia arriba) en el ECG cuando una corriente se acerca hacia él. [1]en otra, midiendo la diferencia de potencial entre ambos. La derivación DI tiene el electrodo positivo en el brazo izquierdo y el negativo en el brazo derecho, mide la corriente que va por eje de 0 a 180 grados. [1]
Figura 2: Vector resultante positivo y negativo [1].

En el diseño del electrocardiógrafo se deben de tomar en cuenta dos aspectos muy importantes:
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2.4 Derivacionesunipolares de extremidades La idea es medir la fuerza eléctrica absoluta de un electrodo positivo en el cuerpo. Para esto se necesita que el electrodo sea de potencial cero y esto se logró con un mecanismo llamado de Wilson. Este mecanismo consiste en la unión de los cables de las extremidades correspondiente a los electrodos negativos, de manera que se anulen sus fuerzas respectivas; esta unidad deWilson se encuentra localizada, en relación al corazón, en el centro eléctrico de éste. Estas derivaciones unipolares de extremidades se llamaron derivaciones V, y así a la que va de la unidad central al brazo izquierdo la llamó VL, al brazo derecho VR y la pierna izquierda la llamó VF. Debido a que estos potenciales deben ser amplificados se agrega la letra “a” a la principio. [1]

La señal de ECGtiene componentes relevantes solo entre 0.05Hz y 150Hz Los valores de la señal en la piel oscilan en pocos milivoltios (entre unos 0.5 y 10mV como máximo).

Con estos datos se deberá saber que ancho de banda debe tener el circuito, y la ganancia que este deberá presentar [5].

2.2 Señal Cardiaca En la siguiente figura se aprecia la simulación de una señal cardíaca con todas sus etapas y puntosFigura 3: Señal eléctrica cardiaca [6].

Figura 4: Derivaciones unipolares [1].

Esta señal es la que se debe obtener en el electrocardiógrafo al conectar los electrodos a una persona. 2.3 Derivaciones bipolares de extremidades La finalidad de una derivación electrocardiográfica es medir la corriente que va en la dirección marcada por una línea recta que une los electrodos utilizados. En...