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ECG electrocardiograma signals, Guías, Proyectos, Investigaciones de Electrónica

señales de electro cardiograma

Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones

2019/2020
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Subido el 21/11/2020

daniel-andrade-kad
daniel-andrade-kad 🇨🇴

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Resumen – En el presente trabajo se realiza la implementación
de un circuito electrónico analógico y digital mediante el cual se
mostraran las señales del ECG principalmente la primera
derivada (LA-RA), la segunda derivada (LL-RA) y las derivadas
aumentadas aVR y aVL. Utilizando un amplificador de
instrumentación
Palabras Clave - ECG, amplificador de instrumentación, filtros
analógicos
MATERIALES Y EQUIPO
- Amplificador instrumentación ad620
- Amplificadores (tl084, lf353, lm324)
- Resistencias y capacitores
- Multiplexor (mux) cd 4052
- Lcd
- Arduino nano
- Protoboard
- Fuente de voltaje dual
- Osciloscopio
- Electrodos reutilizables
I. INTRODUCCIÓN
El electrocardiograma es una prueba que registra la actividad
eléctrica del corazón que se produce en cada latido cardiaco.
Esta actividad eléctrica se registra desde la superficie corporal
del paciente y se dibuja en un papel mediante una
representación gráfica o trazado, donde se observan diferentes
ondas que representan los estímulos eléctricos de las aurículas
y los ventrículos. El aparato con el que se obtiene el
electrocardiograma se llama electrocardiógrafo.
Para la recogida de la actividad eléctrica por el
electrocardiógrafo, se necesita que sobre la piel del paciente se
coloquen una serie de electrodos (normalmente 10), que irán
unidos hasta el electrocardiógrafo por unos cables. Con 10
electrodos se consiguen obtener 12 derivaciones, es decir, se
dibujan en el papel 12 trazados de los impulsos eléctricos del
corazón desde diferentes puntos del cuerpo. Se pueden obtener
derivaciones extra si se añaden más electrodos a la superficie
corporal, pero el electrocardiograma básico debe constar como
mínimo de 12 derivaciones. El electrocardiograma de una
persona sana presenta un trazado particular; cuando aparecen
cambios en ese trazado el médico puede determinar si existe
un problema.
Se usa para medir el ritmo y la regularidad de los latidos, el
tamaño y posición de las aurículas y ventrículos. El
electrocardiograma es una prueba que registra la actividad
eléctrica del corazón que se produce en cada latido cardiaco.
Esta actividad eléctrica se registra desde la superficie corporal
del paciente y se dibuja en un papel mediante una
representación gráfica o trazado, donde se observan diferentes
ondas que representan los estímulos eléctricos de las aurículas
y los ventrículos. El aparato con el que se obtiene el
electrocardiograma se llama electrocardiógrafo.
Para la recogida de la actividad eléctrica por el
electrocardiógrafo, se necesita que sobre la piel del paciente se
coloquen una serie de electrodos (normalmente 10), que irán
unidos hasta el electrocardiógrafo por unos cables. Con 10
electrodos se consiguen obtener 12 derivaciones, es decir, se
dibujan en el papel 12 trazados de los impulsos eléctricos del
corazón desde diferentes puntos del cuerpo. Se pueden obtener
derivaciones extra si se añaden más electrodos a la superficie
corporal, pero el electrocardiograma básico debe constar como
mínimo de 12 derivaciones. El electrocardiograma de una
persona sana presenta un trazado particular; cuando aparecen
cambios en ese trazado el médico puede determinar si existe
un problema.
Se usa para medir el ritmo y la regularidad de los latidos, el
tamaño y posición de las aurículas y ventrículos
II. PROCEDIMIENTO
En la implementación del circuito ECG utilizamos un
amplificador de instrumentación, además de una serie de
filtros analógicos, el buffer y la central de Wilson
A. AMPLIFICADOR DE INSTRUMENTACION
El amplificador de instrumentación tiene todas las
características del amplificador operacional: 1) amplificación
diferencial, 2) alta impedancia de entrada, y 3) baja
impedancia de salida; pero tiene otras características
importantes: la ganancia puede ser modificada y la ganancia
es constante sobre una amplia banda de frecuencias.
Para la obtención de las señales del ECG tuvimos que
amplificar mil veces la seña l dada por los electrodos, en un
amplificador ad620. El cálculo de la ganancia se realizó de la
siguiente manera:
ELECTROCARDIOGRAMA (ECG)
Daniel Andrade Lopez, Ingrith Realpe, Julian Guerrero
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Resumen – En el presente trabajo se realiza la implementación de un circuito electrónico analógico y digital mediante el cual se mostraran las señales del ECG principalmente la primera derivada (LA-RA), la segunda derivada (LL-RA) y las derivadas aumentadas aVR y aVL. Utilizando un amplificador de instrumentación Palabras Clave - ECG, amplificador de instrumentación, filtros analógicos MATERIALES Y EQUIPO

  • Amplificador instrumentación ad
  • Amplificadores (tl084, lf353, lm324)
  • Resistencias y capacitores
  • Multiplexor (mux) cd 4052
  • Lcd
  • Arduino nano
  • Protoboard
  • Fuente de voltaje dual
  • Osciloscopio
  • Electrodos reutilizables I. INTRODUCCIÓN El electrocardiograma es una prueba que registra la actividad eléctrica del corazón que se produce en cada latido cardiaco. Esta actividad eléctrica se registra desde la superficie corporal del paciente y se dibuja en un papel mediante una representación gráfica o trazado, donde se observan diferentes ondas que representan los estímulos eléctricos de las aurículas y los ventrículos. El aparato con el que se obtiene el electrocardiograma se llama electrocardiógrafo. Para la recogida de la actividad eléctrica por el electrocardiógrafo, se necesita que sobre la piel del paciente se coloquen una serie de electrodos (normalmente 10), que irán unidos hasta el electrocardiógrafo por unos cables. Con 10 electrodos se consiguen obtener 12 derivaciones, es decir, se dibujan en el papel 12 trazados de los impulsos eléctricos del corazón desde diferentes puntos del cuerpo. Se pueden obtener derivaciones extra si se añaden más electrodos a la superficie corporal, pero el electrocardiograma básico debe constar como mínimo de 12 derivaciones. El electrocardiograma de una persona sana presenta un trazado particular; cuando aparecen cambios en ese trazado el médico puede determinar si existe un problema. Se usa para medir el ritmo y la regularidad de los latidos, el tamaño y posición de las aurículas y ventrículos. El electrocardiograma es una prueba que registra la actividad  eléctrica del corazón que se produce en cada latido cardiaco. Esta actividad eléctrica se registra desde la superficie corporal del paciente y se dibuja en un papel mediante una representación gráfica o trazado, donde se observan diferentes ondas que representan los estímulos eléctricos de las aurículas y los ventrículos. El aparato con el que se obtiene el electrocardiograma se llama electrocardiógrafo. Para la recogida de la actividad eléctrica por el electrocardiógrafo, se necesita que sobre la piel del paciente se coloquen una serie de electrodos (normalmente 10), que irán unidos hasta el electrocardiógrafo por unos cables. Con 10 electrodos se consiguen obtener 12 derivaciones, es decir, se dibujan en el papel 12 trazados de los impulsos eléctricos del corazón desde diferentes puntos del cuerpo. Se pueden obtener derivaciones extra si se añaden más electrodos a la superficie corporal, pero el electrocardiograma básico debe constar como mínimo de 12 derivaciones. El electrocardiograma de una persona sana presenta un trazado particular; cuando aparecen cambios en ese trazado el médico puede determinar si existe un problema. Se usa para medir el ritmo y la regularidad de los latidos, el tamaño y posición de las aurículas y ventrículos II. PROCEDIMIENTO En la implementación del circuito ECG utilizamos un amplificador de instrumentación, además de una serie de filtros analógicos, el buffer y la central de Wilson A. AMPLIFICADOR DE INSTRUMENTACION El amplificador de instrumentación tiene todas las características del amplificador operacional: 1) amplificación diferencial, 2) alta impedancia de entrada, y 3) baja impedancia de salida; pero tiene otras características importantes: la ganancia puede ser modificada y la ganancia es constante sobre una amplia banda de frecuencias. Para la obtención de las señales del ECG tuvimos que amplificar mil veces la seña l dada por los electrodos, en un amplificador ad620. El cálculo de la ganancia se realizó de la siguiente manera:

ELECTROCARDIOGRAMA (ECG)

Daniel Andrade Lopez, Ingrith Realpe, Julian Guerrero

Figura 1 amplificador de instrumentacion ad Haciendo que rg sea igual a 49ohms (resistencia comercial) La ganancia seria aproximadamente de 1000. B. FILTROS Los filtros analógicos son un tipo de filtro electrónico que modifica las componentes frecuenciales de una señal analógica de forma diferente en función de su frecuencia. Para filtrar la señal a la salida de el ad620 implementamos dos filtros: un pasa altas para la frecuencia de 0.5 Hz y un pasa bajas para la frecuencia de 30Hz, calculados de la siguiente manera. Figura 2 calculos filtro pasa bajas Figura 3 cálculos filtro pasa altas FILTRO IMPLEMENTADO Figura4 simulación filtro ECG proteus. A la salida de este filtro se puede observar la señal de derivada I y II C. BUFFER También llamado Seguidor de Tensión; esta configuración se caracteriza porque tiene una alta impedancia de entrada y una muy pequeña impedancia de salida, lo que le permite ser utilizado como etapa de aislamiento. Desde el punto de vista de la entrada es la carga ideal, y visto desde la salida es un generador de tensión ideal. La configuración del seguidor tiene una ganancia Av=1. Cada una de las etapas de aislamiento y acople de impedancia que recepcionan las señales provenientes de los Electrodos en el plano frontal y horizontal (RA, LA, LL, RL, V1, V2, V3, V4, V5 y V6) se diseña con base en el circuito integrado LF353N

void loop() { sel=seleccion(); // ENTRADAS ANALOGIAS MODIFICADAS COMO DIGITALES SI ENTRA UN CERO O UNO LOGICO PARA ASI ENTRAR EN UNA FUNCION EN ESPECIAL (BOTONES) if(sel==0){ sel_cero(); // SI NO SE SELECCIONA NINGUNA SE REGRESA AL MENU O REESCRIBE EL MENU... EN= HACE QUE EL MUX NO SAQUE NINGUNA SEÑAL. } if(sel!=0){ // SI SE PULSA ALGUN BOTON ENTRA AL CONDICIONAL lcd.clear(); if(sel==1){ sel_uno(); // HABILITA EL MUX CON LOS HABILITADORES AB=(0.0) Y EN= conteo_pulsos(); // CUENTA LOS PULSOS EN ALTO DEL CORAZON Y LOS ALMACENA A UN CONTADOR LEYENDO LA ENTRADA ANALOGICA A POR UN INTERVALO DE 15s } if(sel==2){ sel_dos(); //HABILITA EL MUX CON LOS HABILITADORES AB=(0.1) Y EN= conteo_pulsos(); // CUENTA LOS PULSOS EN ALTO DEL CORAZON Y LOS ALMACENA A UN CONTADOR LEYENDO LA ENTRADA ANALOGICA A POR UN INTERVALO DE 15s } if(sel==3){ sel_tres(); //HABILITA EL MUX CON LOS HABILITADORES AB=(1.0) Y EN= } if(sel==4){ sel_cuatro(); //HABILITA EL MUX CON LOS HABILITADORES AB=(1.1) Y EN= conteo_pulsos(); // CUENTA LOS PULSOS EN ALTO DEL CORAZON Y LOS ALMACENA A UN CONTADOR LEYENDO LA ENTRADA ANALOGICA A POR UN INTERVALO DE 15s } } } float inicio(){ // VISUALIZAR EL MENU DE TRABAJO lcd.setCursor(0,0); lcd.print("1->DI"); lcd.setCursor(9,0); lcd.print("2->D2"); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("3->aVR"); lcd.setCursor(9,1); lcd.print("4->aVL"); } float seleccion(){ //LEE VALORES ANALOGICOS UTILIZADOS DE MODO DIGITAL PARA SELECCIONAR EL MENU Y SE LE ASIGNA UN VALOR A DATO int V1,V2,V3,V4,dato; V1=analogRead(A7); V1=((5V1/1023)+1)/5; V2=analogRead(A6); V2=((5V2/1023)+1)/5; V3=analogRead(A5); V3=((5V3/1023)+1)/5; V4=analogRead(A4); V4=((5V4/1023)+1)/5; delay(20); if(V1==1) dato=1; if(V2==1) dato=2; if(V3==1) dato=3; if(V4==1) dato=4; if(V1==0&&V2==0&&V3==0&&V4==0) dato=0; return dato; } float sel_cero(){ lcd.clear(); inicio(); digitalWrite(11,HIGH); //EN } float sel_uno(){ lcd.setCursor(0,0); lcd.print(" ->DI"); digitalWrite(8,LOW); //(0,0) MUX digitalWrite(9,LOW); digitalWrite(11,LOW); //EN } float sel_dos(){ lcd.setCursor(0,0); lcd.print(" ->D2"); digitalWrite(8,LOW); //(0,1) MUX digitalWrite(9,HIGH); digitalWrite(11,LOW); //EN }

float sel_tres(){ lcd.setCursor(0,0); lcd.print(" ->aVR"); digitalWrite(8,HIGH); //(1,0) MUX digitalWrite(9,LOW); digitalWrite(11,LOW); //EN } float sel_cuatro(){ lcd.setCursor(0,0); lcd.print(" ->aVL"); digitalWrite(8,HIGH); //(1,1) MUX digitalWrite(9,HIGH); digitalWrite(11,LOW); //EN } float conteo_pulsos(){ R=0; cont=0; S=millis()/1000; while(R<15){ //NTERVALO DE 15s R=(millis()/1000)-S; // SEGUNDOS TRANSCURRIDOS in=analogRead(A3); // LEE LA ENTRADA ANALOGICA A in=5000in/1023; if(in>600){ cont++; //AUMENTA CONTADOR digitalWrite(13,HIGH); //PRENDE LED DE VERIFICACION delay(120); digitalWrite(13,LOW); delay(400); } } lcd.setCursor(1,1); cont=4cont; lcd.print(cont); // IMPRIME CONTADORES POR SEGUDNO delay(1000); lcd.clear();//*/ }

III. RESULTADOS

Figura 6 primera derivada Figura 7 segunda derivada Figura 8 derivada aumentada aVL