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ESCUELA POLITCNICA NACIONAL
ESCUELA DE INGENIERA
ANLISIS AUTOMTICO DE CARDIOPATAS POR MEDIO
DEL LABVIEW
PROYECTO DE TITULACIN PREVIO A LA OBTENCIN
DEL TITULO DE INGENIERO EN ELECTRNICA YCONTROL
LUIS ALFREDO CAMPOVERDE GORDILLO
DIRECTOR: DR. LUIS CORRALES
AO 2006
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DECLARACIN
Yo, Luis Alfredo Campoverde Gordillo, declaro bajo juramento que el
trabajo aqu descrito es de mi autora; que no ha sido previamente
presentado para ningn grado o calificacin profesional; y, que he
consultado las referencias bibliogrficas que se incluyen en este
documento.
A travs de la presente declaracin cedo mis derechos de propiedadintelectual correspondientes a este trabajo, a la Escuela Politcnica
Nacional, segn lo establecido por la Ley de Propiedad Intelectual, por su
Reglamento y por normatividad institucional vigente.
Luis Alfredo Campoverde Gordillo
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CERTIFICACIN
Certifico que el presente trabajo fue desarrollado por el Sr. Luis Alfredo
Campoverde Gordillo, bajo mi supervisin.
Dr. Luis Corrales PaucarDIRECTOR DE PROYECTO
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Agradecimiento
A Dios y a mis padres que durante este tiempo han estadojunto a mi en las buenas y las otras, gracias pues se que
cuento siempre con ustedes, los amo mucho.
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Dedicatoria
A mi Madre, por su dedicacin, comprensin y amor.
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Contenido
ResumenIntroduccinCapitulo 1................................................................................................ 13Concepcin Mdica del Electrocardiograma....................................... 131.1 Objetivo Global .................................................................................. 141.2 El corazn.......................................................................................... 15
1.2.1 Pericardio................................................................................. 151.2.2 Miocardio ................................................................................. 151.2.3 Endocardio............................................................................... 15
Figura 1.1 Anatoma Interna del Corazn............................................ 16
1.3 Funcionamiento cardaco................................................................... 16Figura 1.2 Va Elctrica Normal del Impulso Cardiaco ........................ 171.3.1 Sstole auricular ....................................................................... 18
Figura 1.3 Sstole Auricular ................................................................. 181.3.2 Sstole ventricular .................................................................... 18
Figura 1.4 Sstole Ventricular .............................................................. 191.3.3 Distole general....................................................................... 19
Figura 1.5 Distole .............................................................................. 191.4 Circulacin Sangunea....................................................................... 19
1.4.1 Arterias .................................................................................... 201.4.2 Venas....................................................................................... 20
1.4.3 Capilares.................................................................................. 201.4.4 Circulacin menor.................................................................... 201.4.5 Circulacin mayor .................................................................... 21
Figura 1.6 Esquema de Circulacin Sangunea .................................. 211.5 El Electrocardiograma........................................................................ 221.5.1 El Tringulo de Einthoven............................................................... 22Figura 1.7 Esquema del Tringulo de Einthoven y DerivacionesFrecuentes 23Figura 1.8 Disposicin Vectorial de las Derivaciones.......................... 24
1.5.2 Interpretacin Vectorial del Electrocardiograma.......................... 241.5.3 Derivaciones Electrocardiogrficas ............................................. 25
1.5.3.1 Derivaciones Bipolares ......................................................... 25Figura 1.9 Electrocardiograma de Derivaciones Bipolares I, II, III....... 25
1.5.3.2 Derivaciones Unipolares....................................................... 26Figura 1.10 Electrocardiograma de Derivaciones Unipolares aVR, aVL,aVF 26
1.5.3.3 Derivaciones Pericordiales ................................................... 26Figura 1.11 Electrocardiograma de Derivaciones Pericordiales......... 27
1.5.4 Tcnicas de medicin.................................................................. 271.5.4.1 Alteraciones externas en el electrocardiograma................... 28
1.5.4.1.1 Corriente Alterna ............................................................ 291.5.4.1.2 Alta frecuencia................................................................ 29
1.5.4.1.3 Voltaje DC...................................................................... 29
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1.5.4.1.4 Tensin muscular........................................................... 291.5.5 Registro electrocardiogrfico....................................................... 29
1.6 Diagnostico Electrocardiogrfico........................................................ 301.6.1 Electrocardiograma Normal (Interpretacin de ondas)................ 32
1.6.1.2 Onda P.................................................................................. 32Figura 1.12 Onda P............................................................................ 32
1.6.1.3 Intervalo PR.......................................................................... 33Figura 1.13 Intervalo PR.................................................................... 33
1.6.1.4 Onda Q ................................................................................. 33Figura 1.14 Onda Q ........................................................................... 33
1.6.1.5 Onda R ................................................................................. 34Figura 1.15 Onda R ........................................................................... 34
1.6.1.6 Onda S.................................................................................. 34
Figura 1.16 Onda S............................................................................ 351.6.1.7 Intervalo QRS ....................................................................... 35
Figura 1.17 Intervalo QRS ................................................................. 351.6.1.8 Intervalo ST .......................................................................... 35
Figura 1.18 Intervalo ST..................................................................... 361.6.1.9 Onda T.................................................................................. 36
Figura 1.19 Onda T............................................................................ 361.6.1.10 Intervalo QT ........................................................................ 371.6.1.11 Intervalo RR........................................................................ 37
Figura 1.20 Intervalo RR.................................................................... 371.6.2 Arritmias ...................................................................................... 37
1.6.2.1 Arritmia Sinusal..................................................................... 39Figura 1.21 ECG de Arritmia Sinusal ................................................. 39
1.6.2.2 Taquicardia Sinusal .............................................................. 39Figura 1.22 ECG de Taquicardia Sinusal........................................... 40
1.6.2.3 Bradicardia Sinusal............................................................... 40Figura 1.23 ECG de Bradicardia Sinusal ........................................... 40
1.6.2.4 Taquicardia Paroxstica Auricular ......................................... 41Figura 1.24 ECG de Taquicardia Paroxstica Auricular...................... 41
1.6.2.5 Flutter Auricular..................................................................... 42Figura 1.25 ECG de Flutter Auricular................................................. 42
1.6.2.6 Fibrilacin Auricular .............................................................. 42Figura 1.26 ECG de Fibrilacin Auricular........................................... 431.6.2.7 Bloqueo AV........................................................................... 43
Figura 1.27 ECG de Bloqueo Auricoventricular de 2dogrado............. 44Figura 1.28 ECG de Bloqueo Auricoventricular de 3ergrado ............. 44
1.6.2.8 Falla del Marcapasos............................................................ 441.6.2.9 Infarto del Miocardio ............................................................. 451.6.2.10 Contracciones Ventriculares Prematuras............................ 45
Figura 1.29 ECG de Contracciones Ventriculares Prematuras.......... 451.6.2.11 Taquicardia Ventricular....................................................... 46
Figura 1.30 ECG de Taquicardia Ventricular ..................................... 47
1.6.2.12 Fibrilacin Ventricular ......................................................... 47
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Figura 1.31 ECG de Fibrilacin Ventricular........................................ 48
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Introduccin
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Capitulo 1
Concepcin Mdica del Electrocardiograma
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1.1 Objetivo Global
El presente Proyecto de Titulacin tiene como objetivo global disear y
construir un sistema de adquisicin de datos que permita analizar el
funcionamiento del corazn y, por medio de estas seales, detectar
posibles cardiopatas.
Con este objetivo es necesario en primer lugar, realizar un anlisis
anatmico y fisiolgico del corazn humano, con el fin de familiarizarse
con las estructuras anatmicas desde donde se obtendrn las seales
biomtricas que constituyen el latido del corazn e identificar plenamente
los problemas que se presentan en su funcionamiento.
Se pretende que la implementacin de un sistema de adquisicin de datos
basado en un microcontrolador, y una interfaz grfica apropiada,
mediante comparacin de seales previamente incorporadas al programa
y la determinacin de puntos caractersticos en el electrocardiograma, se
pueda ayudar al facultativo a un diagnostico menos subjetivo. La
aplicacin ms importante de este proyecto es implementar una base de
datos que sirva como referencia para futuras aplicaciones.
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1.2 El corazn
El corazn es un msculo que se encuentra localizado por encima del
msculo diafragma, por detrs del esternn y entre los dos pulmones.
Tiene el tamao aproximado de una mano cerrada y su peso en el adulto
est entre 250 y 300 gramos.
Esta constituido por tres capas que de afuera hacia dentro son:
1.2.1 Pericardio
Es una membrana que envuelve al miocardio y es el origen de los
grandes vasos que irrigan al corazn. Conforma una capa externa fibrosa
y una interna serosa. En la cavidad que se forma entre el pericardio y el
miocardio se encuentra el lquido pericrdico, de caractersticas
amortiguadoras.
1.2.2 Miocardio
Es una masa muscular constituida de fibras de naturaleza estriada
contrctil, esta protegido por la membrana pericrdica y protege la
membrana endocrdica.
1.2.3 Endocardio
Es una membrana que recubre interiormente al miocardio.
En el interior del corazn se puede distinguir dos cavidades superiores,
las aurculas, y dos cavidades inferiores, los ventrculos. Cada aurcula
esta conectada a su respectivo ventrculo por el orificio auriculoventricular,
en el que se encuentra, en el lado derecho, la vlvula tricspide y en el
lado izquierdo la vlvula bicspide o mitral.
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Figura 1.1 Anatoma Interna del Corazn
1.3 Funcionamiento cardaco
El funcionamiento del corazn es semejante al de una bomba aspirante
impelente que impulsa a travs del sistema circulatorio la sangre
mantenindola en constante movimiento hacia cada uno de los rganos
del cuerpo.
El corazn est conformado por dos tipos de fibras, unas que se contraen
y otras que transmiten el estimulo elctrico que gobierna las
contracciones del mismo obteniendo las siguientes propiedades
fisiolgicas:
Excitabilidad; capacidad de ser excitado por estmulos especficos
Contractibilidad; capacidad de responder a un estimulo mediante
una contraccin.
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Conductibilidad; capacidad de conducir el estimulo
Ritmicidad; gracias a la excitacin del nodo sinoatrial que luego se
propaga hacia todo el corazn.
En el corazn se puede identificar claramente tres movimientos
importantes a los que se les conoce como sstole auricular, sstole
ventricular y distole general, que ayudados por las vlvulas del corazn
mantienen la circulacin de la sangre en un solo sentido.
El impulso que origina la contraccin del corazn se aplica, desde el nodo
sinoatrial situado en la aurcula derecha, es transmitido por las aurculas
iniciando su contraccin; entre las aurculas y ventrculos se encuentran
los nodos auricoventricular que retardan el estimulo antes de pasar al
fascculo de His y permiten una contraccin total de las aurculas previo a
la estimulacin y contraccin de los ventrculos.
Figura 1.2 Va Elctrica Normal del Impulso Cardiaco
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La frecuencia cardiaca es controlada por el sistema nervioso autnomo
responsable de la vida vegetativa mediante el nervio vago que inhibe el
corazn y los nervios simpticos que lo excitan.
1.3.1 Sstole auricular
En esta etapa, la sangre contenida en las aurculas, debido a la
contraccin de estas, pasa por los orificios auricoventriculares, abriendo
las vlvulas tricspide y bicspide, hacia los ventrculos, los que se
encuentran relajados por la distole previa.
Figura 1.3 Sstole Auricular
1.3.2 Sstole ventricular
Los ventrculos se contraen hasta que la presin de la sangre en estos es
mayor que en las arterias provocando la apertura de las vlvulas
sigmoideas, impulsando violentamente la sangre acumulada en los
ventrculos hacia la arteria aorta, en el ventrculo izquierdo, y las arterias
pulmonares, para el caso del ventrculo derecho.
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Figura 1.4 Sstole Ventricular
1.3.3 Distole general
Esta etapa consiste en la relajacin del msculo cardiaco preparndolo
para recibir el nuevo ciclo de actividad.
Figura 1.5 Distole
1.4 Circulacin Sangunea
La sangre es la que se encarga del transporte de oxigeno y nutrientes
necesarios para el funcionamiento del cuerpo humano; adems, por
medio de ella se logra eliminar las toxinas y el dixido de carbono
producidos por el consumo de oxgeno.
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Es conducida a cada rgano por medio de vasos sanguneos los cuales
se subdividen en arterias, venas y capilares.
1.4.1 Arterias
Son vasos que transportan la sangre desde los ventrculos del corazn a
cada uno de los rganos. Las paredes de las arterias contienen fibras
elsticas y musculares, esto ayuda a que mantengan su forma tubular a la
vez que mantienen un flujo constante por el sistema arterial
1.4.2 Venas
Las venas conducen la sangre de cada uno de los rganos hacia las
aurculas del corazn. Sus paredes presentan una serie de pliegues que a
manera de vlvulas ayudan a mantener el sentido de la circulacin.
1.4.3 Capilares
Constituyen un sistema de interconexin entre el sistema arterial y el
sistema venoso, su objetivo es irrigar la totalidad de los rganos con el
fluido sanguneo, formando una red de vasos de dimetro reducido. Son
fcilmente deformables lo que permite el paso de los glbulos rojos.
1.4.4 Circulacin menor
En este ciclo la sangre encerrada en el ventrculo derecho es propulsada
por medio de las arterias hacia el sistema capilar pulmonar el cual
conecta con el sistema venoso, especficamente, hacia las venas
pulmonares que se conectan a la aurcula izquierda.
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1.4.5 Circulacin mayor
Durante la sstole auricular la sangre almacenada en la aurcula izquierda
es enviada hacia el ventrculo izquierdo desde donde es expulsada por la
arteria aorta hacia los diferentes capilares en los que intercambian las
substancias antes mencionadas, para luego la sangre retornar por el
sistema venoso hacia la aurcula derecha, dando el inicio al nuevo ciclo
de circulacin menor.
Figura 1.6 Esquema de Circulacin Sangunea
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Durante este proceso la sangre realiza este doble recorrido en
aproximadamente 23 segundos y el corazn expulsa de 70 a 80 cm3en
cada sstole, aproximadamente 5 l/min.
1.5 El Electrocardiograma
El electrocardiograma (ECG) es una representacin grfica de la actividad
elctrica que se registra en la superficie del cuerpo, generada por el
msculo cardiaco, con respecto a la lnea basal que es la referencia en lo
que respecta a la magnitud y polaridad de la seal medida.
El ECG provee informacin acerca de la condicin y funcionamiento del
corazn en funcin de las seales que emite este durante una palpitacin;
es decir, durante la contraccin y relajacin tanto de aurculas como
ventrculos. Constituye una herramienta no-invasiva de extrema ayuda
para el facultativo que gracias a esta puede dar un diagnstico bastante
preciso y exento de dolor.
Con el fin de realizar medidas desde diferentes puntos referenciales se
definieron diferentes posiciones especficas de los electrodos, a las que
se les conoce como derivaciones. La estandarizacin de estas permite
una comparacin de los resultados obtenidos entre varias personas as
como tambin de una misma en diferente tiempo.
1.5.1 El Tringulo de Einthoven1
Al presentarse la necesidad de normalizar los registros
electrocardiogrficos el tringulo de Einthoven propone una disposicin en
1Einthoven Willem (Semarang, Java 1860 Leiden, 1927)
Mdico de los Paises Bajos quien realizo las primeras electrocardiografas.Premio Novel de Medicina en 1924
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la que las extremidades constituyen los vrtices del tringulo equiltero en
el que se encuentra comprendido el vector cardiaco.
Figura 1.7 Esquema del Tringulo de Einthoven y Derivaciones Frecuentes
En el estudio cardiolgico se puede encontrar como eje del anlisis el
tringulo equiltero de Einthoven, el cual distribuye las derivaciones con
separaciones de 30, como se muestra en la Figura 1.8, constituyendo de
esta manera los ejes referenciales para la interpretacin vectorial.
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Figura 1.8 Disposicin Vectorial de las Derivaciones
1.5.2 Interpretacin Vectorial del Electrocardiograma
El vector cardiaco es la representacin del dipolo formado por la actividad
elctrica del corazn que toma una determinada amplitud y direccin enun plano tridimensional. Desde esta perspectiva, los registros
electrocardiogrficos constituyen las proyecciones del vector cardiaco
sobre los ejes referenciales.
Esto hace que a partir de las derivaciones tanto unipolares como
bipolares se pueda reconstruir el vector cardiaco en el eje vertical. Para
este fin las derivaciones mas utilizadas son D1 y aVF o D1 y D3.
Del mismo modo, las derivaciones pericordiales constituyen ejes
referenciales y en base a ellos se puede reconstruir el vector cardiaco en
el eje vertical utilizndose habitualmente para este efecto V2 y V6.
Todos estos vectores pueden ser considerados como un vector cardiaco
medio, el que se obtiene por el promedio de la direccin y magnitud de los
vectores cardiacos instantneos durante un mismo tiempo.
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1.5.3 Derivaciones Electrocardiogrficas
Dentro de la exploracin electrocardiogrfica se han empleado ms de
cuarenta derivaciones, dentro de las cuales se puede mencionar a doce
como las ms significativas dentro del diagnostico, estas son:
Tres bipolares de miembros, denominadas I, II, III.
Tres unipolares de miembros, denominadas aVR, aVL y aVF.
Seis pericordiales, denominadas V1, V2, V3, V4, V5, V6.
1.5.3.1 Derivaciones Bipolares
Estas derivaciones se logran con una disposicin de electrodos a lo largo
del Tringulo de Einthoven de la siguiente manera:
I Brazo Izquierdo (+) y Brazo Derecho (-)
II Pierna Izquierda (+) y Brazo Derecho (-)
III Pierna Izquierda (+) y Brazo Izquierdo (-)
Figura 1.9 Electrocardiograma de Derivaciones Bipolares I, II, III
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1.5.3.2 Derivaciones Unipolares
Las derivaciones unipolares tienen como electrodo negativo a la Central
Terminal de Goldberger (CTg) que es el potencial promedio de dos de los
extremos del triangulo de Einthoven mientras que el otro conforma el
terminal positivo, obteniendo una disposicin de electrodos de la siguiente
manera:
aVR Brazo Derecho (+) y la CTg (-)
aVL Brazo Izquierdo (+) y la CTg (-)
aVF Pie Izquierdo (+) y la CTg (-)
Figura 1.10 Electrocardiograma de Derivaciones Unipolares aVR, aVL, aVF
1.5.3.3 Derivaciones Pericordiales
Para las derivaciones pericordiales se tiene uno o varios electrodos
exploradores dispuestos en forma especfica. Al electrodo explorador se
lo considera positivo, mientras la referencia negativa es la Central
Terminal de Wilson (CTw), que se forma uniendo por medio de
resistencias los tres electrodos del Triangulo de Eindhoven. La ubicacin
de electrodos es la siguiente.
V1 cuarto espacio intercostal, en el borde derecho del esternn
(+) y la CTw (-)
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V2 cuarto espacio intercostal, en el borde izquierdo del esternn
(+) y la CTw (-)
V3 punto medio entre V2 y V4 (+) y la CTw (-)
V4 quinto espacio intercostal, a nivel de la lnea medio clavicular
(+) y la CTw (-)
V5 lnea axilar anterior, a la misma altura que V4 (+) y la CTw (-)
V6 lnea axilar media, al mismo nivel que V4 (+) y la CTw (-).
Figura 1.11 Electrocardiograma de Derivaciones Pericordiales
1.5.4 Tcnicas de medicin
Para reducir el efecto de interferencia muscular en la medicin
electrocardiogrfica se debe ofrecer al paciente condiciones ambientales
apropiadas, como son:
La habitacin en la que se realiza el examen debe tener una
temperatura adecuada para evitar escalofros.
La cama o camilla donde se encuentra el paciente debe ser
cmoda para evitar tensin muscular y cansancio corporal.
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El paciente debe estar convencido que no sentir dolor ni
sensacin alguna que llegara a molestarle, con el fin de conseguirrelajacin muscular.
Las superficies de contacto de los electrodos deben estar limpias.
Debe asegurarse el buen contacto de los electrodos para lo que
se aconseja utilizar algn tipo de pasta o jalea dependiendo del
electrodo.
La posicin de los electrodos debe ser correcta en las
ubicaciones detalladas anteriormente y ser fijados con firmeza,
sin que esto cause molestia.
Al momento de realizar la medicin se le pide al paciente que no
se mueva y respire con normalidad para evitar suspiros durante el
registro.
Debe tenerse muy en cuenta la combinacin de electrodos que
ingresa al amplificador para lograr una correcta identificacin de
la seal medida.
1.5.4.1 Alteraciones externas en el electrocardiograma
La amplitud de la seal electrocardiogrfica es de apenas unos cuantos
milivoltios, por lo que se ve afectada por mltiples clases de ruido, los
cuales deben ser identificados, analizados y reducidos pues afectan a la
medicin. Entre estos se pueden listar los siguientes:
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1.5.4.1.1 Corriente Alterna
Se origina por equipos conectados junto con el ECG o que se encuentran
cerca de los cables de medicin. El cuerpo acta tambin como una
suerte de antena que capta la seal de 60 Hz que esta presente cerca de
equipos elctricos.
1.5.4.1.2 Alta frecuencia
Este tipo de ruido llega a la seal medida por medio de ondas de radio y/o
artefactos cercanos que generen radiofrecuencia
1.5.4.1.3 Voltaje DC
Puede ser producido por el mismo equipo de medicin por fuentes mal
aisladas o por una mala referencia
1.5.4.1.4 Tensin muscular
Son oscilaciones pequeas e irregulares, por tanto de frecuencia variable,
que se generan con el temblor de cuerpo, movimientos bruscos, contacto
defectuoso de los electrodos, o enfermedades como Parkinson o
Tirotoxicosis
1.5.5 Registro electrocardiogrfico
De la misma manera que la seleccin de la derivacin a utilizar no es
arbitraria con el fin de tener resultados normalizados, la presentacin de
estos tiene los siguientes estndares:
La velocidad de avance del registro es de 25 mm/s por tanto en el
eje del tiempo que cada 1 cm represente 0.4 s, a pesar de que en
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la mayora de electrocardigrafos comerciales la velocidad puede
cambiarse a 50, 75 o 100 mm/s
En cuanto a la amplitud, 1 mV corresponde a 10 mm, aunque de
igual manera que en el caso anterior, esta puede ser modificada
a 5 mm para seales muy grandes o 20 mm para seales
pequeas.
1.6 Diagnostico Electrocardiogrfico
El electrocardiograma es uno de los principales estudios de los pacientes
con problemas cardiovasculares, o con posibilidad de estos problemas,
as como tambin en pacientes en choque, en coma, con heridas en el
trax, como examen preventivo o preoperatorio y en pacientes mayores
de 40 aos, espacialmente del sexo masculino.
En la solicitud del ECG se debe anotar:
Edad
Sexo
Presin Arterial
Diagnostico Provisional
Medicamentos Administrados
Motivo del Estudio
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El electrocardiograma tiene un gran valor clnico para el diagnstico de
trastornos del ritmo, dilataciones de cavidades, infarto del miocardiorecientes o antiguos, anomalas de electrolitos y tambin para vigilar los
efectos de ciertos medicamentos, como digitales y quindina. A pesar de
esto, no bastan las observaciones electrocardiogrficas para establecer el
diagnstico clnico; slo tienen un papel secundario.
Al interpretar el ECG, se debe tener presente siempre los antecedentes
del paciente y las observaciones clnicas, siendo estas ltimas las de
mayor importancia en el diagnstico final en caso de discrepancia,
excepto, cuando el electrocardiograma indique arritmias o infarto.
La interpretacin de un electrocardiograma debe incluir una lista de
observaciones anormales, y de su posible significado clnico o su eventual
compatibilidad con el diagnstico clnico propuesto.
La terminologa diagnstica debe incluir cualquiera de las siguientes
observaciones:
Electrocardiograma normal o probablemente normal.
Electrocardiograma dudoso, con una lista de caractersticas
inciertas.
Electrocardiograma anormal, caracterstico de (cardiopata).
En algunos casos, el valor diagnstico del electrocardiograma aumenta
considerablemente si el registro se realiza en perodos apropiados de
tiempo, despus del ejercicio, durante un masaje del seno cartideo,
recurriendo a nuevas derivaciones o tomando registros durante la
inspiracin o la espiracin profundas.
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1.6.1 Electrocardiograma Normal (Interpretacin de ondas)
El trazado electrocardiogrfico esta conformado por cinco ondas que
representan los distintos estados de la actividad elctrica del corazn,
como por ejemplo las ondas Q, R y S representan activacin ventricular
del corazn.
Siguiendo la actividad cardiaca originada en el nudo sinusal se puede
encontrar la onda P, el complejo QRS y la onda T, las cuales sern
detalladas a continuacin.
1.6.1.2 Onda P
La onda P refleja la actividad auricular al momento de su contraccin,
normalmente su amplitud es inferior a 0.25 mV y su duracin
generalmente es menor de 0.11 s Las caractersticas principales de la
onda P se pueden ver de mejor manera en las derivaciones D2 y V1.
Figura 1.12 Onda P
En esta onda se puede ver reflejadas complicaciones auriculares como la
que se produce por la obstruccin del orificio valvular mitral que genera un
agrandamiento de la cavidad manifestado en un ensanchamiento en la
onda P
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1.6.1.3 Intervalo PR
El intervalo PR va del principio de la onda P al principio del complejo QRS
su duracin normal vara entre 0.12 y 0.2 s y suele ser muy regular en
todos los ciclos. Se puede ver de mejor manera sus caractersticas
diagnsticas en derivaciones como D2 y V1
Figura 1.13 Intervalo PR
En este intervalo se puede ver reflejado cardiopatas tales como fiebre
reumtica y la cardiopata arterioesclerosa.
1.6.1.4 Onda Q
La onda Q representa la parte inicial de la despolarizacin ventricular, su
duracin normal es menor de 0.04 s y su amplitud es inferior a 2 mV o
25% de la amplitud de la onda R.
Figura 1.14 Onda Q
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Una onda Q muy ancha o muy profunda, o ambas, o un complejo QS en
derivaciones distintas de D3, aVR, aVL, V1 - V2 suele ser indicio de
infarto del miocardio, hipertrofia ventricular o sndrome de preexcitacin
1.6.1.5 Onda R
La onda R representa la porcin media de la despolarizacin ventricular,
generalmente es positiva y sus caractersticas diagnsticas se aprecian
de mejor manera estudiando las derivaciones precordiales.
Figura 1.15 Onda R
Un incremento de la amplitud de una onda R puede deberse a hipertrofia
ventricular o sndrome de preexcitacin. Una onda R pequea o hasta la
falta de onda R generalmente es indicio de infarto del miocardio, a menos
que se deba a causas extra cardiacas.
1.6.1.6 Onda S
Esta onda representa la terminacin de la despolarizacin ventricular,
generalmente es negativa y su duracin es menor de 40 ms Las
principales caractersticas de la onda S se pueden apreciar en D1 y D3.
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Figura 1.16 Onda S
El agrandamiento y/o ensanchamiento de esta onda puede reflejar
bloqueo de rama con hipertrofia ventricular, sndrome de excitacin, o
trastornos de electrolitos.
1.6.1.7 Intervalo QRS
El intervalo QRS representa la totalidad de la despolarizacin ventricular.
En condiciones normales su duracin es menor a 0.10 s Su amplitudgeneralmente permite, al proyectar la sobre el tringulo de Einthoven,
conocer el eje elctrico medio del corazn que vara entre 0 y 90 grados.
Figura 1.17 Intervalo QRS
1.6.1.8 Intervalo ST
Esta localizado entre el final del complejo QRS y el inicio de la onda T, su
duracin es de aproximadamente 120 ms. Generalmente es isoelctrico o
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se encuentra comprendido entre 0.5 y 1.0 mV a partir de la lnea basal en
las derivaciones estndar y las derivaciones unipolares de miembros.
Figura 1.18 Intervalo ST
1.6.1.9 Onda T
La onda T normal suele ser positiva en las derivaciones que presentan
ondas R grandes, y negativa cuando el complejo QRS es negativo.
Figura 1.19 Onda T
Las modificaciones en la onda T que se presentan junto con anomalas
del complejo QRS son importantes en casos de infarto del miocardio,
defectos de conduccin ventricular o hipertrofia ventricular.
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1.6.1.10 Intervalo QT
Este intervalo representa el tiempo de despolarizacin y la polarizacin de
los ventrculos que tiene una duracin normal entre 0.23 y 0.5 s. en
funcin de la frecuencia cardiaca.
1.6.1.11 Intervalo RR
Este intervalo est comprendido entre los picos mximos de dos ondas R
consecutivas, generalmente estos intervalos son regulares en una
relacin inferior al 15%.
Figura 1.20 Intervalo RR
1.6.2 Arritmias
Las cardiopatas ms frecuentes que se pueden encontrar son las que su
impulso elctrico se origina en el nodo SA y continua a travs de la ruta
normal indicada anteriormente, lo que genera ondas y complejossemejantes a los obtenidos en un electrocardiograma normal, con la
diferencia en la frecuencia y regularidad de los impulsos.
Dentro de este grupo se puede mencionar a las siguientes:
Arritmia Sinusal
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Taquicardia Sinusal
Braquicardia Sinusal
Existen arritmias que no se generan en el ndulo sinusal si no que tienen
su origen dentro de la cavidad auricular debido a la aparicin de foco o
focos ectpicos, como es el caso de:
Taquicardia Paroxstica Auricular (TAP)
Fltter Auricular
Fibrilacin Auricular
Adems, se pueden encontrar arritmias producidas por la incapacidad de
conducir el impulso a travs de todo el recorrido normal, es el caso decardiopatas como:
Los Bloqueos AV con sus respectivas variaciones, y
Falla del marcapasos
Dentro de otras arritmias importantes de caractersticas singulares sepuede mencionar las siguientes:
Infarto al Miocardio
Contracciones Ventriculares Prematuras
Taquicardia Ventricular, y
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Fibrilacin Ventricular
Las caractersticas ms importantes de cada una de estas arritmias son
detalladas a continuacin
1.6.2.1 Arritmia Sinusal
La Arritmia Sinusal se caracteriza por tener todos los complejos normales
pero con una secuencia cardiaca irregular, la cual aumenta con la
inspiracin y disminuye con la espiracin. Esta regularidad se debe a que
los impulsos que provienen de los pulmones afectan el centro cardiaco del
cerebro, el cual a su vez, estimula el nodo sinusal generando una
frecuencia en funcin de la respiracin. Esta caracterstica se presenta
generalmente en los nios y no constituye peligro alguno.
Figura 1.21 ECG de Arritmia Sinusal
1.6.2.2 Taquicardia Sinusal
La Taquicardia Sinusal tiene por caracterstica frecuencias entre 100 y
140 latidos minuto, todos los complejos son normales.
Inspiracin InspiracinEspiracin
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Figura 1.22 ECG de Taquicardia Sinusal
Se genera debido a una elevada excitacin nerviosa debida generalmente
a causas o factores extracardiacos, por tanto el tratamiento debe dirigirse
hacia la causa, es decir, sin necesidad del uso de medicacin de accin
sobre el corazn.
1.6.2.3 Bradicardia Sinusal
La Bradicardia Sinusal presenta una frecuencia cardiaca inferior a 60
latidos por minuto, sin alteracin de las caractersticas de forma. Esta
arritmia es comn en atletas entrenados y pacientes bajo efecto de
medicamentos, morfina o aminas presoras que, generalmente, se aplican
en el tratamiento de presin baja. Para estos casos no se requiere
tratamiento alguno.
Figura 1.23 ECG de Bradicardia Sinusal
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La Bradicardia Sinusal durante el infarto puede provocar prdidas de
conocimiento Sndrome de Stokes Adams o insuficiencia cardiacacongestiva. El tratamiento recomendado bajo estos sntomas es la
administracin va intravenosa de 0.5 a 1 mg de atropina con el objeto de
inhibir el nervio vago y acelerar la frecuencia cardiaca.
Si el proceso antes descrito no provoca el resultado esperado, se podra
pensar en la insercin de un marcapasos elctrico.
1.6.2.4 Taquicardia Paroxstica Auricular
Es producida al generarse el impulso fuera del nodo sinusal a una
frecuencia cardiaca entre 140 y 250 latidos por minuto, lo cual produce
una deformacin de la onda P que generalmente se superpone con la
onda T precedente.
Figura 1.24 ECG de Taquicardia Paroxstica Auricular
La sintomatologa presentada en esta arritmia suele ser de un golpeteo o
tremulacin torcica acompaada por dificultad para respirar. Suele
presentarse en adultos jvenes con corazn normal que pudieron haber
tenido sntomas previos del trastorno.
Debido a las posibles complicaciones que pudieran producirse con el
tratamiento, el equipo de medicin y de reanimacin debe estar
conectado y preparado, respectivamente. Si el paciente se presenta
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asintomtico se podra administrar sedantes para relajar el sistema
nervioso y esperar un tiempo prudencial. Si esto no diere resultado se
procede a dar masaje al seno carotideo derecho durante unos segundos o
a provocar el reflejo nauseoso comn baja lengua, lo que estimula al
nervio vago reduciendo la frecuencia cardiaca.
Si este procedimiento resultare infructuoso y existe hipotensin se
requiere administracin intravenosa de metaraminol por goteo logrando la
terminacin de la arritmia en pocos minutos.
1.6.2.5 Flutter Auricular
Es una tremulacin auricular regular rpida que suele producirse en un
corazn arterioescleroso o reumtico. Las ondas P son generadas por
una va ectpica, toman el nombre de ondas F y la forma de dientes de
sierra con una frecuencia entre 150 y 350 latidos por minuto.
Figura 1.25 ECG de Flutter Auricular
El procedimiento a seguir es la administracin con medicamentos, o la
cardioversin con un choque elctrico de 20 a 50 W/s.
1.6.2.6 Fibrilacin Auricular
Se presenta en corazones con enfermedad arteriosclertica. Esta
enfermedad produce cicatrices en la aurcula lo que dificulta el paso
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normal de la onda auricular. El complejo QRS es generalmente normal ya
que no se presentan daos en los ventrculos.
Los varios focos ectpicos generan ondas P de forma y frecuencia
irregular, de estos, pocos pasan a travs del nodo AV, debido al periodo
refractario normal, haciendo que la frecuencia auricular sea mayor que la
ventricular.
Figura 1.26 ECG de Fibrilacin Auricular
El tratamiento de esta arritmia depende del estado clnico del paciente as
como tambin de la frecuencia cardiaca y medicamentos que se
disponga.
1.6.2.7 Bloqueo AV
Esta arritmia se produce cuando el nodo AV tiene dificultad para transmitirla onda P hacia los ventrculos, esto es causado por la arteriosclerosis y el
infarto del miocardio.
Dependiendo de la lentitud o imposibilidad de transmitir el impulso
elctrico bloqueo AV presenta clasificaciones, desde muy ligero a
completo, de primer grado, segundo grado o tercer grado.
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Figura 1.27 ECG de Bloqueo Auricoventricular de 2dogrado
Figura 1.28 ECG de Bloqueo Auricoventricular de 3ergrado
En el registro electrocardiogrfico se puede apreciar ondas P que no son
seguidas por complejos QRS por la imposibilidad de transmitir el estmulo.
El tratamiento recomendado es la colocacin de marcapasos.
1.6.2.8 Falla del Marcapasos
El mal funcionamiento del marcapasos puede deberse a diversos
aspectos como la rotura de alambres, desconexin de los mismos, falla
de la batera.
Generalmente la deteccin de este irregularidad es muy notoria en el
registro electrocardiogrfico debido a la ausencia de pulsaciones en
determinados perodos.
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1.6.2.9 Infarto del Miocardio
Dentro de la interpretacin electrocardiogrfica es importante tener en
cuenta que muchas cardiopatas no se reflejan, en su etapa inicial, en un
examen de este tipo; en el infarto del miocardio, el 15% de los casos no
presentan deformacin del trazado inicial. Pese a ello, si el paciente
presenta sintomatologa compatible con un ataque debe ser tratado y
observado con electrocardiogramas repetitivos.
La principal caracterstica de un infarto es la elevacin del segmento ST,
seguida de una inversin de onda T. Finalmente, la onda Q incrementa su
magnitud siendo esta la nica posible huella de una oclusin coronaria.
1.6.2.10 Contracciones Ventriculares Prematuras
Constituye la arritmia ms frecuente y fcil de detectar en el ECG. Se
presenta en personas con infarto del miocardio, en quienes fuman, toman
caf o alcohol y en pacientes con enfermedad cardiaca arteriosclertica.
Estas contracciones se originan en el ventrculo, aparecen en etapas
tempranas del ciclo. Generalmente son ms anchas que los latidos
normales y se intercala dentro de las pulsaciones normales generadas en
el nodo sinusal.
Figura 1.29 ECG de Contracciones Ventriculares Prematuras
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Se puede complicar el cuadro clnico presentando fibrilacin ventricular
especialmente cuando:
Son mas de una por cada 10 latidos,
Ocurren en grupos de dos o tres,
Se producen cerca de la onda T
Toman configuraciones diversas, ya que ello indica que provienen
de focos diferentes.
Es tratada como una taquicardia ventricular, se utilizan substancias
supresoras como la lidocana ya que las contracciones generalmente
provienen de un foco irritable como el de una zona de infarto, excepto en
el caso de ser acompaada por una bradicardia sinusal, en cuyo caso la
administracin de este frmaco es contraindicado. Se prefiere entonces,
recurrir a atropina para aumentar el ritmo del nodo SA, esto hace que
latidos normales substituyan los latidos ectpicos.
1.6.2.11 Taquicardia Ventricular
Se presentan contracciones ventriculares consecutivas con una
frecuencia entre 150 y 200 por minuto. El principal efecto de la taquicardia
ventricular es la disminucin de la actividad cardiaca y en la mayora de
casos desencadena en fibrilacin ventricular.
En el ECG de una taquicardia ventricular se puede observar el incremento
de la frecuencia y de la duracin del complejo QRS. Debido a que las
aurculas laten independientemente cuando la frecuencia ventricular no es
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muy elevada y los complejos ventriculares no son anchos, se puede
observar ondas P independientes de los complejos QRS.
Figura 1.30 ECG de Taquicardia Ventricular
Esta cardiopata es tratada con dosis de 75 a 100 mg de lidocana por va
intravenosa, si este tratamiento es efectivo se administra un frasco de 50
cc de lidocana al 2% en un litro de solucin glucosa al 5 %. Esto en
algunos casos significa inyectar demasiado lquido, lo que en un msculo
cardiaco debilitado puede desencadenar en una insuficiencia cardiaca
congestiva.
Si el estado del paciente se complica o la lidocana es ineficaz, debe
utilizarse cardioversin, iniciando con 100 W/s.
1.6.2.12 Fibrilacin Ventricular
Esta es una cardiopata bastante peligrosa y podra tener un desenlace
fatal si no es tratada exitosamente en el menor tiempo.
Como en el caso auricular, la fibrilacin ventricular es generada por varios
focos ectpicos, lo que deja al paciente sin pulso ya que no presenta una
contraccin eficaz del corazn.
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En el electrocardiograma de una fibrilacin ventricular se observa una
distorsin total de la onda e irregularidad en todos los complejos, esta
seal puede generarse tambin por movimientos del paciente o mal
funcionamiento del equipo, por tanto deben descartarse todas estas
posibilidades.
Figura 1.31 ECG de Fibrilacin Ventricular
Si el paciente tiene pulso, el ritmo no es de una fibrilacin ventricular.
Para tratar una fibrilacin ventricular se emplea el desfibrilador con un
choque elctrico de 400 W/s en el caso de adultos y de 200 W/s en el
caso de nios. Esto se hace para detener al corazn y permitir que el
nodo sinusal tome el mando del ritmo del msculo cardiaco.
Todos los tratamientos e intervenciones mencionadas en este Capitulo,
son referidos a la bibliografa presentada en el presente proyecto.
Capitulo 2
Diseo y Construccin del Electrocardigrafo
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2.1. Introduccin
El correcto anlisis digital de una seal depende en gran parte de la
prolijidad y el cuidado que se haya tenido al momento de la adquisicin de
las mismas, es decir, al momento de seleccionar y/o disear el sistema de
adquisicin.
El objetivo principal de este capitulo es el de determinar parmetros como
la magnitud de la seal, el tipo de electrodos utilizados, la amplificacin,
ruido, la frecuencia de muestreo, tipo de transmisin y, en general, todos
los aspectos por los que pasa la seal hasta llegar al computador, que es
en este caso quien realiza el anlisis propiamente dicho. Esta informacin
permitir a su vez implementar el hardware necesario para obtener una
seal manejable y confiable proveniente del corazn.
Es importante tener en cuenta que el diseo a implementar debe
colaborar con las caractersticas propias de cada elemento para, si no es
reducir, no aumentar el ruido proveniente del paciente, al tiempo que debe
brindar toda la proteccin tanto al paciente como al equipo.
2.2. El Electrocardigrafo
El electrocardigrafo es un equipo que registra las corrientes elctricas
que acompaan al impulso elctrico del corazn.
El diagrama de bloques de un electrocardigrafo es presentado a
continuacin:
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Figura 1.32 Diagrama de Bloques de un Electrocardigrafo
En el presente proyecto, basndose en la interpretacin vectorial del
electrocardiograma se puede deducir que se puede obtener las
derivaciones I, II, III, aVR, aVL y aVF registrando la actividad de las
extremidades superiores y de la extremidad inferior izquierda cada una de
ellas referida a la extremidad inferior derecha.
Seal
Electrocardiogrfica
Electrodos
Acondicionador de
Seal
Procesamiento de
DatosVisualizacin
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Figura 1.33 Colocacin de Electrodos y Mtodo de Medicin
El acondicionamiento descrito a continuacin representa el requerido para
cada uno de los puntos indicados.
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2.2.1 Electrodos
Los electrodos son la interfaz encargada de transmitir el impulso elctrico
de un punto especfico. Para este efecto se emplea el proceso qumico de
oxidacin reduccin de un compuesto altamente conductivo, como es el
caso de el Cloruro de Plata Agl.
Existen varios tipos de electrodos, entre los cuales se puede clasificar de
la siguiente manera:
Por su uso
o Descartables
o Reutilizables
Por su construccin
o Secos
o Con gel
Por su posicin
o Superficiales
o Hipodrmicos
Alguno de estos se muestran a continuacin
Figura 1.34 Tipos de Electrodos
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2.2.1.1 Interfaz Electrodo Piel
Debido a que los niveles de voltajes que se intenta medir son realmente
pequeos, es imprescindible reducir el nivel de ruido al mnimo
implementando todas las recomendaciones:
Limpiar la piel
Desgastar la capa externa de la piel
Verificar el buen estado del electrodo, caractersticas del gel y no
oxidacin de la parte metlica.
2.2.2. Niveles de Voltaje de un ECG
En la superficie de la piel, por efecto del funcionamiento mismo del
corazn, se generan voltajes cuya amplitud depende, adems de los
puntos especficos de medicin, de la ubicacin estimulo elctrico que
recibe el corazn para su funcionamiento. Como ya se haba visto en el
capitulo anterior, los puntos de medicin de estos voltajes constituyen los
vectores que corresponden a cada una de las derivaciones, cuyos niveles
mnimos y mximos se los detalla a continuacin en la Tabla 2.1
Figura 1.35 Niveles mnimos y mximos de cada derivacin
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Para interpretar de mejor manera, se representan estos valores en la
siguiente tabla.
Derivacin
Onda
D1 D2 D3 aVR aVL aVF V1 V2 V3 V4 V5 V6
min. 0,1 0,3 -0,5 -1,0 -0,5 -0,3 -0,8 0,2 0,0 0,1 0,0 0,0P
mx. 1,3 2,5 2,0 -0,1 8,0 1,5 1,6 1,6 1,8 2,3 2,4 1,4
min. 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0Q
mx. 4,0 4,0 6,0 8,0 3,5 3,0 0,0 0,0 0,5 1,6 2,1 2,7
min. 1,0 2,0 0,5 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 1,5 4,0 4,0 4,0R mx. 12,0 17,0 13,0 5,0 10,0 20,0 7,0 16,0 26,0 27,0 26,0 22,0
min. 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 2,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0S
mx. 3,5 5,0 5,5 13,0 18,0 8,0 25,0 29,0 25,0 20,0 6,0 7,0
min. 1,0 1,0 -1,5 -5,0 -4,0 -0,5 -4,0 -3,0 2,0 0,0 0,0 -0,5T
mx. 5,0 6,5 3,5 1,5 6,0 5,0 4,0 16,0 16,0 17,0 9,0 5,0
min. -0,5 -0,5 -0,5 -0,5 -0,5 -0,5 0,0 0,0 0,0 -0,5 -0,5 -0,5ST
mx. 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 3,0 3,0 3,0 1,0 1,0 1,0
Tabla 2.1 Niveles mnimos y mximos de cada derivacin en milmetros
2.3. Acondicionamiento de la Seal
A partir de los niveles de voltaje biomtricos tomados por los electrodos,
es necesario implementar varias etapas de amplificacin o
acondicionamiento para obtener niveles de voltaje en magnitudes en las
que se pueda realizar una conversin anloga-digital con el menor error
posible y aplicar los filtros necesarios para obtener una seal adecuada
para el anlisis. Dentro de las etapas consideradas en el proyecto se
puede citar las siguientes:
Etapa de aislamiento.
Etapa de amplificacin.
Etapa de referencia
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Etapa limitadora a voltajes TTL
2.3.1 Etapa de Aislamiento
En esta etapa se procura que tanto el paciente como el equipo queden
separados, con el fin de proteger al paciente de un choque elctrico
producido por el equipo ante un eventual fallo y al equipo ante la posible
necesidad de aplicar electroshock o algn otro procedimiento que pudiere
poner en riesgo la sensible etapa de amplificacin del electrocardigrafo.
Para este efecto se ha escogido el amplificador AD 202 KN de ANALOG
DEVICES por presentar las mejores caractersticas.
2.3.1.1 Amplificador AD 202 KN
El AD 202 es un amplificador de propsito general de dos canales,presenta dos transformadores de aislamiento, el uno utilizado para aislar
la seal y el otro para proveer de una fuente de voltaje aislada de 7.5 V.
y 0.4 mA.
Los voltajes mximos de aislamiento que soporta y que cumplen con las
normas de seguridad para equipo mdico son:
1500 Vrmsde voltaje AC, 60 Hz, continuos.
2000 Vpicocontinuos (AC o DC)
Requiere una fuente de alimentacin de 15 V. e internamente posee
moduladores y demoduladores para convertir la seal en corriente alterna
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y de esta manera atraviese los transformadores y reconstruirla despus
de estos, respectivamente.
Figura 1.36 Diagrama Funcional de Bloques AD 202 KN
Donde:
IN + : Entrada positiva del amplificador
IN COM : Entrada / Comn de fuente de voltaje aislada
IN - : Entrada Negativa del amplificador
FB : Entrada de realimentacin
HI : Salida LO
LO : Salida HI
- Viso out : Fuente de voltaje aislada -7.5
+ Viso out : Fuente de voltaje aislada +7.5
POWER SUPPLY (15V.)
POWER RETURN
Con el fin de evitar la distorsin de la seal se ha configurado esta etapa
con ganancia 2, mediante la siguiente configuracin:
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Electrodo
1
2
3
38
18
19C11uF
INA128 p2
INA128 p3
Rf
100k
RG100kR1
1M
R25.6k
Figura 1.37 Configuracin del AD 202 KN
Donde la ganancia esta dada por la siguiente ecuacin:
+=
G
F
ElectrodoR
RVVo 1
Por lo cual en el circuito implementado las resistencias tomaron valores
de RF = RG= 100 K, ya que el fabricante recomienda que RF tenga
valores superiores a 20 K.
Con el fin de proporcionar un aislamiento capacitivo entre el paciente y el
equipo e implementar un filtro pasa bajos que evite en primera instancia la
interferencia de 60Hz se coloca la resistencia R1 de 1My el capacitor
C1 de 1F formando un filtro pasivo.
2.3.2 Etapa de Amplificacin
Debido a la magnitud de las seales obtenidas por los electrodos
detallada anteriormente, es necesario implementar un circuito de alta
ganancia que permita amplificar la seal para que las etapas a
continuacin puedan captar sus detalles. Con este objeto se utiliz el
amplificador de instrumentacin integrado INA 128 P de TEXAS
INSTRUMENTS que se detalla a continuacin.
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2.3.2.1 Amplificador INA 128 P
Este amplificador de instrumentacin ofrece una alta exactitud, con un
voltaje offset mximo de 50 V. Posee protecciones de sobrevoltaje en
cada una de sus entradas lo cual asegura el buen funcionamiento de esta
parte del circuito al acoplarlo a la etapa de aislamiento y un incremento
mximo por temperatura de 0. 5 V / C. Internamente esta constituido por
tres amplificadores de precisin cuya configuracin se muestra en la
figura.
Figura 1.38 Configuracin interna del amplificador INA 128 P
Esta configuracin ofrece un rechazo en modo comn mnimo de 120 dB
y puede ser polarizado en un rango de 2.25 V a 18 V con un consumode corriente de 700 A. Se eligi un voltaje de 15 V y con la misma
fuente polarizar el integrado AD 202 KN y de esta manera tener solo este
nivel de voltaje para esta parte del circuito.
La distribucin de pines se indica en la Figura 2.8 siguiente
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Figura 1.39 Configuracin de pines INA 128 P
Donde
RG : Entrada de resistencia de ganancia
V -IN : Entrada negativa del amplificador
V +IN : Entrada positiva del amplificador
V - : Polarizacin negativa
Ref : Salida LO
Vo : Salida HI
V+ : Polarizacin positiva
RG : Entrada de resistencia de ganancia
La ganancia en este circuito es calculada por la siguiente ecuacin:
GR
k501G
+=
Donde RG es la resistencia que regula la ganancia en un rango de 1 a
1000, por lo cual, para obtener una ganancia de 500 se necesit una
resistencia de 100
2.3.3 Etapa de Referencia
Debido a que para la digitalizacin de la seal se requiere valores de
voltaje entre 0 y 5 V para evitar perdida de informacin, en esta etapa se
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eleva la referencia de 0 a 2.5 V con lo que la seal podr fluctuar entre
2.5 V, y que al conversor AD ingresen valores de 0 a 5 V.
Para este efecto se implementa un seguidor de voltaje que a su entrada
tiene un potencimetro de 100Kque permite calibrar el nivel de offset o
referencia de la seal.
-15V
15V
R
TL 081
INA128 p5
Figura 1.40 Circuito de la etapa de referencia
La salida de este circuito se encuentra conectada al pin 5 de la etapa
anterior, que es la referencia de la salida del amplificador.
Adems con sta etapa se corrige un corrimiento de voltaje que se
presenta en la primera etapa, debido a las caractersticas propias del
integrado AD202KN dejando a todos los canales en la misma referencia.
2.3.4 Etapa Limitadora a Voltajes TTL
Ya que a la salida de la etapa de amplificacin se puede obtener niveles
de voltaje de +/- 15 voltios, niveles de saturacin tanto positiva como
negativa de los amplificadores de instrumentacin; es necesario, para
proteger el conversor anlogo digital del microprocesador 16F876A,
implementar la etapa limitadora a voltajes TTL.
Esta etapa se implementa mediante un circuito seguidor basado en
amplificadores operacionales, utilizando un circuito integrado LM324
polarizado con 0 y 5 V, respectivamente. Esto produce realmente una
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limitacin entre 0 y 4V a la salida debido a la saturacin interna del
integrado, con lo que se logra una proteccin tanto en niveles inferiores
como superiores a los valores TTL.
Canal N
INA128 p6 +
LM324
5V
Figura 1.41 Niveles mnimos y mximos de cada derivacin
Las etapas antes indicadas constituyen un Canal de Adquisicin de datos.
Electrodo
15V
Rv
TL 081
-15V
R81k
5V
+
LM324
PIC p2
R740k
R625k
R540k
R425k
R3
100
C11uF
Rf100k
RG100kR1
1M
R25.6k
Figura 1.42 Esquemtico del Circuito Acondicionador
Figura 1.43 Circuito Acondicionador Implementado
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2.4 Programa del Microcontrolador
Para poder garantizar una adecuada digitalizacin de una seal se debe
tener en cuenta aspectos como su frecuencia y magnitud. Dada la
capacidad del PIC 16F876A de generar tiempos, de comunicarse va
RS232, la facilidad de su programacin y que posee un conversor A/D
cuyas caractersticas se indicarn mas adelante; se escogi este
microcontrolador para implementar un sistema de adquisicin que,
comunicndose va serial, logre ingresar al computador los datos
captados por los electrodos previamente acondicionados en etapas
anteriores.
2.4.1 Programa principal
Dado que el microcontrolador es utilizado para la funcin especfica de
adquirir datos e ingresarlos al computador, al ingresar en el programa
principal, se configura el estado inicial de los registros a implementarse,se ejecuta una serie de saltos repetitivos esperando que se presione el
botn de inicio y cuando la bandera de inicio se activa, arranca la cuenta
del tiempo requerido para la conversin. Si ninguna interrupcin llega, el
programa continua esperando la orden de parar.
2.4.2 Interrupciones
El programa del microcontrolador trabaja ntegramente mediante
interrupciones, es por ello que es indispensable ejecutarlas con las
debidas prioridades, esto permite a su vez tener un mejor control, en
especial de los tiempos involucrados en cada una de ellas.
En el diagrama que se presenta a continuacin se puede visualizar que el
grado de atencin del microprocesador es mayor para la conversin
Anlogo Digital.
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-.-.
FIN
No
No
Si
Si
Si
No
Si
Si
Si
Si
No
Si
No
No
No
Si
Inicio
Interrupcin
por
conversin
Almacena registro de trabajo
Inicio Conversin
dato 1Interrupcin
transmisin
Recarga de valores:Primer
Temporizador
Tiempo de
adquisicin
Descuento
Interrupcin
Recepcin
Si
Tiempo de
conversin
Almacenar el
primer Dato
Almacenar el
segundo Dato con laprueba de errores
No
Incremento
Termin de
transmitir?
DesactivaTransmisin
Datorecibido
igual a 51Inicia Conversin
Datorecibido
igual a 0FFinaliza Conversin
No
Dato
recibido
igual a BA
Finaliza seal de
prueba
No
Datorecibido
igual a BAFin Prueba
Transmitir
Si
No
No
Inicio Conversin
dato 2
Recarga de valores:Primer
Temporizador
Tiempo de
adquisicin
Descuento
Si
Tiempo de
conversin
Almacenar el
primer Dato
Almacenar el
segundo Dato con laprueba de errores
No
No
Repone registro de trabajo
Figura 1.44 Diagrama de Flujo de Interrupciones
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A continuacin se presenta un breve detalle del diagrama de flujo de laFigura 2.13 indicando la funcin de cada componente.
Almacena el registro de trabajo
Interrupcin por conversinDetermina si ha llegado una interrupcin por desbordamiento deltemporizador y es momento de convertir.
Inicio Conversin Dato 1Activa el conversor A/D del microcontrolador
Recarga de valores TemporizadorConfigura el temporizador para la siguiente conversin
DecrementoGenera el tiempo de adquisicin previo a la conversin
Tiempo de Adquisicin
Tiempo de ConversinTiempo de espera hasta obtener los resultados del conversor
Almacenar primer datoGuarda el byte menos significativo resultado de la conversin
Almacenar segundo dato con prueba de erroresGuarda el byte ms significativo resultado de la conversin y colocael nmero de dato que le corresponde
Este proceso se repite para los siguientes dos datos
Activa TransmisinActiva la interrupcin por transmisin
Interrupcin por TransmisinLos datos correspondientes a cada uno de los electrodos estn listos paraser transmitidos
IncrementoIdentifica el dato a ser transmitido
TransmitirTransmite el dato
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Termin de transmitirConfirma si ya se transmitieron los 6 datos
Desactiva transmisinSi se transmitieron los 6 datos deshabilita la interrupcin portransmisin
Interrupcin por RecepcinPermite controlar el funcionamiento del electrocardigrafo desde elcomputador via comunicacin serial.
Dato recibido igual a 51Inicia la conversin
Dato recibido igual a 0FDetiene la conversin
Dato recibido igual a BAInicia la seal de prueba
Dato recibido igual a 7FFinaliza la seal de prueba
2.4.3 Conversin A/D
El PIC 16F876A cuenta con cinco entradas anlogas y un conversor
Anlogo Digital de 10 bits. Para presentar este resultado utiliza dos
registros ADRESH y ADRESL que almacenan los bits mas significativos y
menos significativos de la conversin, respectivamente, dependiendo de
una configuracin previa realizada en los registros ADCON0 y ADCON1
Los registros ADCON0 y ADCON1 permiten configurar la seleccin del
reloj de conversin, del canal analgico a convertir, determinar si el
modulo esta realizando un proceso, encender el modulo AD, y configurar
los canales que sern utilizados como analgicos y los que sern
utilizados como digitales.
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Para realizar una correcta conversin se debe tomar en cuenta varios
aspectos como son:
Tiempo de adquisicin
Tiempo de espera del resultado
Frecuencia de muestreo
Tratamiento de datos
2.4.3.1 Determinacin de Tiempos
El tiempo de adquisicin esta compuesto por el tiempo de
establecimiento, el tiempo de espera de carga de capacitor y el
coeficiente de temperatura cuya suma, como se muestra a continuacin,
determinan el TACQ
Figura 1.45 Clculo de TACQ - Manual PIC 16F876A
El tiempo de espera de carga del capacitor es el requerido por el
conversor para obtener un valor estable, sobre este elemento, durante el
proceso de conversin, ya que internamente el switch de muestreo se
desconecta en este intervalo de tiempo.
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Figura 1.46 Circuito de Entrada Anloga - Manual PIC 16F876A
2.4.3.2 Tiempo de Espera del Resultado
Luego de haber colocado un uno lgico en el bit GO en el registro de
control ADCON0 se requiere esperar doce TAD para obtener el resultado
en los registros ADRESH : ADRESL. Estos registros solo se actualizan si
la conversin se ha totalizado, en ningn caso cuando se coloca un cero
lgico en el bit GO. Un esquema de la distribucin de este tiempo es
mostrada a continuacin:
Figura 1.47 Ciclos de Conversin A/D - Manual PIC 16F876A
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2.4.3.3 Frecuencia de muestreo
Cuando la frecuencia de muestreo no es la adecuada, se produce el
efecto conocido como aliasing o solapamiento al producirse un traslado
de la seal muestreada en el dominio de la frecuencia.
Figura 1.48 Representacin Grfica del Aliasing
Cuando se obtienen muestras peridicas de una seal sinusoidal, puede
ocurrir que se obtengan las mismas muestras que se obtendran de una
seal sinusoidal igualmente pero con frecuencia ms baja.
Especficamente, si una sinusoide de frecuencia f es muestreada s veces
por segundo, y s f/2, entonces las muestras resultantes tambin sern
compatibles con una sinusoide de frecuencia f - 2 s.
Figura 1.49 Aliasing en una Seal Senoidal
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Por tanto, si se muestrea a la frecuencia s una seal analgica que
contiene las dos frecuencias, la seal no podr ser reconstruida.
Con el fin de evitar el efecto aliasing se recurre al teorema de Nyquist que
recomienda que la frecuencia de muestreo sea por lo menos dos veces la
seal a muestrear tomando en cuenta incluso las seales que como ruido
se presenta en el acondicionamiento para su posterior tratamiento.
En la seal electrocardiogrfica se tiene que tomar en cuenta que es una
seal de frecuencia variable que en su forma tiene caractersticas de
frecuencias mayores a la fundamental. En el siguiente grfico, se muestra
una seal electrocardiogrfica con la duracin respectiva de cada uno de
sus formas importantes
Figura 1.50 Duracin de la Seal Electrocardiogrfica
Para determinar la frecuencia de muestreo del modulo de adquisicin de
datos, se consider los siguientes aspectos:
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La frecuencia cardiaca vara entre 0 y 350 latidos por minuto (0 Hz
5.8Hz).
El intervalo QR tiene una duracin de 0.03 segundos, 33.3Hz; una
de las interferencias mas representativas en un
electrocardiograma.
La duracin de las ondas caractersticas del electrocardiograma
varan en funcin de la frecuencia fundamental.
La principal interferencia o ruido que se debe evitar es la corriente
alterna de (50 Hz o 60Hz)
La frecuencia de Nyquist
Como se puede apreciar, la mayor frecuencia que se debe tomar en
cuenta es 60 Hz por este motivo se determin que la frecuencia de
muestreo Fs=200Hz
2.5 Comunicacin Serial y Tratamiento de Datos
Una vez obtenidos los valores de inters en trminos digitales, se
presenta la necesidad de enviarlos al computador para su posteriorprocesamiento. Esto se decidi hacerlo empleando el protocolo de
comunicacin serial.
El concepto de comunicacin serial es simple, se realiza la transmisin
recepcin de datos, un bit a la vez, por medio de tres hilos denominados
TX, RX, GND (transmisin, recepcin y referencia respectivamente).
Aunque esto es ms lento que la comunicacin paralela, que permite la
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transmisin entera de bytes de una sola vez, es ms sencillo y se lo
puede utilizar en distancias grandes.
Como todo protocolo cuenta con especificaciones que en ste caso
definen la velocidad, bit de inicio, bits de datos, bit de paridad y bit de
parada.
Dadas las caractersticas de la comunicacin RS232 se plantea el
problema de la transmisin de hasta ocho bits de datos por byte y debido
a que cada uno de los datos transmitidos es de gran importancia tanto por
su valor como por su secuencia, se requiere implementar, en este
proyecto una codificacin que permitiera reconstruir la seal en el
computador. Como se muestra en la Figura 2.19 a continuacin, se
antepone en los cuatro bits mas significativos un nmero entre el uno y
tres que permite identificar el electrodo al que pertenece el dato, as como
tambin si se cuenta con los tres datos requeridos por cada medicin.
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Figura 1.51 Codificacin de los datos
Este proceso se lo realiza mediante la interrupcin de transmisin, que es
habilitada luego de haber convertido y codificado los tres canales y
deshabitada al terminar de transmitir los seis datos anteriormente
expuestos. Si por alguna razn antes de realizar la nueva conversin, no
se ha terminado de transmitir se genera una seal de alarma.
Es necesario tambin, con el fin de evitar datos no deseados, controlar el
proceso de adquisicin de datos. Para ello, va comunicacin serial se
enva comandos que inician o detienen la conversin.
Dato 2
Dato 3
02
03
BYTE 4 BYTE 3
BYTE 6 BYTE 5
Dato 101
BYTE 1BYTE 2
Codificacin y ordenamiento
Datos a Transmitir
03 02 01
Electrodo Pierna Iz . Electrodo Mano Iz . Electrodo Mano Der.
BYTE 6 BYTE 5 BYTE 4 BYTE 3 BYTE 1BYTE 2
Derivaciones
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2.6 Seal de prueba
Todo electrocardiograma requiere tener una seal con la que se le pueda
comparar, para este efecto el modulo presentado ofrece la posibilidad de
generar una seal cuadrada de 1Hz de frecuencia que es conectada a un
divisor de voltaje cuya relacin a la salida permite obtener una seal de
amplitud 1 mV. Esta seal es generada por el PWM interno de
microprocesador utilizando el Timer 2. Al generarse esta seal todos los
canales se conectan entre si y a su vez al divisor de voltaje. Debe tenerse
la precaucin entonces de desconectar el cable del paciente para evitar
cualquier descarga, ya que por esta configuracin se elimina el
aislamiento.
Pin PORTB
Seal de Prueba 1 [mV]
20
100k
Figura 1.52 Seal de prueba y divisor de voltaje
2.7 Asignacin de Pines
Para la implementacin del sistema de adquisicin se utilizaron los
siguientes pines:
Pin 1 : Master Reset
Pin 2 : Entrada 1 la conversor A/D
Pin 3 : Entrada 2 la conversor A/D
Pin 5 : Entrada 3 la conversor A/D
Pin 8 : VSS polarizacin del PIC (0V)
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Pin 9 : Oscilador
Pin 10 : Oscilador
Pin 17 : Transmisin Serial
Pin 18 : Recepcin Serial
Pin 19 : VSS polarizacin del PIC (0V)
Pin 20 : VDD polarizacin del PIC (5V)
Pin 21 al 28 : Acceso al Puerto B
Figura 1.53 Conexin PIC 16F876A
Capitulo 3................................................................................................ 63Desarrollo del Software e Interfaz del Usuario.................................... 633.4 Introduccin................................................................................... 64
3.4.1 Interfaz grfica LABVIEW ............................................................... 64Figura 3.1 Panel Frontal de LABVIEW ................................................ 65Figura 3.2 Diagrama de Bloques de LABVIEW ................................... 663.4.2 Comunicacin Serial Utilizando Buffer de Memoria................... 67Figura 3.3 Trama RS 232 .................................................................... 68Figura 3.4 Barra de funciones Comunicacin Serial......................... 693.4.3 Filtros Digitales ............................................................................... 693.4.4 Tipos de filtros................................................................................. 69Figura 3.5 Ejemplo de la implementacin de un Filtro Digital .............. 713.5 Esquema General del Programa................................................... 713.5.1 Datos del Paciente.......................................................................... 72
Figura 3.6 Interfaz de Ingreso de Datos del Paciente.......................... 73
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3.5.2 Adquisicin y Reconstruccin de Datos.......................................... 73Figura 3.7 Cortes de la seal adquirida............................................... 74
Figura 3.8 Reconstruccin de Datos ................................................... 75Figura 3.9 Diagrama de Flujo de Reconstruccin de Datos ................ 753.5.3 Visualizacin................................................................................... 76Figura 3.10 Interfaz de Visualizacin del ECG................................... 77Figura 3.11 Diagrama de Flujo Interfaz de Visualizacin del ECG .... 783.5.4 Factores y Criterio del Diagnostico ................................................. 793.5.4.1 Identificacin de Puntos Caractersticos ...................................... 80Figura 3.12 Ejemplo de Identificacin de Puntos Caractersticos ...... 813.5.4.2 Comparacin de Formas de Onda............................................... 81Figura 3.13 Ejemplo de Comparacin De Formas de Onda .............. 823.5.5 Configuracin del Programa ........................................................... 83
Figura 3.14 Interfaz de Configuracin................................................ 84
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Capitulo 3
Desarrollo del Software e Interfaz del Usuario
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3.1 Introduccin
La creacin de una interfaz grfica amigable y funcional que ayude y gue
al operador en todo momento mientras utiliza el programa es uno de los
requerimientos ms importantes en todo sistema, de esto depender en
gran magnitud su uso futuro y sobre todo su masificacin.
Si un programa es tan complejo que solo su desarrollador puede
manejarlo, solo este podr corregir las fallas y aprovechar sus virtudes;
por tanto, su evolucin queda limitada a una sola persona. Es por este
motivo que dentro de esta programacin se debe presentar al usuario
pantallas, botones, indicadores y grficos cuya funcin est
completamente identificada y que el desarrollo mismo del programa evite
posibles errores en su manejo, tratando en lo posible que ello no conlleve
un mal uso de la memoria fsica del computador que pudiera
desencadenar en un retardo innecesario o, peor aun, en un bloqueo del
mismo.
En el caso del presente proyecto, la interfaz grfica no solo es una
visualizacin de resultados, sino tambin parte importante del anlisis,
procesamiento de datos, manejo de registros, archivos, visualizacin de
datos adquiridos y presentacin de resultados.
Por medio de LABVIEW se ha logrado desarrollar un programa modular,grfico, con secciones y procesos claramente identificados, a la vez que
se presenta una interfaz amigable.
3.1.1 Interfaz grfica LABVIEW
LABVIEW es un lenguaje de programacin de alto nivel, de tipo grfico, y
enfocado al uso en instrumentacin. Pero como lenguaje de
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programacin, debido a que cuenta con todas las estructuras, puede ser
usado para elaborar cualquier algoritmo que se desee, en cualquier
aplicacin, como en anlisis, control, juegos, manejo de textos, etc.
Cada programa realizado en LABVIEW es llamado Instrumento Virtual
(VI), el cual como cualquier otro ocupa espacio en la memoria del
computador, por tanto requiere un hardware adecuado para manejo de
grficos.
La memoria usada la utiliza para cuatro bloques diferentes como son:
EL PANEL FRONTAL Donde se ven los datos, se los manipula y
controla.
Figura 1.54 Panel Frontal de LABVIEW
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EL DIAGRAMA DE BLOQUES En este se aprecia la estructura del
programa, su funcin y algoritmo, de una forma grfica en lenguaje G,
donde los datos fluyen a travs de lneas.
Figura 1.55 Diagrama de Bloques de LABVIEW
EL PROGRAMA COMPILADO Cuando se escribe en LABVIEW, el
algoritmo implementado en forma grfica no es ejecutable por el
computador, por tanto, LABVIEW requiere elaborar un cdigo assembler,
con base en el cdigo fuente de tipo grfico. Esta es una operacin
automtica que ocurre al ejecutar el algoritmo, por tanto no es importante
entender como sucede esto.
Es en este proceso, que se encuentran los errores de conexin que son
mostrados en una lista de errores, donde con solo darle doble click al
error, se aprecia su ubicacin en el diagrama de bloques. Entonces se
debe tomar en cuenta que, un programa que no presente errores en su
forma los puede presentar en su fondo.
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LOS DATOSComo el algoritmo maneja datos, requiere de un espacio de
memoria para estos, lo que hace tomar en cuenta que el computador
usado debe tener la memoria suficiente para manejarlos. Por ejemplo,
como ya se vio en el capitulo anterior, el computador recibe 900 datos de
8 bits en segundo, los que deben ser transformados en 300 datos de 10
bits cada segundo, filtrados y presentados, previo a recibir un nuevo
paquete de datos.
3.1.2 Comunicacin Serial Utilizando Buffer de Memoria
Dentro de LABVIEW 6.1 se pueden encontrar los siguientes comandos
para realizar comunicacin serial
Configuracin de Comunicacin Serial Este subVI permite configurar
valores como velocidad de transmisin de datos, la direccin de puerto, el
nmero de bits de datos, la paridad, bit de parada y el buffer de memoria.
Debido a que la trama RS 232 transmite uno a uno los bits en la siguiente
secuencia: bit de inicio, byte de datos iniciando con el bit menos
significativo, bit de paridad, y bit de parada, la velocidad de transmisin
esta determinada en bits/segundo, cuando el nmero de datos a transmitir
es pequeo este valor es pocas veces importante, pero es necesario
tomar en cuenta que cuando por ejemplo la velocidad de transmisin es
19200 bits/seg y la trama RS 232 contiene 10 bits (bit de inicio, 8 bits de
datos, y uno de parada) se tiene que la velocidad de transmisin es de:
segbytes
bits
byte
seg
bits1920
10
119200=
Clculo de la velocidad real de transmisin
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Figura 1.56 Trama RS 232
Dado que LABVIEW no cuenta con interrupciones en la ejecucin del
programa a la llegada de un dato va comunicacin serial se hace
indispensable trabajar con un buffer de memoria que sirva como stack,
para almacenar los datos recibidos hasta llegar al punto del programa en
que los lee para de esta manera no perder informacin ni ocupar mucho
tiempo del programa en leer cada uno de los datos a su llegada.
Contador del Puerto SerialEste contador informa la cantidad de datos
esperando en el buffer de comunicacin serial, esta informacin es muy
importante ya que permite conocer cuando se tiene una cantidad
determinada de datos y no dejar que el buffer se desborde, lo que
significara la prdida de los primeros datos almacenados.
Escribir en el Puerto Serial Permite enviar datos va RS 2332 a un
dispositivo conectado.
Leer del Puerto SerialPermite leer datos va RS 2332 de un dispositivo
conectado.
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Figura 1.57 Barra de funciones Comunicacin Serial
3.1.3 Filtros Digitales
Un filtro es un sistema que, dependiendo de algunos parmetros, realiza
un proceso de manipulacin de una seal de entrada obteniendose
variaciones en su salida. Los filtros digitales tienen como entrada una
seal analgica o digital y a su salida tienen otra seal del mismo tipo,
pudiendo haber cambiado en amplitud, frecuencia o fase dependiendo de
las caractersticas del filtro.
El filtrado digital consiste en la realizacin interna de un proceso de datos
de entrada. El valor de la muestra de la entrada actual y algunas muestras
anteriores, que previamente haban sido almacenadas, son multiplicados
por unos coeficientes definidos. Tambin podra tomar valores de la salida
en instantes pasados y multiplicarlos por otros coeficientes. Finalmente
todos los resultados de todas estas multiplicaciones son sumados, dando
una salida para el instante actual. Esto implica que internamente tanto la
salida como la entrada del filtro sern digitales
3.1.4 Tipos de filtros
Hay varios tipos de filtros as como distintas clasificaciones para estos:
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De acuerdo con la parte del espectro que atenan se tiene:
o Filtros pasa alto.
o Filtros pasa bajo.
o Filtros pasa banda.
o Banda eliminada
o Multibanda
o Pasa todo
o Resonador
o Oscilador
o Filtro peine (comb filter)
o Filtro ranura (notch filter)
De acuerdo al orden:
o Primer orden
o Segundo orden
o Tercer orden, etc.
De acuerdo con el tipo de respuesta ante una entrada impulso
unitaria:
o FIR (Finite Impulse Response)
o IIR (Infinite Impulse Response)
o TIIR (Truncated Infinite Impulse Response)
De acuerdo con la estructura con que se implementa:
o Laticce
o Varios en cascada
o Varios en paralelo
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Figura 1.58 Ejemplo de la implementacin de un Filtro Digital
3.2 Esquema General del Programa
El programa desarrollado para este proyecto cuenta con varias etapas, en
cada una de ellas se ingresan o presentan valores que al final del proceso
permitirn entregar un informe ms cercano a la realidad de cada
paciente.
El programa ha sido desarrollado mediante una programacin modular
que permite reconocer de una manera relativamente fcil cada una de sus
partes, esto benefici notablemente su desarrollo y adecuacin.
El programa est constituido por las siguientes partes:
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Datos del paciente
Adquisicin y Reconstruccin de Datos
Visualizacin
Anlisis
o Mediante determinacin de puntos caractersticos
o Mediante comparacin de seales
Diagnstico
Configuracin
3.2.1 Datos del Paciente
Los datos del paciente como edad, sexo, estatura, peso, diagnstico
previo, medicamentos ingeridos, etc. son factores importantes a la hora
de determinar o descartar una posible cardiopata, es por ello que se
presenta una pantalla en la que se requiere el ingreso de esta informacin
para su posterior manejo y presentacin en resultados finales
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Figura 1.59 Interfaz de Ingreso de Datos del Paciente
La necesidad de indicar los medicamentos ingeridos por el paciente es
que estos pueden influir notablemente en el funcionamiento del corazn y
a la vez que dependen del diagnostico previo; por ello es importante
adjuntar estos datos para su posterior anlisis.
3.2.2 Adquisicin y Reconstruccin de Datos
Al no contar LABVIEW con un sistema de interrupcin por recepcin serial
los aspectos que debieron tomarse en cuenta fueron:
El tiempo de ejecucin del programa
El nmero de datos mnimo requerido para un buen procesamiento
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Si bien es cierto estos aspectos limitan al prototipo a ejecutarse fuera de
tiempo real, no es menos cierto que si se procesa individualmente cada
uno de los datos, se puede llegar a desbordar el buffer de
almacenamiento, incrementar el tiempo de ejecucin del programa y
limitar el filtrado de la seal a unas pocas muestras, lo que produse una
serie de cortes en la seal.
Figura 1.60 Cortes de la seal adquirida
Como se vio en el capitulo anterior, debido a la limitacin de transmitir
nicamente ocho bits, se necesit fragmentar los datos obtenidos de la
seal electrocardiogrfica. Con el fin de recuperar los datos en su formato
original (palabra de 10 bits) es necesario implementar un sistema de
comparacin entre los datos recibidos y su orden, solo de sta manera el
programa que procesa la seal puede utilizar datos correctamente
adquiridos durante este periodo.
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Figura 1.61 Reconstruccin de Datos
Figura 1.62 Diagrama de Flujo de Reconstruccin de Datos
Incrementa el contador
en 6
Filtro Digital de losdatos en formato 10
bits
Inicio
Separa en 2 nibbles el segundo,cuarto y sexto BYTE recibido y
forma TRES BYTES DE 10 bits
Nibble 2 = 1Nibble 4 = 2
Nibble 6 = 3
Incrementa el
contador en uno
Contador < 1000
NO SI
NO
SI
FIN
Ingreso de datos desde
el Array RECIBIDOS
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Una descripcin del diagrama de flujo de la Figura 3.9 es presentada a
continuacin:
Ingreso de datos desde el Array RECIBIDOS
Los datos son tomados desde la matriz en la que fueron almacenados
desde el buffer de comunicacin serial
Separacin de datos
Se separan los bytes ms significativos para de ellos obtener la
numeracin ingresada por microcontrolador, como se mostr en la Figura
2.20
Comparacin de Condiciones
Si cada uno de los registros numricos coinciden en orden, es decir, el
segundo dato posee el numero 1, el cuarto dato el numero 2 y el sexto
dato contiene el numero 3, la informacin es aceptada y enviada a el
proceso de filtrado, caso contrario, se incrementa en una unidad el
contador para volver a realizar la comparacin.
Como se puede observar en la Figura 3.9, si no se cuenta con esta
subrutina, fcilmente se podran mezclar seal