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Instrumentación biomédica Instrumentación biomédica tipos tipos de de señales señales yy ruidos ruidos capacitivas capacitivas interferencias interferencias inductivas inductivas externas externas internas internas bioamplificador bioamplificador amplificador amplificador de de instrumentación instrumentación Tina Bioelectrónica 1 Señales bioeléctricas Tipos Tipos de de señales señales señal magnitud unidad Ancho de banda (Hz) ECG (electrocardiograma) 0,5 a 4 mV 0,01 a 250 EEG (electroencefalograma) 5 a 300 uV Continua a 150 EGG (electrogastrograma) 10 a 1000 uV Continua a 1 EMG (electromiograma) 0,1 a 5 mV Continua a 10.000 EOG (electrooculograma) 50 a 3500 uV Continua a 50 ERG (electroretinograma) 0 a 900 uV Continua a 50 Señales bioeléctricas Fuentes Fuentes de de ruidos ruidos ruidos Interferencia capacitiva paciente - cables Cargas triboeléctricas respuesta en frecuencia Interferencia magnética piel electrodos Tina Bioelectrónica bucles de tierra 2 Señales bioeléctricas Interferencias Interferencias externas externas al al equipo equipo de de medida medida Capacitivas Acoplamiento capacitivo con el paciente Acoplamiento capacitivo con los conductores y equipo Inductivas Interfaz electrodo - electrolito – piel Otros potenciales bioeléctricos Otros sistemas fisiológicos Cargas electrostáticas Señales bioeléctricas Interferencias Interferencias debido debido al al equipo equipo de de medida medida Provocadas por el transformador de la fuente de alimentación Debidas al rizado de la fuente de alimentación Ruido generado por los componentes electrónicos Tina Bioelectrónica 3 Señales bioeléctricas Posibles Posibles problemas problemas en en el el amplificador amplificador Interferencias de la señal de red Saturación en el amplificador Distorsión en frecuencia Señales bioeléctricas Interferencias Interferencias capacitivas capacitivas Cr Paciente y la red Paciente en cama bien aislado Cr = 2 pF Cm = 520 pF Paciente en cama mal aislado Cr = 200 pF Cm = 3300 pF VRED Cm Tensión respecto de tierra 2,5 voltios Cr = capacidad con la red eléctrica Cm = capacidad con los aparatos de medida Tina Bioelectrónica 4 Señales bioeléctricas Interferencias Interferencias capacitivas capacitivas Paciente y Cr Equipo de medida Amplificador real Ze1 + Ze2 _ ZMC1 ZMC2 Ze3 Cm Apantallamiento de cables Señales bioeléctricas Interferencias Interferencias inductivas inductivas Bucle inductivo Ze4 Ze1 Bucle inductivo _ Ze2 ZMC2 Ze3 Tina Bioelectrónica + ZMC1 bien mal 5 Señales bioeléctricas interfaz interfaz electrodo-piel electrodo-piel movimiento Artefactos frecuencia < 1Hz Modelo eléctrico Ze = impedancia del electrodo Vc= potencial de contacto Señales bioeléctricas Otras Otras interferencias interferencias Otros sistemas fisiológicos Respiración (modula la base) Cargas electrostáticas Interferencias triboeléctricas Almacenadas en el cuerpo del paciente Tina Bioelectrónica Modifica línea base Saturación amplificador 6 Señales bioeléctricas Fuentes Fuentes internas internas de de ruido ruido De la fuente de alimentación rizados Del regulador de tensión solución Uso de baterías Ruido de los componentes No hay solución, poner filtros para limitar otras frecuencias Señales bioeléctricas Interferencias Interferencias debidas debidas aa la la red red ECG Tina Bioelectrónica 7 Señales bioeléctricas Saturación Saturación del del amplificador amplificador ECG Saturación positiva Saturación negativa Señales bioeléctricas Distorsión Distorsión en en frecuencia frecuencia ECG Normal 0,2 a 150 Hz Distorsión en alta frecuencia Tina Bioelectrónica Normal 0,2 a 25 Hz 8 Señales bioeléctricas ECG Normal 0,2 a 150 Hz Normal 1 a 25 Hz Distorsión en baja frecuencia bioamplificador diagrama diagrama de de bloques bloques electrodo preamplificador Fuente A Vdd1 Vss1 Referencia entrada Tina Bioelectrónica filtro amplificador aislado señal Fuente A Vdd2 Vss2 Referencia salida 9 bioamplificador preamplificador preamplificador Cr electrodo Ze1 preamplificador Ured Ze2 Cm bioamplificador Amplificador Amplificador diferencial diferencial Cr Cr = 2 pF + VRED Ze1 = 10K + VRED VECG _ Cm = 520 pF _ Ze2 = 10K Cm Tina Bioelectrónica 10 bioamplificador Amplificador Amplificador de de instrumentación instrumentación Cr IDR Amplificador real I Ze1 + Ze2 Conexión al paciente I’ ZMC1 _ ZMC2 Ze3 Cm IDR + I + I’ bioamplificador Realimentación Realimentación negativa negativa Ze2 R1 ZMC1 Ze3 Cm Tina Bioelectrónica Ro R2 ZMC2 Amplif. real uMC uo 11 bioamplificador Tierra Tierra virtual virtual paciente Conexión 3º electrodo R’o Ze3 paciente Ro Z’e3 Ze3 Conexión del paciente Ro bioamplificador Ze2 Amplificador Amplificador aislado aislado +vE -vE +vS -vS amplificador aislado Ud Fuente A Fuente A VSALIDA +vE -vE Referencia entrada Tina Bioelectrónica +vS -vS Referencia salida Referencia entrada Referencia salida 12 bioamplificador Conversor Conversor cc/cc cc/cc aislado aislado Amplificador de instrumentación INA114 INA114 Burr-Brown Burr-Brown Tina Bioelectrónica 13 Amplificador de instrumentación INA114 INA114 Burr-Brown Burr-Brown esquema ECG Tina Bioelectrónica 14
