1 Instituto de Física Universidad de Antioquia

Profesora Lucelly Reyes

Circuito para captura de señales ECG

Objetivo: Montaje de un circuito que permita la captura de la señal ECG, utilizando un amplificador instrumental

Introducción Las etapas del electrocardiograma son:

1. Adaptador de impedancia 2. Amplificador de señal ( AD620 ò INA118P ) 3. Circuito de protección del paciente ( Optoacoplado ) , 4. Filtro NOTCH ( 60Hz) 5. Filtro pasa banda ( 0.5 Hz hasta 120 Hz ) y 6. Opcional el circuito de protección de común (Pierna derecha).

A continuación se muestra el circuito que comprende cuatro de las etapas. Como lector de la señal se utiliza un osciloscopio digital con conexión al PC por el puerto USB. La señal se guarda en un archivo para ser luego leído por una interfaz en MATLAB.

Montaje experimental

Primera etapa: Obtención y Amplificación de la señal cardiaca

Esta etapa es una de las más importantes pues es la que permite que las subsiguientes hagan el requerido procesamiento y es parte fundamental en cualquier tipo de análisis de señal que se le haga a la onda cardiaca.

2 Instituto de Física Universidad de Antioquia

Profesora Lucelly Reyes

Como se observa el circuito tiene a la entrada un par de resistencia para el acople de impedancia, el amplificador instrumental presenta una ganancia de voltaje y por ultimo dos amplificadores de bajo ruido LF353 para la protección del punto comun.

En esta etapa se pasa de tener unos pequeños milivoltios a algunos voltios de amplitud. Sin embargo existen varios problemas adjuntos con esta etapa, uno de ellos es el ruido debido a que cuando amplificamos no tenemos preferencia por la señal cardiaca sino que también son amplificadas otras señales provenientes de agentes externos como ruido EMI (Interferencia Electromagnética) proveniente de las líneas eléctricas u otros equipos electrónicos, asimismo también tenemos el ruido ocasionados por las telecomunicaciones inalámbricas, el cual interfiere completamente con la calidad de esta señal.

Otro factor importante que debemos tener en cuenta para poder hacer un correcto procesamiento de la señal es el nivel de offset que se obtiene al amplificarla y la estabilidad en el eje Y de la onda. Esto sucede debido a que si tenemos diferencias de potenciales ligeramente desplazadas en el eje vertical (aunque sea unos milivoltios) de la entrada inversora con respecto a la no inversora, en la salida se obtendrá un resultado indeseable tras multiplicar esta diferencia por la ganancia.

A continuación se muestra una similacion del circuito en multisim en donde a la señal ECG se le agrega un pequeño ruido de 60 Hz, como se puede observar el la figura siguiente.

3 Instituto de Física Universidad de Antioquia

Profesora Lucelly Reyes

Simulación con multisim

Segunda etapa: eliminación del ruido de 60 Hz

Aplicación de un filtro NOTCH

Este ruido debe ser eliminado mediante la aplicación de un filtro NOTCH configurado a 60Hz. Tome el circuito estudiado en la práctica anterior.

4 Instituto de Física Universidad de Antioquia

Profesora Lucelly Reyes

Procedimiento

1. Haga los montajes correspondientes de cada una de las etapas propuestas

y obtenga la señal. Lleve estas señales a un archivo que pueda ser leído

por MATLAB.

2. Haga en MATLAB un análisis de FFT para cada una de ellas y compruebe

la eficacia del filtro NOTCH.

3. Calcule experimentalmente la ganancia en cada etapa y compare con los

cálculos teóricos o del fabricante.