Blog creado por Juan José Yepes como parte del Trabajo Final para la materia Diseño Electrónico de la carrera Ingeniería Electrónica de la Universidad Pontificia Bolivariana.
Se menciona y muestra de manera general el proceso realizado para la implementación de un dispositivo de adquisición de señales ECG de 3 derivaciones y su diseño impreso en Altium Designer.
IMPLEMENTACIÓN DE UN DISPOSITIVO DE ADQUISICIÓN DE SEÑALES ECG
Juan C. Yepes, Juan J. Yepes
Origen de la Idea
Existen diversas áreas en las cuales se pueden aplicar los conocimientos de la ingeniería electrónica, una de ellas y muy importante en la actualidad es la bioingeniería, ya que favorece enormemente a la aplicación de la medicina y la biología, con el diseño y construcción de diversos equipos y sistemas que permiten llevar a cabo tareas y procedimientos médicos y científicos de manera más rápida y segura.
Uno de los grandes aportes de la ingeniería electrónica a la bioingeniería ha sido la posibilidad de medir, representar y analizar de manera gráfica y metódica, las señales y comportamiento eléctrico del corazón, uno de los órganos vitales de mayor importancia en los seres vivos, mediante la adquisición y procesamiento de señales ECG.
Debido a su gran utilidad e importancia, se ha decido realizar un acercamiento a este tipo de aplicaciones, con la finalidad de comprender sus características, su funcionamiento y su desarrollo en el medio, con la implementación de un sistema de adquisición de una señal ECG.
Estado del Arte
La historia de la electrocardiografía se remonta al año 1901 en el cuál el médico Willem Einthoven presentó el primer dispositivo electrocardiográfico que dio inicio al desarrollo e investigación más a fondo de las características y fenómenos eléctricos del corazón. [1]
A partir del desarrollo hecho por Einthoven, se hicieron múltiples avances en dicha tecnología hasta llegar a los dispositivos biomédicos que son utilizados en al actualidad para diferentes aplicaciones como lo son monitoreo del comportamiento eléctrico del corazón, hasta la detección de patologías como arritmias y fallos en el corazón.
En la actualidad el desarrollo de estos dispositivos tiende a ser inalámbrico para facilitar aplicaciones en las que se necesite un monitoreo remoto de las señales cardiacas de un paciente. Un ejemplo de este tipo de implementaciones es el proyecto realizado por Hongli Yang y su colega Jihong Chai en el cual mediante un módulo Zigbee transmiten la señal ECG obtenida de un paciente a un computador. [2]
Con los avances tecnológicos y la continua evolución del internet, se han implementado sistemas inalámbricos de alta velocidad que permiten acceder que la comunicación entre el cliente y el servidor sea mucho más fácil y eficiente. Es el caso del trabajo realizado por Jianwei Dong y colegas, en el cual desarrollaron un monitor portátil de señales ECG que se comunica usando internet inalámbrico, el cual permite un monitoreo más efectivo y sencillo de los pacientes que estén bajo observación, por ejemplo en una clínica. [3]
Una de las grandes ventajas de que estos dispositivos sean portables es la posibilidad de que los pacientes que necesitan estar bajo observación, pero que no pueden dejar de llevar su vida diaria, puedan ser monitoreados remotamente y pueda hacerse un diagnostico y revisión. Como ejemplo se encuentra el sistema realizado por Tahereh Shams y colegas, en el cual se adquiere la señal ECG de un paciente desde su hogar y es enviada a través de internet al médico. [4]
Otro método utilizado para la transmisión de la información de señales ECG obtenidas de un paciente es usando servicios móviles, como los MMS o SMS, es el caso de la implementación hecha por Qiang Fang y colegas, en donde usaron MMS y aplicaciones Java para enviar la información del paciente. [5]
Objetivo General
Diseñar e implementar un dispositivo para la adquisición de una señal ECG.
Objetivos Específicos
- Presentar las características de un dispositivo estándar de adquisición de señales ECG y escoger un prototipo como referencia.
- Diseñar e implementar el circuito para la adquisición de una señal ECG.
- Implementar la digitalización de la señal y el sistema de comunicación con un computador.
Justificación y Beneficios
La insuficiencia cardiaca es un problema que afecta a una significativa cantidad de personas alrededor del mundo, aproximadamente más de 22 millones de personas se ven afectadas por esta situación y representa un 10% de la mortalidad mundial. En nuestro país los problemas cardiacos representan un 35% de la mortalidad, lo cual es un porcentaje demasiado alto, siendo estos causa de muchas muertes en Colombia. [6]
Normalmente las personas que sufren ataques cardiacos se encuentran fuera de los centros de salud llevando su vida diaria, lo que en muchas ocasiones no permite la oportuna respuesta y contramedida para salvar la vida de las personas, son pocas las veces en que la víctima es capaz de identificar los síntomas y acudir oportunamente al servicio de emergencias.
Dada esta situación surge la necesidad de contar con dispositivos que permitan y faciliten la medición y detección de falencias en el comportamiento eléctrico del corazón en tiempo real, para que dado el caso se pueda hacer un diagnóstico oportuno del estado de un paciente y se preste de manera oportuna la atención médica necesaria.
Presentación Introductoria del Proyecto
Link de Descarga: http://www.mediafire.com/?lqfafgtslbx6dvk
Bibliografía
[1] Alfredo de Micheli. El centenario del electrocardiógrafo de Einthoven – Parte I. Archivos de Cardiología de México, Vol. 71 Número 2, 2001.
[2] Hongli Yang, Jihong Chai. A Portable Wireless ECG Monitor Based on MSP430FG439. School of Electronic and Communication Engineering, Shenzhen Polytechnic, Shenzhen, China, 2011.
[3] Jianwei Dong, Shi Zhang, Xiaonan Jia. A Portable Intelligent ECG Monitor Based on Wireless Internet and Embedded System Technology. School of Information Science and Engineering, Northeastern University, China, 2008.
[4] Tahereh Shams, Fereshteh Rahi, Mustahsan Mir, Mohamed Nasor. Home ECG System: Signal Processing and Remote Transmission. College of Engineering, Ajman University of Science & Technology, UAE, 2009.
[5] Qiang Fang, Fahim Sufi, Irena Cosic. A Mobile Device Based ECG Analysis System. School of Electrical and Computer Engineering, RMIT University, Australia, 2008.
[6] Ministerio de la protección Social, Indicadores básicos 08, Situación de salud en Colombia. Disponible en www.minproteccionsocial.gov.co/salud/. Consultado en Febrero 15 de 2012.
