CLASE # 10 ECG RED DE WILSON Y CIRCUITO DE PROTECCIÓN DE PIERNA DERECHA (en proceso)
CLASE # 10
ECG RED DE WILSON Y CIRCUITO DE PROTECCIÓN DE PIERNA DERECHA (EN PROCESO)
Hola alumnos, el día de hoy vamos a tratar una parte muy importante a la hora de diseñar un circuito para la obtención del ECG y es la Red de Wilson y porqué es tan importante.
Antes que nada les vuelvo a recordar que esta materia es una materia integradora y deben repasar sus conocimientos previos de Análisis de Circuitos Eléctricos, Circuitos Electrónicos I, II y III, Fisiología Humana, Fisiopatología, etc.
Vamos pues a ver primero un video de repaso de conocimientos para que vean lo importante que es para los médicos el obtener una buena señal de ECG, de nuevo debemos recordar que los médicos cardiólogos son puro corazón.
Video 1: Repaso de interpretación médica del ECG y sus partes.
Muchos de ustedes se habrán preguntado en las clases pasadas O.k. ya tengo mi amplificador de Instrumentación con la Ganancia adecuada y mis filtros activos con las frecuencias deseadas para obtener un ECG pero cómo hay que conectarse al equipo para obtener la señal de ECG tan deseada.
Otra pregunta interesante es si observo mi aparato de ECG tiene un sistema de registro del ECG en papel, ¿será importante la velocidad a que corre el papel para interpretar correctamente un ECG?
Veamos nuevamente otros videos pero ahora desde el punto de vista del Técnico o enfermera que toman el registro ECG dentro de un hospital.
Video 2: Explicación de un enfermero acerca de ¿cómo hacer un electrocardiograma?
Video 3: Técnica tomando estudio ECG a paciente hospitalizado, nota todo estuvo
bien excepto que debió dejar que el aparato grabara un poco más de tiempo las señales ECG para
que fuera más útil el estudio para la interpretación del médico cardiólogo.
Como observaron en los videos anteriores, nuestros diseños de circuitos para ECG aún son sólo unos prototipos experimentales y les falta muchísimo para poder ser utilizados para un diseño comercial, entre lo que hace mucha falta es el respetar los estándares internacionales y las normas que garantizan la seguridad eléctrica del paciente, por esta razón es tan importante lo que estamos viendo ahorita, que forma parte de un buen diseño de un aparato para ECG.
De nuevo debemos hacer un repaso de sus bases de Fisiología Humana y Fisiopatología sobre todo en el aspecto corazón.
Deben recordar para ello que el médico para interpretar correctamente el ECG debe tomar doce derivaciónes o parámetros distintos, que son como 12 puntos de vista diferentes en que observa la forma de onda del ecg del corazón, esta lectura poliparamétrica es en D1, DII, DIII, aVr, aVL, aVF, V1, V2, V3, V4, V5 y V6 y para ello debe hacer la conexión al paciente de forma adecuada de acuerdo con el mapa que muestro a continuación:
Figura 1: Colocación de los electrodos al paciente en el caso de usar sólo 5 cables.
Espero que repasen también de Fisiología lo que es el triángulo de Einthoven, las derivaciones unipolares, unipolares extendidas y Bipolares. ¿Me podrían decir c/u de ellas cuales son?
Figura 2: Importancia del Triángulo de Einthoven para determinar el eje eléctrico del corazón.
Y algunos de ustedes que recuerdan el Triángulo de Einthoven, también recordarán la ley de Einthoven:
Figura 3: Aplicación de la Ley de Einthoven
Ahora tenemos que ver el diseño e implementación de un equipo de ECG desde el punto de vista de los IB (ingenieros Biomédicos) y por eso es tan importante esta clase para ustedes.
Pues bien para poder hacer un ECG comercial se requiere algo más de circuitos para obtener todas las derivaciones (Diseño de una Red de resistencias conocida como Red de Wilson) y circuitos de aislamiento de protección al paciente con Buffers (opams en configuración de buffer) que se colocan a la entrada de c/u de los cables que van conectados entre el paciente y el circuito de la Red de Wilson) y otro circuito de protección muy importante es el Right Leg Driven ( o circuito de protección de pierna derecha) .
La red de Wilson es la que permite crear la central terminal de Wilson (CTW), el punto que se utiliza como referencia cero de potenciales del cuerpo humano. Esto permite realizar medidas unipolares de la actividad cardíaca sobre la superficie del cuerpo que, de otra forma serían Page 4 4 imposibles.
Ahora volviendo nuevamente a repasar el arreglo de resistencias para el circuito utilizado en la Red de Wilson si ustedes recuerdan de su clase de análisis de circuitos eléctricos esto es una Red Delta-Y, aquí les dejo de tarea como diseñar y hacer los cálculos de resistencias para una de ECG.
Favor de ver las siguientes figuras
Figura 4: Esquema General de un Electrocardiógrafo
Figura 5: Red de Wilson, arreglo de resistencias para obtener las distintas derivaciones de un ECG.
Circuito de pierna derecha. Este circuito es capaz de crear una tierra o referencia virtual para la pierna derecha del paciente, con el propósito de reducir los voltajes en modo común.
Figura 6: Circuito de Protección de Pierna Derecha.
Figura 7: Circuito de protección de pierna derecha que permite reducir los voltajes a modo común y crea una tierra virtual que protege al paciente.
Figura 8: Nuevamente un diseño de Amplificador de instrumentación que incluye el Driven Right leg ground o circuito de tierra de protección de pierna derecha.
Figura 9: Otro diagrama de conexión de paciente para un ECG en el que se muestran por bloques y con nombre algunos de los circuitos electrónicos usados.
Figura 10: Diagrama electrónico que muestra la etapa de amplificador de instrumentación con el circuito de protección de pierna derecha.
Figura 11: Implementación para obtener un ECG con el AD620 A y cómo se debe colocar el circuito de protección de pierna derecha Nota importante favor de checar el Datasheet del AD 620 A completo y ahí viene un diseño para hacer un ECG en la sección de aplicaciones.
Y de nuevo algunas referencia de John G. Webster de interés que ya tenemos en nuestra Biblioteca UPIBI IPN en forma física pero que ahora debido al problema del COVID y la educación a distancia estoy con el debido respeto para el autor sólo referenciando para fines didácticos y de enseñanza debido a que los alumnos no pueden acceder en este momento a la Biblioteca de la institución.
No me olvido de agradecer al Sr. John G.Webster porque en alguna ocasión nos visitó dentro de nuestras instalaciones UPIBI-IPN y nos impartió conferencias Magistrales en forma personalizada, todos los alumnos y exalumnos de la UPIBI IPN recordamos ese evento :D
Favor de contestar el siguiente cuestionario y hacer las actividades:
1. Hacer un diagrama a Bloques completo de un ECG desde donde se encuentra el paciente, la interfaz, red de Wilson, amplificador de Instrumentación con circuito de protección de pierna derecha, filtros activos pasabanda y rechazabanda, etc. y explicar y describir el contenido completo de c/u de los bloques.
2. Explicar las características estandarizadas y el código de color que se utiliza para la colocación de los electrodos de ECG.
3. Favor de indicar las especificaciones mínimas para un amplificador de ECG.
4. Favor de explicar la Ley de Einthoven y poner un ejemplo práctico de aplicación utilizando señales de ECG de un paciente obtenidas en internet y tomando las derivaciones DI, DII y DIII,
¿Cómo verificaría que se cumple la ley de Einthoven en la práctica. y en ese mismo ECG de paciente indicar ¿cómo obtendría el eje eléctrico del corazón?.
5. Mencionar, describir y explicar otros circuitos de protección y seguridad para el paciente que se tienen que considerar a la hora de hacer un diseño comercial de un ECG.
Hasta aquí es el material que tienen que entregar contestado para evaluar el 2do. departamental.
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