I.S.T.P. IDAT
I.S.T.P. IDAT ELECTRNICA
CAPTULO 1INTRODUCCIN1.1.- GENERALIDADESEl rgimen evolutivo
avanza rpidamente y las ciencias medicas necesitan de mayor
tecnologa, la electrnica ha permitido que los estudios y
descubrimientos no se vean limitados debido al diseo de los equipos
necesarios en el campo de la Medicina Fsica. El sector salud emplea
equipos tecnolgicos biomdicos confiables que constituyen una
herramienta de suma importancia para su prctica convirtindose as en
algo infaltable. Los electrocardigrafos son aparatos diseados para
capturar las seales elctricas asociadas con la actividad cardiaca y
producen un electrocardiograma (ECG), que es un registro grfico del
voltaje contra el tiempo de la actividad elctrica del corazn. Son
usados frecuentemente para diagnosticar algunas enfermedades
cardacas y arritmias, mejorando as las actividades de prevencin,
diagnstico y tratamiento de, muchas personas en la actualidad.La
finalidad de este proyecto es apoyar a los mdicos y tecnlogos en
brindar un aparato cmodo de bajo costo pero de gran utilidad, que
permita dar un chequeo o evaluacin mdica segura y confiable a
aquellas personas afectadas de enfermedades en las cuales el uso de
un examen electro cardiogrfico es indispensable, tambin aportar
caractersticas nuevas a este equipo as como reducir su costo y
apoyar a los profesionales en el Per en el desarrollo de estos
equipos y no depender de tecnologas extranjeras.
1.2.- PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMAEn el Per el sector salud es uno
de los que brinda una atencin muy baja debido a la cantidad de
personas que requieren el servicio, por otro lado existe un gran
nmero de personas que no se encuentran afiliadas a ningn centro
hospitalario y los programas de apoyo no llegan a la mayora de
peruanos, por ello observamos el incremento de clnicas privadas las
cuales ofrecen estos servicios sin tanta espera ni largas colas. En
la actualidad existen muchos avances en la tecnologa mdica que cada
vez encontramos equipos ms sofisticados, hoy en da se encuentra en
el mercado electrocardigrafos con implementaciones muy complejos,
que justifica la necesidad de un gasto econmico significativo en
clnicas y hospitales que van a la vanguardia en tecnologa mdica;
vindose en la necesidad de actualizar sus equipos, pero debido al
alto costo que esto representa es que se postergan estas
inversiones. Un electrocardigrafo convencional tiene como propsito
visualizar la seal cardiaca de manera clara para un posterior
anlisis mdico, un problema que presenta es que la seal no se puede
almacenar como un archivo de datos para su posterior anlisis y
procesamiento digital con fines de auto diagnstico, as como acceder
a internet y poder compartir el archivo con distintas instituciones
mdicas a nivel nacional e internacional Estos equipos por lo
general son ms adecuados para un tratamiento ms minucioso del
corazn, lo que nosotros estamos proponiendo es hacer este sistema
prctico, confiable y aplicando tcnicas y mtodos computacionales
para permitir el anlisis de la seal en base a estudios cientficos
realizados por especialistas para realizar un confiable diagnstico
que servir como apoyo al mdico tratante.
1.3.- JUSTIFICACIN DEL ESTUDIOLa importancia del desarrollar del
presente proyecto est en el hecho de que en el mercado existen
diversos modelos de electrocardigrafos, que son usados en clnicas y
hospitales y por lo general son sistemas simples o muy complejos
que le brindan al mdico informacin bsica e incompleta acerca del
estado del corazn del paciente. Se pens que se podra desarrollar un
sistema completo y robusto que permitiera mostrar informacin para
auto diagnstico que apoyar al mdico tratante en la toma de
decisiones y el consiguiente tratamiento a seguir.Teniendo en
cuenta que las enfermedades del corazn son una de las principales
causas de muerte de la poblacin adulta en pases como el Per, donde
alrededorde tres infartos se registran diariamente, segn un estudio
realizado por la Sociedad Peruana de Cardiologa. En esta
investigacin se determin, adems, que casiuno de cada cuatro
peruanos mayores de 18 aos sufre de presin alta, casi 1 de cada 10
mayores de 18 aos tiene el colesterol elevado, mientras que el 26%
de la poblacin fuma (40% hombres y 13% mujeres). Del mismo modo, el
estudio arroj que el 70% de los pacientes hipertensos no siente
molestias ni experimenta sntomas, y que casi el 60% de la poblacin
no realiza actividad deportiva. Cabe destacar que los factores de
riesgo ms comunes son los niveles de colesterol elevado en la
sangre y la hipertensin arterial, los que pueden aumentar el riesgo
de sufriraccidentescardiovasculares. Dichos niveles de colesterol e
hipertensin tienden a aumentar con la edad, es por eso que muchas
veces las personas no presentan sntomas. Sin embargo, esto puede
detectarse con medidas de prevencin tan sencillas como un anlisis
de sangre y medirse la presin arterial peridicamente o hacerse un
Electrocardiograma haciendo una deteccin a tiempo de una posible
enfermedad cardiaca.El desarrollo de este proyecto tiene como
motivacin principal disear e implementar un electrocardigrafo (ECG)
de 1 derivacin y un software que nos permita desarrollar nuestras
capacidades en electrnica analgica y digital. Las seales del ECG
son capturadas y amplificadas, filtradas para luego ser
digitalizadas y procesadas mediante algoritmos complejos
permitiendo realizar de manera inteligente la deteccin de anomalas
cardacas y su consiguiente diagnstico basado en patrones
establecidos por los mdicos especialistas.Con el desarrollo de este
trabajo esperamos: Brindar conocimiento para desarrollar software
de instrumentacin y poder utilizar en la realizacin de nuestros
sistemas. Dar simplicidad al desarrollo de equipos mdicos dando
paso a la profundizacin de su elaboracin en nuestra institucin
educativa as como dentro de la comunidad a donde pertenece el
Instituto IDAT. Brindar facilidad al profesional de la salud
(cardilogo) en el chequeo de la actividad cardiaca y sus anomalas.
Aportar conocimientos en el campo de la biomdica, a las
generaciones que nos preceden para que puedan afianzar e innovar
sus conocimientos adquiridos. La utilizacin de materiales no
contaminantes en la elaboracin de nuestro prototipo contribuir a la
conservacin del medio ambiente y de la humanidad.
1.4.- ANTECEDENTES.A. TTULO : Electrocardigrafo de doce
derivaciones y sistema de auto diagnstico. FUENTE : Universidad
Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC) AUTORES : Augusto Baldoceda
Salas, Carlos Jess Caro Dr. Guillermo Kemper y Dr. Antonio Morn
SUMILLA : En este proyecto se desarrollo un sistema de
electrocardigrafo con auto diagnstico. Es una herramienta mdica que
puede ser utilizada en centros mdicos dentro y fuera del pas por su
robustez y por la forma de diagnosticar las seales cardacas a travs
de procesamiento digital de seales.Desarrolla un electrocardigrafo
con una amplificacin de x100 x10 empleando solo un amplificador de
instrumentacin el INA122 y un amplificador inversor en la etapa de
inversin de seal, emplea OPA2604 para realimentacin y proteccin al
paciente utiliza filtros de sexto orden y emplea un software
diseado en MATLAB ingresando la seal por tarjeta de audio as
desarrolla un algoritmo mediante la transformada de wavelet y
lograr dar un examen con caractersticas de auto diagnostico.La
solucin presentada representa una alternativa tecnolgica hecha
enteramente en el Per y posee toda la fortaleza como para que sea
producida y aplicada en las diversas clnicas y hospitales de
atencin mdica.Los resultados experimentales demuestra la
posibilidad de obtener una seal cardiaca limpia de ruido e
interferencias para luego ser procesada digitalmente y realizar el
auto diagnstico con gran precisin y certeza.B. TTULO: GUA
TECNOLGICA N17 ELECTROCARDIGRAFO AUTORES : Subdireccin de Ing.
Biomdica de CENETEC INSTITUCIN:CENETEC-SALUD MEXICO
SUMILLA : Esta es una gua de los tipos de electrocardigrafos
mono canales y multicanales; principios generales de frecuencia,
amplitud, tamao de ondas, intervalos de anlisis en la seal ecg; as
como las normas tcnicas a seguir para un correcto uso de este,
encontraremos las normas que debe cumplir un equipo desde el ms
bsico, as como las precauciones de seguridad y riesgos para el uso
del mismo clasificndolas segn el riesgo y sus efectos
secundarios.Nos describe que es un electrocardigrafo los tipos de
derivaciones para ser tomados en cuenta durante un
electrocardiograma adems de que da muchas recomendaciones en la
elaboracin de estos as como la explicacin de algunas etapas
indispensables en este equipo como factores a tomar en cuenta en la
adquisicin, amplificacin de la seal ecg y el circuito de proteccin
contra desorden cardiaco y marcapasos.La informacin contenida en
esta gua responde claramente a las dudas o preguntas sobre la
realizacin de equipos mdicos, sus principios de operacin sus
derivaciones estndares y registro de electrocardiograma. Adems
clasificacin tcnica del desarrollo de estos equipos
electrocardigrafo bsico, avanzado y sistema electrocardiografa
avanzada. Tambin brinda una referencia bibliogrfica y datos de
referencia para su realizacin de estos equipos y concluye con la
realizacin de un electrocardigrafo en diagrama de bloques.
C. TTULO : SIST. DE MONITOREO Y DIAGNSTICO DE SIGNOS VITALES
INSTITUCIN:I.S.T.P. IDAT AUTORES : ARENAS CARDENAS
SUMILLA : El siguiente es un proyecto realizado en nuestra
institucin el cual es un sistema que sensa e interpreta dos
principales seales o signos vitales del cuerpo humano,
presentndolas de una manera amigable y muy grafica al especialista.
Este sistema actualmente trabaja con el osciloscopio y encontramos
que el problema que este comprende es el ruido, debido a que las
pulsaciones son seales extremadamente pequeas eliminar el ruido de
este es un tanto tedioso y la seal obtenida en un aparato como un
oscilospio que no se encuentra calibrado para frecuencias bajas
hacen difcil su uso por algn especialista.La captura se realiza por
electrodos, se emplean dos amplificadores de instrumentacin INA122
y INA131 para amplificar la seal biopotencial, no emplea un
circuito de proteccin al paciente pero si un circuito de
realimentacion realizado por dos amplificadores OPA2604, y su
circuito de filtrado no es muy complejo para un rango de
frecuencias de 48.22 Hz-72.34 Hz con filtros de primer orden y
amplificadores operacionales TL082; posee una salida externa para
ser llevada a un instrumento grafico como un osciloscopio.La seal
de temperatura es sensada por el LM35, y llevada al micro
controlador PIC 16F877A que realiza una conversin A/D para poder
visualizar la temperatura del cuerpo en una pantalla LCD
alfanumerico. Este proyecto no posee interfaz a un servidor y no es
capaz de guardar la muestra de onda tomada por el equipo a fin de
un diagnostico mas consultado.1.5.- NORMATIVIDADLas siguientes son
algunas de las principales normas que tienen relacin con los
equipos y procedimientos de electrocardigrafos
Tabla: 1. Normas relacionadas con Electrocardigrafos
NOMBRE DE LA NORMAEXPEDI-DA PORAO
CARC-TER
NACIONALINTERNACIONAL
I EC 60601-1-1 (1988-12). Medical electrical equipment part
1:general requirements for safety.
1 IEC
1988x
ANSI/AAMI EC12-1991. 1991. Disposable ECG electrodes.
3rdedition.ANSI/AAM I21991x
IEC 60601-1-am1 (1991-11). 1991. Medical electrical
equipmentpart 1: general requirements for safety. Amendment
1IEC1991x
ANSI/AAMIEC11R-1991.1991 (reaffirmed2001).Diagnostic
electrocardiographic devices.ANSI/AAM I1991x
IEC 60601-1-1 (1992-06). 1992. Medical electrical equipment
part1: general requirements for safety. Collateral standard: safety
requirements for medical electrical systems.IEC1992x
IEC 60601-2-25 (1993-03). 1993. Medical electrical
equipment-part 2:particular requirements for the safety of
electrocardiographs.IEC1993x
NOMBRE DE LA NORMAEXPEDI-DA PORAO
CARCTER
NACIONALINTERNACIONAL
IEC 60601-1-1-am1 (1995-11). 1995. Medical electrical equipment
part 1: general requirements for safety. Section 1. Collateral
standard: safety requirements for medical electrical systems.
Amendment 1.IEC SSA31995x
IEC 60601-1-am2 (1995-03). 1995. Medical electrical equipment
part 1: general requirements for safety. Amendment 2.IEC1995x
NOM-137-SSA1-1995.Informacin regulatoria-Especificaciones
generales de etiquetado que debern ostentar los dispositivos
mdicos, tanto de manufactura nacional como de procedencia
extranjera.SSA31995x
IEC 60601-2-25-am1 (1999-05). 1999. Medical electrical
equipment- part 2: particular requirements for the safety of
electrocardiographs. Amendment 1.
IEC1999x
NOM-197-SSA1-2000. Que establece los requisitos mnimos de
infraestructura y equipamiento de hospitales y consultorios de
atencin mdica especializada.
SSA2000x
IEC 60601-1-2 (2001-09). 2001. Medical electrical equipment
part1: general requirements for safety. Section 2. Collateral
standard:IEC2001x
CAPTULO 2OBJETIVOS Y SOLUCIONES2.- INTRODUCCIN " El
electrocardiograma, por s mismo, aporta muy poca informacin acerca
de la actividad elctrica del corazn". Esta afirmacin, debida a
Cranefield y Hoffman, apareci en un editorial del Journal of
Electrocardiology en 1968.( Sherlag B.J. and Lazzara R.
1992)[footnoteRef:1] . [1: Obtencin de micropotenciales cardacos
latido a latido por va superficial; Tesis; Univ. Politcnica de
Catalunya]
En este captulo se dar a conocer la forma en que trataremos de
dar solucin al problema planteado, daremos un tipo de solucin
utilizando recursos terico-prctico, se har una descripcin de la
solucin enfocndose en nuestra problemtica que es brindar un sistema
mdico de calidad haciendo un equipo mdico utilizando tcnicas
digitales. .Abreviadamente describiendo nuestros principales
objetivos generales y especficos que nos ha de orientar para
proyectarnos hacia el futuro sobre como nuestro proyecto a de
ayudar en gran manera a las clnicas y hospitales en la atencin de
sus pacientes; tambin describiremos las tcnicas que utilizaremos
para llegar a una solucin de nuestro proyecto.Adems de mencionar
los mtodos de investigacin y aplicabilidad dada en la realizacin de
este proyecto que queda como fundamentacin y sustento de este
trabajo.2.1.- OBJETIVOS1. 2. 2.1.1.- Objetivos Generales
Suministrar a la institucin un equipo mdico que incentive a los
aficionados en ingeniera biomdica u otras ciencias afines.
Incentivar al estudio e investigacin de la electrnica aplicada a la
base del desarrollo del proyecto . Realizar diferentes tareas y
aplicaciones tanto en la electrnica como en otras reas por ejemplo
en la medicina, etc. Brindar a los estudiantes futuros el inters de
profundizar sus conocimientos respecto a equipos mdicos puesto que
consideramos que tenemos el potencial suficiente para desarrollar
tecnologa mdica competitiva.2.1.2.- Objetivos Especficos Lograr
tener una seal cardiaca libre de ruido y distorsin para ser
digitalizada y procesada. Aprovechar al mximo las hojas tcnicas de
los fabricantes y manipular los recursos que ofrece este sistema.
Profundizar destrezas en diseo de circuitos operacionales,
digitales adems de tcnicas computacionales para el desarrollo de
este proyecto. Tratar de que el usuario (mdico o persona que haya
adquirido el ECG), utilice sin problemas nuestro equipo. Aprender a
disear un equipo mdico que sea apropiado y liviano para el usuario
adems de confiable para el paciente. Tener la experiencia de
investigacin y desarrollo de un proyecto as como aportar nuestras
conclusiones. Desarrollar la habilidad de implementar circuitos en
placas impresas (soldar, desoldar, perforar, etc.) para presentacin
adecuada en el mercado.2.2.- Soluciones Desarrollar un sistema
simple que tenga en cuenta al mnimo detalle la funcionalidad de
este sistema, as por ejemplo amplificacin de seal x100 y x10 a fin
de usar solo un amplificador de instrumentacin, circuito de
proteccin al paciente, la realimentacin, los filtros,
acondicionamiento de seal e interfaz con la PC as el costo ser mas
reducido. Desarrollar el sistema ECG adems presentar el beneficio
de poder almacenar la seal cardiaca como un archivo de datos para
su posterior anlisis y procesamiento digital con fines de auto
diagnostico. Desarrollo de un software en LABVIEW a fin de no
emplear otra herramienta grafica y de un manual que sea didctico y
sencillo a la vez para que el usuario pueda tenerlo como fuente de
consulta al momento de realizar las lecturas.2.3.- Metodologa de
InvestigacinEl mtodo es un camino, un orden, conectado directamente
a la objetividad de lo que se desea estudiar[footnoteRef:2] Severo
Iglesias [2: Mtodos y Metodologas de investigacin Ing. Juan Mori
Q.]
2.3.1.- Mtodo de investigacin Inductivo-Deductivo La aplicacin
que se hace es que el desarrollo de este proyecto se hace
investigando monografas, tesis y dems que nos ha de permitir
inducir el diseo funcional y circuital de estos sistemas as como
tambin deducir pequeos aspectos para mejorar estos sistemas sin
alterarlos funcionalmente solo aadiendo recursos que permitan su
sofistica miento de estos equipos. La induccin consiste en ir de
los casos particulares a la generalizacin. La deduccin, en ir de lo
general a lo particular.2.3.2.- Mtodo de investigacin
Analtica-Sntesis La aplicacin que le dimos a este mtodo es que
separar el objeto de estudio en partes un estudio del sistema
anlogo que comprender con la realizacin del tratamiento de la seal
pasando por amplificadores, filtros selectivos, separador de
fuentes, etc.Adems de un estudio de sistema digital que comprender
con sistemas digitales y sistemas computacionales que dar una
perspectiva diferente a proyectos antecesores.Con las variantes
obtenidas realizaremos todo tipo de pruebas las cuales sern de gran
utilidad para lograr escoger la que mejor se adecue a nuestras
expectativas de esta manera sabremos cual ser nuestro fin y
objetivo al que nos enfrentamos en la realizacin de nuestro
proyecto.La sntesis considera los objetos como un todo. Separa el
objeto de estudio en dos partes, una vez comprendido su esencia, se
construye un todo. [footnoteRef:3] [3: Mtodos y Metodologas de
investigacin Ing. Juan Mori Q. ]
2.3.3.- Mtodo de investigacin ExperimentalMediante esta tcnica
nos ha de permitir controlar la situacin de investigacin de tal
manera de poder evaluar las relaciones entre la experiencia o
realizacin del proyecto con el anlisis y sntesis que da lugar
nuestra investigacin.Tambin nos dar lugar a agregar nuestras
respuestas encontradas en el circuito de esta manera se tendr
parmetros reales en nuestro sistema y si es necesario a la hora de
evaluar los diferentes puntos y no cumplir los parmetros deseados
procederemos a cambiar los diferentes tipos de componentes para de
esta forma obtener el rendimiento mximo del sistema realizado.Con
el pensamiento abstracto se elaboran las hiptesis y se disea el
experimento, con el fin de reproducir el objeto de estudio,
controlando el fenmeno para probar la validez de las
hiptesis.2.3.4.- Mtodo de investigacin Explicativo Nos ha de
brindar una repuesta clara de las experiencias hechas en nuestro
proyecto a fin de evaluar los diferentes puntos de nuestro sistema
que nos dar como resultado conclusiones especficas de parmetros de
los dispositivos usados. Consiste en elaborar modelos para explicar
el por qu y el cmo del objeto de estudio[footnoteRef:4]. [4: Mtodos
y Metodologas de investigacin Ing. Juan Mori Q.]
CAPTULO 3MEMORIA DESCRIPTIVA3.- INTRODUCCIN En este captulo
daremos a conocer y representar la totalidad del proyecto en forma
fsica, como son la vista e isomtrica y explosin. Tambin
explicaremos a fondo la idea de nuestro proyecto as como su
funcionamiento y manejo a travs de un manual de usuario, incluyendo
las caractersticas tcnicas, entre otros.3.1 DESCRIPCIN GENERAL DEL
PROYECTO Nuestro electrocardigrafo permite dar un registro grfico
en funcin del tiempo generado por las clulas cardiacas que sern
recogidas de la superficie corporal esto se har a travs de unos
electrodos que se emplearan en las extremidades del paciente, cuyas
entradas se encontraran en nuestro sistema, estas seales bajo norma
sern pasadas por una etapa de amplificacin, realimentacin en el
ritmo cardiaco, filtrado, y ser acondicionada para llevar una
salida a nuestro equipo que ir directamente a la PC a travs de la
tarjeta de sonido aqu se empleara tcnicas computacionales mediante
un software en LABVIEW diseado para este equipo, que har el
anlisis, guardara el registro de la seal cardiaca en un formato de
seal de audio. Otra funcin que realiza el equipo ser que la seal
acondicionada pasa por un micro controlador que realiza el
procesamiento de seal para poder obtener la frecuencia cardiaca y
mostrarla en una pantalla LCD; este sistema posee controles
especficos para el control del sistema como ON/OFF, RESET y OUT
ECG.
3.2.- ESPECIFICACIONES TCNICAS FUENTE DE ALIMENTACIN
Tensin de lnea: 220 VACFrecuencia de lnea: 60 HzTensin de
salida: +/-9v; +5vCorriente de carga: 40 - 60 mA SISTEMA DE
CONTROL
Amplificadores Operacionales.Micro controlador PIC16f877A.
SISTEMA A CONTROLAR
Visualizacin tipo electrocardiograma con derivacin de
1.Visualizacin de la seal cardiaca en PC.Sistema visualizador del
equipo LCD.Electrodos de extremidades superiores e inferior
derecha.Ganancia de amplificadores operacionales de x100 y
x10.Espectro de frecuencia:0.05 a 150 Hz
DIMENSIONES
Largo: 27cm Ancho: 18cm Alto: 9cm Peso: 1.2kg
3.3.- MANUAL DE USUARIO 3.3.1-EXPLICACIN DE LOS CONTROLES Panel
Anterior
1.-Pulsador On/Off: Control que enciende o apaga el equipo o
sistema una vez conectado el cable de alimentacin. 2.-Led indicador
de alimentacin: Led que indica si el equipo est conectado al
suministro de red elctrica.3.-Pulsador reset: Control que reinicia
el sistema en caso de que no funcione correctamente.4.-Pulsador
OutECG: Control que permite la salida de la seal ecg para ser
llevada a la PC.5.-Display LCD: Visualiza el funcionamiento del
sistema, muestra la frecuencia cardiaca as como mensajes de
recomendaciones de uso del equipo.6.-Conectores ECG: Permiten la
conexin del cable que va conectado a los electrodos de las
extremidades.7. Cables de Electrodos: Son las conexiones directas
al paciente en RA(brazo derecho), LA(brazo izquierdo), LL(pierna
izquierda). Panel Posterior
1.-Cable de alimentacin: Es la conexin del cable de nuestro
equipo al suministro de red elctrica. 2.-Porta Fusible: Aloja el
fusible protector de cargas externas.3.-Out ECG PC: Conector de
salida de la seal cardiaca del paciente, que ir por medio de un
cable de audio conectado a la tarjeta de sonido del ordenador opcin
que permite visualizar y guardar la seal en imgenes en el disco
duro. 3.3.2- OPERACIN DEL SISTEMA Una vez posicionado el sistema se
debe operar de la siguiente manera: Conectar la alimentacin de
energa al suministro de red 220 Vrms, El cable de alimentacin viene
provisto con una ficha de 3 patas. La pata central corresponde a la
conexin de tierra que debe ser conectada en forma permanente a la
toma adecuada teniendo la precaucin de que esta conexin sea segura
no se recomienda usar adaptadores.
Visualizar el led indicador de alimentacin si esta encendido
existe alimentacin elctrica.
Presionar el pulsador de encendido y esperar la visualizacin en
la pantalla LCD: Al inicializar el sistema aparece el siguiente
mensaje en el lcd durante 1 segundo.
Aparecer el siguiente mensaje en movimiento durante 1 segundo y
medio.
Para activar la salida de seal pulsar el button OutECG y se
visualizara el siguiente mensaje.
En cualquier opcin aparecer la frecuencia de la seal
recepcionada de las pinzas ecg.
Para la visualizacin por conexin PC deber estas conectado la
salida de AUDIO en la parte posterior del equipo a una PC por medio
de su tarjeta de sonido. Para la seal del ritmo cardiaco acostar al
paciente y colocar los electrodos en las disposiciones especficas
solo para las derivaciones del plano frontal como se indica:
RALAPara su registro se colocan los 3 electrodos: Brazo derecho
RA, Brazo izquierdo LA, Pierna Izquierda LL. Son 3 y se denominan
DI, DII, DIII.
RLDI: Registra la diferencia de potencial entre el brazo
izquierdo polo positivo y el derecho (polo negativo).
Tringulo de Einthoven3.3.3.- APLICACIONES ADICIONALES.A)
Utilizacin del software de instrumentacin como un analizador
grafico de ondas similar a un osciloscopio virtual.
B) La etapa de amplificacin y filtrado no solo es empleado para
un electrocardiograma(ECG) sino tambin para otros equipos mdicos de
adquisin de seal biopotencial como los electroencefalograma(EEG)
donde se registra la actividad elctrica del cerebro,
electroretinograma(ERG), electrooculograma(EOG) que registran la
actividad elctrica de la retina y el movimiento ocular
respectivamente y electromiograma(EMG) utilizado para la valoracin
de actividad muscular es as que solo habra que ajustar el rango de
frecuencias, la amplificacin y si fuera necesario los dispositivos
de adquisicin segn sea el caso para ello se da este aporte de esta
tabla que posee valores tpicos de amplitud de seala medir y rango
de inters de frecuencia
C) El sistema digital realizado por el micro contralor funciona
como un frecuencmetro si se desea medir la frecuencia de cualquier
seal solo debe adaptarse a la entrada RC0 mostrando la frecuencia
en el LCD esto podra ser aplicado en instrumentos musicales de
cuerda la modificacin adicional que se relazara es de colocar un
transductor entre el instrumento y el micro controlador como un
pequeo micrfono.3.3.4.- RECOMENDACIONES PARA SU INSTALACIN. Leer
detenida mente el manual del usuario antes de poner en
funcionamiento el equipo.
Revisar que el cable de alimentacin como tambin los electrodos,
no se encuentren daados, para este caso la cubierta no se encuentre
rasgada, ya que al ser tocado por alguna persona podra ocasionarle
una descarga elctrica.
No manipular el equipo con las manos hmedas, ya que podra
recibir una descarga elctrica o en todo caso ocasionar un corto
circuito.
Tener bastante cuidado en el momento de manipular y realizar la
instalacin de los electrodos, para la adhesin al paciente.
3.4.- CUADRO COMPARATIVO DE ESPECIFICACIONES
TCNICASDENOMINACINMARCA:MARCA:MARCA:
ACMSEDANEDAN
MODELOversion1SMART ECG SE-ISMART ECG SE-3
FUENTE DE ALIMENTACIONTENSION DE
ALIMENTACION210-220VAC110-115VAC (10%)110-115VAC (10%)
FRECUENCIA60Hz50-60 Hz. (3%)50-60 Hz. (3%)
POTENCIA2 VA60 VA60 VA
BATERIANO14.4 V14.4 V
SISTEMA DE CONTROLAMPLIFICADORES DE
INSTRUMENTACIONAD620NINA122PA INA131APINA122P INA131
MICROCONTROLADOR16F877A16FXXX18FXXX
SISTEMA A CONTROLARVISUALIZACON DE DATOSLCD2 X16 1CANALLCD
GRAFICO 80 x 27mm 1CANALLCD GRAFICO 80 x 60mm 3CANALES
INTERFACE DE COMUNICACIN A PCCONECTOR DE SONIDORS-232RS-233,
USB, ETHERNET
IMPRESORANOCABEZAL DE IMPRESIN TERMICACABEZAL DE IMPRESIN
TERMICA
ELECTRODOSELECTRODOS ECGELECTRODOS CON 12 DERIVACIONESELECTRODOS
CON 12 DERIVACIONES
3.5.- CUADRO COMPARATIVO DE
PRECIOSDENOMINACINCANTMARCA:MARCA:MARCA:
ACMSEDANEDAN
MODELOversion1SMART ECG SE-ISMART ECG SE-3
FUENTE DE ALIMENTACIONFuente125100100
Batera1NO2020
SISTEMA DE CONTROLPIC1202550
AMPLIFICADORES DE INSTRUMENTACION-45200200
PLACA IMPRESA260200200
CHASIS160200250
cable de ramales150NO700
Pinzas ECG1NONO400
Otros-100380380
SISTEMA A CONTROLARLCD120125200
IMPRESORA1NO450450
ELECTRODOS3120NONO
TOTAL S/.50017002950
3.6.- COMPARACION DE COSTO
50017002950
3.7.- CLCULOS PREVIOS Debido al circuito desarrollado por OPAMP
se emplea una fuente simtrica con un transformador 9-0-9 Vac es
decir dos bobinados secundarios as teniendo la corriente consumida
en cada bobinado:Corriente de carga en el primer bobinado =
0.6ACorriente de carga en el segundo bobinado = 0.4ALa resistencia
de la carga es:Impedancia de carga en el primer bobinado
Impedancia de carga en el segundo bobinado
Potencia del transformador necesaria: Pot (watts) = (9V x 0.6A)
+ (9V x 0.4A) =9 WattAnlisis de la seccin del ncleo(S): S= 1.1 x
(9w) x 1.15 = 3.495 cm23.8.- REPRESENTACIN GRFICA Representacin
isomtrica Representacin en vistas Representacin en explosin
CAPTULO 4MARCO TERICO4.- INTRODUCCINEn este captulo se describe
en forma general todos los componentes, que se utilizar para
nuestro Electrocardigrafo, tanto como los conceptos,
caractersticas, configuracin, diagramas en bloques y algunas
aplicaciones; tambin definiremos el tipo de sistema de alimentacin
que utilizaremos la cual nos proporcionar energa elctrica a todo el
ECG, adems su diagrama en bloques.4.1.-
ELECTROCARDIGRAMA[footnoteRef:5] [5: Departamento de ciencias
fisiolgicas electrocardigrafo]
El electrocardiograma (ECG) es el registro grfico, en funcin del
tiempo, de las variaciones de potencial elctrico generadas por el
conjunto de clulas cardiacas y recogidas en la superficie corporal.
Las variaciones de potencial elctrico durante el ciclo cardiaco
producen las ondas caractersticas del ECG. La formacin del impulso
y su conduccin generan corrientes elctricas dbiles que se diseminan
por todo el cuerpo. Al colocar electrodos en diferentes sitios y
conectarlos a un instrumento de registro como el electrocardigrafo
se obtiene el trazado caracterstico. Las conexiones de entrada al
aparato deben ser realizadas de tal forma que una deflexin hacia
arriba indique un potencial positivo y una hacia abajo uno
negativo. Hay que tener siempre en cuenta que las derivaciones no
registran slo el potencial elctrico de la pequea rea del miocardio
subyacente sino que registra los eventos elctricos del ciclo
cardiaco desde un sitio seleccionado. El electrocardigrafo es un
aparato electrnico que capta y amplifica las seales elctricas o las
variaciones del potencial elctrico del corazn (fibras miocrdicas)
por medio de electrodos.
4.1.1.- DERIVACIONES
El Fisilogo holands EINTHOVEN, Wilhelm (1860-1927).. Sus
investigaciones sobre las funciones cardiacas culminaron con el
descubrimiento del mecanismo del electrocardiograma. En 1924 se
hizo acreedor al Premio Nobel de fisiologa y medicina.) Conectando
a un paciente mediante cubos de agua con sal y desarrollo la
siguiente ley:
LEY DE EINTHOVEN: D2 = D1 + D3 La amplitud de una determinada
onda en la derivacin D2, es igual a la suma de las amplitudes de
las derivaciones de D1 y D3 de la misma onda
Einthoven consider que las D1, D2 y D3 conformaban entre si un
circuito cerrado, por lo que se poda aplicar la Ley de Kirchoff, es
decir que la suma algebraica de todas las diferencias de potencial
en un circuito cerrado es igual a 0, de forma que D1 + D2 + D3 = 0,
de donde se deduce que D2 = D1+D3. Para entender mejor la morfologa
del ECG Einthoven invirti la polaridad de la derivacin D2, por lo
que la ecuacin, conocida por la Ley de Einthoven queda: D2 = D1 +
D3 (La amplitud de una determinada onda en la derivacin D2, es
igual a la suma de las amplitudes de las derivaciones de D1 y D3 de
la misma onda). Esto nos facilita saber si estn bien puestos los
cables de ECG de extremidades.
El funcionamiento del electrocardigrafo, como equipo de
diagnstico clnico, se basa en la instalacin de una serie de
electrodos en la superficie de la piel del paciente a nivel de la
regin torxico. Estos electrodos permiten capturar la seal electro
cardiogrfico generado por la actividad del msculo cardiaco del
paciente y se pueden colocar de la siguiente forma:Derivaciones
bipolares (I, II, III tambin denominadas D1, D2, D3): Registran la
diferencia de potencial entre dos puntos del cuerpo. Tienen 2
polos: el + y el -. La lnea que une estos dos polos se llama lnea
de derivacin Hombro derecho, hombro izquierdo y pubis forman un
tringulo equiltero (de Einthoven)Derivaciones monopolares o
unipolares: Registran la diferencia de potencial entre un punto del
cuerpo y otro cuyo potencial no vara significativamente durante el
ciclo cardiaco y que se considera punto 0. Su lnea de derivacin es
la que pasa por el punto explorado y por el centro elctrico del
corazn Las derivaciones bipolares (Einthoven) registran la
diferencia de potencial elctrico entre dos puntos, pero no el
potencial real de un punto en la superficie del cuerpo, Este
problema lo intento solucionar Wilson que conect los 3 vrtices del
triangulo de Einthoven (Hombros y pubis), por medio de resistencias
de 5000 ohmios, a un solo punto llamado central terminal, con el
fin de obtener en l un potencial 0, denominndose las derivaciones
obtenidas: VR (brazo derecho), VL (brazo izquierdo) y VF (pierna
izquierda). Con el mtodo anterior se obtienen potenciales pequeos
por lo que Goldberger ide un nuevo sistema que consiste en suprimir
las resistencias y conectar la central terminal solo a los dos
miembros que no son explorados, a estas derivaciones les aadi una
a, de aumentada (aVR, aVL, aVF), con lo que se gana hasta un 50% de
amplitud. Por ejemplo para obtener la derivacin aVL, el polo
positivo estar en brazo izquierdo y el polo positivo ser la central
terminal formada por la unin de brazo derecho y pierna
izquierda.Derivaciones precordiales Son derivaciones situadas en el
plano horizontal monopolares V1: 4 Espacio Intercostal Derecho
junto al esternnV2: 4 Espacio Intercostal Izquierdo junto al
esternnV3: Entre V2 y V4V4: 5 Espacio Intercostal Izquierdo Lnea
Medio ClavicularV5: En el plano horizontal de V4 Lnea Axilar
Anterior Izq. V6: En el plano horizontal de V4 Lnea Axilar Media
Izq.4.1.2.- POTENCIALES DE ACCIN EN EL MSCULO CARDIACOEl potencial
de accin que se registra en una fibra muscular ventricular es en
promedio de aproximadamente 105mV. El potencial intracelular
aumenta desde un valor muy negativo, de aproximadamente -85mV,
entre los dos latidos hasta un valor ligeramente positivo, de
aproximadamente +20 mV, durante cada latido. Despus de la espiga
(pico de tensin) inicial la membrana permanece despolarizada
durante aproximadamente 0.2 segundos.El potencial registrado por el
electrocardigrafo tiene una amplitud aproximada de 1mV y se obtiene
aplicando electrodos de registro de biopotenciales. El espectro en
frecuencias de la seal electro-cardiogrfica normalmente no tiene
componentes arriba de los 60Hz en pacientes normales, por lo que se
considera adecuado un ancho de banda de trabajo entre 0.05 y 150Hz
para electrocardigrafos. 4.1.3.- ETAPAS EN EL
ELECTROCARDIGRAFO[footnoteRef:6] [6: Electrocardigrafo de 12
derivaciones y sistema de adquisicin de datos para instrumentacin
biomdica ; Departamento de Ing. Electrnica Universidad de
Valencia]
4.1.3.1.- Amplificacin bioelctrica.- Compuesta por: Etapa de
entrada.- Este circuito consta de un buffer de entrada un filtro
pasa bajo de primer orden y proteccin contra desfibrilacin con un
filtro pasa bajo de primer orden y la habitual proteccin contra
desfibrilacin para seguidamente entregar la seal a la salida de
cada buffer a la red de Wilson. El filtro pasa bajo de frecuencia
cercana a un 1Khz se usa para reducir la influencia del ruido de
entrada y, adems proporciona una mayor estabilidad a cada buffer se
emplean diodos de alta velocidad a la entrada para proteger de
sobretensin los buffer deben tener una entrada FET de muy alta
impedancia, lo cual es de total relevancia si se consideran las
exigencias de equilibrio en la red de Wilson, adems debido ala
normativa AMII que limita a 50uA la mxima intensidad de corriente
que puede atravesar el cuerpo humano, una resistencia serie a cada
entrada asegura esta proteccin .
Red de Wilson.- Esta red permite crear una central terminal de
Wilson (CTW), el punto que se utiliza como referencia cero en los
potenciales del cuerpo humano . Esto permite realizar medidas
unipolares de la actividad cardaca sobre la superficie del cuerpo
que, de otra forma seran imposibles. Adems la red tambin
proporciona los puntos de referencia de tensin para las
derivaciones aumentadas de Goldberger y las derivaciones estndar de
extremidades. Para la configuracin de esta red se hace necesario
utilizar resistores de alta precisin pues, en caso de usar
convencionales, podran generarse graves errores de offset en los
amplificadores de instrumentacin posteriores.
Amplificadores Diferenciales.- Los amplificadores diferenciales
del electrocardigrafo se han implementado mediante amplificadores
de instrumentacin. Este dispositivo ofrece un elevado rechazo al
modo comn 100 dB mnimo con ganancia unidad) que permite, junto con
el electrodo de la pierna derecha, reducir extraordinariamente el
ruido de 50Hz que, como es bien conocido, constituye una de las
grandes problemticas del registro electro cardiogrfico. Adems, debe
poseer excelentes caractersticas de ruido, offset, etc. Aunque el
objetivo principal de cada uno de los amplificadores de esta etapa
es el rechazo de la seal comn, tambin se realiza puede realizar una
ganancia de seal. Para que la resistencia que ven los terminales
inversor y no inversor del amplificador sea igual se han insertado
las correspondientes resistencias de Thevenin en los puntos
necesarios. Finalmente, la salida de todos los amplificadores de
instrumentacin entrega a la etapa de acondicionamiento las 12
derivaciones del ECG estndar. Electrodo de la pierna Derecha y
Apantallamiento El potencial en el punto CTW se lleva, a travs de
un buffer de ganancia unidad, al punto de conexin de
apantallamiento de los cables de electrodos y, simultneamente a un
amplificador de tensin que genera la seal para el electrodo de la
pierna derecha. Esta seal ser inyectada al paciente a travs de una
resistencia de proteccin (R = 330k comnmente). El electrodo de la
pierna derecha se utiliza para aplicar al paciente una tensin igual
a la de modo comn presente en la CTW, pero con la polaridad
invertida. Esto permite reducir considerablemente el ruido en modo
comn y, especialmente, el de 50Hz. La ganancia del amplificador de
la pierna derecha es ajustable mediante un potencimetro habiendo
dispuesto un condensador en el lazo de realimentacin para prevenir
posibles oscilaciones. Los circuitos integrados elegidos son del
tipo OPAXXXX generalmente con entrada FET de alta impedancia, bajo
consumo y un margen dinmico aceptable. El apantallamiento se
utiliza con un propsito similar, permitiendo situar la pantalla al
potencial de la CTW, que puede considerarse como el de modo comn.
Esto permite que, mediante el uso de cables de electrodos
coaxiales, se pueda conseguir que la pantalla (malla) y el
potencial registrado por el electrodo (vivo) posean fluctuaciones
similares de ruido en modo comn y, por consiguiente, pueda
eliminarse con facilidad por los amplificadores de instrumentacin.
Para prevenir inestabilidades, el potencial de la pantalla se fija
al 99% del de la CTW mediante un divisor resistivo.4.1.3.2.-
Acondicionamiento de la SealEsta segunda etapa se usa para filtrar
y amplificar la seal obtenida en la primera. Se realiza un filtrado
paso banda en dos etapas. La primera es una etapa paso alto, de
ganancia unidad y frecuencia de corte 0.048Hz, para reducir la
deriva de la lnea base y las fluctuaciones de los potenciales de
electrodo. Despus hay una etapa paso bajo, de ganancia faltante y
frecuencia de corte 102Hz, que reduce el ancho de banda registrado
al necesario para seales electro cardiogrficas y, adems, sirve como
filtro paso bajo previo a la etapa de muestreo y retencin.
Considerando la ganancia de los amplificadores de instrumentacin,
junto con la de esta etapa paso bajo ms la introducida por los
filtros posteriores al muestreo y retencin, el sistema ECG presenta
una ganancia total de 1000, que es el valor ms ampliamente
utilizado. Los circuitos integrados empleados para estas etapas son
del tipo OPA comentados anteriormente. 4.1.3.3.- Aislamiento
elctrico Para cumplir con los requisitos de seguridad elctrica en
los dispositivos electro cardiogrficos, es necesario aislar la
parte del circuito que estar directamente en contacto con el
paciente, tanto en su vertiente de seal como de alimentacin.
Respecto de la seal, deberan aislarse las 12 derivaciones electro
cardiogrficas que se obtienen, siendo la manera ms sencilla de
realizarlo recurrir al uso de 12 amplificadores de aislamiento. Sin
embargo, debido a su elevado coste, se ha decide a multiplexar en
el tiempo los 12 canales de ECG de manera que el aislamiento
elctrico se consiga con un solo amplificador de aislamiento. Etapa
de MultiplexadoLa multiplicacin temporal de los 12 canales electro
cardiogrficos se realiza mediante el multiplexor analgico de 16
canales Maxim DG406 u otro, en el que se usan las doce primeras
entradas. La seleccin de canales se lleva a cabo mediante un
contador y el reloj del sistema se genera mediante un oscilador
programable. Aislamiento de Seal Analgica La salida del multiplexor
analgico se introduce en el amplificador de aislamiento ISO120G,
con una tensin de aislamiento de 1.5kV , una relacin de rechazo al
modo de aislamiento (FMR) de 115dB, gran linealidad (0.01%), baja
corriente de prdidas y posibilidad de ajuste de offset. Finalmente,
uno de los criterios ms relevantes para la eleccin de este
amplificador de aislamiento ha sido es su precio debido a que son
muy costosos. Debe tenerse presente que la seal de salida del
amplificador de aislamiento contiene ruido de 500kHz debido a la
frecuencia de la portadora que se usa internamente para transmitir
la seal. Naturalmente, la forma ms sencilla de eliminar esta
interferencia es mediante el empleo de un filtro paso bajo, si
bien, su frecuencia de corte debe ser mayor que la del ancho de
banda habitual de una seal de ECG, pues en esta etapa se dispone de
12 canales multiplexa-dos en el tiempo que, posteriormente, van a
muestrearse y reconstruirse. Por eso, la decisin de compromiso ha
sido usar un filtro paso bajo con frecuencia de corte de 33.9kHz,
el cual presentar una constante de tiempo suficientemente reducida
para el muestreo de los 12 canales multiplexados. Para el filtrado
paso bajo que se acaba de comentar, se ha usado el amplificador
operacional OPA con caractersticas muy aceptables de slew rate y
tiempo de asentamiento combinadas con un bajo consumo y entrada con
tecnologa bipolar, adecuada para esta parte del circuito donde la
resistencia de fuente se ha reducido enormemente. Aislamiento de la
Seal Digital El reloj para todas las partes digitales que lo
necesitan se ha implementado mediante un oscilador programable
SPG8640BN que genera una seal de 5kHz. El aislamiento de las seales
digitales que deben introducirse a la parte aislada se ha realizado
mediante opto acopladores H11L1, que es un disparador Schmitt opto
acoplado de alta velocidad, con una tensin de aislamiento de 5.3kV
y bajo consumo elctrico. Dado que la etapa de entrada de los opto
acopladores digitales tiene una impedancia de entrada reducida, se
ha intercalado un buffer entre el oscilador programable y el opto
acoplador de aislamiento del reloj. 4.1.3.4.- Reconstruccin De La
Seal Analgica Para reconstruir la seal electro cardiogrfica
multiplexada se usa una etapa de muestreo y retencin seguida de
filtrado paso bajo reconstructor. El muestreo y retencin se realiza
de forma sincronizada con el multiplexado temporal, de manera que
el instante de muestreo coincide con cada intervalo de tiempo de un
canal de ECG. La seleccin de cada canal se realiza mediante un
contador de 4 bits seguido de un decodificador/demultiplexor de 16
canales. Para mantener el sincronismo, el reloj para el contador es
el mismo que en la etapa de multiplexado. De forma similar, para
asegurar que todos los contadores comienzan siempre en la misma
posicin se ha incluido una lnea de Reset manual que se aplica al
contador de la parte aislada, al de la no aislada y al reloj
programable. Esta seal se lleva a la parte aislada mediante un opto
acoplador como los ya descritos. Despus del muestreo y retencin de
la seal, cada uno de los 12 canales se reconstruye mediante un
filtrado paso bajo con frecuencia de corte de 100Hz implementado
con amplificadores operacionales OPA, de caractersticas mencionadas
anteriormente.4.1.3.- NOMENCLATURA DE ONDAS[footnoteRef:7] [7:
Excitacin y conduccin arrtmica del corazn]
La siguiente imagen muestra la figura de un electrocardiograma,
indicado valores comunes de tiempos y tensiones.
Onda P: Despolarizacin auricular.Complejo QRS: Despolarizacin
ventricular.Onda T: Re polarizacin ventricular. ONDA P: Corresponde
a la activacin de las aurculas. Laprimer parte de la onda
corresponde a la derecha y la segundaa la izquierda. En esta onda
se pueden ver el tamao de lasaurculas as como su respuesta elctrica
y la presencia deARRITMIAS. INTERVALO PR: Corresponde al retraso
que hay entre lacontraccin auricular y la ventricular; no puede ser
muy cortoni muy largo porque determinara problemas en el pasaje de
la sangre. QRS: Es un complejo de 3 ondas que grfica la contraccin
ventricular. En l se pueden evidenciar infartos, trastornos de la
conduccin, agrandamiento ventricular y dilatacin del mismo. ONDA T:
En ella se ve cmo despus de la estimulacin elctrica de los
ventrculos se preparan para recibir el prximo impulso. WKRVALO QT:
Representa la duracin de la sstole (contraccin). INTERVALO ST: En
el se pueden ver faltas de oxgeno en el corazn, infecciones de la
lamina que recubre al corazn (pericardio), entre otras
patologas.4.2.- COMPONENTES DEL EQUIPO 4.2.1.-
ELECTRODO[footnoteRef:8] [8: Obtencin de micro potenciales
cardiacos latido a latido por va superficial; tesis de la
universidad Politcnica de Catalunya]
Para poder medir una seal bioelctrica generada en el interior
del cuerpo humano se necesita un elemento que convierta las
corrientes inicas que son el mecanismo de conduccin de las seales
bioelctricas en los tejidos, en corrientes electrnicas. Los
elementos que realizan la conversin entre estos dos tipos de
corriente son los electrodos. Es importante que la transduccin de
la seal bioelctrica se haga con la mayor fidelidad posible; por lo
tanto, el electrodo no debe alterar las caractersticas de la seal
que se pretende medir. Las dos caractersticas de la interface
electrodo-piel a considerar en un registro de EAR
(electrocardiografa de alta resolucin) son la impedancia y el
ruido. La impedancia debe ser baja para evitar efectos de carga por
parte de los circuitos posteriores, y para que la contribucin al
ruido total de las corrientes de ruido del amplificador sea lo
menor posible. El ruido de la interface electrodo-piel tambin debe
ser lo menor posible ya que contribuye directamente al ruido total
presente en la medida. En este apartado se estudiar el ruido y la
impedancia de la interface electrodo-piel.El electrodo est formado
por una superficie metlica y un electrlito en contacto con la piel;
por lo tanto existen dos transiciones en el camino de la seal
bioelctrica entre el interior del cuerpo humano y el sistema de
medida. La primera es el contacto entre la piel y el electrlito, y
la segunda es el contacto entre el electrlito y la parte metlica
del electrodo.La interface electrlito-piel es difcil de
caracterizar porque depende de las caractersticas de la piel,
aunque se han realizado bastantes estudios para caracterizar su
impedancia. En concreto, dicha impedancia vara en funcin del sujeto
al que se aplique el electrodo, y para un mismo sujeto, de la zona
del cuerpo donde se aplica el electrodo, del tiempo que ha
transcurrido despus de la aplicacin del electrodo, de la composicin
del gel electroltico y de su concentracin, y del estado de la piel
y su preparacin. 4.2.2.- AMPLIFICADOR DE
INSTRUMENTACIN[footnoteRef:9] [9: Principios de electrnica Albert
Malvino]
Un amplificador de instrumentacin es un dispositivo creado a
partir de amplificadores operacionales que realiza una amplificacin
diferencial optimizado en cuando a su funcionamiento en continua.
Est diseado para tener una ganancia de tensin grande, bajos offset
de entrada, alta impedancia de entrada, un alto rechazo al modo
comn (CMRR) y una baja deriva con la temperatura. Se puede
construir a base de componentes discretos o se puede encontrar
encapsulado (por ejemplo el INA114, o el AD620). La operacin que
realiza es la resta de sus dos entradas multiplicada por un factor.
Su utilizacin es comn en aparatos que trabajan con seales muy
dbiles, tales como equipos mdicos (por ejemplo, el
electrocardiograma), para minimizar el error de medida. Esquemtico
de un amplificador de instrumentacin estndar.
La primera etapa consta de dos amplificadores operacionales de
entrada que se comportan como un preamplificador el punto Rgain es
dos resistencias de precisin del mismo valor a fin de crear una
tierra virtual para seal de entrada diferencial y como un punto
flotante para la seal en modo comn. El Amplificador de
instrumentacin integrado presenta todos los componentes incluidos
excepto la resistencia Rgain que se emplea para controlar la
ganancia. En las hojas de caractersticas se da la ecuacin de
ganancia para estos dispositivos. Para evitar prdidas a menudo se
emplea un cable apantallado para aislar de las interferencias
electromagnticas en caso de un cable apantallado, pero el
inconveniente es que ralentiza la respuesta del circuito y puede
ocasionar el problema de que cualquier corriente de fugas entre la
pantalla y el cable se sumara a las corrientes de polarizacin y de
offset de entrada; para minimizar estos efectos la pantalla debe
auto elevarse al potencial en modo comn y a esto se le conoce como
excitacin de guarda.Rechazo de Modo Comn[footnoteRef:10] [10:
http://html.rincondelvago.com/amplificadores-de-instrumentacion.html]
Los amplificadores de Instrumentacin amplifican la diferencia
entre dos seales. Esta seal de corriente continua es comn a ambas
entradas por lo cual es llamada Voltaje de Modo Comn de la seal
diferencial. Se puede ver que estas seales no contienen informacin
til en lo que se quiere medir y como el amplificador amplificar la
diferencia de ambas, al ser iguales, se restan y a la salida el
resultado ser cero o sea idealmente no estn contribuyendo a la
informacin de salida. Tambin se inducen seales de corriente alterna
en ambas entradas a la vez y que sern rechazadas como en el caso de
continua. Pero al producirse un desbalance del equilibrio y se
producir una seal que ser aplicada entre ambas entradas y ser
amplificada. Por lo expuesto, es que se justifica la utilizacin de
amplificadores de instrumentacin para rechazar seales que entran en
modo comn, o sea en las dos entradas se presenta la misma seal. En
la prctica, las seales de modo comn nunca sern rechazadas
completamente, de manera que alguna pequea parte de la seal
indeseada contribuir a la salida. Como se ve, y como se dijo, se
presentan a las entradas diferenciales, seales de c.c. y de c.a. y
al no ser infinito el CMRR, una cierta cantidad de ambas estarn
presentes en la salida, adems de la seal diferencial deseada. La
componente indeseada de c.c. puede considerarse como un offset y es
sencillo ajustarlo externamente. La componente indeseada de c.a. es
ms complicada de disminuir a la entrada, y se hace principalmente
utilizando filtros de c.a. colocados en la entrada, pero con ello
disminuimos el ancho de banda de utilizacin del amplificador. La
especificacin de CMRR en funcin de la frecuencia se obtiene de las
hojas de datos. se puede apreciar que el CMRR, disminuye a medida
que aumenta la frecuencia.COMPARACION DEL CMRR DE DISTINTAS MARCAS
DE AMPLIFICADORES MEDIANTE TABLAS COMPARATIVAS Y DATASHEETSTABLA
COMPARATIVA DE AMPLIFICADORES (ANALOG DEVICES)
TABLA COMPARATIVA DE AMPLIFICADORES DIFERENCIALES (TEXAS
INSTRUMENT)
4.2.3.- FILTROS[footnoteRef:11] [11: Principios de electrnica
Albert Malvino Ingeniera en Automtica y Electrnica
Industrial-Sistemas Analgicos-Curso04/05]
Un filtro deja pasar a una banda de frecuencia a la vez que
rechaza otra, su clasificacin es diversa siendo: Segn la clase de
componentes que la conforman Los filtros pasivos empleando
resistencias, condensadores y bobinas, generalmente se emplean para
frecuencias mayores a 1MHz no tiene ganancia y es difcil de
sintonizar. Los filtros activos se constituyen utilizando
resistencias condensadores y amplificadores operacionales son tiles
para frecuencias por debajo de un 1MHz, tienen ganancia de potencia
y son fciles de ajustar.Segn la respuesta en frecuencia se
clasifican en cinco: Filtro pasa bajo: deja de pasar todas las
frecuencias desde 0 hasta la frecuencia de corte y elimina el resto
de frecuencias.
Filtro pasa alto: bloquea todas las frecuencias desde 0 hasta la
frecuencia de corte y deja pasar el resto de frecuencias.
Filtro pasa banda: deja pasar todas las frecuencias comprendidas
entre su frecuencia de corte inferior y de corte superior y bloquea
el resto de frecuencias. Filtro banda eliminada: bloquea todas las
frecuencias comprendidas entre su frecuencia de corte inferior y de
corte superior y deja pasar el resto de frecuencias. Filtro pasa
todo: este tipo de filtro produce un efecto de desplazamiento de
fase en funcin de la frecuencia cuando se pasa a travs de este.
El diseo de filtros pasa banda y banda eliminada puede hacerse
acoplando un filtro pasa bajas y pasa alta diseada con dos
frecuencias de corte .Segn la respuesta su orden: en ambos depende
de la cantidad de circuitos RC o LC que contiene el filtro, cuando
mayor su orden ms complejo el filtro as se clasifica de primer
orden, segundo orden ,, etc.Se utilizan para: Acondicionamiento de
seal de entrada. Digitalizacin de seales. Acondicionamiento de seal
producida.
Respuesta en frecuencia.En comparacin con el filtro ideal, los
filtros reales adolecen de los siguientes defectos: La transicin
entre la banda que se quiere dejar pasar y la que se quiere
eliminar no es abrupta, sino que tiene una determinada pendiente
que depende del nmero de orden del filtro. La respuesta en fase no
es lineal, esto aumenta la distorsin de la seal significativamente.
La ganancia y la fase de un filtro puede ser optimizada para
satisfacer uno de los siguientes tres criterios: Una respuesta
mxima plana en la banda de paso. Una transicin rpida entre la banda
de la seal deseada y la no deseada. Una respuesta de fase
lineal.Para conseguir este propsito, la funcin de transferencia
deber tener polos complejos:Los filtros que se pueden implementar a
partir de este polinomio sern:Butterworth Tschebyscheff.
Bessel.
Butterworth. Optimiza la respuesta plana en la banda de paso.
Tschebyscheff. Tiene una respuesta ms abrupta. Optimiza, por tanto,
la transicin. Bessel. Optimiza la respuesta en fase. 4.2.4.- EL
MICROCONTROLADOR PICEs un circuito integrado programable que
contiene todos los componentes de un computador. Se emplea para
controlar el funcionamiento de una tarea determinada y, debido a su
reducido tamao, suele ir incorporado en el propio dispositivo al
que gobierna. Esta ltima caracterstica es la que le confiere la
denominacin de controlador incrustado. El micro controlador es un
computador dedicado. En su memoria slo reside un programa destinado
a gobernar una aplicacin determinada; sus lneas de entrada/salida
soportan el conexionado de los sensores y actuadores del
dispositivo a controlar, y todos los recursos complementarios
disponibles tienen como nica finalidad atender sus requerimientos.
Una vez programado y configurado el micro controlador solamente
sirve para gobernar la tarea asignada.Los PICs emplean un conjunto
de instrucciones del tipo RISC (Reduced Instruction Set Computer).
Con el RISC se suele ejecutar la mayora de las instrucciones con un
solo pulso del clock. Con las instrucciones que se usan en otros
equipos del tipo CISC (Complex Instruction Set Computer), se logran
instrucciones ms poderosas, pero a costa de varios ciclos del
clock. Fabricado por la Empresa Microchip que en los ltimos aos ha
ganado mucho mercado, no solo por su bajo precio, sino tambin por
lo sencillo que es su manejo y programacin, a la vez de lo reducido
que son sus instrucciones a comparacin de otros dispositivos y por
las diversas aplicaciones que se le puede otorgar mediante su
programacin.
PIC 16F877A.[footnoteRef:12] [12: Datos de datashet
Pic16f877A]
Es un Microcontrolador muy popular encapsulado de 40 pines. Su
voltaje de alimentacin es de 2V a 5V . Posee 368 bytes de memoria
de datos RAM. Posee 256 bytes de memoria de datos EEPROM. El
microcontrolador PIC16F877 puede trabajar con una frecuencia mxima
de 4 MHz. El PIC 16F877, posee 35 instrucciones con 14 bits de
longitud. Todas ellas se ejecutan en un ciclo de instruccin, menos
las de salto que tardan dos. Bajo consumo: I1 = 10.35W/220V =
47.05mA +10% por tensin elevada y 10% por prdida en el trafo 47.05
mA x 1.2 = 56.45mA = 0.056A Rectificador de onda completa:La
rectificacin simtrica con puente de diodos para transformador con
toma media, se utiliza para que cada diodo soporte el mismo pico de
voltaje inverso Vip de la salida del secundario del transformador,
de esta manera no ponemos en riesgo a los diodos. Adems se emplea
puente integrado para garantizar una mejor simetra de los voltajes
picos a la salida de este rectificador.El rectificador es hecho de
diodos de silicio por su costo y por su caracterstica Is(corriente
de saturacin) ya que es mil veces menor que en el germanio.
Solamente se analiza en un bobinado secundario.Anlisis de la tensin
pico de salida rectificador: Vp = Vp= 12.72V ..IdealmenteVp = Vp
2Vdiodo = 12.72V -1.4V = 11.32V.Aproximado Anlisis de la tensin de
salida DC del rectificador: Vdc = 2Vp / = 2 * 12.72V / 3.1416 = 8.1
Vdc..IdealmenteVdc=8.1V - 0.7V = 7.4 Vdc .Aproximado Anlisis de la
frecuencia de rizado: 2 f (in) = 120 Hz
Filtro con condensador:El filtro que se emplea es un filtro de
capacitor a la entrada por ofrecer una caracterstica de entregar
casi todo el voltaje pico a la salida del filtro como nuestro
circuito emplea tensiones pequeas no es recomendable conectar un
filtro diferente debido al costo y tamao que presentan estos adems
de que reducen significativamente la tensin a su salida.
Anlisis del Voltaje de rizado pico a pico (Vr):Voltaje (out) del
rectificador = 11.32VpVoltaje (out) del filtro con capacitor a la
entrada = 11.32 VdcI1 (corriente de carga en el primer bobinado)=
0.6AI2 (corriente de carga en el segundo bobinado)= 0.4AZ1
(impedancia de carga en el primer bobinado)= 18.88Z2 (impedancia de
carga en el segundo bobinado)= 28.3 Por diseo se emplea un filtro
con as que se evala con .Clculo Aproximado de C:f =frecuencia de
rizo I = corriente dc de carga C = Capacidad 1er bobinado
secundario:
mfPor diseo se escoge un capacitor a 4700uf = 4.7mfDando un
voltaje de rizado de 1.06 Vdc.
2do bobinado secundario:
mfPor diseo se escoge un capacitor a 3300 uf = 3.3mfDando un
voltaje de rizado de 1.01 Vdc.
Por diseo se emplea C1 = 4700uf y C2=3300uf a 25V mnimo.
Regulador :Se realiza mediante los reguladores fijosintegrados
7809, 7805 y 7909 que presentan tensiones de salida +9V,-9V y +5V
respectivamente, presentan una corriente mxima de 1A, poseen una
tensin diferencial mnima de 2V.El factor de rechazo en los CI 7809
y 7909 es de 72dB y en el 7805 es de 80dB.Ademas integra una
proteccin trmica y limitacin de corriente que desconectara el CI si
la disipacin de potencia excesiva eleva la temperatura mayor a
175C.Para minimizar las oscilaciones a la entrada de los
reguladores se colocan capacitores de 0.22uf. Para mejorar la
respuesta transitoria a la salida de IC se conecta en paralelo a su
salida un capacitor de 0.1uf.Cada uno de los reguladores cuenta con
proteccin contra corto circuito y cargas capacitivas a su salida
mediante unos diodos conectados en polarizacin opuesta en paralelo
a la entrada y salida del regulador.Los diodos en paralelo a la
salida de cada regulador aseguran que ambos reguladores enciendan
bajo cualquier condicin de funcionamiento.Para la alimentacin del
circuito filtro se emplea una alimentacin dual regulada combinando
el LM7809 que regula la salida positiva y el LM7909que regula la
salida negativa ambos alimentados de la salida de los filtros a la
entrada de cada regulador ingresa un voltaje mayor a 2V.
Anlisis del Voltaje de rizadoa la salida del regulador (Vr):Para
LM7809 con RR (Rechazo de rizado) de 72dB y Vr= 1.01V
Para LM7909 con RR (Rechazo de rizado) de 72dB y Vr= 0.9659V
Para la alimentacin del circuito digital se emplea una
alimentacin fija regulada con el CI LM7805 que presenta circuito de
proteccin que ser el encargado de evitar el flujo de corriente
hacia la salida, cuando esta sea mayor que la corriente nominal de
salida conformado por Q1y Q2. La corriente de salida est controlado
por R2 el cual incrementara el voltaje en sus extremos a medida que
aumente la corriente que fluye por el. Cuando el voltaje en la base
de Q1, permita la activacin, Q1 permitir el paso de corriente de
colector a emisor, comportndose de esta manera como un interruptor
cerrado, lo que provoca que el voltaje en la base de Q2 sea casi
cero y por consiguiente se desactiva Q2.
5.5 DIAGRAMA DE FLUJODiagrama de flujo principal
Declaracin de variablesConfigura entradas y salidas del
PICConfiguracin de FSR (TRISs, TIMERs y INTCON)TMR1 contador, TMR0
temporizadorPrepara modulo LCDEspera las InterrupcionesPasa a modo
de reposoRegistros TMR1=0Preparacin de temporizacin TMR0=(256-195)
variable 0 = 20 (50 ms)Habilito TMR1 INICIODiagrama de flujo de
subrutina atencin de interrupciones
INTF?Servicio InterrupcinRetorno de la InterrupcinTemporizador
Decrementa el tiempo de temporizacin y se visualiza la frecuencia
en el LCDOut ECG Permite y bloquea la salida de la seal cambiando
de estado RC0.Limpia flag de reconocimiento de las interrupciones
T0IF?Ha pasado 50msNONOSISISe ha pulsado button Out ECG
Diagrama de flujo de subrutina temporizador
TemporizadorHa pasado 1 segundo? Visualiza en la pantalla valor
en ASCIILimpio registros TMR1Prepara para que se produzca prxima
interrupcin dentro de 50ms(TMR0=61)RetornoVariable0 = 20 para otro
segundoHabilitado TMR1?Habilito TMR1 (T1CON bit 0 a 1)Deshabilito
TMR1 (T1CON bit 0 a 0)Cada 50ms decrementa Variable0Si variable0 =
0 es un segundoNOSISINOConversin del valor de TMR1 a datos ASCII
BIN_ASCIIDiagrama de flujo de subrutina Out ECG
Out ECGRetornoHabilitado Out ECG?Habilito Out ECG (PORTC bit 1 a
1)Deshabilito Out ECG (PORTC bit 1 a 0)SINO
Diagrama de flujo de subrutina BIN_ASCII
BIN_ASCIICentena= (Unidad/100) + 0x30Decena= ((Unidad % 100) /
10) + 0x30Unidad= ((Unidad % 100) % 10) +0x30Declaracin de
variablesUnidad = Valor a convertirDecena, Centena,.. / operacin
divisin% es divisin modular operacin que calcula el residuo de la
divisin se suma 0x30 = 48 para conversin a dato
ASCIIRetornoDiagrama de flujo de subrutina de tiempo
Pequeo tiempo de espera Tiempo 1msTiempo 1msRetornoContador1 =
Valor 249Decremento Contador1Declaracin de variablesContador1Tiempo
de espera 1us(Para 4MHz de clock un nop)Contador1=0?Tiempos X
msRetornoContador2 = Valor XDecremento Contador2Declaracin de
variablesContador2Contador2=0?Los tiempos empleados 1ms, 4ms y 15ms
para inicio del lcd y rutinasSISINONO
CAPTULO 6MANTENIMIENTO6.- INTRODUCCINEl objetivo de este
captulo, es la de explicar los pasos que se deben tener en cuenta,
para realizar el mantenimiento del equipo, tanto preventivo como
correctivo, para ello debemos conocer las posibles fallas que se
pueden dar en el funcionamiento del equipo, esta parte del capitulo
es importante, ya que nos brinda conocimiento, para darle un mayor
tiempo de vida al equipo.El mantenimiento del equipo es importante,
debido a los diversos factores que pueden perjudicar el
funcionamiento. Tambin definiremos las precauciones a tomar en
cuenta, para que este equipo asegure su operatividad por ms
tiempo.
6.1- DEFINICINEl mantenimiento es un conjunto de medidas y
tcnicas que permiten preveer las averas, efectuar revisiones, y
reparaciones eficaces, dando a la vez normas de buen funcionamiento
a los operadores de los equipos, y a sus usuarios, contribuyendo as
con los beneficios de la empresa. El cul es un rgano de estudio que
busca lo ms conveniente para los equipos, tratando de aumentar la
vida til de los equipos y disminuir costos de reparaciones.
6.1.1.- GestinSon un conjunto de actividades que conducen al
logro de un negocio o a la satisfaccin de un deseo.Gestin es
coordinar todos los recursos disponibles para conseguir
determinados objetivos, implica amplias y fuertes interacciones
fundamentalmente entre el entorno, las estructuras, el proceso y
los productos que se deseen obtener. Como bien hemos explicado a lo
largo de este sitio, la gestin se divide en todas las reas que
comprenden a una empresa, ya que todos los departamentos que la
administracin tiene bajo su cargo, deben estar involucrados con la
gestin empresarial.
ORGANIGRAMA DE LA GESTIN
Gerencia General: La gerencia es un cargo que ocupa el director
de una empresa lo cual tiene dentro de sus mltiples funciones,
representar a la sociedad frente a terceros y coordinar todos los
recursos a travs del proceso de planeamiento, organizacin direccin
y control a fin de lograr objetivos establecidos. Gerencia de
finanzas: Es la encargada de ver todo los gastos financieros que
realiza la empresa. Gerencia de Logstica: Se encarga de optimizar
fletes, asegurndose que los productos sean bien transportados.
Gerencia de Personal: La actividad que realiza este departamento,
se basa en la informacin disponible respecto a los puestos de
trabajo, estos constituyen la esencia misma de la productividad.
6.2.- TIPOS DE MANTENIMIENTOExiste diversos tipos mantenimiento
entre los cuales estudiaremos: Mantenimiento preventivo.
Mantenimiento correctivo.6.2.1. Mantenimiento PreventivoEl
mantenimiento preventivo consiste en la organizacin de tareas
planificadas que se ejecutan peridicamente, para garantizar el
perfecto funcionamiento del equipo, este mantenimiento nos permite
detectar posibles fallas en el, aumentando as la vida til,
disminuyendo as los costos de reparacin y, los puntos muertos por
paradas entre una larga lista de ventajas.La finalidad del
mantenimiento preventivo es encontrar y corregir los problemas
menores antes de que estos provoquen fallas.Por ello es muy
recomendable hacer mantenimiento preventivo con cierta continuidad,
bajo esa premisa se disea el programa con frecuencias calendario o
uso del equipo, para realizar cambios, reparaciones, ajustes,
cambios de aceite y lubricantes, etc.
6.2.1.1- Causas del mantenimiento preventivo Existen muchos
factores que influyen, en el estado de un equipo estas causas
pueden ser, tanto internas como externas para evitar eso es bueno
tener conocimiento de las causas que determinaran el estado del
equipo. Entre las causas internas tenemos: falsos contactos,
dispositivos electrnicos defectuosos, variacin y medicin de
componentes, soldadura fra, humedad, polvo, entre otros.A) Causas
InternasFalsos Contactos: Puede ser causado cuando exista una
conexin suelta en la placa de un dispositivo
electrnico.Dispositivos Electrnicos Defectuosos: Es producido por
la existencia de un componente en mal estado el cual se puede
observar producto del recalentamiento del algn dispositivo.
Variacin y Medicin de los Componentes: Una posible causa puede ser
la variacin de algn componente, con respectos a sus valores
nominales. Esta variacin ocasiona fallas en el entorno del
componente del circuito originando alteraciones en la placa.
Soldadura Fra: Es causado por un mal soldado producto del
sobrecalentamiento de pista o una mala soldadura que produce un
falso contacto y al pasar del tiempo produce un desprendimiento del
componente en la placa impresa.B) Causas ExternasHumedad: Cuando el
equipo trabaja en ambientes hmedos, se produce oxidacin, que a su
vez genera una corrosin en el circuito impreso produciendo fallas
en el circuito del equipo. Polvo: Con el paso del tiempo nuestro
equipo, est sometido al medio ambiente y por consiguiente al polvo
que se acumula provocando anomalas en el sistema, por ello es
fundamental la limpieza interna del mismo. 6.2.1.2.- Procedimiento
de un mantenimiento preventivo1.- Limpieza externa.- Se limpia el
panel frontal. Nota: para limpiar usar agua jabonosa neutra. No
alcohol ni cualquier otro elemento que pueda desteir. 2.-
Desemsamblaje del equipo.- Siempre debemos contar con un
destornillador para poder retirar la parte frontal del equipo y la
tarjeta., luego levantar el impreso donde estn los integrados de la
placa. Con un pao humedecido con bencina se remover los terminales
de los sensores que son de fcil armado.3.- Limpieza interna.- Es
necesario y muy fundamental a ser de uso una brocha muy pequea para
poder extraer el polvo acumulado en los componentes por que una
mala maniobra hara daar el circuito ya que son muy sensibles. Esta
limpieza se debe realizar cada cierto tiempo para poder mantener el
buen funcionamiento del sistema.4.- Remplazar Filtros y Bateras.-
Si Algunas unidades tienen filtros de aire que acompaan al sistema
de ventilacin. Revisar y cambiar estos filtros si fuera necesario.
Si en alguno de los puntos de test se detecta que la tensin de la
batera ha bajado considerablemente o que la batera est defectuosa
(despus de haber estado el equipo Cargando durante 12 horas o ms),
cambiar la batera en nuestro caso no es necesario pero solo se
menciona por seguridad.
6.2.1.3.- MANTENIMIENTO PREVENTIVO PROGRAMADOEn este
procedimiento es necesario elaborar un cuadro donde se detalle la
fecha y el programa para tener en cuenta los diferentes tipos de
dispositivos que se encuentran en el sistema y saber el grado de
sensibilidad de cada uno de ellos.
CRONONOGRAMA DE MANTENIMIENTO
FECHASDISPOSITIVOSINSPECCIN
Cada mesLimpieza del equipoSe proceder como una forma rutina de
mantenimiento del equipo, hacerlo cada mes o con mayor frecuencia
si fuera necesario.
Cada 3 mesesLimpieza interna del equipoEs de vital importancia
la limpieza del equipo, la cual nos ayudar a darnos cuenta de
posibles fallas en equipo.
Cada 6 mesesVerificacin del Programa de Captura de la Seal.
Se procede a realizar la Verificacin Fsica de la seal, y su
visualizacin respectiva.
Cada 12 mesesVerificacin del funcionamiento del equipoSe ingresa
a la configuracin del programa del equipo para ver si su calibracin
y filtro de la seal esta en correcto estado, as el equipo quedara
como nuevo.
ORGANIGRAMA DEL PROYECTO
ELECTROCARDIGRAFO (ECG) Implementacin del SistemaEstudio de
FactibilidadesTcnicasPruebas Diseo del Sistema ECGDiseo del Sistema
de filtrado. Muestreo de la sealEstudio de la extraccin de la
sealUbicacinde los puntos a medirVerificacin de las Conexiones
ElctricasEstudio Mercado y Seleccin de EquiposTrminos de Referencia
y especificaciones Tcnicas de los EquiposAdquisicin de Equipos
mplementarseInforme FinalRegistro de productoY control de
calidadInstalacin y Configuracin de los EquiposImplementacin de
Normas y Polticas de Seguridad
PLANIFICACIN DE TIEMPO
Este cuadro consta de la planificacin de tiempo del proyecto,
esto se realiza con el programa Microsoft Project el cual nos da
una idea ms exacta del tiempo estimado para poder terminar con xito
nuestro proyecto
ACTIVIDADDURACIN(DAS)ACTIVIDADPRECEDENTECOMENTARIO
A.- INVESTIGACIN 1. CLASE DE FILTROS2. DISEO DE AMPLIFICADORES3.
CONSULTA DE PRECIOS DE COMPONENTES4En esta etapa investigamos los
componentes a usar, si es que hay en el mercado
B.- ADQUISICION DE COMPONENTES
3AAdquirir los componentes ya antes investigados
C.- PRUEBAS DE COMPONENTES EN LAS ETAPAS1. PRUEBA DE LA FUENTE2.
PRUEBA DE AMPLICADORES3. PREBA DE FILTRO DE LA SEAL
6BRealizamos las pruebas de las diferentes etapas
D.- MONTAJE DEL PROTOTIPO EN PLACA IMPRESA1. DISEO DE LA PLACA
2. COMPRA DE LOS COMPONENTES3. MONTAJE DE PROTOTIPO DE LA
PLACA10CRealizar el diseo de la placa
E.- DISEO Y FABRICACIN DEL CHASIS A USAR1. ELECCION DEL
MATERIAL2. MONTAJE DEL ECG
5DSeleccin del diseo segn el espacio a usar y la interferencia
al ruido
F.-PRUEBAS Y ENSAYO FINALES1. PRUEBA DE USO5EPruebas para ver el
funcionamiento del equipo sui algo funciona mal solucionarlo en
este tiempo
G.-PRODUCCION Y CONTROL DE CALIDAD2FUna vez hechas la pruebas
afinamos el equipo para que pase la normas de calidad
H.-DOCUMENTACIN TECNICA DEL ECG7GElaboracin de la monografa
final y el manual de usuario para su distribucin final
I.- MANTENIMIENTO DE CONTROL DE CALIDAD 2HUltimo mantenimiento
para verificar que el equipo se entregue en perfecto estado
DIAGRAMA DE PERT
Inicio de Talleres 15 de Agosto17 de setiembre es el Primer
Examen de Ventas, empieza el proyecto.
17 de octubre Investigacin, duracin 4 das.21 de octubre,
Adquisicin de componentes, 3 das.26 de octubre, Pruebas de
Componentes, duracin 6 das.3 de Noviembre, Montaje de prototipo,
duracin, 10 das.17 de noviembre, Diseo y Fabricacin, duracin 5
das.24 de Noviembre, Pruebas y Ensayos, duracin 5 das.1 de
Diciembre, Produccin y control, duracin 2 das.5 de diciembre,
Documentacin Tcnica, duracin 7dias.14 de diciembre, Mantenimiento y
control de calidad, duracin 2 das. Esta calculado la realizacin del
proyecto en el periodo indicado, despus del desarrollo de este
programa, tenemos una idea del tiempo que se tiene para la
realizacin de nuestro proyecto. Programa de tiempos en Proyect,
como vemos este programa registra las predecesoras.
HOJA DE REPORTE PREVENTIVO
6.2.2. - Mantenimiento CorrectivoEn esta etapa, se trata de
"mantener" que es sinnimo de "reparar" el servicio de mantenimiento
correctivo, trata de minimizar gastos ms elevados y daos mayores al
equipo tomando las medidas correctivas adecuadas, para ellos
tendremos a veces que reemplazar una o ms piezas.Este mantenimiento
agrupa las acciones a realizar en el software (programas, bases de
datos, documentacin, etc.) ante un funcionamiento incorrecto,
deficiente o incompleto que por su naturaleza no pueden
planificarse en el tiempo.Estas acciones, que no implican cambios
funcionales, corrigen los defectos tcnicos de las aplicaciones.
Entendemos por defecto una diferencia entre las especificaciones
del sistema y su funcionamiento cuando esta diferencia se produce a
causa de errores en la configuracin del sistema o del desarrollo de
programas. Se establecer un marco de colaboracin que contemple las
actividades que corresponden a la garanta del actual proveedor y
las actividades objeto de este contrato. La correccin de los
defectos funcionales y tcnicos de las aplicaciones cubiertas por el
servicio de mantenimiento, incluye: Recogida, catalogacin y
asignacin de solicitudes y funciones. Anlisis del error / problema.
Anlisis de la solucin. Desarrollo de las modificaciones a los
sistemas, incluyendo pruebas unitarias. Pruebas del sistema
documentadas. Mantenimiento de las documentaciones tcnicas y
funcionales del sistema.
6.2.2.1.- Procedimiento de un mantenimiento correctivoEs aquel
mantenimiento que implica efectuar algunas modificaciones y
correcciones de ciertos elementos o circuitos electrnicos que estn
daados y no cumplen la funcin para la cual han sido fabricados.Este
tipo de mantenimiento implica tener el siguiente procedimiento:A).-
Control de calidad.Inspeccin Visual: Se debe ver internamente como
externamente si es que hay algn cable roto o pelado o si el
capacitar esta hinchado y que estea alterando el equipo.Inspeccin
del Olfato: Para hacer este tipo de inspeccin se debe percibir el
olor a quemado ya que puede ser de un cable fundido, de
transformadores u otros componentes.Inspeccin del Tacto: Para
realizar este tipo de inspeccin se debe de tocar los componentes
para verificar si estos se calientan ya que puede producir un cruce
interno.Revisar el cableado estructural, realizando leves
movimientos.B).- Diagnstico De FallasEs la deteccin de los signos
que nos permite detectar el origen de la falla que puede tener el
sistema; comprobar seales, voltajes u otros parmetros ya
establecidos empleando los instrumentos adecuados.Estos diagnsticos
son necesarios para poder tener un conocimiento ms exacto, as
sabremos el origen de las fallas, para realizar una atencin de
reparacin y un mantenimiento en menor tiempo de disponibilidad ya
que el sistema tiene que estar activo. Uno de los desafos
importante de la extraccin de la seal es la interferencia o ruido.
Por ello es importante hacer una buena etapa de filtrado, se
recomienda no tener equipos celulares o radios cerca del equipo.Al
momento de implementarse disearemos y elegiremos la estructura
adecuada as como el tipo de material de la carcasa para evitar el
mnimo ruido as como los filtros adecuados.
DIAGNSTICO DE FALLA POR SEALTABLA 01
TIPO DE SEALPUNTO APLICADORESPUESTAANLISIS
NOMINAL
CIRCUITO1
CIRCUITO2
CIRCUITO3
CIRCUITO4
DIAGNSTICO DE FALLA POR TENSIONES TABLA 02
DEECTOCAUSA POSIBLETENSINANALISIS
NOMALANORMAL
CIRCUITO1VB
VC
VE
IC
IE
FALLAS Y REPARACIONES
TABLA N 1 FUENTE DE ALIMENTACINDEFECTOCAUSA POSIBLE
ANLISISREPARACIN
Regulador78xx 79xx daadoDesgasteCambio de ci
CapacitorSobre tensinDesgasteCambio de capacitor
TABLA N 2:DEFECTOSCAUSA POSIBLEANLISISSOLUCIN
Se colocanLos electrodos en el cuerpo y estos no respondenNo le
llega el voltaje correspondiente, o las salidas estn daadas o
desgastasUna posible malaInstalacin ocasiona estos defectos.Revisar
el voltajeEn el sistema, cambiar los salidas hacia los
electrodos
El lcd no enciendeEl pic no debe estar funcionando
correctamente, no le llega el voltaje adecuado.El integrado y otros
componentes se cruzan por la acumulacin de polvo, el pic debe tener
un terminal roto.Verificar el estado del pic, al igual que el
sistema de alimentacin.
Los pulsadores no funcionanLos pulsadores se deben de haber
cruzado, o algn puerto del pic se dao.Una corrienteElevada por mal
manejo del equipo.Revisar elCorrecto funcionamiento del pic, y
revisar si los pulsadores
MATERIALES Y HERRAMIENTAS USADOS EN EL MANTENIMIENTO MATERIALES:
BENCINA: Es un producto qumico muy importante porque se usa para la
limpieza interna y externa del equipo para poder as mantenerlos
limpios y no malogre el equipo.
FRANELA: Lo usaremos para retirar el polvo acumulado en la
carcasa del equipo. Es un Tejido fino de lana o de algodn
ligeramente cardado por una de sus caras.
HERRAMIENTAS: BROCHA: Es una Herramienta de gran utilidad y
siempre utilizaremos la brocha pueden ser delgada de cerdas muy
suaves para as no estropear los componentes que estn dentro de la
carcasa y lo usaremos para el retiro del polvo acumulado que
ingresa por las rejillas. COMPRENSOR DE AIRE: Es unamquina de
fluidoque est construida para aumentar lapresiny desplazar cierto
tipo de fluidos llamados compresibles, tal como lo son losgasesy
losvapores, con este equipo realizaremos la limpieza de nuestro
equipo.
Destornilladores: Existen diferentes modelos, pero los ms
comunes son los planos y los de estrella o Philips que son los que
utilizaremos ya que tienen la ventaja de minimizar la posibilidad
de que se salga de la ranura al tener forma de cruz.
Alicates: Los alicates son unas herramientas imprescindibles en
cualquier equipo bsico con herramientas manuales porque son muy
utilizados, ya que sirven para sujetar, doblar o cortar. Hay muchos
tipos de alicates, entre los que cabe destacar los siguientes:
universales, de corte, de presin, de cabeza plana, de cabeza
redonda.
Herramientas de Correccin:Estas herramientas son para el
mantenimiento correctivo usaremos; Cautn, Colofonia, soldadura
tambin puede ser usado en el mantenimiento preventivo pero es casos
de soldadura fra y falsos contactos.
INSTRUMENTO DE MEDICIN.
MULTIMETRO DIGITAL:Este instrumento sirve para medir voltaje y
corriente que est llegando a los circuitos integrados, con este se
puede hacer un diagnostico de falla en frio en equipo apagado sin
alimentacin alguna de energa elctrica para un mantenimiento
preventivo y en caliente con alimentacin en el equipo para un
mantenimiento correctivo analizando la falla por tensin o
corriente.
OSCILOSCOPIO:Es un instrumento de medicin electrnico para la
representacin grafica de seales elctricas que pueden variar en el
tiempo.En nuestro proyecto este instrumento es escencialmente
requerido para revisar la salida de seal en cada etapa y asi poder
verificar y diagnosticar un mal funcionamiento es empleado
totalmente para un mantenimiento correctivo y debera ser consultado
con las muestras de seal que se mostraran en las hojas tecnicas que
se le brindara una vez acabado nuestro prototipo.
HOJA DE REPORTE CORRECTIVO
CAPTULO 7CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
7.- INTRODUCCIN
En este captulo se presentan las conclusiones y las
recomendaciones para la implementacin y uso del electrocardigrafo,
esperando as contribuir al ingreso de mas estudiantes, en la
investigacin de equipos mdicos Al implementar e investigar sobre
nuestro ECG, nos a permitido realizar un completo estudio de sus
caractersticas, requerimientos, estructura normas estndares
internacionales, polticas de seguridad, ampliando as nuestros
conocimientos sobre el tema y aplicando los conocimientos
adquiridos se tomaron en cuenta los recursos propios que contaba la
institucin de igual forma las facilidades tcnicas y trabajos a
realizarse en la implementacin del equipo.
Durante la implementacin se realizaron estudios de las etapas de
circuitos tales como fuente, amplificacin y mtodos de filtrado
cumpliendo as con nuestros objetivos.
De esta forma contribuimos en el desarrollo de nuestra
institucin con las avances de la tecnologa e informacin de los
temas actuales beneficiando al alumnado, docentes y personal de la
institucin a la informacin rpida y segura a un mundo globalizado de
las informaciones.
7.1.- CONCLUSIONESEl electrocardigrafo consta de un sistema de
precio accesible en comparacin de otras marcas que vienen
integrados con sistema pre-diseados de control son ms caros y
brindan el mismo servicio.
Se logro establecerse, comprobar y verificar que nuestra ECG es
seguro, de calidad y confiable, en capturamos la seal contando para
ello con un ramal, pinzas y electrodos los cuales son los
dispositivos por el cual se extrae la seal.
Hemos aplicado nuestros conocimientos aprendidos durante los 03
aos de estudios con las tcnicas y mtodos investigando los programas
de software de son sus respectiva aplicacin en cada parte del
proyecto, programacin del PIC, verificando las normas y estndares
permitiendo que nuestro equipo sea til y confiable.
Los dispositivos, materiales, y software que conforman nuestra
ECG son reconocidos en el mercado y cuentan con el respaldo de los
fabricantes cumpliendo as los estndares. 7.2.-RECOMENDACIONES Y
MEJORASEste Proyecto puede mejorar aun mas, cada da vemos como la
tecnologa avanza, se descubren nuevas cosas, cada vez la electrnica
tiene a usar componentes y dispositivos ms pequeos esto genera ms
espacio, y que los equipos sean cada da ms pequeos y con mucha ms
potencia una de las mejoras en el circuito es emplear dispositivos
SMD para poder reducir y hacer ms compacto el equipo de
electrocardigrafo.
Otra mejora seria incorporar un LCD GRAFICO en lugar del
alfanumrico, la gran variedad de equipos disponen de estos con ello
se lograra dar una mejor visualizacin de grafica e incluso si se
mejora en cantidad de canales el equipo podra ser visualizado en
forma al mismo tiempo; la figura siguiente muestra como se aadira
al sistema por motivo de mejoras se implemento este equipo con un
micro controlador tal vez de capacidad superior en puertos y
recursos esto har que la modificacin e investigacin no sea tan
extensa.
Para un equipo ms desarrollado y sofisticado se puede realizar
un mejor software en MATLAB debido a un mejor recurso de anlisis de
seal y as brindar un diagnostico de medidas de los intervalos de la
onda, debido a que permite un anlisis matemtico sofisticado.A
continuacin se presenta una de las ventanas de un software
realizado en este software tomado como ejemplo que brinda un
diagnostico de la onda P del complejo QRS, la onda T y el intervalo
QT.
Otra de las mejoras seria a partir de nuestro circuito poder
implementar mas derivaciones la siguiente imagen muestra la captura
de mas derivaciones y del terminal central de Wilson necesaria para
hallar el punto CTW no hace falta averiguar el funcionamiento de
ciertos dispositivos ya que se emplean con los presentados en este
proyecto las resistencias a la entrada no deber tomarse en cuenta a
menos de que se aada un capacitor para realizar un filtro a la
entrada que es otro circuito usualmente usado en estos equipos.
7.3.- ANLISIS DE COSTOEn nuestro proyecto es muy importante
tener un anlisis de costo, ya que de ello depende el presupuesto
que usaremos a lo largo de nuestro proyecto, como vemos este monto
debe ser un monto justificable, y en medida es mejor que cubra
completamente todos los gastos generados.En esta etapa tenemos que
hacer los clculos necesarios de nuestro presupuesto para ello
tenemos que tomar varios puntos los cuales son:
7.3.1.- Contabilidad de costosLa contabilidad de costos es una
rama de la contabilidad general que sintetiza y registra los costos
de los centros fabriles, de servicio y comerciales de una empresa,
con el fin de que puedan medirse, controlarse e interpretarse los
resultados de cada una de ellos, a travs de la obtencin de costos
unitarios y totales en progresivos grados de anlisis y
correlacin.La contabilidad de costos es de carcter interno y sirve
fundamentalmente para informar al Directorio y a la Gerencia sobre
los aspectos operativos y productivos que est realizando la
empresa, dicha informacin sirve de base para la toma de decisiones
de carcter administrativo, financiero y econmico. La contabilidad
de costos informa al grupo directivo de la empresa a travs de los
Estados de Costos, como por ejemplo el Estado de Costos De
Produccin , Estado de Costo de Venta y los diferentes reportes
relacionados con los elementos de costos como por ejemplo, consumo
de Materia Prima Directa y Costos Indirectos de Fabricacin.
Asimismo el proceso de registro de las transacciones productivas u
operativas de la empresa se hace a travs de las cuentas Analticas
de Explotacin.7.3.2.- Definicin de Costos. La contabilidad de
costos es una parte o fase de la contabilidad general por medio de
la cual se registra, clasifica y resumen y presentan las
operaciones pasadas o futuras relativas a lo que cuesta adquirir,
explotar, producir y distribuir un artculo o servicio.
La contabilidad de costos se ocupa de la clasificacin,
acumulacin, control y asignacin de costos, los costos pueden
acumularse por cuentas, trabajos, procesos, productos u otros
segmentos del negocio.
7.3.3.- Importancia de la Contabilidad de Costos
Plantean la explotacin u operacin sistemtica y por anticipado.
Obtener una explotacin u operacin eficiente. Alcanzar los objetivos
planeados en la explotacin. Reducir al mnimo el derecho, el
desperdicio y la perdida por fabricacin. Mejorar los procesos, los
mtodos y los procedimientos en el proceso de fabricacin. Conservar
los recursos e insumos. Evaluar el rendimiento del personal.
Preparar informacin contable en forma apropiada.
7.3.4.- Ventajas de la Contabilidad de Costos
El desarrollo de las comparaciones de costos que permiten a la
direccin observar los hechos desfavorables y tomar medidas
adecuadas para su eliminacin. Los costos unitarios son ms exactos,
el conocimientos de los cuales trae como resultado la fijacin de
precios de ventas razonables, as como la eliminacin de los artculos
improductivos. Eliminacin de las deficiencias en la operacin de la
fbrica.
Estas diferencias son ordinariamente de la fbrica. Estas
diferencias son ordinariamente costosas