c
L C..
.
..
c-
L . . .
r -
. .
'
-
..
r-
. .
i
REVISION
BTBL
IRGRAFICA
JCANCELACION
DEL
RUIDO EN ECG.
COWTEN1
DO
;
GENERALIDADE?
INTRO
DU
C
CIO N
PRECENTACION
DEL TEMA
CCI NCLU CIO
N
BIBLIOGRAFIA.
UMIUESSIDAD AUTOtJOmR
ftTETROPOt. ITANA.
c a z
R E A L I Z A W POR:
RANDLE: UAZQUEZ R A R I C
ALEJANDRO.
J I
N
GENI
ER
I
A
BIQmEDICA
J
IZTAPALAPA
3F
L 7
DE
JULIO
DE
1 9 8 4 ,
CQNCELAIION
DEL
RUIDO
ilN
ECG.
,--
UENER4LlüADE
F i s i o l o g i a d e l corazon.
Primeramente p a r a t e n e r un panorama a m p i i o de como se genera
un
b i o p o t e n c i a l c a r d i a c o es n e c e s a r i o r e a l i z a r una pequeña
i n
traducción
d e l f u n c i o n a m k e n t o d e l corazbn.
E l c o r a z o i i es una bomba p u l s a + i l
de
c u a t r o c a v i d a d e s , dos
a u
f i c u i e q ,
dos
v e n t r i c u ~ o s . L a f u n c i d n a u r i c u l a r
e s
p r i n c i p a l m e n
t e
de e n t r a d a
a
los
v e n t r i c u l o s , p e r o t a m b i e n impuJsan d é b i l
mente l a sangre p a r a d e s p l a z a r l a
a
t r a v é s de l a s a u r i c u l a
ha
c i a
los
v p n t . r i c u l o s .
t o s
v e n t r i c u i o s son l o s que p r o p o r c i o
-
nan
la
f u e r z e p r i n c i p a l e impu'san l a sangre
a
t r a v é s de
los
pulmones
y
a t o d o
e l
s i s t e m a c i r c u ? a t o r i o p e r i f e r i c o . Wlecani.;
m s
e s p e c i a l e s d e l c o r e z d n c o n s e r v a n e l
ritmo
c a r d i a c o
y
t r a s
p o r t a n
los
p o + e n c i a l e s de a c c i d n
a
t o d e l a m u s c u l a + u r a de1
organo p a r a i n i c i a r su c o n t r a c c i 4 n .
La e s t r u c t u r a p o r l a c u a l e s t a formado e l c o r a z b n e s de
+res
t i p o s de musculo p r i n c i p a l m e n t e son;musculo a u r i c u l a r , muscu
lo
v e n t r i c u l a r y l a s f i b r a s e s p e c i a l i z a d a s p a r a su e x c i t - i c i ó n
y conduccibn, de
l o s
c u a l e s
e l
musculo a u r i c u l a r
v
v e n t r i c u
-
l a r
s ec o n t r a e de manera semejante
a l
musculo e s q u e i e L i c o ,
y
l a s
f i b r a s e s p e c i a l i z a d a s e r c i t a t o r i a s
y
conduc+oras
solo
se c o n t r a e n debi1ment.e porque e s t a n compuestas de muy pocas
f i b r a s c o n + r a c t i l e s , e s t o es
lo
que hace que
e l
cora706 cuen
t e con un sis+ema de t r a n s p o r t a c i d n e x c e l e n t e p a r a
? a
r s p i d a
c o n d u c c i o n de
los
i m p u l s o s a t r a v é s d e l mismo.
El
musculo c a r d i a c o es e s t r i a d o
y
f u n c i o n a p a r a su c o n + r a c c i
6n de l a misma manera que e l musculo e s q u e l e t i c o *
,las f i b r a s
*
v e r c a p i t c i i o
11
r e f e r e n c i a
I
,
....
.
._
* ,.
del muscu?o cardiaco estan formadas
por muchas c6’ulas muscu
l a r e s conectadas en s e r i e entre s i ,
p o r
l o
t a n ” o
e l musculo
cardiaco
es
un
s i n c i t i o , esto es que las cblulas musculares
cardiacas están t a n estrechamente unidas que cuando
u n a
es
e-
xcitada e l potencial d- accidn
s e
difunde
a
t d d n s
pasando
de
celula a celula, lateralmente, a través
d e
l a s
intprconexio-
nes
eh forma
da
red.
71
corazdn
este compuesto p o r
dos s i n c i t i o s funcirnales
se-
parados,
uno
que
es
e l s i n c i t i o auricular,
y
e l
otro ven+ri
cular,
se
h a l l a n
separadas por u n t e j i d o f i b r o s o de a n i l l o s
valvularss.
La
estimuiacidn de cualquier f i b r a muscular
a u r i c u l a r
aislada
hace que e l potencial de acción
se distribuys
por
t o d a
l a
ma
sa auricular;
de
l a
misma
manera ocurre s i
se
excita
una
f i -
b r a
ventricular,
e s t o
obedece a
l a
l e y del
t o d a
o
nada
de‘
corazdn
es decir
se
propaga
un
potencial de accidn
a
no.
E l
potencial de membrana
en
reposo
as de
-85
a
-90
mV(norina1’
y
en
l a s f i b r a s de P u r k i n g e y fibras especializadas
es
de
-“O
a-lOOmV
.
’?i
observamos
u n
cambio de potencial neoativo a un
positivo
se dice
aue
7a
porción positiva
es
u n
potenciei de
inversion*( se debe a! movimiento de iones+*).
L a
velocidad da conducción y
el
pot.encia1
de
accidn
de
l a
mus
culatura,tanto auricular como ventricuiaur,es de aproximada,
mente de 0.3 a0.5
m
por
segundo,^
sea 1/250 de
IP
velocidad
en
l a s f i b r a s nerviosas de
gran
ch’ibre, y aproximadamente de
1/10
d e
l a velocidad en
f i b r a s
musculares esvueleticcs.
T:l*ver
cal’itulo
1 0refernnci.
’
.
... .
" .
La
velocidad de conduccidn en e l sistema
de
conduccidn espe
c i a l i z a d o
~ 6 1 0
v a r í a de
0.02 a
4
metros por segunda,sequn
-
l a s p a r t e s
d e l
sistema.
La
-.
c i r c u l a c i o n de l a sanqre.
La c a r a c t e r i s t i c a
más
importante de l a c i r c u l a c i d n , q u e siem
p r e
debe tenerse presente, es que c o n s t i t s l y e un
c i r c u i t o con
?inuo.En o t r a s p a l a b r a s , s i
u n
volumen determinado de sanqre
es impulsado por e l corezo6, e l mismo volumen debe c i r c u l a r
por cada una de
l a s
subdiviciones de l a circulaciÓn.La c i r c u
l a c i d n t i e n e dos divicbnes principalmente que son; l a , . c i r c a
l a c i b n g e n e r a i
o
sistemica y l a c i r c u l a c i o n puimonar.
La sangre fuuye c a s i s i n r e s i s t e n c i a
en
todos
l o s
vasos de
l a
c i r c u i a c i ó n , pero nnasi en a r t e r i o l a s
y
c a p i l a r e s , dode hag
una r e s i s t e n c i a elevada.
Rara
que l a sangre pueda a t r a v e s a r
l o s
pequeños
vasos de r e
s i s t e n c i a , e l corazdn manda l a sangre hacia l a s a r t e r i a s
a
u-
na Dresion elevada hasta aproximadamente unos
120
mmHq
en l e
s i s t o l e p a r a l a gran c i r c u l a c i o n , y22
mmHg
para l e s i s t o l e
en
l a
c i r c u l a c i ó n pulmonar.
_.
C i c l o cardiaco.
E l
corazón e s t a c o n s t i t u i d o por cuatro bombas separadas:&s
bombas cebantes, l a s a u r i c u l a s ,
y
dos bombas de p o t e n c í a , l a s
v e n t r i c u l o s .
E l periodo que va desde e l f i n a l de una con?reccidn c a r d i a c a
hasta
el
f i n a l de
l a
cantraccion sigtiiente
se denomina c i c l o
cardiaco. Cada c i c l o
se i n i c i a por l a generación espontanéa
db
un
potencial de acción en
el
nodo
S/ñ.
Este nodo se h a i l a
l o c a l i z a d o en l a pared p e s t e r i o r de l a a u r i c u l a derecha, c e r
ca de l e a b e r t u r a de l a vena
cava superi0r;e.l p o t e n c i a l
de
a-
ccidn v i a j a rápidamente por amhas a u r i c u l a s , desde ai-f, a t t a
-.
.
.. . .,.,..
.. ll_l_lE l
c i c l o cardiac0 i n c l u y e
un
periodo de r e i a j a c i d n danomina
do d i a s t o l p , seguido de
un
periodo de contracción denominado
si
s t o l e.
La f i g u r a
m a
muestra l a mayor p a r t e de l o s eventos aue ocu-
r r e n
en
e l c i c l o cardiacoy muestra
un
electroc-rdiograma nor
mal
cuyas ondas son,
P ,
!J,
R,
5,
y
l a
T.
Set r a t a de v o l t a j e s
e l e c t r i c o s generados pop
e l
corazón y r e g i s t r a d o s p n r
el
ECG
en l a s u p e r f i c i e d e l cuerpo. L a onda
P
es
causada
por
l a d i s e
minacibn de l a d e s p o l a r i z a c i d n en
f a
a u r i c u l a
v
va seauida de
l a
contracción de e s t a camara;esto causa un ' i g e r o aumento
en
l a
curva de prhsidn a u r i c u l a r inmediatamente despues de
i a
on
da
P.
Aproximadamente
9.1';
seq. despues de i n i c i a d a
l a
onda
P
aparece e l complejo
QKC
a
consecuencia de l a d e s p o l a r i z s c i o h
de
Ius
v e n t r f c u l o s , e i n i c i a l a contraccidn de l o s
mismos
y
hace que
l a presión en su i n t e r i o r empiece a e l e v a r s e segun
puede v e r s e en l a f i g u r a .
De donde
el
complejo
?KS
empieza
poco antes de i n i c i a r s e l a s i s t o l e v e n t r i c u l a r .
La onda T representa l a etapa de r e p o l a r i z a c i 6 h v e n t r i c u l a r
y es cuando
l a s
f i b r a s correspodientes empiezan a r e l a j a r s e
EYCITACION
DEL
CORAZOVA
€1
corazón
es
un
sistema muy e s p e c i a l ya qiie qenera ritmica
mente impulsos para l a contraccidn p e r i o d i c e del musculo
c a rd i a c o , y además conduce e s t o s impulsos hacia todo e l corazón
E l corazon normal se contrae aproximadamente a unas 72 veces
por
minuto.
La f i a u r a
d E
muestra e l sistema de e x c i t a c i d n
v
canduccidn
d e l corazón.
8.- Nbdo S/A
88una pequeña t i r a de músculo e s p e c i a l i z - d o , de
aproximadamente
3mn
de ancho
y
lcm de 1 a r g o ; s e h a l l e l o c a l i z a
e
por detrds y por dentro de l a apertura de l a vena cava supe
rior.
La mayor p a r t e de l a s f i b r a s c a r d i a c a s son capñces de
a u i o e x c i t e c i b n , proceso que puede provocar cvntraccidn
ritmi
ca automatiea. Esto
e s
particularmente c i e r t o para l a s f i b r a s
e s p e c i a l i z a d a s d e l sistema conductor;las porciones correspon
d i e n t e s a l nodo s e n o a u r i c u l a r son 'as que presentan mayor au
t o e x c i t a b i l i d a d , por e l l o c o n t r o l a e l ritmo de l a t i d o de todo
e l
corazbn.
Las
f i b r a s internodqresconducen
e'
impulso
d p i
no
da
5 / 8
a l
nudo
A/V.
8.-
Nodo a u r i c u l o v e n t r i c u l a r
Permite que
e l impulso procedente de l a a u r i c u l a se r a t r a s e
antes de pasar a l v e n t r i c u l o ,
10
cual permite que
l a s
auricu
l a s vacien su contenido en l o s v e n t r i c u l o s antes que empiece
l a contraccidn de e s t o s .
Son
primeramente e l nodo
II[V
y sua
f i b r a s de conduccidn asociadas l a s que r e t r a s a n
l a
transmisi
on
del
impulso cardiaco de l a s a u r i c u l a s a
los
v e n t r i c u l o s .
F i b r a s de Purkinge.
. 1
Cuando
el
impulso cardiaco alcanza 10.
extremos
de l a s f i b r a s
de Pureinge
,
e s t e e s trasmitido a t r a v é s de l a masa muscular
Se dividen en rama derecha e i z q u i e r d a para conducir
el
impul
so
cardiaco.
La velocidad de transmisidn
es
d-
0.4 a
0.5
m
por sequndo,
o
s e a l a sexta p a r t e de l a velocidad en f i b r a s de Purkinge.
E l
muscu1o cardiaco e s t a e n r o l l a d o a i r r e d e d o r d e l corazdn
en
une doble e s p i r a l con tabique f i b r o s o 3 a n t r e e l l a
.
En
conce
cuencia, l a transmisión desde l a s u p e r f i c i e endocárdica a l a
e p i c a r d i c a d e l v e n t r i c u l o r e q u i e r e bastante tiempo, hasta
CJ-tros4I.07 de segundo, aproximadamente e l mismo tiempo que se
, ~ , .
.
:,.
’.”.
~..
_ I.s
I N T R O D U C C I E N ~
R 1
r e g i s t r a r s e
los
b i o p o t e n c i a l e s generadus p o r
e l
c o r a z ó n
-
siempre hay
que
c o n s i d e r a r muchos f a c t o r e s
que
i n f l u y e n en I a
toma de u n e l e c t r o c a r d i o g r a m a , e s t o s problemas son generalmen
t e
los
c u l p a b l e s de Que
se
d i s t o r c i o n e l a s e s a l , oue se t,enga
una g a n a n c i a en a l t a f r e c u e n c i a , N i d o , i n t e r f e r e n c i a en l a
ge
n e r a c i d n
de
b i o p o t e n c i a l e s que no c o r m s p a n d e n a l c o r a z d n s i
no a l m o v i m i e n t o d e l nUsCul0 e s q u e l e t i c o .
A
c o n t i n u a c i o n presentamos ufl
pequefio
resumen
rle 1 0que
t r a t a r e m o s .
1.-
El
a n a l i s i s de e s t ? t e c n i c a c o n s i s t e e n h a c e r una p r e c i s a
m e d i c i ó n d e l e s p e c t r o y de l a s c a r a c t e r i s t i c a s e s p e c i - t l e s p r e
dominantes de l a s e ñ a l , r u i d o , i n t e r f e r e n c i a y componentes
de
a l t a f r e c u e n c i a en ECGILa
t e c n i c a s e l e c c i o n a una muestre,
u t i
* i z a n d o u n a i s l a m i e n t o e l e c t r i c 0 de1 segmento
T-Q,
h a c i e n d o
que
l a s c a r a c t e r i s t i c e s generadas i n t e r n a m e n t e d e l r u i d o y l a
i n t e r f e r e n c i a e x t e r n a puedan o b t e n e r s e i n d e p e n d i e n t e m e n t e de
l a s e ñ a l d e l corazón.
2.-
O t r o metodo c o n s i s t e en u s a r una e n t r a d a p r i m a r i a c o n f e n i
endo l a seRal de
l a
a c t i v i d a d c a r d i a c a y
e l
r u i d o ( i n t e r f e r e n e
c i a , a l t a f r e c u e n c i a )
y
una e n t r a d a
de
r e f e r e n c i a no c o n o c i d a
que se e n c u e q t r a mezclada con l a e n t r a d a p r i m a r i a ,
l a
e n t r a d a
de r e f e r e n c i a
ds
adaptada, f i l t r a d a y r e s t a d a
d-
l a
e n t r a d a p r i
m a r i a p a r a o b t e n e r una buena e s t i m a c i o n de l a s e ñ a l . E l f i l t r o
adaptado a n t e s de
la
r e s t a p e r m i t e t r a t a r l a s en+radas como
v a r i a b l e s d e t e r m i n i s t i c a s o e s o c a s t i c a s , e s t a c i o n a r i a s en e l
tiempo.La-,
s o l u c i o n e s
de
Weiner
(2)
son d e s a r r o l l a d a s
y
e j e c u
t a d a s p a r a una a d a p t a c i d n a s i n t o t i c a
y
una r e a a c i b n de s e ñ a l -
r u i d o p a r a e n t r a d a s e s o c a s t i c a s e s t a c i o n a r i a s , i n c l u y e n d o una
~
.
. ._..
~. ,..,_<_..I I ,.....
~. ,.do l a entrada de r e f e r e n c i a
es l i b r e de l a señal contiene o t r a s
condiciones
que
son encontradas en
l a
entrada primari?
y
se pue
den eliminar s i n p r o d u c i r una distorciorí en l a señal de l a a c t i
vided e l e c t r i c a d e l corazón, e s t a entrada
d e
miiestra a d i c i o n a l
es
t r a t a d a como una i n t r r f e r e n c i a p e r i o d i c a y
os
adaptada para
cancelar
p1
ruido.
E l
sistema e s usado tambiem pare cancelar
el
ruido producido
por l a i n t e r f e r e n c i a que
hay
cuando so l e
‘oms u n
ECG
a
un? pa
c i e n t e embarazada.
Este ruido
se
debe a l o s movimientos f e t a l e s y tambien
a lpro
p i 0
corazon d e l f e t o ademas de
l o s
ruidos
y amencionados.
CAUSAS
WE
U R I G I N A N
IWTERFERENCIA EN ECG.
Primer;.mente dYremos que
un
ECG
e s e l e s t u d i o de
10s
eventos
producidos por
l o s b i o p o t s n c i a l e s cardiacos generados por l a
a c t i v i d a d c a r d i a c a en
un
tiempo determinado (ver
f i g . l $
(1)
l a s
Cuentes de c o r r i e n t e asociadas can
la
a c t i v i d a d e l e c t r i c a
d e l corazdn generan d i f e r e n t e s p o t e n c i a l e s en l a s u p e r f i c i e dpl
cuerpo.
En
general l a i n f l u e n c i a de esas fuentes de c o r r i e n t e ,
en l o s p o t e n c i a l e s s u p e r f i c i a l e s son afectados por
utro
t i p o
de fuentes, que pueden ser externas
oi n t e r n a s en r e l a c i ó n
a l
a l cuerpo.
Esto nos indica que tenernos t r e s t i p o s de señales d e f i n i d a s de
i a
s i g u i e n t e manera s e d n Yantopietro
( 3 ) .
a)
La s e ñ a l , que e s l a d i f e r e n c í a de p o t e n c i a l s u p e r f i c i a l ge
nerada por l a s corrientxts de l a fuente que
es
a1
corazdn.
b )
E l
r u i d o , considerado como una d i f e r e n c i a de potencial gene
rada por c o r r i e n t e s dentro d e l cuerpo pero extrañas a l corazdn.
o)
I n t e r f e r e n c i a , e s una de l a s p r i n c i p a l e s componentes de l a
señal y e s una d i f e r e n c i a de p o t e n c i a l s u p e r f i c i a l generada
p o r
L a
í‘iqura 3 nos
da una
idea de cuales son las principales cau
sas d e l a distorcion de l a señal.
,..
* - ,
._
c
r-=
.
..
I,.-
. .
e-
_ _
I -
Y
.. .
ST,*
~~
,-
PI
Y
P .
*-
c
O H 0 A
Re
gis seno^
FIGURA 7
L o s
a n a l i s i s rigurosos de l a s señales electrocardioqraficas
ms
estran
que
l a s corrientes generadas por
l a
actividad cardiaca
tienen
una
diferencia de potencial en l a superficie del cuerpo
alrrededor de
1
a
3mV
y
l a actividad e l c c t r i c a durante
los p e
riodos de contracción del musculo esqueletico gpneran
u n Rd i f e
riencia de potencial aproximadamente i g u a l en -mplitud
a
l a pro
ducida por e l corazbn,
una
fuente externa a l cuerpo son
loq
GOHz
de l a l i n e a de alimentacion que
a
veces l l e g a
a
qenerar
pa
tenciales hasta 1 0 0 veces
más
gr-ndes.
La
cantidad
de
ruido d e l musculo esqueletico representa
en
e l
ECG
i a
a l t a frecuencia p o r l o cual
se
requiere
de
reposo
d e l
Pacinnte
y
que relage l o s musculos o
se
l e de
una
droga
rela
jante, esto hace
el
r u i d o decresca de
una
manera notable
e n
una
relacidn señal-ruido cerca de
1 0 0
Hz.
En
estado de reposo l a actividad e l e c t r i c a
d e l
muscu'o esque
l e t i c o
contribuye con aproximadamente
1 5 d B
a l
a z a r
de
r u i d o
e n
CIe l espectm
d e
l a
onda generada por
l a
actividad e l e c t r i c a
de1
corazón. Contrayendo moderadamente pequeños grupos
d e
rnuscu?o
"f*
I
4-
w-
B
e-
.
A -
.
_.,esqueletico
se
incrementa a
una
salida e l e c t r i c a de
1 4
a 20 db
E l
r a n g o
del espectro de a l t a frecuencia
en
ECG indica
un
r a n
go
dinamico
dk
aproximadamente
fi6dB
que son requeridos p a r a
POder obtener
l a
señal
y
l a s componentes del ruido.
La
potencia
d e l espectro indica
f a
a l t a
frecuencia de l o s
GOHz
de l a linea
que
se
suma a l a componente de
a l t a
frecuencia como a 1
Khz.
En
l a toma
de
ECG
an
l a c l i n i c a
los
equipos tienen
una
respues
t a
en frecuencia
d e
l O O H z
p o r
eso
no se
u t i l i z a
en
el
diagnos
t i c o c l i n i c o ,
l a
a l t a
frecuencia.
Esto nos i i e v a a l a conciución que
e i
cuerpo esta representa
do
como
una funcidn
de transferenciarespecial asociada con
una
fuente e l e c t r i c a del movimiento del musculo esqueletico
( 3 )
5
cia1 porque t.iene
una impedancia, circula
una
corriente
e s t o
e s ,
puede espresarse como.
-
dice
que
e l cuerpo tiene
una
funcidn de transferencia espe
?
zfs)
=P
Ts)/rrs)
E l
corazdn
e s
considorado como
un
generador
y
tieme
un
eouiva
lente e l e c t r i d
(5)
.
L a a c t i v i d a d
e l e c t r i c a puede
ser
consi
derada como
una
corriente neta de
u n dipolo
que
es
llamado
centro e l e c t r i c 0 del corazbn.
..-
...
*para
intorpretax e l sentido
d e
funcidn de transferencia
concui+.ir cap.10
paq.
y 2 4r e f a r e m i 3
' 4 ) .
r-
I-
.'-
".-
. _
c.i,. ..
r.
.
.r*
I
-+
-.
La p a r t e media d e l torax puede s e r considerado como una r e s i s
tencia de c a r g a , que e s
l a
equivalente a l generador cardrhacn
e s t a e s considerada como una a+.enuacibn d e l campo conforme
s e
incrementa l a d i s t a n c i a de i a fuente(centro e l e c t r l c o del c o l a
zón
)
Como
se puede o b s e r v a r c u a l q u i e r cosa por
más
simple que
se
vea
puede a f e c t e r
l a
señal de s á i i d a , de
a h i
que e s necesario r e a
l i z a r
un
a n a l i s i s entre
e ?
acoplamiento de l a p i e y e l e l e c + r o
do,
se
debe s e l e c c i o n a r
un e l r c t r o d o que
nos
de una a l t e r s c i o t í
minima de
l a
señal.
L ?
IAPORTANCId
DE
L A
PIEL
La
p i e l d e l cuerpo humano t i e n e una impedancia, e s t a e s
muv
com
p l e j a por su estado, v a r i s con cada e s t a c i ó n del a ñ o ,
p o r
lo
cual para reducrr e s t e e f e c t o s e
usa
junto con
el
e l e c t r o d o
una pasta o g e l e l P c t r o l i t i c a , l o cual hace que
l a s
cargas que
s e encuentran irreguiarmente(debid0 a l e s t r a + o c o r n e o ' d i s t r i b u i
das tiendan
a
r e n u l a r s e .
Este mecanismo equivalente teoricamente a
un
c i r c u i t o equiva
l e n t e ( f i g u r a 4 ) para e l a n a l i s i s fundamental de l a s caroas.
Las p a r t e s importantes soni
a).- La r e i a c i b n de
l a proporción de l a c a r g a e s t a definida.11
sando e s t a proporcibn, I a impedancia de carga puede
s e r
d i v i d i
da
en
una r e s i s t e n c i a
y
unecapacitancia de carga.
b).-
l a
equacion que r e s u l t a entre
los elementos del nuevo c i r
c u i t o equivalente pueden s e r introducidos para s u p l i r l a impe
dancir-p$p8cis de
l aimpedancia
dr,
l a p i e l .
c).-La r e s i s t i v i d a d
y
l a const-nte d i e l e c t r i c a pueden s e r eva
Iuados con r e l a c i ó n a l tiempo.
.
F-
.-
..-
..
--
" ^
c
F-
c
cual
G
e s t r a t o corneo.
La conductiwidad
G ,
e s 1/7qdondf, &es obtenida extrapolando
e l
v a l o r
de l a f r e c u e n c i a a l evaluar a
F=v
a s i por ejemplo
Z a
por1
cma
de area l a r e s i s t i v i d a d e q u i v a l e a
0.5
K
La evaluacidn presentada por
( 6 ) nos da
una
i d a a de como s e e
valua
2,
corn-se encuentra d i s t r i b u i d a
la
c a r g a , l a v a r i a c i ó n
de l a impedancia do l a p i e l en r e l a c i o n a
una
frecuencia
F ,
l l e
gando a r e a l i z a r
una t a b l a de r e s i s t i v i d a d y constante d i e l e c
t r i c a con respecto
a l
ti'mpo de a p l i c a c i o n
del
e l e c t r o d o y a
y
C
warian conforme a l a f r e c u e n c i a
y
corresponden
a l
P
P
.
l a s condiciones de
1 8g e l
fIGURA
4
E l
hecho
de usar pasta e l e c t r o l i t i c e además de producir una
d i s
t r i b u c i d n de carga homogenea
y
disminuir l a impedancia de
la
p i e l nos crea una i n t e r f a c e (parte
pnque se line e l e l e c t r o d o
con
l m
p i e l )
(5)
para c r e a r
un
intercambio i o n i c o , e s t a s c o r r i a n
t B S
que cruzan
Is
i n t e r f a c e pasando d e l elpctrodo
a l
e l e c t r o I i
P"'
P-
.I
. .
~...
. .
CI-.
. .
r-
. .
c-
.. "
J.-
. .
.--
._I
c -
r
. _
#4
. .
....
L-.
PP
..
r--
-._.
r-
.
..*-
1.- Un movimiento de e l e c t r o n e s en d i r e c c i d n opuesta a a l a
co
m i e n t e en e l e l e c t r o d o
2 . -
t o s
c a t i o n e s
C
s e mueven en l a misma d i r e c c i d n
q u pl a c o r r i e n
t e .
7.-
L o s
aniones A-se mueven en d i r e c c i ó n opues+a a l e l e c t r o l l
to.
;€LECCIEN
>EL
ELECTRaDI!.
Se ha v i s t o por l a p r a c t i c a que l o s e l e c t r o d o s que
más
se
usan
más frecuentemente son de p l a t a - c l o r u r o de p l a + a y s o l o
v a r i a
su presentación un ejemplo de e s t e e l e c t r o d o
es e l Cfatham
V
i
que t i e n e b a j o ruido.
Los
e l r c t r o d o s de plata-cloruro d- p l a t a
tienen una r e l a c i d n señal-ruido de cerca de -90d8, donde su
f u n
cion e s l a de conducir l a s
corrientes generadas
For
e l cuerno
e s d e c i r
l a d i f e r e n c i a de p o t e n c i a l causada por c o r r i e n t e s i o
nicas se transforman a una señal e l e c t r i c a .
Este tipo de e l e c t r o d o s qua por su naturaleza es f e c i 1 de hacer
en e l l a b o r a t o r i o , c o n s i s t e en sumerair
u n
metal puro ya sea
p l a t a
o
platho en c l o r u r o de sodio o acido c l o r i d r f c o de ma
do qua tengamos
una
combinacidn de l a s u p e r f i c i e del metal
io
nico
y
l o s aniones d e l e l e c t r o l i t o , tomando en cuenta
qua
e l
electrodo
e s r e v e r s i b l e a l o s iones c l o r u r o .
E l
metcjdo c o n s i s t e en tomar
el
metal , s u m e r j i r l o , y a c t i v a r
un
anodo
( 5 ) ,
l o s
iones c l o r u r o se combinan con l a p l a t a pera
f o r
mar
c l o r u r o de
p l a t a
poroso, F'sta c a p a , es sumsmente importan
t e
para e l funcionamiento d e l e l e c t r o d o , pera
su
f a b r i c a c i o n
hey
que tener en cuenta
lo
e s t i p u l a d o en l a t a b l a
9.3
de
(7)
Un
mal
recubrimiento
de
l a capa poros' de c l o r u r o de
p l a t 8
pro
duce ruido a l r e g i s t r a r e l
FTCE
(8).
Como l a i n t a r f a s e e l e c t r o d o e i e c t r o l i + o s e d e s a r r o l l a
un
v o i t a
P ^
--
c-.
.-.
c.
-
.-..
j e , a e s t e s e l e da e l nombre de v o l t a j e
de
p o t e n c i a l de media
c e l d a , por
eso cada electrodo una impedancia que depende de l a s
l e y e s e l e c t r i c a s . Esta impedancia e s ’ l a mads impedancia de pa
l’ariracibta, a t r a v é s de ambos e l e c t r o d o s , l a impedancia de
ern
t r a d a pueden r e g i s t r a r pequeñas c o r r i e n t e s de
los eventos b i o
e l ec t r i c o s
.
E l e l e c t r o d o puede r e p r e s e n t a r s e p o r medio de
un
c i r c u i t o enui
v e i e n t e
IS).
Sus
p r i n c i p a l e s c a r a c t e r i s t i c a s son:
V o l t a j e de o f f s e t aproximadamente cero
Ba
j a impedancia
Buen c o e f i c i e n t e de temperatura
E s t a b i l i d a d con e l tiempo.
Un buen metodo p a r a medir I s impedancia e n t r e I a p i e l
y
l a su
p e r f i c i e
d-1 e l e c t r o d o c o n s i s t e
an
c o l o c a r t r e s electrodos(9)
Se
basa
en
dos e l e c t r o d o s de s u p e r f i c i e , como
su
impedancia
no
puede se determinada nos auxiliamos
de u n t e r c e r electrodo db
r e f e r e n c i a .
E l t e r c e r e l e c t r o d o * i e n e que tener una b a j a impedancia, enton
ce.i cada e l e c t r o d o ee comparada con e l de r e f e r e n c i a , e l meto
do de medición d e s c r i t o en
(9)
e s bastante aceptable teniendo
en
cuenta e l modelo en que ee d e s a r r o l l a .
Cuidando
l o s aspectos antes mencionados eliminemos parte del
ruido pero aun tsnemos l e a l t a frecuencia, l a i n t e r f e r e n c i a
de
l a l i n e a
‘ 6 0
”Z),
y
s i
e l p a c i e n t e se encuentra en quiroiano
hay
que e l i m i n a r l a i n t e r f e r e n c i a provocada
p r r
l o s d i s t i n t o s
instrumentos e l e c t r o n i c o s a p l i c a d o s simultaneaasnte a l pacien
t e , l o s mismo
se,
t i e n e que tomar en cuenta que s i l l e g a una
paciente embarazada y e s necesario toma un
CCG, nos va a a f e c
.
..movimientos d e l mismo.
A
continusci6n presentamos dos métodos para pod-r e l i m i n a r
e-
t e t i p o de i n t e r f e r e n c i a .
ITICIUDCI DE
AIStARlIENTü ISGELECTRTCO.
La forma de onda generada por e l corazdn pueda v e r s e en 1 8
C i
gura uno, genera
una
onda
P ,
un
complejo
7RS
y una onda
T
el
método c o n s i s t e
en
a i s l a r un i n t e r v a l o I l a =do
i s o e l d c t r i c o
que corre.sponde a l a duracidn en tiempo de l a r e p o l a r i z a c i d n
d e l
muscuio cardiac0
e l
caul decaé c a s i a cero.
n
i n t e r v a l o
s e extiende aproximadamente despuds d e l paso de l e onda
T
has
t!a qui, sucede
l a
s i g u i e n t e onda
P ,
s i n embargo en algunos pa
c i e n t e s aparece l a onda
U
paro
esto no e s muy común, e s c o se
debe a que en e s t e i n t e r v a l o f a a c t i v i d a d e l e c t r i c a del cofa
z6n
es
muy
pequeña, s i
se
procede a medir
l a
forms de onda de
diirant- e l periodo i s o e l e c t r i c o , e n e s t e c o r t o tiempo l a forma
de onda presenta e l ruido y l a s fuentes de i n & e r f e r e n c i a , do
e s t a manera separamos e l spgmento que contiene l a s c a r s c t e r i s
t i c a s d e l ruido y l a i n t e r f e r e n c i a que a l t e r a l a forma de onda
delECG para poder e l i m i n a r l a .
Una primera aproximacidn de
l a
s g l i d a de e s t e i n t e r v a l o e s que
e'
reposo d e l musciilo e s q u e l e t i c o e s tomado como una v a r i a b l e
e s t a c i o n a r i a y
como
una fuente de ruido.0n paremetro e s t a t i c o
es e l ruido
de
60
Hz
provocado por l a l i n e a , que e s l a i n t s r f s
rencia que siempre e s t a presente
y
tambien puede considerarse
como e s t a c i o n a r i s .
Las c a r a c t e r i s t i c a s de l a forma de onda medida durant- e l p o r i a
do
i s o e l e c t r i c o , e s t a l i b r e de l a a c t i v i d a d c a r d i a c a , por
l o
cual
se
usa para determinar e l espectro
y
los parametros espe
ciaXes del ruido
y
los
componentes de i n t e r f e r e n c i a
(7).
s i
tomamos
X ( t )
y
V r t ) como c o n s t a n t e s r e a l e s de f u n c i o n e s es
t a c i o n a r i a s y
m u e s t r a de l a onda,
y
l a d e n s i d a d d e l e s p e c t r o como
Exxrf)
G v v ( f )
se a x p r e s a n como:
y
V n son l a s f u n c i o n e s c o r r e s p o n d i e n t e s a l a
y
-
-
-
-
G x x ( f ) = S x ( f ) * s x f ' f )
Y
-
donde
'jX(f)
y
Cv(f)
son t r a n s f o r m a d a s de F o u r i e r d i s c r e t a s de
l a forma d- onda de 1 s m u s s t r a
Xn
y
Vn
.
E s t a s f u n c i o n e s son usadas p a r a e n c o n t r a r
e l
e s p e c t r o c a r a c t e
r f s t i c o de
l a
s e ñ a l d e l r u i d o
y
l a s
componentes de l a i n t e r f a
r e n c i a .
L a
m a g n i t u d de e s t a f u n c i d n c0herent.e e s t a expresada
como:
de donde
y
G u v ( f )
r e p r e s e n t a una f u n c i ó n
d-
onda c o m p l e j a de
l a
m u e s t r a
ds l a onda
Xn
y
V n
E l
a n a l i s i s de e s t e e s t u d i o f u e hecho
p o r
una computadora
u n i
vac
1108,
tomando e n c u e n t a
l a
f u n c i ó n de t r a n s f e r e n c i a d e l
cuerpo.
mETi7On O r
ADAP'ACION
DEL
RtJI?O.
E s t e es un metodo mas genere1 que puede a p l i c a r s e en c u a l q u i e r
s i t u a c i o n en
l a
oue se e n c u e n t r e e l p a c i e n t e , ~ 7 i m i n a n d o
I a ma
y o r p a r t e d e l r u i d o
y
l a i n t e r f e r e n c i a provocads p o r c u a l q u i e r
i n s t r u m e n t o e l e c t r o q u i r u r g i c o e m p l e a d o l l 0 ) .
E s t e metodo c o n s i s t e en h a c e r una e s t i m a c i o n de l a s e ñ a l adap
t a n d o e l r u i d o
y
p a s a r l a p o r u n f i j t r o p a r a s u p r i m i r
e'
r u i d o
.
I
, -
r..
.
.
que vien-? montado en l a señal de
ECG,
eliminando de paso par
t e de l a a l t a frecuencia no deseada!
En
l a f i g u r a
5
se muestra un diagrama a bloques
de
como proce
s a r i s señal antes de u s a r e l metodo para c a n c e l a r e l ruido.
Se basa en tener dos e l e c t r o d o s correspondiente. a
I P
tome d e l
FCG,
y dos e l - c t r o d o s de r e f e r e n c i a , Las entradas corresponden,
una a
l a
entrada p r i m a r i a que e s l a que contiene ‘ a señal y e l
ruido y una entrada de r e f e r e n c i a que contiene s o l o e l ruido
y
l a i n t e r f e r a n c i i . T a n t 0 l a entrada
primaria
como l a de r e f e
r e n c i a son f i l t r a d a s
en
un f i l t r o pasivo, es d e c i r que no t i e
ne ganancia,^ e s a u i donde se presenta una a l t a impedancia
p o r
l a carga de l o s e l e c t r o d o s
y
l a p i e l d e l p a c i - n t e , e s t e f i l t r o
e s con
el
f i n
de eliminar l a c-pa gruesa de radiofrecitencia que
e s generada por
l a
i n t e r f e r e n c i a de argun instrumento e l e c t r o
q u i r u r g i c o , después ambas entradas son pasadas a un f i l t r o ac
t i v o , es d e c i r s e f i l t r a
l a señal
en un
rango deseado y se l e
da una ganancia
a
l a señal seleccionada. Despuns
lo-
dos
88-ñ a l e s son pasados por
u n
acoplador optico con e l f i n de der a i s
lamiento entre
1 0 s
demás c i r c u i t o s
y
e l paciente, s s i
como
pro
t e g e r a l instrumento de una sobrecarga s i e s que en c u a l q u i e r
i n s t a n t e s e desea a p l i c a r c u a l q u i e r instrumento por e ? cui1
cir
c u l e mucha c o r r i e n t e .
Una vez hecho e s t o en ambas entradas l a
sdñsl
queda l i s t . para
s e r acoplada y c a n c e l a r e l r u i d o de ’ a sntrads primaria, e l s i s
tema que se encuentra encerrado por l a l h e a punteada e s e l que
se encarga de e l i m i n a r toda c l a s e de i n e r f e r e n c i a .
La
combinación de l a señal
y
el
ruido 5
mo
forma l a entrada
primaria mientras que l a entrada de r e f e r n c i a
Nl
e s f i l t r a d o
da
em
r e s t a d a de l a entrad$ primaria y produce un sistema de
db
s a l i d a :
2 = 5 + A o
-
Y
dbnde
Y=Wo
ruido.
Teoricamente
es
p o s i b l e p r o d u c i r
un
f i l t r o capaz &e cambiar N,
en N o ,
s i n embargo no s e
logra
sino
se
hace una aproximación,
e s t e f i l t r o adaptativo e s ajustado según l o s impulsos que l l e
gan
da
. l a s á l i d a .
El
problema de c a n c e l a r e l
r u i d o
e s bastante complejo y se
re
c u r r e a l a s soluciones propuesta.;
por
''feiner
(7)
que considera
a l a s entradas como e s o c a s t i c a s y e s t a c i o n a r i a s , s i n embargo
s o l o
s e l o g r a una buena aproximación para e l f i l t r o de "llener
considerando además l a s s a l i d a y entradad
de
l a señal como
d i s
c r e t a s en
ei
tiempo p o r l o ,
que
tendremos que l a señal de e r r o r
e s :
y
.?=Y
en e l caso en que l a señal e s t e l i b r e d e l
m t o n c e s e l
f i l t r o
es l i n e a l
y
e s t a diseñado para
u n
minimo e r r o r
Ei
iinico prnblema que puede presentarse es que l a entrada de
r e f e r e n c i a
que
contiene a l ruido sea de
u n
b a j o n i v e l , en
este
caso no
se p r o d r i a hacer l a r e s t a ,
p e r o
afOr+unadamente e x i s t e
p a r a e s t e caso o t r a de l a s soluciones de 'Jiener
( 7 ) .
E l
f i l t r a
que
se usa para adaptar
el
ruido es un f i l t r o pesa
a l t a s con e l
f i n
de eliminar l a s b a j a s
en l a entrada primaria.
C A N C E L A C I D V
7E
L 4
INTE?FERENCI
17K
L O S
Este
es un
problema que se presenta en
t o s
üiomedicos.
f r e c u e n c i a s y e l d r i f t
60
Hz
.
todo
t i p mde instrumen
€ste metodo a n a l i z a v a r i a s causas de i n t e r f e r e n c i a en suma con
l o s
60
Hz de l a Ifinaa, incluyendo l a induccion electromaaneti
c a ,
el
d e s p l a z a m i e n t o d e c o r r i e n t r s en
l a s
d e r i v a c i o n e s o en
e l c u e r p o riel p a c i e n t e , a s i , como l a s i m p e r f e c c i o n e s
en
l a s
i n
t e r c o n s c x i o n e s
en e l
equipo.
Se usa
u n f i l t r o a d a p t a t i w o p a r a c a n c e l a r
el
r u i d o
(
f i g u r a
5 )
L a e n t r a d a p r i m a r i a
e s
tomada d e l p r e a m p l i f i c a d o r
de
ECG.
E l
f i l t r o
a d a p t a t i w o c o n t i e n e
dos v a r i a b l e s d-
p e s o ,
una
oue
se
a p l i c a d i r e c t a m e n t e a l a e n t r a d a de
referencia
y
o t r a a
u n
d e
f a s a d o r db
9 0
g r a d o
.
Los
d - s p e s o s
son
sumados a
le
s a l i d a d e l
f i l t r o
y
m s t a d o s d e l a e n t r a d a p r i m a r i a .
S e l ? c c i o n a n d o I a s c o m b i n a c i o n e s
d e
l o s
v a l o r e s
en
l o s
p e s o s
p e r
m i t e
que
l a forma de onda
de
r e f e r e n c i a pueda
ser
caraada
en
maqnitud y f a s e p o r
muchos
caminos para
su
c a n c e l a c i 6 n .
L a s
dos v a r i a h l e s d e
peso
(
Dd e
dos g r a d o s de l i b e r t a d
'
s o n
a p r o p i d o s par?
cancelar
l a pura forma
d e
l a s e n o i d e
r7).El
a l q o r i t m o adaptado
LF'3
es
un
f i l t r o d i q i t a l
que
esta compues
t o p o r una l í n e a de r e t r a r e
-que
s e
a j u s t a
seqún
toman v a l o r e s
l a s v a r i a b l e s d e p e s o , y l a r e s p u - s t a d e l i m p u l s o es c o n t r o l a
da p o r
un
a l p o r i t m o
con
el
f i n d e c o r r e q i r ,
wsee
a l q o r i t m o ,
ti
PO
LiY5
e s t a basado
en
una formula de t e o r i a e s t a d i s t , i c a de adap
t a c i d n
y
ha dado buenos r e s u y t a d o s d u r a n t e
más
de
1 5
aRos, e1
a n a l i s i s d e l f i l t r o a d a p t a t i v o
es
d e s a r r o l l a d o c o n s i d e r a n d o
u
na combinacidn l i n e a l adaptada.
L a s e n t r a d a s
ocurren
simultaneamente
en
u n
t i e m p o d i s c r e t o ,
y
l a s
J-iesimas e n t r a d a s
son
c o n s i d e r a d a s como v e c + o r e s
en:
T
Xn
j
x
.,...
Xij,"..
x y (
x
lj
'
2 3
L o s
p e s o s
son d e s i g n a d o s
en
un v e c t o r
17t
=(
171,T2,...-,.
.
..yn)
y
l a sJ - i e s i m a s s a l i d a - son:
~ . . .I_ . ., . " . . ..
.
ll."l.Est0 q u i e r e d e c i r quo pod-mos t e n e r c u a l q u i r r números de entra
das. E l d e s a r r o l l o d e l algoritmo
LPTS
(11) s e es+ima
a
p a r t i r
de l o s gradfentes:
dbnde l a es+imacibn d e l gradiente s e toma como
.
y
entonces e l
alooritmo
se
expresa corno:
“lj
+
2UE
x
j
1=
j j
1’1
