Resumen ECG

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15 – ELECTROCARDIOGRAPHY – CHAN 
Servicios de diagnóstico: instrumentación para adquirir y analizar parámetros fisiológicos
Electrocardiografía: Monitorear y analizar el estado del corazón mediante la recolección y evaluación del potencial eléctrico generado por las actividades cardíacas.
Electrocardiograma: grabación del potencial eléctrico cardíaco en función del tiempo. es la diferencia de potencial medida en función del tiempo, desde la proyección del vector cardíaco en una dirección según la ubicación del par de electrodos.
El ECG proporciona información valiosa sobre una amplia gama de trastornos cardíacos, como la presencia de una parte inactiva (infarto) o un agrandamiento (hipertrofia cardíaca) del músculo cardíaco. Los electrocardiógrafos se utilizan en laboratorios de cateterismo, unidades de cuidados coronarios y para aplicaciones diagnósticas rutinarias en cardiología.
Primer ECG de uso clínico en 1920.
Los nodos son células del musculo cardiaco (Cardiomiocitos) especializados.
Nodo sinoatrial (SA) – marcapasos natural, crea el impulso eléctrico y este viaja a través de las aurículas o atrios haciendo que se contraigan y la sangre pase a los ventrículos a través de las válvulas atrio ventriculares, el impulso eléctrico llega hasta el nodo atrio ventricular (AV) encargado de retrasar el impulso 100 ms para evitar que aurículas y ventrículos se contraigan al tiempo (maximiza el rendimiento de la contracción cardiaca). Luego el impulso recorre el Haz de His dividido en rama izquierda y derecha, para después recorrer las fibras de Purkinje distribuidas en las paredes internas de los ventrículos, causando su contracción.
Ventrículo derecho – pulmones
Ventrículo izquierdo – resto del cuerpo
La polarización y despolarización coordinada de las cell musculares cardiacas producen una corriente eléctrica que se extiende a todo el cuerpo, lo que genera diferencias de potencial en distintos puntos. 
Como hay muchas fibras contrayéndose y relajándose en tiempos ligeramente distintos durante el ciclo cardiaco, esos potenciales eléctricos forman un vector cardiaco de magnitud cambiante que se mueve en 3 dimensiones con el tiempo. La diferencia de potencial medida por un par de electrodos de superficie es una proyección del vector cardiaco sobre la línea que une los dos electrodos.
ECG de superficie (electrodos de superficie) 
Iintervalo PQ o PR: Tiempo transcurrido desde que inicia la contracción auricular hasta que inicia la contracción ventricular
La relajación de las aurículas no se visualiza ya que sucede al mismo tiempo que la despolarización ventricular (complejo QRS), cuya amplitud opaca la actividad eléctrica de repolarización de los atrios.
Amplitud onda R = 0.4 – 4 mV, comúnmente 1 mV con una frecuencia de 60 bpm
b) PVC: contracción ventricular prematura a causa de focos ectópicos.
Los focos ectópicos ocurren cuando las células del miocardio ubicadas fuera del nodo SA se hacen cargo de la función normal del marcapasos del nodo SA volviéndose inusualmente "automáticas".
c) Movimiento errático del corazón, cada fibra se contrae y relaja a su propio ritmo, impidiendo que el corazón bombee sangre
ECG de diagnóstico vs. ECG de monitoreo:
1. El ancho de banda del ECG de diagnóstico (p. Ej., De 0,05 Hz a 150 Hz) es más amplio que el de monitorización de ECG (por ejemplo, 0,5 Hz a 40 Hz).
2. Hay más derivaciones (proyección del vector cardíaco) tomadas simultáneamente en el ECG de diagnóstico que en el ECG de monitorización.
ECG de monitoreo provee la siguiente información:
· Early warning signs of more major arrhythmias that may follow. 
· Immediate detection of potentially fatal arrhythmia by means of alarms. 
· Feedback on the effectiveness of a treatment intervention 
· Correlation between cardiac rhythm and treatment variables 
· Permanent record of ECG waveform on a routine basis 
Cuando se debe controlar el ECG de un paciente ambulatorio durante un período prolongado de tiempo, se utiliza un ECG ambulatorio (o, a veces, llamado ECG Holter): pequeña máquina de ECG con una grabadora de cinta magnética incorporada o una memoria semiconductora.
CONFIGURACIÓN DE ELECTRODOS (DERIVACIONES)
Se conectan electrodos al brazo izquierdo, derecho y pierna izquierda, la proyección del vector obtenida dependerá de que par de electrodos sean las entradas del amplificador operacional (de dicha conexión surge las derivaciones). 
El vector cardiaco puede ser aproximado a través de estas 3 proyecciones mediante el triángulo de Einthoven. El ECG medido a partir de cualquiera de las tres derivaciones básicas es un componente unidimensional y variable en el tiempo del vector. Einthoven propuso que el campo eléctrico del corazón podría representarse diagramáticamente como un triángulo, con el corazón idealmente situado en el centro. 
 Derivación 2
Derivación 3
Derivación 1
En todas las derivaciones bipolares, la onda R es positiva, esta posee una mayor magnitud en la derivación 2
Si el potencial es medido entre una extremidad y el promedio de las otras 2 se le denomina derivación de extremidad aumentada (aVR – aVL – aVF).
aVF – extremidad aumentada es el pie (Foot)
Resistores de igual valor
DERIVACIONES DE PLANO FRONTAL: derivaciones 1, 2, 3 (bipolares o de Einthoven); aVR, aVL, aVF (unipolares aumentadas). Representan la proyección tridimensional del vector cardiaco en las dos dimensiones del plano frontal. Para una reconstrucción completa del vector cardiaco se requiere la proyección en otro plano:
DERIVACIONES PRECORDIALES: Proyección del vector cardiaco en el plano transversal. Se mide el potencial de cada uno de los electrodos torácicos con respecto al promedio de los tres electrodos de las extremidades (por lo que a veces se denominan derivaciones unipolares).Resistores de igual valor
** Las 6 derivaciones frontales junto con las 6 precordiales forman el ECG de 12 derivaciones.
*** Muy a menudo, el voltaje de las derivaciones bipolares mostrará cambios más pequeños que cualquiera de los potenciales de forma individual (cada electrodo), tomándolos individualmente se obtendrá una mejor sensibilidad, además, si el electrodo se coloca en el pecho cerca del corazón, se pueden detectar potenciales más altos que los normalmente disponibles en las extremidades.
RELACIONES MATEMÁTICAS
Derivación I = diferencia de potencial entre brazo izq. y der. = Vla – Vra
D I + D III = (Vla – Vra) + (Vll – Vla) = D II (la suma de dos derivaciones da como resultado la tercera restante).
Precordiales (n va de 1 a 6 dependiendo del electrodo que esté tomando):
Extremidad aumentada:
 
aVR = - (D II + D I) / 2 -----> - PROMEDIO DE LAS DOS QUE CONTIENEN ESA EXTREMIDAD 
RED DE WILSON
R = 10k
R1 = 15k
Dada las ecuaciones que representan esos puntos específicos de la red de Wilson (V-, VR-, VF-, VL-) estos pueden ser empleados como referencia negativa para medir para medir derivaciones precordiales (V-) y aumentadas (los otros puntos). Evita reconectar electrodos durante la medición
La implementación en un ECG de un solo canal viene dada por el siguiente diagrama, se denomina así porque solo una derivación puede ser medida al tiempo. Un ECG completamente digital podría eliminar la red de Wilson, las señales se derivan matemáticamente de los potenciales eléctricos de cada electrodo, utilizando las ecuaciones vistas (relaciones matemáticas), además se requeriría un OpAmp por cada derivación que se desee medir al tiempo (un ECG que tiene 3 OpAmp permite medir DI, aVR y una precordial al tiempo). Otra forma de mostrar varias derivaciones a la vez es realizar un muestreo intercalado a gran velocidad con ayuda de los multiplexores, dada la velocidad cuando se gráfica no se alcanza a notar espacios en la señal. Otra ventaja de la grabación multicanal es que las formas de onda se graban simultáneamente y se pueden mostrar en su relación temporal adecuada con respecto a los demás.
*** En ECG diagnostico se emplean también otras técnicas como derivación esofágica: se introduce un electrodo por el esófago de modoque esté más cerca del corazón, este va referenciado con respecto al promedio de los 3 electrodos de las extremidades.
VECTORCARDIOGRAMA
EL vector cardiaco cambia en magnitud y dirección a medida que el impulso eléctrico recorre el miocardio, un vector cardiograma representa estos cambios en función del tiempo durante el ciclo cardiaco.
Proyección en el plano frontal del vector cardiaco en 5 instantes de tiempo durante el complejo QRS 
El vector en t1 es cero, representa el reposo antes de que el ventrículo empiece a contraerse. Cuando la corriente comienza a fluir hacia el ápex del corazón, contrayendo el ventrículo, el vector cardíaco comienza a crecer en magnitud y a cambiar de dirección. La forma elíptica formada por el recorrido del vector cardiaco durante el complejo QRS se denomina QRS-vectorcardiograma. Un lazo más pequeño forma el T-vectorcardiograma el cual aparece 0.25 seg después del de QRS. Un lazo aún más pequeño (dada la magnitud de la onda) forma el P-vectorcardiograma durante la despolarización de los atrios. 
DIAGRAMA DE BLOQUES ECG
Protección para desfibrilación: Los tubos de descarga de gas y los diodos de silicio se utilizan como protección para evitar que la descarga de desfibrilación de alto voltaje dañe los componentes electrónicos sensibles.
Lead-Off detector: Cuando un electrodo no está conectado aparecerá en pantalla una línea plana junto con un ruido, lo que puede malinterpretarse como Asistole. Para evitarlo se conecta una resistencia muy grande entre la alimentación y el cable del electrodo, si alguno se desconecta el amplificador se satura (queda conectado a VCC) generando una alerta.
 
Preamplificador: amplifica la señal tan pequeña (0.1 a 4 mV) antes de que sea contaminada por ruido electromagnético, por lo que debe estar lo más cerca al paciente (de las primeras etapas del cto).
Lead selector: Selecciona la derivación a proyectar o grabar. En uno multicanal puede configurar la secuencia o formato en la que serás proyectadas.
Amplificador: permite controlar el tamaño de la onda ECG, también llamado SIZE – GANANCIA – SENSIBILIDAD, por lo general es de 5, 10 o 20 mm/mV
Circuito de pierna derecha: elimina el ruido en modo común para evitar que enmascare la señal ECG.
Pulso de calibración: Se aplica un impulso de 1 mV a la entrada del ECG, la cual aparece en pantalla indicando que funciona bien y tiene la ganancia suficiente para proyectar la señal.
Aislamiento de la señal: reduce las corrientes de fuga electrodo – paciente, evitando riesgo de micro choque. Compuesto por un modulador de FM, un optoaislador y un demodulador.
Filtro: Ancho de banda de ECG diagnostico = 0.05 a 150 Hz (info más precisa). Ancho de banda de ECG monitoreo = 1 a 40 Hz (reconocer arritmias comunes y eliminar ruido). El sistema cuenta con filtros pasa bajas y pasa altas que permiten seleccionar el ancho de banda deseado, también se puede activar el filtro de Notch contra el ruido de la red eléctrica.
Procesamiento de la señal: Puede abarcar desde una simple detección de frecuencia cardíaca hasta un sofisticado análisis y clasificación de arritmias, los más comunes son:
· Detección de frecuencia cardiaca y alarma
· Detección de pulso de marcapasos
· Medición de onda (intervalo PR, duración QRS, etc.)
· Análisis y clasificación de arritmias
· Diagnostico e interpretación
Grabadora o pantalla: Permite ajustar la velocidad con la que se imprime/transmite en pantalla la onda (12.5, 25, and 50 mm/s), el formato en el que se presenta la info: 3X4 +3R: las 12 derivaciones de ECG se muestran en tres filas de 4 derivaciones de ECG (cada derivación se muestra durante 2,5 segundos), además, se muestran tres derivaciones seleccionadas por el usuario durante 10 segundos completos.
ESPECIFICACIONES TIPICAS
• Input channels: simultaneous acquisition of up to 12 ECG leads
• Frequency response: –3dB @ 0.01 to 105 Hz
• CMRR: >110 dB
• Input impedance: >50 MΩ
• A/D conversion: 12 bits
• Sampling rate: 2,000 samples/sec per channel
• Writer type: thermal digital dot array with 200 dots per inch vertical resolution
• Writer speed: 1, 5, 25, and 50 mm/sec, user selectable
• Sensitivities: 2.5, 5, 10, and 20 mm/mV, user selectable
• Printout formats: 3, 4, 5, 6, and 12 channels, user selectable channel and lead configurations
• Dimensions: 200 (H) X 40 (W) X 76 (D) cm
• Power requirements: 90 VAC to 260 VAC, 50 or 60 Hz
• Certifications: IEC 601
PROBLEMAS COMUNES
 Artefactos por problemas con los electrodos:
· Posición inapropiada
· Perdida de contacto
· Se secó el gel del electrodo
· Mala conexión entre electrodo y cable
· Fallo en la preparación del paciente (limpiar-rasurar)
· Latiguillos o cable troncal roto
Artefactos por interferencia fisiológica:
· Contracción muscular
· Respiración
· Movimiento del paciente
· Contracción involuntaria (temblor)
Artefactos por interferencia externa:
· Interferencia a 60 Hz de la red eléctrica (ruido en modo común) – por lo general se da debido a que al equipo está mal aterrizado a tierra o hay un electrodo desconectado. Esta interferencia puede deberse al efecto de la corriente alterna en el paciente o a campos de corriente alterna debido a enredos en el cable del paciente. Otras causas de interferencia son los contactos sueltos en el cable del paciente, así como los electrodos sucios. Esta señal de modo común se puede reducir sustancialmente mediante el uso de un buen amplificador de instrumentación con una gran relación de rechazo de modo común.
· Radiación electromagnética de otro equipo (500 KHz), por ejemplo, reguladores de conmutación o unidades electro quirúrgicas, emiten ruido electromagnético (EMI) en el área circundante; pueden ser de baja o alta frecuencia. EMI puede irradiar, así como conducir a través de cables o conexiones de conductores. Por ejemplo, los armónicos de alta frecuencia de las fuentes de alimentación de conmutación se pueden transmitir a través de la red eléctrica a otros equipos, del mismo modo se puede transmitir conmutación transitoria puede causar daños a los componentes electrónicos.
· Interferencia conductiva de la alimentación o tierra
· Interferencia de otros equipos conectados al paciente
· Fluctuaciones o interrupción de la alimentación
Según Khandpur, se debe a un establecimiento relativamente lento del equilibrio electroquímico en la interfaz electrodo-piel. Esto se puede minimizar seleccionando el material apropiado del electrodo, que alcanzará el equilibrio rápidamente con un buen gel del electrodo.
Reduce con filtro de Notch y agrupando los cables de conexión
A causa de contracción muscular, reduce si el paciente esta relajado
Mal contacto, fallo en la preparación de la piel, gel conductor seco, movimiento del paciente, respiración
Mal contacto, fallo en la preparación de la piel o gel conductor seco
La interferencia y el ruido se definen simplemente como cualquier señal que no sea la señal deseada. En las mediciones fisiológicas de señales, hay dos fuentes diferentes de ruido e interferencia:
1. Fuentes artificiales procedentes del entorno circundante, como la interferencia electromagnética o el movimiento mecánico. Por ejemplo, los artefactos en una tira de ECG causados por iluminación fluorescente o voltajes de alimentación sin protección se consideran interferencia artificial. 
2. Fuentes de señales biológicas naturales del paciente. Por ejemplo, en la medición del ECG, cualquier señal distinta del ECG que surja de otros biopotenciales del cuerpo se considera ruido natural. Estos incluyen el artefacto muscular del paciente o la actividad eléctrica del cerebro. Mientras que la actividad cerebral es ruido cuando se mide el ECG, la señal de ECG se considera ruido cuando se mide la onda cerebral (EEG).
CLASE ECG PROFE
El ECG diagnostica la actividad eléctrica del corazón mediante la medición de biopotenciales
Importancia para los biomédicos:
· Nos ayuda a conocer el funcionamiento eléctrico del corazón (un órgano vital)
· Principio de funcionamiento básico para otras técnicas, comparte característicascon EEG, EMG, EOG, etc.
· Uso extendido en hospital y en el hogar.
· Hace parte de muchos equipos (monitores de signos vitales, electrocardiógrafos, desfibriladores, sys para medir frecuencia cardiaca).
PACIENTE
Nodo sinoatrial (SA) – marcapasos natural, crea el impulso eléctrico y este viaja a través de las aurículas o atrios haciendo que se contraigan y la sangre pase a los ventrículos a través de las válvulas atrio ventriculares, el impulso eléctrico llega hasta el nodo atrio ventricular (AV) encargado de retrasar el impulso 100 ms para evitar que aurículas y ventrículos se contraigan al tiempo (maximiza el rendimiento de la contracción cardiaca). Luego el impulso recorre el Haz de His dividido en rama izquierda y derecha, para después recorrer las fibras de Purkinje distribuidas en las paredes internas de los ventrículos, causando su contracción.
La sangre desoxigenada ingresa al corazón por la vena cava superior e inferior a la aurícula derecha, pasa al ventrículo derecho y posteriormente a la arteria pulmonar para que se oxigene. Una vez oxigenada la sangre retorna al corazón por 4 venas pulmonares e ingresa a la aurícula izquierda, pasa por el ventrículo izquierdo y sale por la aorta hacia el resto del cuerpo.
Los ventrículos son mucho más potentes que las aurículas, por lo que una falla en ellos es más grave (se corre riesgo de desincronizaciones y problemas con el flujo de la sangre)
 
Se puede variar la escala horizontal (25 mm/sec) a fin de contraer la imagen para ver mas latidos en una hoja o ampliarla para ver pocos latidos pero con mucho más detalle (identificar diferencias entre las ondas). 
DERIVACIONES
VECTOR ELECTRICO CARDIACO: sumatoria de los potenciales de activación de las diversas células excitables que hay en el corazón, se excitan en diferentes momentos a medida que el estímulo eléctrico recorre el corazón, por lo que el vector cambia constantemente de magnitud y dirección en las 3 dimensiones del espacio.
Las derivaciones son proyecciones del vector eléctrico cardiaco. Las proyecciones en cada uno de los instantes de tiempo sobre distintos ejes dan origen a los valores de las derivaciones en el ECG (eje x = tiempo, eje y = proyección sobre dicho eje en ese instante de tiempo).
En el plano frontal se encuentran las bipolares (I, II, III) y las unipolares aumentadas (aVR – polo positivo RA, aVL – polo positivo LA, aVF – polo positivo Foot). Las derivaciones de plano axial corresponden a un corte transversal sobre el cual se dan las proyecciones de V1 a V6 (precordiales).
MÉDICO – ANÁLISIS DE ARRITMIAS (frecuencia cardiaca común entre 60 y 100)
Las arritmias más comunes son la taquicardia (ansiosos, haciendo ejercicio, ondas R cercanas), bradicardia (relajación o deportistas de alto rendimiento que con menos esfuerzo bombean gran cantidad de sangre, ondas R más lejanas), contracciones auriculares prematuras (también llamada extrasístole, se pueden tener hasta 70 diarias - 2 latidos muy seguidos pero el siguiente latido se demora bastante), que pueden ser normales acorde a la situación; hay otras que si son indicadoras de enfermedades:
· Aleteo auricular: Se observan como 2 aletas en la gráfica, la frecuencia cardiaca se vuelve irregular, algo similar a lo que sucede en la fibrilación auricular.
· Taquicardia supraventricular: QRS más cortos y un poco de distorsión en la onda T.
· Taquicardia ventricular: Se observa un ritmo pero las formas de onda están perdidas, solo se observa una gran contracción ventricular.
· Contracción ventricular prematura: da lugar a desviaciones más grandes, el segmento ST se distorsiona
· Asistolia: línea isoeléctrica, carencia de actividad cardiaca. Se hace RCP, se aplican drogas (adrenalina) para reactivar el corazón.
· Fibrilación auricular: Desorden en el ritmo del corazón, latidos más rápidos que otros y no se visualizan bien las ondas P y T. La distancia entre las ondas R no es constante, algunos están muy cercanos y otros muy lejanos, indicando que la frecuencia cardiaca es irregular.
· Fibrilación ventricular: Desorden completo en la actividad de los ventrículos, el corazón no bombea bien la sangre por lo que no hay buen transporte de oxígeno. En ese momento se procede a desfibrilar.
· Bloqueos del has de His
· Latidos fusionados
Puede haber patologías auriculares o ventriculares, las ventriculares son más graves porque los ventrículos son más grandes, mueven mayor cantidad de volumen de sangre, son los principales encargados de que la sangre sea expulsada con la suficiente fuerza como para que alcance todos los órgano. Si las aurículas funcionan mal los ventrículos intentan compensarlo
EQUIPOS
El ECG siempre tendrá aislada la parte esencial para la adquisición de la señal del resto del equipo (control y procesamiento).
Electrodos: Tienen diferente codificación de colores acorde a la comisión internacional europea o la american heart association.
Monitoreo y pruebas de estrés se ponen los electrodos sobre el tórax (notación de la AHA)
Formas de poner los electrodos:
· Mason-Likar: Hay 10 electrodos que nos permiten ver 12 derivaciones.
· Frak: Configuración tridimensional
· EASI: Menos electrodos pero implica diversos cálculos matemáticos y los resultados solo son aproximaciones (se usan 4 electrodos).
*** Los electrodos pueden ser de plata, cloruro de plata u otros materiales dependiendo de la aplicación, el gel conductor tiene solución salina y otros elementos que lo hacen más denso.
*** Convierten las corrientes iónicas en corrientes eléctricas, lo que ocurre gracias a una reacción de oxido-reducción (la reacción de unos iones con la plata libera electrones) en las capas del electrodo.
*** El electrodo y las diversas capas de la piel tienen un funcionamiento similar a un cto RC, por lo que su funcionamiento (impedancia) se ve alterado por la frecuencia. A mayor frecuencia tienden a comportarse como un cortocircuito, a menor frecuencia tienden a circuito abierto, por eso se debe trabajar en un rango pequeño de frecuencias donde la respuesta sea similar (no más de 120 Hz).
 Tipo caimán, para extremidades - reutilizables
Monitoreo, pruebas de esfuerzo, Holter, conexión a desfibrilador
Para precordiales - reutilizables
Común para pruebas de esfuerzo
latiguillos
electrodos
Los electrodos reutilizables se utilizan comúnmente para ECG de diagnóstico, los tipo caimán se emplean en las extremidades, las ventosas se ubican en el tórax para las derivaciones precordiales. Ambos son conectados con latiguillos de banana.
Cable paciente o cable troncal: Puede tener varios canales, lo que permite ver más derivaciones. En un electrocardiógrafo los cables y los electrodos van unidos, pero en los monitores, dado el movimiento del paciente, el cable troncal se separa de los latiguillos, por lo que pueden ser reemplazados sin dañar el cable troncal. 
Permite ver bipolares, aumentadas y una precordial, algunas de estas en simultaneo
Permite ver las 12 derivaciones (solo 10 latiguillos dado que varias derivaciones se toman con respecto al promedio de otras)
Se pueden ver las 3 derivaciones bipolares pero solo una a la vez, pues el tercer cable es el de retorno
*** El cable troncal tiene una parte en el centro en la que quedan bastante cerca los cables, en esa parte se ponen unas placas que sirven como blindaje o aislamiento contra la interferencia
Protección contra altas tenciones: Se requiere para evitar el daño al equipo cuando se desfibrila al paciente. Está compuesto por diodos supresores de voltaje transitorios, lámparas de neón o tubos de descarga de gas, cuando sube el voltaje ellos se ponen en corto y mandan la corriente a tierra; también posee resistencias altas que limitan la corriente de entrada y diodos Zener que regulan aún más los voltajes de entrada al equipo. Hay una sección de ctos RC que cortan las frecuencias altas (picos de sobre voltaje). Sin embargo, esta protección añade un nivel de ruido relativamente alto producto de la alta resistencia en cada cable conductor.Buffer de entrada (etapa de acople de impedancias): Son seguidores de tensión que evitan que se caiga el voltaje que se está capturado desde las derivaciones (la señal de entrada no llega con suficiente corriente como para mantener los voltajes a lo largo de todo el cto), esto gracias a la alta impedancia de entrada y baja impedancia de salida del OpAmp, la corriente de entrada no se disipa y la corriente de salida es provista por la fuente de alimentación. Se aplica a todos los electrodos menos RL.
Selector de derivaciones: Multiplexores que a partir de diversas señales de control permiten elegir que derivación mostrar, se intercala la medición para emplear menos componentes en la etapa de amplificación. Una forma de mostrar varias derivaciones a la vez es realizar un muestreo intercalado a gran velocidad con ayuda de los multiplexores, dada la velocidad cuando se gráfica no se alcanza a notar espacios en la señal. Si se desea monitorear continuamente las 12 derivaciones a la vez, resulta mejor opción colocar un amplificador por cada derivación y omitir el multiplexado.
Amplificador de instrumentación: Amplificador de biopotenciales INA128, el punto donde se toma el voltaje de modo común pasa a un buffer que va hacia el blindaje de los latiguillos para eliminar el ruido por corrientes parasitas capacitivas, después de este hay un inversor que va conectado a la pierna derecha, básicamente se cancela o resta el voltaje de modo común del OpAmp con el que se genera en las derivaciones a causa de las corrientes inducidas por el campo electromagnético, esto mejora considerablemente la señal.
El amplificador de instrumentación provee una etapa de preamplificación. 
Aislamiento eléctrico del paciente (AEP): Protege al PACIENTE de altas tensiones y corrientes de fuga (deben ser menores a 10 uA), por eso se aíslan las 2 secciones del equipo. Está compuesta por amplificadores de aislamiento que pueden ser capacitivos, inductivos (con transformadores – pasa voltaje de un lado a otro sin necesidad de que haya circulación de corriente) u ópticos (con optoacopladores compuestos por un led y un fotodiodo), estos impiden que circulen corrientes de un cto a otro incluso bajo altas tensiones. Las fuentes que alimentan el cto que va al paciente deben estar aisladas de las fuentes que alimentan el resto del equipo.
Según Khandpur, el aislamiento del circuito del paciente se obtiene mediante un transformador de baja capacitancia cuyo bobinado primario es impulsado por un oscilador de 100 kHz. El transformador secundario se utiliza para obtener una fuente de alimentación aislada de 6 V para el funcionamiento de los dispositivos en la porción aislada del circuito y para conducir el modulador síncrono a 100 kHz, que modula linealmente una señal de ECG dada a él.
Filtro pasa banda: Busca eliminar frecuencias por debajo de 0.05 para eliminar los ruidos por el movimiento del paciente, lo que genera movimiento de la línea de base (Una buena respuesta de baja frecuencia es esencial para garantizar la estabilidad de la línea de base). La respuesta de alta frecuencia es importante para varios factores como el aislamiento entre una señal útil de ECG de otras señales de origen biológico (potenciales miográficos). También se usa un filtro de Notch solo cuando la interferencia de la red eléctrica está muy marcada, pero se debe tener precaución ya que hay frecuencias alrededor de los 60 Hz propias de la señal que pueden verse afectadas, por lo que puede que ciertos componentes de la señal no se visualicen.
Detector de electrodo desconectado: Aparte de la forma descrita en el libro de Chan, se puede hacer a través de fuentes de corriente muy pequeñas que fluye por un electrodo y sale por el otro, si algún electrodo se suelta la corriente sale por RL y activa una alarma.
Cálculo de la frecuencia cardiaca: Se puede hacer digital o análogamente: Primero se filtra entre 5 y 25 Hz con el fin de tomar específicamente el QRS (que está a unos 10 Hz aprox.) y dejar de lado las otras frecuencias; posteriormente el derivador marca las pendientes de la señal, el complejo QRS (cambio repentino) genera una pendiente muy grade, la cual se compara con un umbral, cuando se supera el umbral el comparador va generando pulsos que son contados por un frecuencímetro, dependiendo de cuantos pulsos cuente se calcula la frecuencia cardiaca.
Amplificación: Se amplifica más el voltaje, seleccionado las resistencias pertinentes para la ganancia más adecuada, un conjunto de resistencias permite que esta ganancia sea variable, sin embargo, es muy difícil obtener un valor exacto, además generan cierta cantidad de ruido resistivo; para reducir ese ruido y aumentar la precisión se emplean los siguientes sistemas:
Amplificador de ganancia variable (programable - PGA): Es un integrado (genera menos ruido que elementos discretos y tiene más precisión). Por dentro posee resistencias de alta precisión que lo ayudan a generar distintos valores de ganancia, esta ganancia puede ser controlada digitalmente mediante unos bits.
Unidad de control: Se debe pasar antes por un procesamiento digital, que puede ser ADC + microcontrolador o ADC + DSP (que agiliza muchos de los procesos de procesamiento digital). 
DSP: Digital Signal Proccesor, permite realizar filtrado, detección QRS y otras funciones que implican procesamiento digital, lo hace más rápido, los procesos se implementan más fácil y eficientemente y a veces puede ejecutar varios procesos en paralelo.
Frecuencias del ECG: Cuando se pasa el ECG del dominio del tiempo al dominio de la frecuencia se observa que después de 40 Hz se disminuye significativamente la potencia de todas las señales, los artefactos por movimiento se encuentran a bajas frecuencias (0.05 – 2 Hz), los artefactos por ruido muscular esta distribuidos por todas las frecuencias pero son de baja magnitud.
Cuando aumenta la frecuencia cardiaca NO significa que toda la señal se contraiga de forma uniforme, lo que cambia principalmente es el tiempo entre la onda P y T, pueden haber pequeños cambios en la amplitud o tiempos de duración de algunas ondas, cambios de inclinación en los segmentos; cuando la frecuencia es demasiado alta se da una superposición de las ondas P y T.
ECG on a chip (AD8233): Ya contiene muchos de los componentes del ECG (ADC, ganancia programable, sensores de electrodo suelto, cto de pierna derecha, etc), permite inclusive hacer medición de temperatura o respiración. Ampliamente usados para IoT, para sensores que podemos llevar puestos todo el tiempo ya que es un diseño bastante compacto, permite prototipado rápido.
Una compañía específica crea las tarjetas (PCB) empleadas en los ECG, las vende a otras compañías y estás simplemente le ponen su logo, pero realmente todas manejan el mismo tipo de tarjetas OEM. 
Otras aplicaciones del ECG: 
· Vectorcardiograma: No es muy utilizado, es más para investigación.
· Holter ECG: Mide la actividad eléctrica del corazón dúrate 24 horas o más, es portátil y permite seguimiento para un mejor diagnóstico, se graban entre 3 y 7 derivaciones cuanto mucho.
· Pruebas de estrés: Se hace ejercicio en una banda sin fin, bicicleta, ergómetro o se acelera el corazón por medio de fármacos (dobutamina) y se realiza un ECG en esos instantes.
INGENIERO
Pruebas que se le aplican al equipo
· Simuladores paciente: PS-2240 y PS-420 en la UAO, permiten simular diversas arritmias y condiciones para probar el funcionamiento del ECG.
· Generadores de funciones u osciloscopios: Permiten hacerle varias pruebas al ECG, como la calibración de 1 mV (se aplica 1 mV constante y con el tiempo esa señal debe desaparecer al ser de 0 Hz). Prueba de rechazo en modo común aplicando el mismo nivel de tensión en todos los latiguillos y esa señal no se debe observar. Análisis de respuesta en frecuencia, que consiste en aplicar diversas frecuencias en las entradas (por debajo y encima de los límites de los filtros) y ver como se atenúan.
· Analizadores de seguridad eléctrica (clínica 1): Permite analizar las diversascondiciones de falla y ver que corrientes de fuga se generan.
BENEHEART R12
Todos los equipos deben contar con manual del operador (como usarlo) y manual de servicios (descripción a fondo con diagramas funcionales, esquemáticos de la parte eléctrica, problemas comunes, etc.)
El BENEHEART R12 se divide en varias partes. Físicamente hay unas partes pegadas a la carcasa superior como las tarjetas para la entrada y salida de datos, manejo del display y el teclado. Otra sección está compuesta por varias boards, entre ellas la ECG board donde realmente ocurre todo el proceso de adquisición, esta se encuentra aislada con respecto a la board principal y el resto de componentes, además está blindada por una carcasa metálica que la protege de interferencias.
También tiene módulos de control de temperatura que controlan la impresión, pues esta funciona con una cabeza térmica que se calienta, lo que causa que el papel térmico cambie de color y se pinte una línea negra. El equipo no requiere tinta, solo que la cabeza térmica funcione bien y se tenga el papel adecuado.
ELECTROCARDIOGRAPH - KHANDPUR
La señal de salida del amplificador diferencial va a un amplificador de potencia que es generalmente del tipo push-pull: la base del transistor de entrada de este amplificador es activada por la señal preamplificada. La base del otro transistor es accionada por la señal de retroalimentación resultante de la posición del bolígrafo y conectada a través de una red selectiva de frecuencia.
La salida del amplificador de potencia alimenta al motor del bolígrafo, que controla la escritura en el papel. Los circuitos auxiliares proporcionan una señal de calibración de 1 mV y bloqueo automático del amplificador durante un cambio de derivación. Puede incluir un circuito de control de velocidad para el motor de conducción gráfico.
El electrocardiógrafo proporciona generalmente un modo de operación 'stand by'. En este modo, el lápiz se mueve en respuesta a las señales de entrada, pero el papel es estacionario. Este modo permite al operador ajustar los controles de ganancia y posición de referencia sin desperdiciar papel.
Preamplificador de aislamiento
Las señales obtenidas del brazo derecho (AR), brazo izquierdo (LA) y pierna derecha (RL) van a un filtro de paso bajo. El filtrado es necesario en los conductos de entrada para reducir la interferencia causada por la electrocirugía y las emisiones de radiofrecuencia y a veces de la corriente de 50 kHz utilizada para la detección de la respiración. El filtro suele tener una frecuencia de corte superior a 10 kHz. Se necesita un filtro de varias etapas para lograr una reducción adecuada de la señal de alta frecuencia.
El aislamiento del circuito del paciente se obtiene mediante un transformador de baja capacitancia cuyo bobinado primario es impulsado por un oscilador de 100 kHz. El transformador secundario se utiliza para obtener una fuente de alimentación aislada de 6 V para el funcionamiento de los dispositivos en la porción aislada del circuito y para conducir el modulador síncrono a 100 kHz, que modula linealmente una señal de ECG dada a él.
En el siguiente circuito, los potenciales en A, B y C se igualan a través de un componente en fase de la tensión en modo común, que el amplificador entrega a través de C1 y C2 a LA y RA. Como resultado, los potenciales en A, B y C se mantienen iguales, independientemente del desequilibrio en las resistencias de electrodos y la capacitancia extraviada.
ECG BASADOS EN MICROPROCESADORES
La tecnología del microprocesador se ha empleado en los electrocardiógrafos para alcanzar ciertas características deseables como la eliminación de artefactos, la desviación de la línea de base, el centrado automático del trazado, etc. utilizando técnicas de software. También permite grabar varias derivaciones al tiempo; reduce la complejidad de los algoritmos de análisis mediante el preprocesamiento de los datos.
Estas máquinas están programadas para comprobar la continuidad y polaridad del cable y también indican su desconexión o inversión. El uso de filtros digitales mejora considerablemente la calidad de la señal durante el registro y los problemas como la desviación de la línea de base y el zumbido excesivo de la red eléctrica se corrigen automáticamente. Para ello, los programas se almacenan en EPROM para obtener trazos de buena calidad. Minimizar la desviación de la línea de base sin distorsionar la señal ayuda a monitorear el ECG de los sujetos haciendo ejercicio o ambulatorios.
Los componentes de frecuencia de las señales de ECG son lo suficientemente bajos como para que el microprocesador realice una adquisición, procesamiento y visualización de datos fiables. Dado que los tiempos de instrucción del microprocesador son del orden de 5 ms, esto permite aproximadamente 1000 instrucciones entre muestras, lo que es suficiente para la adquisición, procesamiento y almacenamiento de datos. El ECG se convierte en forma digital para preprocesamiento de forma de onda y luego se reconvierte en forma analógica para visualización o transmisión al ordenador central.
ECG MULTICANAL
Las señales analógicas multiplexadas pasan a un convertidor analógico-digital. Para una resolución de 10 mV de la señal de entrada, es necesario utilizar un convertidor A-D de 10 bits. Diez bits proporcionan la resolución de una parte en 1024 (2^10 = 1024), que para un rango de entrada pico a pico de 10 mV es igual a 10 uV. Un convertidor A-D adecuado de 10 bits es Analog Devices 7570. La tasa de conversión máxima del dispositivo para palabras de 10 bits es 25000 por segundo. La frecuencia de muestreo suele ser de 200-1000 muestras/s. 
El microprocesador almacena las señales digitalizadas en una memoria RAM. Los contenidos de la RAM se envían a un convertidor digital-analógico para reconstruir las señales analógicas. Las señales analógicas se demultiplexan y se pasan a la pantalla de vídeo o grabadora de gráficos.
Las modernas máquinas digitales de ECG usan un amplificador individual de un solo extremo para cada electrodo en el cuerpo. Cada señal potencial se convierte digitalmente y todas las derivaciones del ECG se pueden calcular matemáticamente en el software. Esto requeriría un sistema de 9 amplificadores. Se usa un conversor AD de 16 bit, las señales digitales se aíslan ópticamente y se envían a través de un enlace serial de alta velocidad al ECG principal. Aquí el chip de 32 bits CPU y DSP (Digital Signal Processor) realiza todos los cálculos y el informe de la copia impresa se genera en un papel estándar de tamaño A-4.
Las modernas máquinas de ECG también incorporan software integrado para una interpretación automática del ECG. Estos programas son bastante sofisticados involucrando reconocimiento de forma de onda, cálculo de amplitud, duración, área y forma de cada onda P, complejo QRS, onda T y segmento ST en cada análisis de plomo y ritmo.
BIOAMPLIFICADORES – CHAN
Una señal biopotencial es a menudo pequeña en amplitud, mezclada con otras señales y sometida a interferencia externa. Las señales biopotenciales se producen como resultado de potenciales de acción a nivel celular. En el monitoreo fisiológico, una señal biopotencial es a menudo el potencial eléctrico resultante de las actividades de un grupo de tejidos. Además de amplificar la señal, un amplificador biopotencial está diseñado para extraer la señal deseada de fuentes interferentes, así como para evitar que el ruido externo corrompa la señal. 
Un amplificador operacional ideal debe tener las siguientes características: 
· Ganancia de lazo abierto infinita, A = ∞ 
· Impedancia de entrada infinita, Zi = ∞ 
· Impedancia de salida cero, Zo = 0 
· Ancho de banda infinito y sin distorsión de fase
Un amplificador de instrumentación es un amplificador de entrada diferencial de lazo cerrado diseñado con el propósito de amplificar con precisión la tensión aplicada a sus entradas. Las características de un buen amplificador de instrumentación son:
· Impedancia de entrada muy grande 
· Impedancia de salida muybaja 
· Ganancia diferencial constante con cero no-linealidad 
· Alto rechazo del modo común 
· Ancho de banda muy amplio sin distorsión de fase 
· Bajo voltaje offset DC o desviación 
· Baja corriente de entrada y corriente de desplazamiento 
· Bajo ruido
Ganancia diferencial
idealmente la ganancia en modo común es 0, por lo que el CMRR es infinito
 Ganancia modo común
Impedancias de entrada:
· Inversora (-): R1 + R3
· No inversora (+): R2 + R4
Se añade esta etapa antes del amp. 11-3, de modo que la impedancia de entrada sea infinita y no dependa de R1, R2, R3, R4
RUIDO
Para obtener una buena señal en un entorno ruidoso, es importante tener un nivel de señal mucho mayor que el nivel de ruido. La relación entre señal y nivel de ruido es un parámetro importante en el análisis y procesamiento de señales.
En condiciones de funcionamiento típicas, a través del acoplamiento capacitivo, el campo eléctrico producido por las fuentes de energía de 120 V inducirá la corriente que fluye a través los cables conductores y el cuerpo del paciente hacia tierra.
CORRIENTE INDUCIDA EN LOS CABLES CONDUCTORES
Z1, Z2 y ZG = Impedancia de la interfaz electrodo-piel e impedancia propia del electrodo
C1 y C2 = condensadores de acoplamiento entre la línea de alimentación de 120 V y los cables conductores (su valor depende del largo de los conductores y su distancia de la línea de alimentación). Debido a estos acoplamientos capacitivos (C1 y C2), las corrientes de desplazamiento (Id1 e Id2) fluirán entre los cables hacia tierra. Son corrientes producidas por los 60 Hz de la red eléctrica.
C3 = condensador de acoplamiento entre la línea de alimentación y el chasis del dispositivo. Si el chasis está conectado a tierra, la corriente de desplazamiento Id3 fluirá a través del chasis a tierra.
Cb = condensador de acoplamiento entre la línea de alimentación y el cuerpo del paciente. Una corriente de desplazamiento Idb fluirá en el cuerpo del paciente
Asumiendo que las impedancias de entrada del amplificador de instrumentación son muy grandes, las corrientes de desplazamiento Id1 e Id2 fluirán a través de las interfaces piel-electrodo, hacia el cuerpo del paciente y hacia afuera a través de la interfaz piel-electrodo (ZG) a tierra. Esta ruta de corriente creará una tensión a través de los terminales de entrada A y B del amplificador dada por:
(Idb*ZG es una tensión en modo común) – OJO: Idb tiende a ser mucho más grande que Id1 e Id2
Si se utilizan electrodos y cables similares y se colocan juntos, se puede simplificar esta expresión haciendo:
Id1 = Id2 = Id. En este caso: VA - VB = Id (Z1 - Z2)
La tensión de modo común Vcm en los terminales de entrada de la máquina de ECG se debe a la corriente que fluye a través de la impedancia del cuerpo y la impedancia del electrodo 
Ya que el Idb es mucho más grande que Id1 e Id2 y ZG es mucho más grande que Zb, podemos escribir
*** A fin de reducir la señal de interferencia a 60 Hz se debe reducir Id1 e Id2 o buscar que las impedancias de los electrodos sean iguales, de modo que Z1 - Z2 = 0; esto último se puede lograr mediante el uso de electrodos idénticos y asegurando una adecuada preparación de la piel antes de colocar los electrodos. esto se debe a factores como el sudor, pelo, suciedad y resequedad (entre otros). Para solucionar este problema se debe limpiar la zona donde se ubican los electrones con alcohol y en caso tal realizar una rasuración. 
Un intento de reducir o incluso eliminar Id1 e Id2 es utilizar cables conductores blindados, como todo el cable está rodeado por una vaina conectada a tierra, los condensadores de acoplamiento entre la línea de alimentación y cada cable se eliminan (es decir, Id = Id1 = Id2 = 0). Sin embargo, el blindaje de los cables crea capacitancias de acoplamiento Cs1 y Cs2. La tensión a través de los terminales de entrada de la máquina de ECG debido a la tensión de modo común en el cuerpo del paciente es igual a:
 donde Zs1 y Zs2 son las impedancias debidas a capacitancias Cs1 y Cs2, respectivamente
*** La ecuación se vuelve cero sólo si Si esta condición no se cumple, Vcm aparecerá a la salida del amp, no importa cuán buena sea su relación de rechazo de modo común. Para evitar esto, se coloca un segundo escudo (llamado escudo protector) entre el primer escudo y los cables, y el escudo protector se conecta al cuerpo del paciente (por ejemplo, la pierna derecha) a través de un electrodo.
Tenga en cuenta que el potencial del escudo protector está al mismo nivel que el del cuerpo del paciente (es decir, en Vcm). Por lo tanto, Vcm no se verá reflejado en los terminales de entrada del ECG, ya que no hay flujo de corriente. Al utilizar este método de protección, la corriente Id inducida y el voltaje de modo común Vcm no aparecerán a través de los terminales de entrada del amplificador de instrumentación del ECG.
CIRCUITO CONDUCIDO POR LA PIERNA DERECHA
Esta tensión de entrada diferencial (VA - VB) se amplificará sin importar cuán grande es el CMRR (o cuán pequeño el CMG). Para reducir este voltaje, podemos elegir un Amp. con Zin muy grande, utilizar electrodos perfectamente compatibles con una buena preparación de la piel (es decir, hacer Z1 = Z2) o reducir Vcm. Un método práctico que utiliza la cancelación activa para reducir Vcm es el circuito accionado por la pierna derecha 
Ra = Rb
inversor
Este circuito extrae el voltaje de modo común del cuerpo del paciente, lo invierte y lo devuelve al paciente a través del electrodo de la pierna derecha. Crea un efecto de cancelación activa en el voltaje de modo común inducido en el cuerpo del paciente y por lo tanto reduce la magnitud de Vcm a un valor mucho menor.
Para facilitar el análisis matemático:
La parte restante del circuito se ve representada por una fuente Vcm y una resistencia igual al paralelo de Ra y Rb (igual a Ra/2 como Ra = Rb). En el electrodo de la pierna derecha, el voltaje en el electrodo es también Vcm (electrodo conectado al cuerpo del paciente), y hay una corriente Idb de 60 Hz inducido que fluye desde el paciente a la máquina de ECG
***si queremos tener un pequeño Vcm, debemos hacer el denominador lo más grande posible. Es decir, la proporción de Rf/Ra debería ser muy grande. Ro se utiliza para limitar la corriente que fluye hacia el OpAmp cuando hay un Vcm grande. Ro, generalmente de resistencia igual a varios MΩ, es primordial para la protección de los circuitos durante la desfibrilación
INTERFERENCIA DEL CAMPO MAGNÉTICO EXTERNO
Otra fuente de interferencia es la inducción magnética de los campos magnéticos cambiantes. Esto puede provenir de líneas eléctricas y dispositivos que crean campos magnéticos como grandes motores o transformadores. Si tal campo magnético pasa a través de un bucle conductor, inducirá una tensión Vi proporcional a la velocidad de cambio del flujo magnético ɸ:
El bucle conductor está formado por los cables (latiguillos) y el cuerpo del paciente. Si el campo magnético se genera a partir de la luminaria fluorescente, aparecerá una señal diferencial de 60 Hz a través de los terminales de entrada de la máquina de ECG. Se puede minimizar la magnitud de la interferencia al reducir el área de bucle A. Un enfoque simple es colocar los cables más cerca para reducir el área de inducción magnética. Otro método es juntar los hilos (como se muestra en la Figura 11-16b) para que los flujos se cancelen entre sí (el flujo generado en un bucle está en polaridad opuesta al flujo generado en los bucles adyacentes)
En entornos médicos, las unidades electroquirúrgicas producen 500 kHz de interferencia electromagnética (EMI), y la radiodifusión y los teléfonos celulares producen EMI en el rango de GHz.
INTERFERENCIA CONDUCTIVA
Alta frecuencia y armónicos
Esta interferencia aparece como alta frecuencia en el voltaje de alimentación de 60 Hz. Por lo general, es causada por reguladores de conmutación mal diseñados que devuelven la señal de alta frecuencia a las líneas de alimentación. Estos armónicos y alta frecuencia afectan a dispositivos conectadosa la misma red eléctrica. Pueden eliminarse colocando filtros de línea de alimentación a la entrada de la fuente de alimentación de un dispositivo.
Conmutación transitoria
La conmutación transitoria se produce cuando se enciende y apaga un alto voltaje o corriente mediante un interruptor o disyuntor. Durante la conmutación se produce un arco a través del contacto del interruptor, este arco puede generar una sobretensión y una breve duración de la oscilación de alta frecuencia. Las conmutaciones transitorias pueden dañar equipos electrónicos sensibles si el dispositivo no está protegido adecuadamente. Los daños transitorios de conmutación se pueden prevenir mediante el uso de filtros de línea eléctrica y protectores de sobretensión.
Rayos 
Cuando un rayo cae sobre un cable conductor (como una línea de alimentación, un cable telefónico o un cable de red) conectado a un dispositivo, la sobretensión se transmitirá a través de la red eléctrica al dispositivo médico y causarán daños a los componentes. Se requieren dispositivos de protección contra sobretensiones con capacidades de alimentación adecuadas para proteger los dispositivos electro médicos de daños causados por rayos.
Pulsos de desfibrilador
Un paciente puede necesitar ser desfibrilado mientras todavía está conectado a un monitor de ECG. En este caso, un pulso de alto voltaje de varios miles de voltios puede ser transmitido a través de los cables conductores en los monitores de ECG. Para esto esos dispositivos tienen integrados circuitos especiales de protección de alta tensión (denominados circuitos de protección de desfibrilación). 
Dado que la señal de ECG es como máximo de unos pocos milivoltios, se puede utilizar un diodo de silicio (con voltaje de encendido = 0,7 V) como limitador de voltaje. En condiciones normales de medición, la tensión a la entrada de la máquina ECG será igual a la señal ECG (aproximadamente 1 mV de amplitud). Durante la desfibrilación, aunque la tensión en el cuerpo del paciente puede ser de varios miles de voltios, la tensión en los terminales de entrada de la máquina de ECG se limitará a 0,7 V, protegiendo así los componentes electrónicos del ECG de ser dañados por la alta tensión del desfibrilador.