TFG_JAVIER_CENDEJAS_LOPEZ

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ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE 
INGENIERÍA Y SISTEMAS DE 
TELECOMUNICACIÓN 
 
PROYECTO FIN DE GRADO 
 
TÍTULO: DESARROLLO DE UN SISTEMA PORTABLE DE 
ADQUISICIÓN Y PROCESADO DE SEÑALES BIOMÉDICAS 
AUTOR: JAVIER CENDEJAS LÓPEZ 
TITULACIÓN: GRADO DE INGENIERÍA EN SISTEMAS DE 
TELECOMUNICACIÓN 
TUTOR: DAVID LUENGO GARCÍA 
DEPARTAMENTO: TEORÍA DE LA SEÑAL Y 
COMUNICACIONES 
 
VºBº 
 
 
Miembros del Tribunal Calificador: 
PRESIDENTE: SARA LANA SERRANO 
 
TUTOR: DAVID LUENGO GARCÍA 
 
SECRETARIO: DAVID OSÉS DEL CAMPO 
 
 
Fecha de lectura: 
 
 
Calificación: 
 
 El Secretario, 
 
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AGRADECIMIENTOS 
 
Ante todo, y aunque sea general, me gustaría agradecer a toda la gente que ha formado 
parte de mi vida en la Universidad, ya sea en el propio ámbito universitario o fuera de él, 
y tanto si ha sido para bien como para mal, ya que, debido a ello, ahora soy la persona 
que soy. 
A aquellos profesores que han facilitado mi estancia en la Universidad estando 
disponibles siempre que fuera necesario y a David por ofrecerme la posibilidad de realizar 
este proyecto. 
En especial quería agradecérselo a mi familia: a mi padre, a mi madre y a mi hermano 
que han soportado mis altibajos constantes; y a los amigos que, aunque esta etapa se esté 
acabando, sé que seguiré teniendo muchos años. 
 
“No es más rico el que más tiene, sino el que menos necesita” 
 
Gracias a todos y cada uno de vosotros por hacerme sentir la persona más rica del mundo. 
 
 
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RESUMEN 
 
De un tiempo a esta parte, la bioingeniería se ha convertido en uno de los componentes 
más importantes de la medicina actual. Tanto es así, que los dispositivos de adquisición 
de señales biomédicas están actualizándose y evolucionado constantemente debido a la 
gran repercusión que poseen estos elementos a la hora de detectar patologías o mejorar 
afecciones. 
Todo esto es gracias a la innovación tecnología y la gestión de los recursos que se tienen 
disponibles para ello, y está en nuestra mano que esto siga así. Es por ello por lo que se 
decidió realizar esta investigación, para conseguir, de manera sencilla y eficaz, la 
adquisición y procesado de señales biomédicas en un entorno como es el universitario. 
En este proyecto se realizará una revisión del estado del arte de los dispositivos actuales 
que existen en el mercado que nos ofrezcan esta posibilidad. Posteriormente, una vez haya 
sido elegido y estudiado el sistema a utilizar, se realizarán pruebas de adquisición y 
procesado que nos permitan llegar a uno de los requerimientos del proyecto: proporcionar 
una herramienta que facilite la realización de ciertas prácticas de la asignatura de grado 
Procesado Digital de Señales Biomédicas. 
 
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ABSTRACT 
 
From a time to this part, bioengineering has become one of the most important 
components of medicine today. So much so that biomedical signal acquisition devices are 
constantly being updated and evolved due to the great impact that these elements have in 
detecting pathologies or improving illnesses. 
This is all thanks to technological innovation and the management of the resources 
available for this purpose, and it is in our hands that this continues to be the case. That is 
why we decided to carry out this research, to achieve, in a simple and effective way, the 
acquisition and processing of biomedical signals in an environment such as the university. 
In this project, a review of the state of the art of the current devices on the market that 
offer us this possibility will be carried out. Subsequently, once the system to be used has 
been chosen and studied, acquisition and processing tests will be carried out that will 
allow us to meet one of the requirements of the project: to provide a tool that will facilitate 
the performance of certain practices of the Procesado Digital de Señales Biomédicas 
degree course. 
 
 
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ÍNDICE DE CONTENIDO 
 
1 INTRODUCCIÓN ............................................................................................................... 16 
1.1 CONTEXTO ........................................................................................................... 16 
1.2 OBJETIVOS DEL PROYECTO .................................................................................. 17 
1.3 ESPECIFICACIONES Y RESTRICCIONES DEL PROYECTO .......................................... 18 
1.4 METODOLOGÍA DE TRABAJO PROPUESTA ............................................................. 19 
1.5 DESGLOSE DE TAREAS ......................................................................................... 20 
1.6 ESTRUCTURA DEL PROYECTO DE FIN DE GRADO ................................................. 21 
 
2 BIOINGENIERÍA Y SEÑALES BIOMÉDICAS ...................................................... 22 
2.1 BIOINGENIERÍA .................................................................................................... 22 
2.2 DEFINICIÓN Y ADQUISICIÓN DE SEÑALES BIOMÉDICAS ........................................ 25 
2.3 TIPOS DE SEÑALES BIOMÉDICAS ........................................................................... 26 
2.4 DISCUSIÓN ........................................................................................................... 29 
 
3 SISTEMAS PORTABLES DE ADQUISICIÓN DE SEÑALES BIOMÉDICAS
 ………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 30 
3.1 SISTEMAS BASADOS EN RASPBERRY PI ................................................................ 30 
3.2 RELOJES Y PULSERAS INTELIGENTES ................................................................... 32 
3.3 DISPOSITIVOS PORTABLES ESPECIALIZADOS ........................................................ 34 
3.3.1 Circuitos integrados BITalino .................................................................... 35 
3.3.2 Sensores y periféricos BITalino .................................................................. 36 
3.4 DISCUSIÓN ........................................................................................................... 38 
 
 
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4 ESPECIFICACIONES DEL SISTEMA: BITALINO (R)EVOLUTION 
BOARD KIT .................................................................................................................................... 40 
4.1 PLACA BASE ........................................................................................................ 42 
4.2 SENSORES ............................................................................................................ 44 
4.3 PERIFÉRICOS ........................................................................................................ 46 
4.4 ACTUADORES ...................................................................................................... 46 
4.5 CONECTIVIDAD .................................................................................................... 48 
4.6 SOFTWARE OPENSIGNALS (R)EVOLUTION ........................................................... 49 
4.7 BITALINO-PROVENBLUETOOTH DONGLE ........................................................... 50 
5 DESARROLLO TÉCNICO ............................................................................................. 52 
5.1 INTRODUCCIÓN Y PUESTA A PUNTO ..................................................................... 52 
5.1.1 Primeros Pasos ........................................................................................... 52 
5.1.2 Compatibilidad con MATLAB .................................................................... 57 
5.1.3 Aplicación para Dispositivos Móviles ........................................................ 58 
5.2 ADQUISICIÓN Y VISUALIZACIÓN DE SEÑALES...................................................... 60 
5.2.1 EMG ........................................................................................................... 60 
5.2.2 EEG ............................................................................................................ 62 
5.2.3 EDA ............................................................................................................ 64 
5.2.4 Señales NO Biomédicas: ACC y LUX ........................................................ 66 
5.2.5 ECG ............................................................................................................ 67 
5.3 PROCESADO DE SEÑALES BIOMÉDICAS: DETECCIÓN DE COMPLEJOS QRS .......... 70 
5.4 ESTUDIO ESTADÍSTICO DE SEÑALES BIOMÉDICAS ............................................... 75 
5.5 DISCUSIÓN ........................................................................................................... 78 
6 CONCLUSIONES Y LÍNEAS FUTURAS .................................................................. 80 
7 BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................. 82 
ANEXO A: PRESUPUESTO .................................................................................................... 86 
 
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ÍNDICE DE FIGURAS 
 
ILUSTRACIÓN 1. DIAGRAMA DE GANTT DETALLADO DE LAS TAREAS. ............................ 20 
ILUSTRACIÓN 2. ELECTROCARDIOGRAMA [7] ................................................................ 26 
ILUSTRACIÓN 3. ACTIVIDAD ELECTRODERMAL [9] ........................................................ 27 
ILUSTRACIÓN 4. ELECTROENCEFALOGRAMA [10] .......................................................... 27 
ILUSTRACIÓN 5. ELECTROMIOGRAMA [11] ..................................................................... 28 
ILUSTRACIÓN 6. RASPBERRY PI 3 MODEL B [14] ........................................................... 30 
ILUSTRACIÓN 7. ESPECIFICACIONES DE LA RASPBERRY PI 3 MODEL B [14] ................... 31 
ILUSTRACIÓN 8. GRÁFICO DEL NÚMERO DE SMARTWATCH UTILIZADOS POR REGIONES 
[15] ......................................................................................................................... 32 
ILUSTRACIÓN 9. BITALINO (R)EVOLUTION BOARD KIT [17] .......................................... 41 
ILUSTRACIÓN 10. ESPECIFICACIONES DEL SISTEMA ELEGIDO [17] .................................. 41 
ILUSTRACIÓN 11. DISEÑO DEL BLOQUE PWR [18] ......................................................... 42 
ILUSTRACIÓN 12. DISEÑO DEL BLOQUE MCU [19] ......................................................... 43 
ILUSTRACIÓN 13. ESPECIFICACIONES DEL BLOQUE MCU [19] ....................................... 43 
ILUSTRACIÓN 14. ESQUEMÁTICO DE LOS SENSORES ECG (A) [7], EDA (B) [9], EEG (C) 
[10] Y EMG (D) [11]................................................................................................ 45 
ILUSTRACIÓN 15. CABLE DE CONEXIÓN PARA DOS (A) [20] Y TRES (B) ELECTRODOS [21]
 ................................................................................................................................ 46 
ILUSTRACIÓN 16. DISEÑO DE LOS ACTUADORES DAC (A) [22], LED (B) [23] Y BUZ (C) 
[24] ......................................................................................................................... 47 
ILUSTRACIÓN 17. ESPECIFICACIONES DEL BLOQUE BLUETOOTH [25] ............................. 48 
ILUSTRACIÓN 18. DISEÑO DEL BLOQUE BLUETOOTH [25] .............................................. 48 
ILUSTRACIÓN 19. LOGO DE LA PLATAFORMA OPENSIGNALS [26] .................................. 49 
ILUSTRACIÓN 20. BITALINO-PROVEN BLUETOOTH DONGLE [27] .................................. 50 
ILUSTRACIÓN 21. ACCESO DIRECTO AL PROGRAMA OPENSIGNALS ................................ 52 
ILUSTRACIÓN 22. DETECCIÓN DEL DISPOSITIVO ............................................................. 53 
 
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ILUSTRACIÓN 23. CONFIGURACIÓN DEL DISPOSITIVO ..................................................... 54 
ILUSTRACIÓN 24. PANTALLA DE VISUALIZACIÓN DE LAS SEÑALES EN TIEMPO REAL ...... 55 
ILUSTRACIÓN 25. PANTALLA DE PROGRAMACIÓN DE ADQUISICIONES ............................ 57 
ILUSTRACIÓN 26. INTERFAZ GRÁFICA DE LA APLICACIÓN BITADROID ............................ 59 
ILUSTRACIÓN 27. GRÁFICO DE UNA SEÑAL ECG TOMADA DESDE LA APLICACIÓN PARA 
DISPOSITIVOS MÓVILES ............................................................................................ 59 
ILUSTRACIÓN 28. COLOCACIÓN DE ELECTRODOS PARA EL EMG .................................... 61 
ILUSTRACIÓN 29. GRÁFICO EMG DESDE EXCEL ............................................................ 62 
ILUSTRACIÓN 30. COLOCACIÓN DE ELECTRODOS PARA EL EEG ..................................... 63 
ILUSTRACIÓN 31. GRÁFICO DE BUENA ADQUISICIÓN DE UN EEG ................................... 63 
ILUSTRACIÓN 32. EJEMPLO DE MALA ADQUISICIÓN DE EEG .......................................... 64 
ILUSTRACIÓN 33. COLOCACIÓN DE ELECTRODOS PARA EL EDA .................................... 65 
ILUSTRACIÓN 34. GRÁFICO EDA PERSONA EN REPOSO .................................................. 65 
ILUSTRACIÓN 35. GRÁFICO DEL ACELERÓMETRO (ACC) ............................................... 66 
ILUSTRACIÓN 36. GRÁFICO DEL MEDIDOR DE LUZ (LUX) .............................................. 66 
ILUSTRACIÓN 37. COLOCACIÓN DE ELECTRODOS PARA ECG EN LA ZONA PRÓXIMA AL 
CORAZÓN ................................................................................................................. 67 
ILUSTRACIÓN 38. GRÁFICO DE ECG EN LA ZONA PRÓXIMA AL CORAZÓN ...................... 68 
ILUSTRACIÓN 39. COLOCACIÓN DE ELECTRODOS BAJO LAS CLAVÍCULAS ....................... 68 
ILUSTRACIÓN 40. GRÁFICO DE ECG BAJO LAS CLAVÍCULAS .......................................... 69 
ILUSTRACIÓN 41. COLOCACIÓN DE ELECTRODOS PARA ECG EN LAS MUÑECAS ............. 69 
ILUSTRACIÓN 42. GRÁFICO DE ECG EN LAS MUÑECAS................................................... 70 
ILUSTRACIÓN 43. TRANSFORMADA DE FOURIER DE LAS DISTINTAS SEÑALES ................. 72 
ILUSTRACIÓN 44. SEÑALES B Y C CON UN FILTRO BANDA ELIMINADA A 50 HZ .............. 73 
ILUSTRACIÓN 45. RESULTADO DE APLICAR EL ALGORITMO DE PAN-TOMPKINS A LAS 
SEÑALES A (A), B (B) Y C (C) ................................................................................... 75 
ILUSTRACIÓN 46. HISTOGRAMA DE LAS SEÑALES A, B Y C ............................................ 76 
ILUSTRACIÓN 47. BOXPLOT DE LAS SEÑALES A, B Y C ................................................... 77 
 
 
 
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ÍNDICE DE TABLAS 
 
TABLA 1. PLANIFICACIÓN EN DETALLE DE LAS TAREAS REALIZADAS. ............................. 20 
TABLA 2. ESPECIFICACIONES DE LAS PULSERAS Y LOS RELOJES INTELIGENTES REVISADOS 
EN SEPTIEMBRE DE 2019 .......................................................................................... 34 
TABLA 3. LISTA DE ACCESORIOS BITALINO .................................................................... 37 
TABLA 4.EQUIVALENCIAS ENTRE CANALES Y SENSORES EN LA PLACA BITALINO .......... 56 
TABLA 5. COSTE DE LOS RECURSOS MATERIALES ............................................................ 86 
 
 
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LISTA DE SIGLAS Y ACRÓNIMOS 
 
BLE: Bluetooth Low Energy o Bluetooth de Baja Energía. 
BUZ: Buzzer o Pulsador. 
DAC: Digital to Analog Converter o Convertidor Digital-Analógico. 
ECG: Electrocardiograma. 
EDA: Electrodermal Activity o Actividad Electrodermal. 
EEG: Electroencefalograma. 
EGG: Electrogastrograma. 
EMG: Electromiograma. 
EOG: Electrooculograma. 
HRV: Heart Rate Variability o Variabilidad del Ritmo Cardíaco. 
LED: Light-Emitting Diode o Diodo Emisor de Luz. 
NTC: Negative Temperature Coefficient o Coeficiente Negativo de Temperatura. 
MCU: Microcontroller Unit o Microcontrolador. 
PPG: Photoplethysmogram o Fotopletismograma. 
PWR: Power Management o Gestor de Alimentación. 
PZT: Piezoeléctrico. 
Sp02: Saturación de oxígeno arterial medido con pulsioximetría. 
 
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1. Introducción 
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1 Introducción 
En este apartado se resumirán los puntos más importantes del proyecto, tales como 
una breve introducción del mismo, sus objetivos, las especificaciones y restricciones que 
se prevé encontrar a la hora de realizar el mismo, la metodología de trabajo propuesta y, 
por último, el desglose de las tareas a realizar. 
1.1 CONTEXTO 
Como bien es sabido, prácticamente todos los sectores de la sociedad actual han 
evolucionado de manera considerable gracias al desarrollo tecnológico. Uno de los 
mayores beneficios que la comunidad ha conseguido es en el ámbito sanitario, tanto a la 
hora de predicción de las enfermedades como en su tratamiento. Una de estas tecnologías 
se basa en las señales biomédicas, es decir, la digitalización y monitorización de los 
pulsos emitidos por nuestro cuerpo (corazón, cerebro, ojos, etc.). Este hecho adquiere una 
gran importancia a la hora de la detección de enfermedades que, de otra manera, serían 
imposibles de descubrir [1]. 
Gracias a la evolución tecnológica, existe un amplio abanico de posibilidades para 
la adquisición de dichas señales. Por un lado, existen dispositivos de alto coste para 
monitorizar, prevenir y detectar anomalías de manera más detallada. Por el otro lado, y 
no por ello menos importante, se encontrarán dispositivos electrónicos portables capaces 
de realizar estas funciones. Estos sistemas pueden ser, por ejemplo, pulseras inteligentes 
que llevan constantes vitales a alguna aplicación de seguimiento para mantenernos en 
forma, los propios smartphones acondicionados para ello (mediante la conexión de 
herramientas adicionales), o sensores especializados en esta técnica. 
 
1. Introducción 
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Una vez adquiridas estas señales, habrá que ir un paso más allá, ya que la simple 
visualización de las mismas no es suficiente. Como herramienta principal de manejo de 
señales tenemos el procesado de éstas, es decir, la utilización de algoritmos de diversos 
tipos con el fin de obtener una versión más detallada y específica de dichas señales, como 
podrían ser un filtrado o un modelo de predicción de enfermedades [2]. 
Este proyecto en concreto se centrará en la adquisición de dichas señales 
biomédicas mediante sistemas portables de bajo coste y alto grado de flexibilidad, 
realizando en primera instancia una revisión del estado del arte actual para que, una vez 
elegido el dispositivo que se utilizará, comience el diseño de la parte práctica, basado en 
el procesado de estas señales. 
1.2 OBJETIVOS DEL PROYECTO 
En este apartado se verán las expectativas con las que se crea el proyecto, así como 
lo necesario para llevarlas a cabo. 
Como objetivo principal, como ya se ha mencionado, se trata de la búsqueda de 
sistemas portables de adquisición de señales biomédicas (tales como electrocardiogramas, 
electroencefalogramas, electromiogramas, variabilidad del ritmo cardíaco y 
fotopletismogramas, entre otras) para su posterior procesamiento y filtrado en Matlab. 
Para ello, se deberá realizar una revisión a fondo de las alternativas existentes en el 
mercado, decidir cuáles cumplen los requisitos, y adquirir la más apropiada para ello. 
Los objetivos secundarios serán los siguientes: 
• Se realizarán tareas como la creación de una base de datos para el 
almacenamiento de las señales obtenidas, así como su exportación a Matlab 
para su posterior procesado. 
• Se definirán y desarrollarán los algoritmos de reducción de ruido e 
interferencias que vamos a utilizar en las señales adquiridas, ya que será 
parte fundamental de la realización práctica del proyecto. 
1. Introducción 
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• Como objetivo final, podemos añadir que, además del hecho de que pueda ser 
mejorado a medida que la tecnología vaya avanzando, el proyecto va a ser 
realizado con la vista puesta en crear recomendaciones que puedan ser usadas 
a la hora de desarrollar prácticas para la asignatura Procesado de Señales 
Biomédicas, de ahí la importancia de la flexibilidad y el bajo coste. 
1.3 ESPECIFICACIONES Y RESTRICCIONES DEL PROYECTO 
Las especificaciones y restricciones de diseño del proyecto serán las siguientes: 
• Búsqueda de un sistema de bajo coste y que permita su portabilidad. 
• Necesidad de trasladar las señales adquiridas con el sistema portable a un 
formato soportado en Matlab para su procesado. 
• Adquisición de las señales biomédicas de interés para el proyecto: 
electrocardiograma, electromiograma, electroencefalograma, etc. 
• El proyecto debe tener facilidad para su modificación a medida que avance la 
tecnología, además de ser de bajo coste, ya que se pretende adquirir más de 
uno de estos dispositivos para su utilización en las prácticas de la asignatura 
Procesado de Señales Biomédicas. 
• Creación de una base de datos con el fin de tener una fuente de recursos para 
la verificación de la aplicación que se pretende realizar. 
• Aplicación de algoritmos de reducción de ruido e interferencias. 
• Diseño de un sistema flexible que permita incluir diferentes algoritmos, como 
pueden ser la eliminación de ruido o detección de patologías del paciente. 
 
1. Introducción 
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 19 
 
 
1.4 METODOLOGÍA DE TRABAJO PROPUESTA 
Para la realización de este proyecto, la metodología ha sido la siguiente: 
Primeramente, se realizó una revisión del estado del arte en sistemas portables de 
adquisición de señales biomédicas, así como de los complementos necesarios para ello, 
teniendo en cuenta que los datos recogidos deben de ser soportados en Matlab. 
Seguidamente, se obtuvieron los recursos mencionados en el apartado anterior, 
comenzando así el diseño de la parte práctica del proyecto, y la creación de una base de 
datos para la alimentación del programa desarrollado. 
En tercer lugar, se realizó el desarrollo y la programación de los algoritmos de 
procesado en Matlab, acompañados de la simulación y una posterior verificación de estos 
utilizando la base de datos creada. 
Finalmente, se procedió a la redacción de esta memoria y la preparación de la 
presentación del trabajo realizado. 
 
1. Introducción 
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 20 
 
 
1.5 DESGLOSE DE TAREAS 
Las tareas realizadas durante el proyecto y el tiempo ocupado por las mismas se 
pueden observar en la Tabla 1. A continuación, en la Ilustración 1, se muestrael diagrama 
de Gantt con dichas tareas. 
Descripción Actividad Fecha de 
inicio 
Duración 
(días) 
Fecha de 
fin 
Búsqueda del estado del arte 1 01/09/2019 30 01/10/2019 
Estudio del sistema portable 2 01/10/2019 45 15/11/2019 
Creación y exportación de la base de 
datos 3 15/11/2019 30 15/12/2019 
Procesado y análisis de señales 4 15/12/2019 45 01/02/2020 
Redacción de la memoria 5 01/02/2020 45 15/03/2020 
Tabla 1. Planificación en detalle de las tareas realizadas. 
 
 
 
Ilustración 1. Diagrama de Gantt detallado de las tareas. 
 
23/08/2019 12/10/2019 01/12/2019 20/01/2020 10/03/2020
Búsqueda del estado del arte
Estudio del sistema portable
Creación y exportación de la base de datos
Procesado y análisis de señales
Redacción de la memoria
Cronograma de tareas
1. Introducción 
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1.6 ESTRUCTURA DEL PROYECTO DE FIN DE GRADO 
La estructura del proyecto constará de cinco partes, correspondiéndose cada una de 
ellas con un capítulo. 
En primer lugar, en el Capítulo 2 se hará una introducción sobre la importancia de 
las señales biomédicas, profundizando en la ciencia que estudia su comportamiento, así 
como una explicación sobre lo que son, su manejo y su adquisición. 
Seguidamente, el Capítulo 3 mostrará la revisión del estado del arte que se ha 
realizado para el desarrollo de este proyecto, mostrándose detalladamente los dispositivos 
estudiados y el motivo de la elección final de nuestro sistema portable. 
En los capítulos 4 y 5 se muestra la parte técnica del proyecto. En el Capítulo 4 se 
expondrá de manera detallada las especificaciones del dispositivo elegido, así como los 
elementos que se usarán para mejorar este. En el Capítulo 5 se procederá a describir la 
metodología de trabajo usada, los algoritmos de procesado y los resultados de estos. 
Por último, en el Capítulo 6 se enunciarán las conclusiones deducidas de la 
realización del proyecto y se expondrán las posibles líneas futuras que podrá seguir este. 
 
2. Bioingeniería y señales biomédicas 
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2 Bioingeniería y señales biomédicas 
En el segundo capítulo se van a explicar los conocimientos teóricos necesarios para 
entender el desarrollo de la investigación, abarcando los dos temas principales que se 
abordarán durante el desarrollo del proyecto: la utilización de la bioingeniería en el sector 
sanitario, y la definición, adquisición y procesado de señales biomédicas. 
2.1 BIOINGENIERÍA 
Como se ha mencionado anteriormente, la tecnología ha evolucionado en las 
últimas décadas, revolucionando el avance y desarrollo de muchos sectores de la sociedad 
como, por ejemplo, el sector biosanitario, basado en el uso de la bioingeniería como 
principio de su funcionamiento. 
Se conoce como bioingeniería a la utilización de ciencias físicas, matemáticas o 
químicas, así como los propios principios de la ingeniería para el estudio de la biología, 
la medicina o la salud. Uno de sus principios fundamentales es la adquisición de 
conocimiento y la comprensión del funcionamiento de los seres vivos mediante la 
aplicación de técnicas, tanto analíticas como experimentales, lo cual permite obtener de 
manera más detallada y específica los datos necesarios para su respectivo tratamiento. 
Adicionalmente, esta ciencia trabaja constantemente en la creación y desarrollo de nuevos 
algoritmos, procesos, dispositivos y sistemas para el avance de la práctica de la biología 
y la medicina. En definitiva, el objetivo principal es mejorar el estado de vida de los seres 
vivos mediante el uso y estudio de técnicas multidisciplinares. 
Dentro del término bioingeniería se pueden encontrar un gran número de campos 
independientes los unos de los otros. Para su explicación en el proyecto, se va a exponer 
la clasificación que realiza Z. Abu-Faraj [3], el cual complementa los campos que definió 
Joseph D. Bronzino en su libro The Biomedical Engineering Handbook [4]. 
2. Bioingeniería y señales biomédicas 
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 23 
 
 
• El bioelectromagnetismo investiga los fenómenos eléctricos, magnéticos y 
electromagnéticos que aparecen en los tejidos biológicos. Abarca diversas 
tareas, como el comportamiento de los tejidos y las células tras haber sido 
estimulados, el estudio del campo magnético que producen los cuerpos o las 
propiedades electromagnéticas intrínsecas del propio tejido. 
• La bioética, como su propio nombre indica, estudia los problemas éticos que 
se producen en el desarrollo de la biología y su puesta en funcionamiento, 
haciendo cumplir una serie de normas para su correcto funcionamiento. 
• La investigación de biomateriales para el diseño de materiales sintéticos 
seguros y fiables que permitan facilitar el estudio de tejidos y seres vivos de 
manera específica y que no sean dañinos para el objeto de este. 
• La biomecánica consiste en la aplicación de los fundamentos mecánicos para 
resolver problemas sanitarios. Estos problemas pueden ir desde el estudio de 
la respuesta de elementos ante fuerzas externas hasta el estudio de la 
estructura fisiológica de enfermedades. 
• La bionanotecnología es la utilización de los conocimientos de la 
bioingeniería en el ámbito de la nanotecnología. Este tipo de tecnología es 
aplicada, por ejemplo, en la modificación de ADN o el desarrollo de chips de 
tamaño microscópico para el tratamiento de problemas sanitarios. 
• La biotecnología abarca “(...) cualquier aplicación tecnológica que utilice 
sistemas biológicos, organismos vivos o derivados para crear o modificar 
productos o procesos para un uso específico” [5]. Según Bronzino se puede 
diferenciar cuatro subtipos diferentes: biotecnología blanca, utilizada para 
procesos industriales; biotecnología roja, también conocida como 
biotecnología para el tratamiento de la salud, aplicada a procesos médicos; 
biotecnología verde, aquella relacionada con el ámbito de la agricultura; y 
biotecnología azul, que posee como fin el estudio de procesos acuáticos, 
como pueden ser mares u océanos. 
• La ingeniería clínica está especializada en el cuidado de pacientes, aplicando 
habilidades ingenieriles para el seguimiento de sus tratamientos y su forma 
de vida. 
2. Bioingeniería y señales biomédicas 
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 24 
 
 
• La bioinformática e informática médica son campos diferentes, pero 
utilizan la misma metodología para sostener sus sistemas de información, con 
sistemas de exportación de datos, bases de datos e inteligencia artificial entre 
otros. 
• El escaneo médico es utilizado para plasmar en imágenes estructuras 
anatómicas del sujeto al que se le realiza esta acción. Hay multitud de tipos 
diferentes, siendo los más reconocibles las radiografías (rayos X), ecografías 
y resonancias. 
• La ingeniería neuronal se centra en estudiar los diferentes comportamientos 
del sistema nervioso mediante el uso de herramientas propias de ingeniería, 
como puede ser la robótica o el análisis de señales. 
• El modelado, simulación y control fisiológico utilizan simulaciones 
mediante ordenadores para desarrollar el entendimiento de diferentes 
relaciones fisiológicas. 
• La tecnología de rehabilitación posee una funcionalidad bastante práctica, 
ya que permite innovar en el tratamiento de las secuelas de una posible 
enfermedad o trastorno, profundizando en el desarrollo de técnicas y 
dispositivos terapéuticos para ello. 
• La ingeniería de tejidos es aquella que estudia la dinámica de los tejidos, es 
decir, la reconstrucción, reemplazo y reparación de estos. A su vez, esta 
categoría está dividida en dos subtipos según su aplicación: ex vivo o in vitro, 
en la cual se utilizan tejidos híbridos para estas funciones; e in vivo, la cual 
se centra en la modificación del crecimiento y las funcionescelulares. 
Para terminar, existen tres campos adicionales, que son la instrumentación 
médica, los sensores biomédicos y las señales biomédicas, los cuales se detallarán en 
el siguiente apartado. 
2. Bioingeniería y señales biomédicas 
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 25 
 
 
2.2 DEFINICIÓN Y ADQUISICIÓN DE SEÑALES BIOMÉDICAS 
En primer lugar, una señal biomédica es toda aquella señal captada a partir del 
funcionamiento del cuerpo de un ser vivo, como, por ejemplo, el ritmo cardíaco o la 
medición de la concentración de oxígeno en sangre. La importancia de estas señales es 
crítica en la detección y tratamiento de patologías de un paciente. Por ello, es muy 
importante la correcta adquisición y análisis de estas, la cual definiremos a continuación, 
prosiguiendo con la división de campos de bioingeniería mencionada en el apartado 
anterior [3]. 
La instrumentación biomédica es conocida como la utilización, diseño y 
desarrollo de dispositivos para monitorizar y medir los parámetros y variables fisiológicas 
del paciente aplicando principios interdisciplinarios de ingeniería. Uno de estos 
instrumentos son los sensores biomédicos o biosensores, los cuales permiten obtener y 
convertir señales biomédicas en señales ópticas, eléctricas o físicas. La innovación y 
desarrollo de estos dispositivos es uno de los factores que han permitido una considerable 
evolución de los diagnósticos y monitorización de enfermedades del paciente. 
Por último, se encuentra el tema a tratar en el desarrollo del proyecto, el análisis de 
señales biomédicas. Para el diagnóstico de las patologías de un paciente, es necesario 
procesar las señales adquiridas, ya que existe una alta probabilidad de que estas señales 
necesiten una reducción de ruido o algún tipo de filtrado para conseguir la calidad 
requerida para un tratamiento más específico y con mejores resultados. 
 
2. Bioingeniería y señales biomédicas 
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 26 
 
 
2.3 TIPOS DE SEÑALES BIOMÉDICAS 
Con el fin de explicar de manera más detallada el alcance de estas señales 
biomédicas, a continuación, se mostrará una lista descriptiva de aquellas que se 
consideran más significativas para el proyecto. Como aclaración, la no representación de 
la totalidad de las señales es debida al elevado número de tipos existentes, las cuales, 
además, van en aumento día a día gracias a la innovación tecnológica. 
ECG (Electrocardiograma). Esta señal representa la actividad eléctrica del 
corazón mediante su adquisición por electrodos conectados sobre la piel del paciente. La 
representación se realiza mediante los impulsos eléctricos de los propios latidos del 
corazón, como podemos observar en la Ilustración 2. Se puede conseguir información 
acerca de las aurículas a partir de la onda P (impulso que se produce en la aurícula previo 
a su contracción), de los ventrículos mediante el complejo QRS (corriente eléctrica 
causante de la contracción de los ventrículos) y la onda T (forma de onda generada 
durante la relajación de los ventrículos). Es una de las señales biomédicas más utilizadas 
y sirve para diagnosticar múltiples patologías cardíacas [6]. 
 
Ilustración 2. Electrocardiograma [7] 
Onda P 
Complejo QRS 
Onda T 
2. Bioingeniería y señales biomédicas 
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 27 
 
 
EDA (Electrodermal Activity o Actividad Electrodermal). La representación de 
estas señales, la cual se observa en la Ilustración 3, mide los cambios eléctricos 
producidos por la actividad de las glándulas sudoríparas. Los electrodos deben ser 
sensibles a estos cambios y deben ser capaces de transmitir esta información para su 
posterior visualización. Sirve, por ejemplo, para medir el nivel de estrés de un sujeto [8]. 
 
Ilustración 3. Actividad Electrodermal [9] 
Electroencefalograma (EEG). Consiste en la monitorización de la actividad 
causada por los impulsos eléctricos mediante la colocación de electrodos en la superficie 
del cuero cabelludo (Ilustración 4). Es fundamental para el diagnóstico de numerosas 
enfermedades neurológicas, como la epilepsia o la encefalopatía. 
 
Ilustración 4. Electroencefalograma [10] 
2. Bioingeniería y señales biomédicas 
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 28 
 
 
Electromiograma (EMG). Esta señal mide las corrientes eléctricas provenientes 
de la contracción de músculos y nervios, como se muestra en la Ilustración 5, también 
adquiridas por electrodos. Además, es capaz de analizar la amplitud de estas corrientes, 
el número de fibras musculares que se contraen, el tiempo que tardan en contraerse y el 
tiempo que se mantienen contraídas. Se utiliza para diagnosticar patologías del sistema 
motor, así como para la monitorización de los procesos de rehabilitación. 
 
Ilustración 5. Electromiograma [11] 
HRV (Heart Rate Variability o Variabilidad del ritmo cardíaco). Es la medición 
del intervalo de tiempo entre latidos, muy útil para prevenir infartos de miocardio. Esta 
señal puede obtenerse a partir de distintas señales, tales como un ECG o un 
fotopletismograma, el cual explicaremos a continuación. 
PPG (Photoplethysmogram o Fotopletismograma). Esta señal representa los 
cambios de volumen de sangre en los capilares en función de su contracción y expansión. 
Esto es posible gracias a la emisión de luz de unos sensores ópticos en la piel para medir 
estos parámetros mencionados anteriormente. [12] 
2. Bioingeniería y señales biomédicas 
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 29 
 
 
Saturación de oxígeno arterial (SpO2). Similar a la explicada anteriormente 
(PPG), esta señal permite medir los niveles de saturación de oxígeno en sangre (en 
porcentaje) mediante el uso de un sensor óptico que utiliza frecuencias de luz roja e 
infrarroja. 
2.4 DISCUSIÓN 
En este Capítulo 2 se ha realizado una puesta en escena del tema sobre el que se va 
a realizar la investigación para el desarrollo del proyecto, comentando los sectores que 
abarca y definiendo los parámetros clave para su comprensión, esto es la bioingeniería en 
general y, de modo más específico, las señales biomédicas. 
Como se comenta en el propio apartado sobre los tipos de señales biomédicas, sería 
prácticamente imposible realizar una explicación de la totalidad de las señales 
biomédicas, ya que la innovación avanza diariamente y se descubren nuevas posibles 
señales y derivados de estas con mucha frecuencia. Por lo tanto, se ha tomado la decisión 
de mostrar las señales que se creen más pertinentes para los siguientes capítulos. Estas 
son ECG, EDA, EEG, EMG, HRV, PPG y SpO2, de las cuales se muestra su función y 
representación, a excepción de HRV, PPG y SpO2, cuyas representaciones no se creen 
relevantes para el desarrollo del proyecto. 
 
3. Sistemas portables de adquisición de señales biomédicas 
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 30 
 
 
3 Sistemas portables de adquisición de 
señales biomédicas 
En este capítulo, una vez revisado el estado del arte, se van a mostrar los principales 
tipos de sistemas a considerar para el desarrollo de la investigación, así como las 
especificaciones de cada uno de ellos necesarias para los requerimientos del proyecto. 
3.1 SISTEMAS BASADOS EN RASPBERRY PI 
Cuando se planificó el proyecto, se tuvo en cuenta el trabajo realizado 
anteriormente por otros compañeros en la materia que nos incumbe. Una de estas 
referencias fue el proyecto realizado por David Medina de Andrés [13] en esta misma 
universidad, en el cual se realizaba una indagación en profundidad acerca de la 
adquisición de señales biomédicas mediante el uso de sistemas Raspberry Pi, en concreto 
el modelo Raspberry Pi 3 Model B. En la Ilustración 6 se puede observar un ejemplo del 
modelo mencionado. Asimismo, en la Ilustración 7 podemos observarlas 
especificaciones de este dispositivo. 
 
Ilustración 6. Raspberry Pi 3 Model B [14] 
3. Sistemas portables de adquisición de señales biomédicas 
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 31 
 
 
 
Ilustración 7. Especificaciones de la Raspberry Pi 3 Model B [14] 
Adicionalmente, en este trabajo se utilizó la plataforma e-Health, la cual servía de 
conector entre el sensor utilizado según la señal que se vaya a adquirir y la Raspberry Pi. 
Para ello se utilizará un sistema de conexiones de cables, permitiendo mejorar la 
conectividad al proyecto debido a que gracias a la plataforma se podrán utilizar las 
mismas librerías que en Arduino. 
Uno de los mayores inconvenientes del proyecto fue el alto coste, ya que, aunque 
pareciera que el dispositivo tenía un precio asequible, el presupuesto aumentaba 
considerablemente a la hora de adquirir los sensores necesarios para realizar las pruebas 
con la calidad que se buscaba. Además, otro de los inconvenientes, son los problemas de 
compatibilidad existentes entre algunos de los sensores conectados a la placa base y la 
plataforma de convergencia de datos utilizada. 
 
3. Sistemas portables de adquisición de señales biomédicas 
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 32 
 
 
A la vista de lo estudiado, se decidió proseguir con la búsqueda de otro tipo de 
sistemas portables que realizaran una función similar pero que eliminen los problemas de 
compatibilidad, intentando converger el software necesario para la visualización de las 
señales con los sensores para la adquisición de éstas. Es decir, en los posteriores puntos 
de revisión del estado del arte se intentará encontrar un tipo de sistema que abarque las 
dos funcionalidades en un mismo proveedor. 
3.2 RELOJES Y PULSERAS INTELIGENTES 
Se conoce como un dispositivo Smartwatch a un reloj o pulsera inteligente con 
numerosas funcionalidades, como por ejemplo el seguimiento de nuestra actividad diaria 
o el recordatorio de eventos que tenemos programados a lo largo del día. 
 A continuación, en la Ilustración 8, se muestra la evolución en el uso de los 
dispositivos wearable, es decir, todo aquel dispositivo electrónico que se pueda usar como 
un accesorio en nuestro outfit. Como se puede observar, desde 2015 hasta 2017 hubo un 
aumento de aproximadamente medio millón de dispositivos. Este auge se encuentra muy 
ligado al exponencial crecimiento de la tecnología y la innovación, ya que cada año va 
evolucionando, haciéndose más accesible por el abaratamiento de los costes de 
producción. 
 
Ilustración 8. Gráfico del número de Smartwatch utilizados por regiones [15] 
3. Sistemas portables de adquisición de señales biomédicas 
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 33 
 
 
Posteriormente, en la Tabla 2, se muestran los resultados del estudio de mercado 
realizado para encontrar un dispositivo que se adecúe a los requerimientos del proyecto. 
Cabe destacar que existen numerosos dispositivos de este tipo y, aunque se ha realizado 
una investigación exhaustiva, es posible que haya algún modelo que no haya sido 
comparado o que, por el propio desarrollo tecnológico, haya sido lanzado al mercado en 
una fecha posterior a la de dicho estudio. Adicionalmente, cada marca, sobre todo las más 
importantes, poseen una gran variedad de modelos, y sería de gran complejidad hacer una 
lista con su totalidad. Es por ello por lo que para cada marca se ha decidido mostrar en la 
tabla el modelo que se ajusta más a lo buscado, para así poder realizar la comparativa con 
la mayor precisión posible. 
Como conclusión a este punto, se debe tener en cuenta el precio y las pocas 
posibilidades que tienen estos instrumentos, puesto que no están diseñados 
específicamente para este tipo de utilización. Se puede observar que sólo uno de ellos 
tiene la capacidad de extracción de las señales, además de que, en vista a una posible 
futura incorporación a una práctica grupal, sería necesario que cada persona perteneciente 
a ese colectivo posea uno de estos utensilios, siendo de gran coste para la investigación. 
3. Sistemas portables de adquisición de señales biomédicas 
E.T.S.I. y Sistemas de Telecomunicación Campus Sur UPM 
 
 
 34 
 
 
 
Tabla 2. Especificaciones de las pulseras y los relojes inteligentes revisados en septiembre de 2019 
3.3 DISPOSITIVOS PORTABLES ESPECIALIZADOS 
En este último apartado del Capítulo 3, se realizará una investigación acerca de los 
sistemas portables especializados en la adquisición de señales biomédicas, concretamente 
de aquellos pertenecientes a la marca BITalino, ya que posibilitan una adquisición de 
manera sencilla y eficaz a través de sensores especializados en estas funciones. Otro de 
Dispositivo Señales Formato de 
extracción Precio 
Xiaomi Huami Amazfit Bip Smart 
Watch ECG - 69,99 € 
Polar M200 Blk ECG CSV 150€ 
Asus VivoWatch BP Negro ECG y PPG - 166€ 
K7 ECG Fitness Tracker Smart 
Bracelet Band ECG y PPG - 39,99€ 
Makibes BR1 Smartwatch ECG y HRV - 67,56€ 
Helo LX Plus Watch ECG y PPG - 220€ 
Bakeey P3 ECG+PPG Smart 
Bracelet ECG - 36,70€ 
Apple Watch Series 5 ECG PDF 419€ 
Galaxy Watch R805 ECG - 379€ 
Fitbit Ionic ECG - 269,95€ 
https://www.pccomponentes.com/xiaomi-amazfit-bip-smartwatch-rojo?gclid=Cj0KCQjw4fHkBRDcARIsACV58_FQ2zktm9G8p88iK9brzVZSPcbY0fkEwNEcxqR3NPGBjMjnrpRmjyEaAhb-EALw_wcB
https://www.pccomponentes.com/xiaomi-amazfit-bip-smartwatch-rojo?gclid=Cj0KCQjw4fHkBRDcARIsACV58_FQ2zktm9G8p88iK9brzVZSPcbY0fkEwNEcxqR3NPGBjMjnrpRmjyEaAhb-EALw_wcB
https://www.polar.com/es/productos/sport/M200
https://www.asus.com/es/VivoWatch/ASUS-VivoWatch-BP-HC-A04/
https://www.gearbest.com/smart-watches/pp_1461012.html
https://www.gearbest.com/smart-watches/pp_1461012.html
https://www.geekbuying.com/item/Makibes-BR1-Smartwatch-Black-393310.html?utm_source=ytb-SmartWatchTicks&utm_medium=referral&utm_campaign=lily&utm_term=MakibesBR1
https://www.helo.digital/
https://www.banggood.com/P3-ECGPPG-Blood-Pressure-Heart-Rate-IP67-waterpoof-Pedometer-Sports-Fitness-Smart-Wristband-p-1249461.html?utm_campaign=5723962_1249461&utm_content=1097&p=RS04045723962201608Y&ID=224&cur_warehouse=CN
https://www.banggood.com/P3-ECGPPG-Blood-Pressure-Heart-Rate-IP67-waterpoof-Pedometer-Sports-Fitness-Smart-Wristband-p-1249461.html?utm_campaign=5723962_1249461&utm_content=1097&p=RS04045723962201608Y&ID=224&cur_warehouse=CN
https://www.apple.com/es/apple-watch-series-5/
https://www.samsung.com/es/wearables/galaxy-watch-r805/SM-R805FZSAPHE/
https://www.fitbit.com/es/ionic
3. Sistemas portables de adquisición de señales biomédicas 
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 35 
 
 
los motivos principales para la elección de este distintivo, es que ofrece la oportunidad de 
extraer las señales adquiridas en formato TXT, HDF5 o CSV, soportado por Matlab, lo 
que facilitará el futuro procesado de las mismas. 
BITalino [16] es un proveedor portugués de dispositivos electrónicos 
específicamente diseñados para la monitorización de señales biomédicas, tales como 
ECG, EDA, EEG, EGG (Electrogastrograma), EMG, EOG (Electrooculograma), y 
temperatura, mediante su adquisición a través de electrodos y sensores diseñados para 
ello. 
En su página web oficial se muestran todos los productos en venta de la marca, los 
cuales vamos a dividir en dos grupos: circuitos integrados y sensores. 
3.3.1 CIRCUITOS INTEGRADOS BITALINO 
Uno de los productos más destacados de BITalino son los circuitos integrados, que 
permiten la conexión de periféricos especializados para la obtención de distintos tipos de 
señales. 
Según la conexión predeterminada de estos periféricos, se pueden encontrar tres 
tipos diferentes de placas base. En primera instancia, la (r)evolution Freestyle Kit ofrece 
una versión completamente personalizable, proporcionándole flexibilidad de montaje al 
usuario para adaptarse a sus requerimientos. En segundolugar, se encuentra la 
(r)evolution Plugged Kit, la cual se diferencia de la anterior en el ensamblaje de fábrica 
de los conectores, siendo necesaria la utilización de cables para conectar los puertos de 
los sensores a la placa, ofreciéndonos una mayor versatilidad. Por último, se encuentra la 
(r)evolution Board Kit, cuya característica principal es el acoplamiento total de los 
componentes para un uso más sencillo y práctico de los sensores que posteriormente se 
conectarán al circuito. Esta función presenta una gran ventaja pensando en uno de los 
objetivos del proyecto, permitiendo a todos los usuarios que necesiten su uso centrarse en 
la adquisición y procesado de las señales frente al ensamblaje de los componentes. 
 
3. Sistemas portables de adquisición de señales biomédicas 
E.T.S.I. y Sistemas de Telecomunicación Campus Sur UPM 
 
 
 36 
 
 
Una vez explicados los tipos de kits según la conexión de fábrica de los periféricos, 
cabe destacar que para cada uno de los tipos antes mencionados existen dos subtipos 
diferentes según su tecnología de conectividad: por un lado, tenemos los circuitos 
integrados con BLE (Bluetooth Low Energy o Bluetooth de Baja Energía), y por el otro, 
aquellos que poseen la tecnología Bluetooth. Ambas son tecnologías de conexión 
inalámbrica en un área de corto alcance basadas en Bluetooth, pero la diferencia 
fundamental entre ellas es el consumo de la batería. Esta disparidad se produce debido a 
que el Bluetooth se diseñó con el fin de transmitir una cantidad alta de datos, mientras 
que el BLE está pensado para aplicaciones cuya transmisión de datos es menor, 
aumentando la vida de la batería y rebajando los costes a medio y largo plazo. 
3.3.2 SENSORES Y PERIFÉRICOS BITALINO 
Otra de las opciones que ofrece BITalino en su catálogo es una serie de periféricos 
y accesorios para ser conectados de manera sencilla a la placa base y aprovechar al 
completo su funcionamiento. A continuación, en la Tabla 3, se puede observar una 
enumeración de los componentes que se han creído importantes a la hora del desarrollo 
del proyecto, así como sus características. 
 
3. Sistemas portables de adquisición de señales biomédicas 
E.T.S.I. y Sistemas de Telecomunicación Campus Sur UPM 
 
 
 37 
 
 
 
 
Nombre Descripción Señales Precio 
(sin IVA) 
Cable de conexión Cable necesario para la conexión de 
los periféricos del Plugged Kit. - 10€ 
Conexión de dos o 
tres electrodos 
Cable con conexión a dos o tres 
electrodos (dependiendo del 
modelo). 
EMG, ECG 
y EEG 
15€ 
19,75€ 
Sensor PZT1 de 
respiración 
Sensor de medición de los ciclos 
respiratorios. - 95€ 
Sensor NTC2 de 
temperatura HD 
Sensor de medición de la 
temperatura en alta calidad. - 95€ 
Lector del medidor 
de glucosa 
Lector de la medición de glucosa 
con la inclusión de todos los 
accesorios para su obtención. 
Nivel de 
glucosa 110€ 
Lector de presión 
sanguínea 
Sensor de muñeca con una interfaz 
plug&play para la presión 
sanguínea. 
Presión 
sanguínea 130€ 
Lector de cantidad 
de SpO2 
Sensor para medir la cantidad de 
oxígeno en sangre. SpO2 165€ 
 
Tabla 3. Lista de accesorios BITalino 
 
1 PZT: Piezoeléctrico 
2 NTC: Negative Temperature Coefficient o Coeficiente de Temperatura Negativa 
https://store.plux.info/cables/225-sensor-cable.html
https://store.plux.info/cables/227-2-lead-electrode-cable.html
https://store.plux.info/cables/226-3-lead-electrode-cable.html
https://store.plux.info/barebone-sensors/40-respiration-pzt-sensor.html
https://store.plux.info/barebone-sensors/40-respiration-pzt-sensor.html
https://store.plux.info/barebone-sensors/379-temperature-ntc-sensor.html
https://store.plux.info/barebone-sensors/379-temperature-ntc-sensor.html
https://store.plux.info/barebone-sensors/387-glucometer-gmr-sensor.html
https://store.plux.info/barebone-sensors/387-glucometer-gmr-sensor.html
https://store.plux.info/barebone-sensors/388-blood-pressure-bpr-sensor.html
https://store.plux.info/barebone-sensors/388-blood-pressure-bpr-sensor.html
https://store.plux.info/barebone-sensors/389-spo2-reader-po2-sensor.html
https://store.plux.info/barebone-sensors/389-spo2-reader-po2-sensor.html
3. Sistemas portables de adquisición de señales biomédicas 
E.T.S.I. y Sistemas de Telecomunicación Campus Sur UPM 
 
 
 38 
 
 
3.4 DISCUSIÓN 
Una vez finalizado este capítulo, se puede llegar a una conclusión acerca del 
dispositivo sobre las pruebas a realizar para el desarrollo técnico del proyecto, 
esencialmente en la fase de adquisición de las señales biomédicas. 
En primer lugar, se estudió la viabilidad del proyecto mediante el uso de sistemas 
tipo Raspberry Pi, basándonos en la investigación específica realizada por un compañero 
de la Escuela en 2017, que puso en marcha el dispositivo y analizó los resultados de éste 
de manera práctica. Este hecho ha sido el motivo por el cual se decidió no realizar el 
desarrollo técnico de este proyecto usando la Raspberry Pi, puesto que existían 
inconvenientes incompatibles con este proyecto. 
Posteriormente, se revisó el estado de los Smartwatches, los cuales se encuentran 
en auge en los últimos años debido a la innovación tecnológica. Su uso se ha establecido 
como cotidiano, y numerosas personas lo usan diariamente para monitorizar la evolución 
de sus actividades. Después de una investigación en profundidad, plasmando los 
principales dispositivos a tener en cuenta para los requerimientos del proyecto, se vio que 
estos instrumentos no están diseñados para la extracción de las señales que adquieren. 
Prueba de ello es que solamente uno de ellos era capaz de cumplir esa función, y la calidad 
que brindaban los sensores de esta adquisición no era la adecuada. 
En último lugar, la investigación profundizó en la búsqueda de sensores 
especializados en la adquisición de estas señales biomédicas. En este caso, se optó por 
los dispositivos de la marca BITalino, los cuales ofrecían características muy acordes a 
las necesidades del proyecto. Estas características principalmente son la capacidad de 
extracción a un formato soportado por Matlab y el bajo coste de los mismos, ya que, con 
la vista puesta en una posible puesta en marcha de un laboratorio en una asignatura de la 
Escuela, se debería adquirir al menos uno de estos sistemas por grupo para la utilización 
en el laboratorio. Por todo esto, aunque se estudiará y explicará a fondo en el siguiente 
capítulo, uno de estos dispositivos será el utilizado para el desarrollo de la parte práctica 
del proyecto. 
3. Sistemas portables de adquisición de señales biomédicas 
E.T.S.I. y Sistemas de Telecomunicación Campus Sur UPM 
 
 
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4. Especificaciones del sistema: BITalino (r)evolution Board Kit 
E.T.S.I. y Sistemas de Telecomunicación Campus Sur UPM 
 
 
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4 Especificaciones del sistema: 
BITalino (r)evolution Board Kit 
Tras la revisión del estado del arte realizada y explicada en el Capítulo anterior, se 
llegó a la conclusión de utilizar uno de los dispositivos que proporciona la marca 
BITalino, más concretamente el modelo (r)evolution Board Kit con tecnología Bluetooth. 
La elección de este dispositivo se realizó en base a los requerimientos del proyecto, ya 
que cumple con prácticamente todos los objetivos propuestos. Las tres placas base de 
BITalino son de bajo coste y gran flexibilidad, y la adquisición y posterior procesado de 
las señales es bastante intuitivo y sencillo; pero el modelo especificado, además de 
cumplir lo anterior, también nos ofrece una gran ventaja a la hora de una preparación para 
ejercicios prácticos en la asignatura Procesado Digital de Señales Biomédicas. El 
dispositivo seleccionado posee una estructura en la que los sensores se encuentran 
conectados de fábrica a la placa base, como se puede apreciar en la Ilustración 9. Esto 
permitiráque la investigación se centre exclusivamente en la adquisición de las señales, 
obviando a su vez posibles problemas de montaje. Es por todo ello por lo que al final se 
decidió elegir este sistema como el encargado de realizar el desarrollo técnico del 
proyecto. A continuación, en la Ilustración 10, se pueden observar las especificaciones 
del sistema. 
 
4. Especificaciones del sistema: BITalino (r)evolution Board Kit 
E.T.S.I. y Sistemas de Telecomunicación Campus Sur UPM 
 
 
 41 
 
 
 
Ilustración 9. BITalino (r)evolution Board Kit [17] 
 
 
Ilustración 10. Especificaciones del sistema elegido [17] 
 
4. Especificaciones del sistema: BITalino (r)evolution Board Kit 
E.T.S.I. y Sistemas de Telecomunicación Campus Sur UPM 
 
 
 42 
 
 
4.1 PLACA BASE 
Se definirá como la placa base al subsistema formado por el MCU (Microcontroller 
Unit o Microcontrolador) y el PWR (Power Management o Gestor de Alimentación). 
En primer lugar, se encontrará el bloque PWR, el cual permitirá el funcionamiento 
del sistema en su totalidad, ya que es el encargado de gestionar la energía que alimenta el 
mismo. Consta de tres salidas de energía; dos (una analógica, AVCC, y otra digital, 
DVCC) de 3,3 voltios de voltaje y 250 miliamperios de corriente, y de 1,65 voltios de 
voltaje y 50 miliamperios la restante (REF), como se muestra en la Ilustración 11. Esta 
última salida sirve como un voltaje de referencia con respecto a las fuentes principales (la 
cual es la mitad de estas) que será utilizado por los sensores biomédicos. Cabe destacar 
que su rango de funcionamiento oscila entre 3,7 y 6 voltios. Además, posee un pin de 
monitorización del nivel de voltaje de la batería, el cual aparece en la ilustración con el 
nombre de ABAT. 
 
Ilustración 11. Diseño del bloque PWR [18] 
4. Especificaciones del sistema: BITalino (r)evolution Board Kit 
E.T.S.I. y Sistemas de Telecomunicación Campus Sur UPM 
 
 
 43 
 
 
En segundo lugar, se podrá encontrar el bloque MCU mostrado en la Ilustración 
12, el cual que será el encargado de la gestión de las funciones básicas del sistema. Estas 
son tales como muestrear los datos adquiridos y permitir su visualización en tiempo real, 
indicar el estado del sistema y la batería, y realizar operaciones de plug&play entre otras. 
En la Ilustración 13 se pueden observar las especificaciones referentes a este bloque. 
 
Ilustración 12. Diseño del bloque MCU [19] 
 
Ilustración 13. Especificaciones del bloque MCU [19] 
 
4. Especificaciones del sistema: BITalino (r)evolution Board Kit 
E.T.S.I. y Sistemas de Telecomunicación Campus Sur UPM 
 
 
 44 
 
 
4.2 SENSORES 
En la sección de sensores de nuestro dispositivo, por un lado, se encontrarán los 
sensores biomédicos (ECG, EDA, EEG y EMG) y, por el otro, los sensores ACC, LUX 
y BTN, los cuales se utilizarán para fines no tan específicos. Estos sensores se adquieren 
junto a la placa, y poseen unos conectores donde se insertarán los instrumentos que 
adquirirán las señales que se necesiten. 
A continuación, se explicará el funcionamiento de los sensores biomédicos. Al ser 
específicos en el análisis de este tipo de señales, todos proporcionarán un alto nivel de 
relación señal-ruido, lo que permitirá su visualización con mayor precisión. 
En primer lugar, se encontrará el sensor para señales ECG, el cual se puede 
observar en la Ilustración 14 (a). Este sensor, además de adquirir estas señales, también 
puede ser utilizado para la obtención de señales HRV. La particularidad que posee este 
instrumento es que puede medir estas señales tanto si se encuentra en el pecho de la 
persona (on-the-person) como si se sitúa en las palmas de las manos (off-the-person). 
Posteriormente, el sensor para señales EDA (Ilustración 14 (b)), será el encargado 
de las medidas de la resistencia de la piel y de los estudios fisiológicos del paciente. En 
tercer lugar, el sensor para señales EEG, cuyo esquemático podemos ver en la Ilustración 
14 (c), está diseñado con una configuración bipolar que le permite tomar como valor de 
referencia un electrodo para obtener la diferencia de señal entre esta y la tomada con otro 
electrodo, eliminando las señales sin importancia para el posterior procesado. Por último, 
el sensor para adquirir señales EMG, el cual se observa en la Ilustración 14 (c), trabaja 
tanto con electrodos secos como con electrodos con gel. 
 
4. Especificaciones del sistema: BITalino (r)evolution Board Kit 
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 45 
 
 
Por otro lado, en el grupo de sensores no especializados se encuentran el sensor 
ACC (Acelerómetro), encargado de muestrear aceleraciones en un ancho de banda 
determinado (0-50Hz); el sensor LUX (Luz), encargado de medir la intensidad lumínica 
en diferentes situaciones en un rango de 360-970 nm; y el sensor BTN (Botón Pulsado), 
que anota los cambios realizados por el uso de este botón. Todos estos sensores pueden 
visualizarse en la Ilustración 10 anteriormente mostrada. 
 
 
(a) 
 
(b) 
 
(c) 
 
 (d) 
Ilustración 14. Esquemático de los sensores ECG (a) [7], EDA (b) [9], EEG (c) [10] y EMG (d) [11] 
 
 
4. Especificaciones del sistema: BITalino (r)evolution Board Kit 
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 46 
 
 
4.3 PERIFÉRICOS 
Adicionalmente, el sistema elegido incorpora elementos periféricos para la 
adquisición de las señales. Los accesorios disponibles de serie son un cable con salida 
para dos electrodos, un segundo cable con salida para tres electrodos, y los cinco 
electrodos correspondientes para ello, los cuales se pueden observar en la Ilustración 15. 
Estos cables sirven como conexión entre los sensores de la placa y los electrodos, que 
serán realmente los encargados de adquirir las distintas señales biomédicas. 
 
 
(a) 
 
(b) 
Ilustración 15. Cable de conexión para dos (a) [20] y tres (b) electrodos [21] 
4.4 ACTUADORES 
Como su propio nombre indica, los actuadores serán dispositivos integrados en el 
sistema BITalino que nos permitirán realizar funciones que complementen las realizadas 
por otras partes del sistema. Existen tres actuadores, el DAC (Convertidor Digital-
Analógico), el BUZ (Buzzer o Pulsador) y el LED (Light-Emitting Diode o Diodo Emisor 
de Luz). 
4. Especificaciones del sistema: BITalino (r)evolution Board Kit 
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 47 
 
 
Primeramente, el DAC (Ilustración 16 (a)) proporcionará una salida analógica 
cuando a su entrada le lleguen señales moduladas por ancho de pulsos (PWM, Pulse 
Width Modulation), permitiendo así la sincronización con dispositivos externos. Por su 
parte, los actuadores LED (Ilustración 16 (b)) y BUZ (Ilustración 17 (c)) servirán como 
sincronización de las señales adquiridas por el propio sistema, ya que existen situaciones 
en las que resulta necesario sincronizar las señales audiovisualmente, siendo el segundo 
regulable en frecuencia. Tanto el DAC como el LED se encuentran en la parte superior 
de la placa; en cambio, el BUZ se sitúa en la parte derecha de esta, junto a los sensores. 
 
 
(a) 
 
(b) 
 
(c) 
Ilustración 16. Diseño de los actuadores DAC (a) [22], LED (b) [23] y BUZ (c) [24] 
4. Especificaciones del sistema: BITalino (r)evolution Board Kit 
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 48 
 
 
4.5 CONECTIVIDAD 
A la hora de elegir la conectividad del dispositivo, se encontraron dos posibilidades: 
BLE o Bluetooth. Es cierto que la primera opción a largo plazo supone un aumento de 
vida de la energía de alimentación del dispositivo, ya que permite ahorrar esta cuando no 
está activa, es decir, cuando no se produce un envío de datos. Pero, en definitiva, el uso 
del dispositivo no va a suponer mucho ahorro energético, puesto que se activará 
simplemente cuando se requiera adquirir alguna señal en un momento específico.Es por 
ello por lo que se tomó la decisión de realizar la investigación con la versión Bluetooth, 
cuyas especificaciones se pueden observar en la Ilustración 17 y la cual viene integrada 
en el dispositivo con el formato mostrado en la Ilustración 18. 
 
Ilustración 17. Especificaciones del bloque Bluetooth [25] 
 
Ilustración 18. Diseño del bloque Bluetooth [25] 
4. Especificaciones del sistema: BITalino (r)evolution Board Kit 
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 49 
 
 
4.6 SOFTWARE OPENSIGNALS (R)EVOLUTION 
OpenSignals, cuyo logo podemos ver en la Ilustración 19, ofrece una plataforma de 
monitorización avanzada de señales biomédicas, la cual permite la integración de 
sensores de adquisición de estas señales con un software para su adquisición, 
visualización y procesado mediante una conexión sin cables. Es un programa creado para 
las plataformas hardware de PLUX, empresa encargada de los dispositivos BITalino. 
Este programa permite al usuario adquirir los datos desde uno o varios dispositivos 
(hasta 3 concretamente), configurar los parámetros para esta adquisición como, por 
ejemplo, la frecuencia de muestreo o la resolución, y guardarlos y exportarlos en formatos 
estándar soportados por otros programas que permitirán su posterior procesamiento. 
Existe la posibilidad, además, de complementarlo con add-ons, es decir, módulos 
adicionales que proporcionen una mayor versatilidad y completen su funcionalidad a la 
hora de cubrir los requerimientos que sean necesarios. 
 En el siguiente Capítulo se describirá el proceso de instalación, adquisición, 
visualización y procesado de las señales con este programa, por lo que se ampliará la 
información relativa a este posteriormente. 
 
 
Ilustración 19. Logo de la plataforma OpenSignals [26] 
 
4. Especificaciones del sistema: BITalino (r)evolution Board Kit 
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 50 
 
 
4.7 BITALINO-PROVEN BLUETOOTH DONGLE 
Adicionalmente al circuito integrado, sensores y software que nos proporciona la 
adquisición del BITalino (r)evolution Board Kit, se ha creído conveniente la obtención 
de un dispositivo para mejorar la conectividad que ofrece. Es por ello por lo que se decidió 
proceder a la adquisición del BITalino-Proven Bluetooth Dongle (Ilustración 20), es 
decir, un adaptador para incrementar esta conectividad. La mejora consiste en un rango 
de conectividad de aproximadamente 10 metros y una ratio de transferencia de datos de 
hasta 26 Mbps. 
 
Ilustración 20. BITalino-Proven Bluetooth Dongle [27] 
4. Especificaciones del sistema: BITalino (r)evolution Board Kit 
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5 Desarrollo Técnico 
5.1 INTRODUCCIÓN Y PUESTA A PUNTO 
En este Capítulo 5 se va a desarrollar la parte práctica del proyecto, la cual 
consistirá, en primer lugar, en la creación de una base de datos de las diferentes señales 
que se pueden adquirir con el sistema BITalino, y, posteriormente, en el desarrollo de una 
posible mejora de una de las prácticas que se realizan actualmente en la asignatura de 
Procesado Digital de Señales Biomédicas; ambas explicadas en profundidad en los 
siguientes apartados. 
En esta primera sección, se van a mostrar las configuraciones que han sido 
necesarias para el desarrollo del proyecto, así como otros elementos que se han tenido en 
cuenta a la hora de elegir los algoritmos a utilizar. 
5.1.1 PRIMEROS PASOS 
Como primer paso, una vez obtenida la placa, se deberá instalar en el equipo que se 
vaya a utilizar (ordenador Windows/MAC) el programa OpenSignals, el cual ha sido 
nombrado en el Capítulo anterior. Para ello, se deberá descargar desde la página oficial 
el archivo ejecutable del mismo y seguir las indicaciones por pantalla. Una vez instalado, 
se podrá acceder al mismo desde el acceso directo creado en el escritorio y mostrado en 
la Ilustración 21. 
 
Ilustración 21. Acceso directo al programa OpenSignals 
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 53 
 
 
Antes de proceder a la configuración del programa, se deberá insertar el 
complemento Bluetooth Dongle para la instalación de los drivers necesarios para su 
funcionamiento. Este dispositivo permitirá una mejor conexión del sistema con el 
ordenador, hecho que ofrecerá un mayor rango de distancia de la placa y una mayor 
robustez. 
En primer lugar, se encenderá el dispositivo en cuestión mediante el interruptor 
POWER situado en la parte inferior de la placa (Ilustración 10). Con el adaptador 
Bluetooth actualizado e instalado y el dispositivo encendido, se accederá al programa. 
Tras la pantalla de carga, se deberá configurar el sistema BITalino. Para ello, se mostrará 
por pantalla una interfaz, que, si se han realizado con éxito los pasos anteriores, deberá 
ser similar a la ofrecida en la Ilustración 22, en la que se puede apreciar que el programa 
ha encontrado el dispositivo. 
 
Ilustración 22. Detección del dispositivo 
 
 
5. Desarrollo Técnico 
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 54 
 
 
Detectado el circuito integrado, la aplicación permitirá configurar el mismo. Como 
se puede observar en la Ilustración 23, si se pulsa sobre el pop-up del dispositivo, 
aparecerán una serie de opciones configurables, como los canales activos con su 
correspondiente formato, la frecuencia de muestreo (Sampling Rate) o la posibilidad de 
manejar el comienzo y el final de la adquisición mediante la opción Trigger. Para esta 
primera demostración se seleccionarán todos los canales (tal y como aparece en la 
imagen) con el fin de realizar una explicación completa de la herramienta. 
 
Ilustración 23. Configuración del dispositivo 
Con esta configuración inicial ya se podrá acceder a la pantalla de adquisición de 
señales (Ilustración 24) pulsando en el icono rojo de grabar. En esta interfaz se pueden 
observar dos secciones: la sección de adquisición en tiempo real y la sección de Plugin, 
las cuales se detallarán a continuación. Gracias a la opción marcada de Trigger, podremos 
iniciar y finalizar la adquisición de las señales pulsando el botón del circuito integrado. 
En el caso de que se requiera realizar de forma manual desde la aplicación, se accederá 
igualmente pulsando el botón rojo de grabar, pero se finalizará pulsando el botón de stop 
cuadrado situado en la esquina inferior derecha de la pantalla. 
 
Frecuencia 
de muestreo 
Canales 
Trigger 
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 55 
 
 
• Sección de adquisición en tiempo real. Dentro de esta sección (situada en la 
parte izquierda e inferior de la imagen), se diferencian dos subsecciones: la 
visualización de las señales por canal (izquierda) y la visualización de todos 
los canales superpuestos (inferior). 
• Sección de Plugins. Un plugin es un programa añadido en el mundo 
informático [28]. Es decir, en el caso de este proyecto, todas aquellas 
herramientas que no contempla la placa BITalino, pero que la propia marca 
tiene en venta para abarcar un mayor arco de posibilidades a la hora de 
adquirir y procesar las señales biomédicas. En el software de OpenSignals, se 
pueden encontrar dos de ellos por defecto, los cuales sería interesante 
investigar en futuros proyectos: 
o Una herramienta estadística que proporciona un histograma del 
rango de valores que toma una señal. 
o Una herramienta de anotaciones de eventos. 
 
Ilustración 24. Pantalla de visualización de las señales en tiempo real 
 
5. Desarrollo Técnico 
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 56 
 
 
Un hecho a tener en cuenta muy importante a la hora de adquirir estas señaleses el 
hecho de que cada canal está asociado a un tipo de señal para esta placa, ya que los 
sensores vienen fijos. Esto es debido a que, por ejemplo, la ganancia que necesita el sensor 
de EEG deberá ser mayor que la del ECG, ya que la amplitud de las ondas captadas por 
este sensor es, aproximadamente, unas mil veces menor. A continuación, en la Tabla 4, 
se pueden observar las equivalencias entre sensores y canales proporcionadas por el 
fabricante. 
Como información adicional, los canales I1 e I2 corresponden a los canales de 
entrada (input), así como los canales O1 y O2 son los de salida (output). 
Canal Sensor Canal Sensor 
A1 EMG A6 LUX 
A2 ECG I1 BTN 
A3 EDA I2 - 
A4 EEG O1 LED 
A5 ACC O2 Zumbido 
 
Tabla 4. Equivalencias entre canales y sensores en la placa BITalino 
El formato y la ruta de almacenamiento de las señales será configurable accediendo 
al menú de ajustes desde la pantalla principal (Ilustración 22). Los formatos son TXT, 
HDF5 y EDF. Desde este menú, además de configurar las dos funcionalidades 
mencionadas, se podrá, por ejemplo, programar una adquisición para que el dispositivo 
la lleve a cabo automáticamente, como se puede observar en la Ilustración 25. En esa 
misma imagen, se puede observar la funcionalidad Continuous Mode, la cual permitirá al 
usuario adquirir una señal en modo continuo para estudios que lo requieran. 
5. Desarrollo Técnico 
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 57 
 
 
 
Ilustración 25. Pantalla de programación de adquisiciones 
5.1.2 COMPATIBILIDAD CON MATLAB 
La herramienta de MATLAB, utilizada en numerosas asignaturas del Grado, como 
Señales y Sistemas o la propia Procesado Digital de Señales Biomédicas, es capaz de leer 
los archivos en formato CSV, siendo este uno de los motivos por los cuales se decidió 
utilizar la placa BITalino. Más allá de esto, apareció la posibilidad de adquirir las señales 
directamente desde MATLAB mediante una interfaz creada por un usuario del producto. 
Esta API posee varias funciones, las cuales son explicadas brevemente a continuación: 
• OPEN: esta es la primera función que debe realizarse, ya que activa la 
conexión Bluetooth con la dirección MAC de la placa y además configura el 
número de muestras que van a adquirir. 
• START: comienza la adquisición en los canales seleccionados. 
• STOP: finaliza la adquisición de las señales. 
• CLOSE: cierra las conexiones Bluetooth creadas con OPEN. 
• WRITE: esta función se utiliza para enviar comandos a la placa BITalino. 
5. Desarrollo Técnico 
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 58 
 
 
• BATTERY: modifica el umbral de la batería del BITalino para que trabaje 
únicamente si se cumplen unos requisitos determinados, por ejemplo, que el 
nivel de carga se encuentre entre 3,4 y 3,8 V (sólo disponible en modo de 
reposo). 
• TRIGGER: actúa como el disparador explicado en apartados anteriores (sólo 
funciona cuando se encuentra en modo de adquisición). 
• VERSION: devuelve la versión de la placa BITalino (sólo disponible en 
modo de reposo). 
• READ: adquiere el número de muestras que se han definido en la función 
OPEN. 
Después de investigar esta característica, se ha decidido no utilizar esta interfaz, ya que 
no ofrece la posibilidad de la adquisición en tiempo real, además de tener diversos 
problemas a la hora de visualizar las señales adquiridas. 
Esto no significa que, como se puede observar más adelante, no se utilice MATLAB para 
implantar ciertos algoritmos que nos permitan mejorar las señales adquiridas y procesadas 
mediante la utilización de funciones externas (Pan-Tompkins). 
5.1.3 APLICACIÓN PARA DISPOSITIVOS MÓVILES 
Con el fin de completar su versatilidad, y teniendo en cuenta que se ha hecho una 
investigación acerca de dispositivos electrónicos de uso habitual para la adquisición de 
señales (Sección 3.2), al investigar posibles interfaces de uso, se encontró una aplicación 
Android para dispositivos móviles en la propia página de BITalino llamada Bitadroid. 
Este programa nos permite adquirir, aunque de una manera menos detallada, señales 
captadas con nuestro circuito integrado en un dispositivo móvil, cuya interfaz se muestra 
en la Ilustración 26. 
La señal adquirida se guarda en formato TXT comprimida en un ZIP. El procedimiento 
para su tratamiento es similar al de las señales adquiridas con el programa OpenSignals, 
con el añadido de la necesidad de enviar desde el dispositivo móvil el ZIP al ordenador. 
5. Desarrollo Técnico 
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 59 
 
 
A continuación, en la Ilustración 27, se muestra un ejemplo de un ECG adquirido de esta 
manera. 
 
 
 
Ilustración 26. Interfaz gráfica de la aplicación Bitadroid 
 
Ilustración 27. Gráfico de una señal ECG tomada desde la aplicación para dispositivos móviles 
Como se puede observar, en el gráfico se aprecian el complejo QRS (1) y la onda T (2), 
pero a la hora de diferenciar la onda P (3), esta no se puede visualizar con tanta claridad. 
Este hecho, como se verá posteriormente, ocurrirá de forma similar cuando se adquieran 
ECGs con el programa de ordenador. Por tanto, se puede concluir que las señales tomadas 
con esta aplicación, aunque haya que realizar alguna acción adicional para enviarlas para 
ser procesadas con las diferentes herramientas, es muy fiel a la capturada por 
OpenSignals. 
 
-600
-400
-200
0
200
400
600
1
3
3
4
6
6
7
1
0
0
0
1
3
3
3
1
6
6
6
1
9
9
9
2
3
3
2
2
6
6
5
2
9
9
8
3
3
3
1
3
6
6
4
3
9
9
7
4
3
3
0
4
6
6
3
4
9
9
6
5
3
2
9
5
6
6
2
5
9
9
5
6
3
2
8
6
6
6
1
6
9
9
4
7
3
2
7
7
6
6
0
7
9
9
3
8
3
2
6
8
6
5
9
8
9
9
2
9
3
2
5
9
6
5
8
9
9
9
1
1
0
3
2
4
V
 (
u
V
)
t (ms)
Adquisición de ECG desde dispositivo móvil
2 
3 
 
1 
5. Desarrollo Técnico 
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 60 
 
 
5.2 ADQUISICIÓN Y VISUALIZACIÓN DE SEÑALES 
Para este apartado, se van a adquirir las señales directamente desde el programa ofrecido 
por BITalino, sin tener en cuenta los dispositivos mencionados en el 5.1.2 y 5.1.3. Se van 
a mostrar ejemplos de adquisición de las señales biomédicas, así como un ejemplo de la 
señal capturada por el sensor de luz (LUX) y el acelerómetro (ACC). El orden que se va 
a seguir es el siguiente: EMG, EEG, EDA, señales no biomédicas (LUX y ACC), y, por 
último, ECG. Se ha decidido mostrar esta señal como la última ya que el desarrollo de la 
práctica para la asignatura de Procesado de Señales Biomédicas se realizará con este tipo 
de señal. 
5.2.1 EMG 
Siguiendo las especificaciones del datasheet de este sensor [9], para la adquisición de esta 
señal será necesario utilizar el cable de tres electrodos, dos para capturar la señal y el 
tercero como toma de tierra. Como toma de tierra se puede situar en cualquier parte del 
cuerpo en el que haya un hueso próximo a la piel, es decir, que no haya músculo entre 
estas dos partes. Ejemplos de estas posiciones son el codo, el hueso de la cadera o detrás 
de las orejas. 
Se va a capturar la señal proveniente de la contracción del músculo del antebrazo. Para 
ello, se situará el electrodo de toma de tierra en el codo y los otros dos electrodos a lo 
largo de este músculo tal y como se muestra en la Ilustración 28. 
Se guardará el archivo en formato TXT para su posterior visualización en herramientas 
externas a OpenSignals. El programa con el que se va a visualizar la señal va a ser 
Microsoft Excel 2013, en el cual cargaremos de la siguiente manera la señal: 
1. Acceder a un nuevo archivo de Excel y pulsar sobre la pestaña Datos. 
2. Pulsar sobre la opción Desde Texto. 
3. Los datos vendrán en columnas, por lo que será necesario eliminar todas 
aquellas columnas que contengan información irrelevante. Para ello, se 
5. Desarrollo Técnico 
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