Siempre que tenga duda del procedimiento a realizar, consúltelo con el docente

Transcripción

1 1 Facultad Escuela Lugar de Ejecución : Ingeniería. : Biomédica : Laboratorio de Biomédica Biopotenciales Objetivos Describir el funcionamiento de un circuito básico para adquisición de biopotenciales. Describir el funcionamiento de circuitos auxiliares, tales como : Contacto de electrodos Restablecimiento de línea Aislamiento de señales Comparar la respuesta en frecuencia de un modelo de electrodo haciendo uso de un paquete de simulación de circuitos electrónicos Recomendaciones Tenga orden y aseo para trabajar. Siempre que tenga duda del procedimiento a realizar, consúltelo con el docente Al finalizar la práctica, el laboratorio se debe dejar en la misma condición ó mejor en que se encontró, aún los accesorios y herramientas utilizadas. Materiales y equipos Tarjeta de Evaluación MCM-B1/EV Osciloscopio con memoria Fuentes de Alimentación PS-1 Electrodos/ Simulador de paciente

2 2 Procedimiento Revise la Fuente, Calibre el Osciloscopio adecuadamente y que todos los interruptores de Falla estén en la Posición OFF y conecte la alimentación en conector inferior de la Fuente. PARTE I. Adquisición de biopotenciales (ECG) 1. Conecte los tres electrodos en las siguientes posiciones: a. Brazo Derecho (RA) b. Brazo Izquierdo (LA) c. Pierna Derecha (RL) 2. Conectar el puente J6 en el módulo EB-B1/EV de modo que funcione como amplificador de ECG. 3. Conecte, mediante el cable de electrodo, cada uno de estos en los bornes de la tarjeta que se indican: a. RA RIGHT SIDE b. LA LEFT SIDE c. RL RIGH LEG 4. Alimente el módulo. 5. Utilizando el osciloscopio con memoria, regule los distintos controles para la obtención de la señal en la salida del Amplificador de Instrumentación en el punto 21. Dibuje la forma de la onda con todos los parámetros correspondientes. 6. Ajuste los controles del osciloscopio para medir la señal en el punto 12 y en el punto 13 (Entrada del amplificador). Describa lo observado, en cada uno de los puntos. 7. Realice el mismo procedimiento con la señal en el pin 6 de IC7 e IC8 (Salida de la primera etapa de amplificación diferencial). Describa las señales observadas. 8. Mida la señal en el pin 6 de IC9 (salida de la etapa single-ended). Describa la señal obtenida.

3 3 9. Manteniendo la entrada al IC10, describa la salida de este último circuito. 10. Apague el módulo PARTE II. Circuitos Auxiliares Circuitos de prueba de contactos de las sondas (electrodos) 1. Ubique el circuito que aparece en la parte superior izquierda de la tarjeta MCM B1/EV. (LEAD-FAIL DETECTION) 2. Conectar el puente J1 que une la etapa de comparación con la de alarma. 3. Conectar los puentes J2 y J3, que conectan los electrodos en las entradas del transformador LF1 (P1), LF2 (P2). 4. Encender el equipo y medir a la salida del amplificador operacional (IC1). Cual es valor medido?. En este momento, la salida debería ser tal que no active la alarma. Deberá regular RV1 para que lo anterior suceda. 5. Desconecte uno de los electrodos de la piel, simulando que ha ocurrido una desconexión o mal contacto interfaz paciente. Que cambio se observa en la salida de IC1?. Que cambios se observan en la salida del circuito?. En este momento, la salida debería ser tal que active la alarma. Deberá regular RV1 para que lo anterior suceda. 6. Medir con el osciloscopio la salida del amplificador operacional IC1 e indique las características de la señal de salida, punto Mida la señal en el colector de T1, en los dos estados de la alarma. Circuito de Restablecimiento de línea Muchas veces, los amplificadores de instrumentación pueden saturarse ya sea por la conmutación de los electrodos de entrada, como cuando las entradas se presenta una tensión elevada como podría ser la descarga de un desfibrilador. El filtro utilizado al final del amplificador de instrumentación de la Parte I, tiene una constante de tiempo elevada, que según datos del fabricante debe estar por los 3.2 segundos, con lo cual la restauración del cero puede alcanzarse luego de un tiempo considerable. Es por ello que se hace necesario la presencia de un circuito que reestablezca el cero, a partir de una condición de saturación ocurrida. En bloques, el circuito se representa de la siguiente manera.

4 4 8. Identifique el circuito de restauración de línea (BASELINE RESTORATION) NOTA : Este circuito, sirve entonces, para cortocircuitar momentáneamente a tierra, el borne 20 del circuito amplificador de ECG, lo cual permite la descarga en un tiempo bastante corto de los condensadores C12 y C13. Para ello habrá que conectar el borne 7 al borne Mida el valor de los umbrales de comparación de la señal en los pines 2 de (IC3) e (IC4). 10. Conectar a la entrada VIN la fuente de alimentación variable PSU/EV (0-30V). 11. Incremente desde cero el nivel de tensión hasta provocar el encendido del LED. Mida el valor de tensión de entrada que provoca la conmutación del operacional. 12. Conecte el borne 21, que es la salida del amplificador de ECG, al borne 5 que es la entrada al circuito de restablecimiento de línea base. 13. Conecte además el borne 7 al borne 20, con ello se logrará el efecto deseado sobre el circuito. 14. Obtenga en la pantalla del osciloscopio, la señal de ECG normal. 15. De manera controlada, cortocircuite de manera momentánea las dos entradas de ECG, Right Side y Left Side. Paralelamente a ello, verifique lo que sucede con la señal de ECG en la pantalla del osciloscopio.

5 5 16. Elimine las conexiones entre el circuito de restablecimiento de línea base y el amplificador general de ECG. 17. Repita el procedimiento 15, y anote las diferencias en cuanto al funcionamiento del circuito. 18. Apague el módulo Circuito de aislamiento de señales NOTA : Los tierra de los dos circuitos en ambos lados del aislamiento óptico poseen tierras diferentes, con lo que la medición sin hacer uso del tierra correcto puede ocasionar que la señal no sea registrada adecuadamente. 1. Cortocircuite las entradas del Amplificador de Aislamiento. 2. Mida la salida (terminal 24) y varíe RV6 de modo que exista a la salida 0 voltios en ausencia de señal de entrada. 3. Conecte la salida del amplificador general de ECG a las entradas del Amplificador de Aislamiento. 4. Mida el voltaje de entrada del amplificador en el borne Mida el voltaje de salida del amplificador en el borne Varía RV7 y describa el efecto que esto tiene sobre la señal de salida. 7. Apague el módulo. 8. Desconecte el montaje desarrollado para la práctica.

6 6 VERIFIQUE sus anotaciones del Procedimiento para El Análisis de Resultados Análisis de Resultados PARTE I. Adquisición de biopotenciales (ECG) Presente los resultados obtenidos en la práctica a) Gráfica de señales con sus respectivos Valores de acuerdo a la escala Utilizada. b) Cálculos basados en las anteriores señales obtenidas(ganancia del Amplificador) c) Análisis de las diferentes etapas que componen el circuito para la Amplificación de ECG (Contraste los cálculos teóricos con aquellos obtenidos a partir de las señales medidas) Parte II. Circuitos de prueba de contactos de las sondas (electrodos) Presente los resultados obtenidos en la práctica a) Gráfica de señales con sus respectivos Valores de acuerdo a la escala Utilizada. b) Cálculos basados en las anteriores señales obtenidas. c) Determine la frecuencia de oscilación utilizando R5 y C3 y compare este valor con el obtenido en la práctica. d) Indique la función del transformador de entrada. Características Eléctricas. e) Indique la función del detector-comparador en el circuito de detección de fallas por desconexión. f) Analice en detalle el circuito de la alarma audible, Simúlelo si es necesario. Circuito de Restablecimiento de línea Presente los resultados obtenidos en la práctica

7 7 a) Gráfica de señales. b) Cálculos basados en las anteriores señales obtenidas. c) Diferencias entre en el trabajo del circuito amplificador general de ECG con o sin el circuito de Reestablecimiento de Línea. Circuito de aislamiento de señales Presente los resultados obtenidos en la práctica a) Gráfica de señales b) Cálculos basados en las anteriores señales obtenidas c) Calcule la ganancia del amplificador d) Determine la función de RV6 e) Determine la función de RV7 f) Describa la función de OC1 dentro del circuito de aislamiento Actividad Complementaria 1. Implemente al menos uno de los Circuitos de la Práctica. 2. En un programa de simulación de circuitos electrónicos, desarrolle un análisis de respuesta en frecuencia del siguiente modelo de electrodo para biopotenciales. Utilice C1, en valores que vayan desde los µf hasta los µf. a. Presente las conclusiones respecto al cambio de impedancia para diferentes frecuencias, enfocando su análisis en como esto afectaría la medición de los biopotenciales. b. Indique lo que determina el VCELDA utilizado en la simulación Bibliografía

8 8 Análisis Instrumental Skoog, Douglas A. (AUTOR PRINCIPAL) Leary, James J. (COAUTOR) S Instrumentación y Medidas Biomédicas. Cromwell, Leslie (AUTOR PRINCIPAL) C Texto teorico experimental cod. TMB-1 MODULO MCM-B1/EV: SEÑALES BIOMEDICAS ELETTRONICA VENETA & INEL SPA ROMA ITALY Via

9 9 Hoja de cotejo: Guía : Desarrollo y Act. Complementaria Alumno: Mesa No: Docente: GL: Fecha: EVALUACION % Nota CONOCIMIENTO (Aberturas, Velocidades, etc.) 20% Conocimiento deficiente de los fundamentos teóricos Conocimiento y explicación incompleta de los fundamentos teóricos Conocimiento completo y explicación clara de los fundamentos teóricos APLICACIÓN DEL CONOCIMIENTO 15% 15% 20% ACTITUD Trabajo en equipo Responsable: Guías de lab. 15% Es un Observador Pasivo. Participa Ocasionalmente o lo hace constantemente pero sin coordinación con sus compañeros de Puesto de trabajo. Participa propositiva e integralmente en toda la Practica. Manejo de Recursos: Actividad requerida para la práctica Análisis TOTAL 100% 15% Es Ordenado pero no hace un uso adecuado de los Recursos Hace un Uso de Recursos respetando las pautas de seguridad, pero es desordenado Hace un manejo responsable y adecuado de los Recursos de conformidad a pautas de seguridad e Higiene