sensores y electrodos

1

SENSORES Y ELECTRODOS

Ing. Fredy YUCRA YTO

2

ADQUISICIÓN DE SEÑALES.

• La mayoría de los instrumentos biomédicos son dispositivos electrónicos y por lo tanto deben tener algún tipo de señal eléctrica como entrada. Cuando se adquiere un biopotencial se requiere algún tipo de electrodo entre el paciente y el instrumento.

• Un transductor es un dispositivo que convierte alguna forma de energía, producida por un estímulo físico, en una señal eléctrica analógica proporcional al valor o magnitud del estímulo.

3

Diferencia entre Propiedad y Principio de Transducción

• Propiedad de transducción es una característica del evento físico que es, en forma singular (esa característica se presenta en ese evento físico y no en otros eventos cercanos), capaz de representar ese evento y que puede ser transformada, mediante algún dispositivo o proceso (principio de transducción), en una señal eléctrica.

• El principio de transducción es el proceso de convertir la propiedad de transducción en una señal eléctrica que pueda ser enviada a la entrada de un instrumento de medición.

4

Propiedad y Principio de Transducción

• EJEMPLO: Medición del CO2 en la respiración.

• Así, la propiedad de transducción será la absorción de radiación infrarroja por el CO2 y el principio de transducción estará compuesto por la fuente y el detector de radiación infrarroja.

5

SENSORES ACTIVOS CONTRA SENSORES PASIVOS.

• Un sensor activo requiere la alimentación de una fuente de poder de CA o CD. Ejm. es el sensor de presión que utiliza galgas extensiométricas resistivas, el cual requiere para operar la alimentación de una fuente de voltaje regulada de +7.5 VCD. Sin ese voltaje de excitación externa no habría señal de salida del sensor.

• Un sensor pasivo, a diferencia de uno activo, produce su propia energía o utiliza la energía del fenómeno que esta siendo medido. Ejm. del último caso es el termopar, el cual es utilizado para medir temperatura.

6

CAUSAS DE ERROR EN SENSORES.

• el error se define como la diferencia entre el valor medido y el valor verdadero.

• Se dividirán en cinco categorías básicas de error: de inserción, de aplicación, característicos, dinámicos y de medio ambiente.

7

• Errores de Inserción ocurre cuando se inserta el sensor dentro del sistema que esta bajo medición.

• Errores de Aplicación son causados por el operador o quién realiza la medición.

• Errores Característicos. son, en si mismos, inherentes al dispositivo, por ejemplo debidos a la diferencia entre las características ideales (función de transferencia) publicadas por el fabricante y las características reales del dispositivo.

• Errores Dinámicos. Producidos por la incapacidad del transductor de seguir cambios rápidos en su entrada.

• Errores del Medio Ambiente. Estos errores son producidos por el ambiente en el cual se usa el sensor. producidos por la temperatura ambiente, vibración, golpes, altitud, exposición a sustancias químicas, etc.

8

ELECTRODOS PARA SENSADO DE EVENTOS BIOFÍSICOS.

• La Bioelectricidad es un fenómeno que ocurre en forma natural y se produce por el hecho de que los organismos vivos contienen iones en proporciones diferentes. El proceso de conducción iónica es diferente al de conducción de electrones o conducción electrónica. La conducción iónica consiste en la migración de iones (moléculas cargadas positivamente o negativamente) a través de una región, en tanto que la conducción de electrones (eléctrica) consiste en el flujo de electrones bajo la influencia de un campo eléctrico. Cuando la concentración de iones es diferente entre dos puntos se produce una diferencia de potencial.

9

ELECTRODO

• Para registrar biopotenciales se necesita un elemento que haga interface entre el cuerpo y el equipo de medida, este elemento es el electrodo. Dado que los electrodos son una interface debemos tener en cuenta que por ellos circulara una corriente (pequeña pero ineludible). Además los electrodos forman una interface de transducción entre una corriente iónica generada por los seres vivos y la transducen a una señal eléctrica conducida a la instrumentación electrónica.

• Un electrodo es un transductor, que convierte I iónica en I eléctricas y viceversa.

10

Clasificación de electrodos

• La mayoría de las señales bioeléctricas son adquiridas de una de los siguientes tres formas de electrodos:

1. Macroelectrodos de superficie

2. Macroelectrodos internos

3. Microelectrodos.

De estos, los dos primeros se usan generalmente en vivo, en tanto que el último se usa en vitro.

11

Potencial de Electrodo.• La piel y tejidos de organismos vivos superiores, tal como el ser

humano, son entes electrolíticos; así, pueden ser modelados como soluciones electrolíticas. Imagine un electrodo metálico inmerso en una solución electrolítica (Figura). Casi inmediatamente después de su inmersión, el electrodo empezará a descargar algunos iones metálicos en la solución, en tanto que los iones de la solución empezarán a combinarse con el electrodo metálico.

12

• Después de una breve espera, se formará un gradiente de carga, produciendo una diferencia de potencial, llamado potencial de electrodo (Ve en la Figura), o potencial de media celda.

• En general, para uso médico y para el registro superficial de biopotenciales, el electrodo más utilizado es el de plata-cloruro de plata.

• Para los metales, los fluidos corporales son terriblemente corrosivos, por lo cual no todos los materiales son indicados para sensado bioeléctrico. Por otra parte, algunos materiales que forman electrodos reversibles (por ejemplo, zinc-sulfato zinc) son tóxicos para tejidos vivos y por lo que no deben utilizarse. Debido a esto, algunos materiales como los metales oro y platino, algunas aleaciones de tungsteno, plata-cloruro de plata, y un material llamado platino-platino negro se usan para construir electrodos de biopotenciales.

13

El electrodo (Ag-ClAg)

• Estos electrodos consisten de un cuerpo de plata donde se deposita una delgada capa de cloruro de plata. El cloruro de plata provee una doble vía para intercambio de iones de Ag+ y Cl-.

14

Modelo del Circuito de Electrodo.

15

Dos electrodos biomédicos producen una

diferencia de voltaje.

16

Macroelectrodos de superficie

• Los electrodos de superficie son aquellos que se colocan para estar en contacto con la piel del paciente.

17

ELECTRODO DE PLACA METÁLICA

18

ELECTRODOS DE SUCCIÓN

19

ELECTRODOS FLEXIBLES

20

ELECTRODOS SECOS

21

ELECTRODOS INTERNOS

22

MICROELECTRODOS

23

MICROELECTRODOS

24

CAPTACIÓN DE POTENCIALES EXTRACELULARES

25

SEÑAL ELECTROCARDIOGRÁFICA ECG

• El ECG refleja la actividad eléctrica del corazón y por lo tanto brinda información acerca de la función del mismo

26

SEÑAL ELECTROCARDIOGRÁFICA ECG

27

ELECTRODOS USADOS PARA ECG

28


29


30

SEÑAL ELECTROMIOGRÁFICA EMG

• Registra la actividad voluntaria de los músculos dando lugar a un registro superficial medido insertando agujas dentro de los músculos.

31


32


33

SEÑAL ELECTROENCEFALOGRÁFICA EEG

• Es un registro gráfico de la actividad eléctrica que se desarrolla en el encéfalo y que se transmite hacia la corteza cerebral en donde es posible localizarla, seleccionarla y amplificarla mediante el uso de múltiples electrodos colocados sobre el cuero cabelludo y estos a su vez a un equipo electrónico que se encarga de ponerla a disposición del especialista.

34

SEÑAL EEG

35

ELECTRODOS USADOS PARA EEG

36


37


39

2° Trabajo Encargado

TRANSDUCTORES BIOMÉDICOS

1. Transductores Resistivos

2. Transductores Inductivos

3. Transductores Capacitivos

4. Transductores de Temperatura

5. Transductores Fotoeléctricos

1° EXAMEN PARCIAL: 04 DE JUNIO 2013.

sensores y electrodos

Documents