Obtención del mapeado del potencial laplaciano del electrocardiograma en superficie con electrodos anulares concéntricos textiles. Comparativa de Poli(3,4-etilendioxitiofeno)-poli(estireno sulfonato) con plata

Abstract

Los electrocardiogramas de monitorización continua están siendo de vital importancia para la detección de enfermedades coronarias como las arritmias. Los sistemas actuales utilizan electrodos que presentan ciertas limitaciones de resolución espacial y problemas en registros prolongados. En este trabajo se han empleado electrodos concéntricos textiles (TCRE) para solventar estas carencias gracias a su bajo coste, flexibilidad, elasticidad, robustez, comodidad y alta resolución espacial. Asimismo, se han confeccionado dos tipos de material conductor de los TCRE: la plata y el PEDOT:PSS, usando la serigrafía como técnica de impresión. La comparación entre ambos materiales se ha realizado teniendo en cuenta sus características eléctricas y su capacidad de detección de la señal ECG. Los resultados señalan que la plata presenta impedancias más bajas que el PEDOT:PSS, teniendo ambos un ratio SNR similar. Siendo ambos materiales capaces de captar la señal ECG, la plata presenta mejor rechazo a las perturbaciones del movimiento que el PEDOT:PSS. Concluyendo que la plata tiene mejores características para registros de ECG que el PEDOT:PSS. Partiendo de la selección del material, se han desarrollado dos tamaños de electrodos (TCRE50 y TCRE42) de plata. Ambos electrodos presentan la misma detectabilidad para la detección de las ondas del ECG. Se ha localizado un área óptima de registro (OPA) en la parte superior derecha del pecho para la detección de la onda P. Mientras que las amplitudes absolutas de la onda P y T en los TCRE son menores que en la Derivación II, la amplitud normalizada en los TCRE es similar para la onda T y del orden del doble para la onda P (en la OPA) que en la Derivación II. Además, los TCRE permiten captar la despolarización de ambas aurículas (onda P1 y P2) en mayor número de pacientes que en la Derivación II debido al aumento de la resolución espacial. Por lo que se concluye que los TCRE son adecuados para la detección de las señales ECG en enfermedades que precisen captar una anomalía eléctrica localizada, especialmente para la actividad auricular.

Continuous electrocardiogram monitoring plays an important role in the detection of coronary diseases such as arrhythmias. Current systems use electrodes that have certain spatial resolution limitations and problems in prolonged recordings. Textile concentric electrodes (TCRE) have been used to solve these deficiencies thanks to its low cost, flexibility, stretchable, robustness, comfort and high spatial resolution. In this work, two types of conductive material of the TCRE have been developed: silver and PEDOT:PSS, using screen-printing technology. TCREs implemented with both inks have been compared by analysing their electric features and their performance by detecting ECG signals. The results indicate that silver presents lower skin-electrode impedance than PEDOT:PSS and both have similar SNR ratio. Both materials are able to capture ECG signal, but silver presents better response to motion artefacts than PEDOT:PSS. Concluding that silver has better characteristics for ECG records than PEDOT:PSS. Given the previous results, two sizes of silver electrodes (TCRE50 and TCRE42) have been developed with silver. Both TCREs yielded similar detectability of different ECG waves. An optimal registration area (OPA) has been located on the upper right chest for P wave. Absolute amplitudes of P and T waves with TCREs are smaller than in Lead II however, normalized amplitude with TCREs is similar for T wave and higher for P wave (more than two times in OPA) than in Lead II. In addition, TCREs allow to capture depolarization of both atria (P1 and P2 waves) in a larger number of volunteers than in lead II due to his high spatial resolution. Therefore, it is concluded that TCREs are suitable for detection of ECG signals in diseases that need to capture a localized electrical anomaly, especially for atrial activity.