Diseño y desarrollo de un sistema de electrocardiografía para el registro del vectocardiograma

Abstract

[ES] El objetivo de este trabajo es el diseño y desarrollo de un sistema de electrocardiografía y vectocardiografía. El prototipo es capaz de registrar el electrocardiograma (ECG) en seis diferentes derivaciones: las derivaciones estándar de extremidades (derivaciónI, derivaciónII y derivaciónIII) y las tres derivaciones ortogonales o de Frank (derivaciones VX, VY, VZ). A partir de las tres últimas, es posible obtener en vectocardiograma (VCG) del paciente, lo que constituye un valor añadido de este sistema. El sistema diseñado consta de diferentes subsistemas que incluyen tres amplificadores diferentes, los filtros necesarios para que la obtención de la señal corresponda a los estándares de la American) Heart) Association (AHA) (filtro paso alto, paso bajo y rechazo de banda), un amplificador de aislamiento y un sistema de alimentación aislado para proporcionar la seguridad necesaria al paciente, y una etapa de entrada no convencional para la obtención de las derivaciones de Frank. El sistema desarrollado corresponde a un prototipo de laboratorio. La tarjeta de circuito impreso se ha diseñado utilizando la herramienta de software ORCAD® y posteriormente se ha fabricado la placa y se han soldado todos los componentes. Se han realizados ensayos experimentales de las diferentes etapas por separado, y también conjuntamente, para comprobar su funcionamiento. Finalmente, se han llevados a cabos ensayos en pacientes reales, registrando las derivaciones especificadas y obteniéndose a partir de ellas el vectocardiograma (VCG) en su proyección YZ.

[EN] The objective of this final degree project is the design and development of an electrocardiography and vectocardiography system. The prototype is capable of recording the electrocardiogram (ECG) in six different leads: the standard limb leads (lead I, lead II and lead III), the standard leads (lead I, lead II and lead III) and the three orthogonal or Frank's leads (leads VX, VY, VZ). From the last three, it is possible to obtain the patient's vectocardiogram (VCG), which is an added value of this system. The designed system consists of different subsystems including three different amplifiers, the necessary filters to obtain the signal according to the American Heart Association (AHA) standards (high pass, low pass and band rejection), an isolation amplifier and an isolated power supply system to provide the necessary safety for the patient, and a non-conventional input stage to obtain Frank's leads. The developed system corresponds to a laboratory prototype. The printed circuit board has been designed using the ORCAD® software tool and then the board has been fabricated and all the components have been soldered. Experimental tests have been carried out on the different stages separately, and also jointly, to check their operation. Finally, tests have been carried out on real patients, recording the specified leads and obtaining from them the vectocardiogram (VCG) in its YZ projection.

[CA] L'objectiu d'aquest treball és el disseny i desenvolupament d'un sistema de electrocardiografía i vectocardiografía. El prototip és capaç de registrar l'electrocardiograma (ECG) en sis diferents derivacions: les derivacions estàndard d'extremitats (derivaciónI, derivaciónII i derivaciónIII) i les tres derivacions ortogonals o de Frank (derivacions VX, VY, VZ). A partir de les tres últimes, és possible obtenir en vectocardiograma (VCG) del pacient, la qual cosa constitueix un valor afegit d'aquest sistema. El sistema dissenyat consta de diferents subsistemes que inclouen tres amplificadors diferents, els filtres necessaris perquè l'obtenció del senyal corresponga als estàndards de la American) Heart) Association (AHA) (filtre pas alt, pas baix i rebuig de banda), un amplificador d'aïllament i un sistema d'alimentació aïllat per a proporcionar la seguretat necessària al pacient, i una etapa d'entrada no convencional per a l'obtenció de les derivacions de Frank. El sistema desenvolupat correspon a un prototip de laboratori. La targeta de circuit imprès s'ha dissenyat utilitzant l'eina de programari ORCAD® i posteriorment s'ha fabricat la placa i s'han soldat tots els components. S'han realitzats assajos experimentals de les diferents etapes per separat, i també conjuntament, per a comprovar el seu funcionament. Finalment, s'han portats a caps assajos en pacients reals, registrant les derivacions especificades i obtenint-se a partir d'elles el vectocardiograma (VCG) en la seua projecció YZ.