CLASE # 6 AMPLIFICADORES DE INSTRUMENTACIÓN PARA LA MEDICIÓN DE LOS BIOPOTENCIALES

 

CLASE # 6

AMPLIFICADORES DE INSTRUMENTACIÓN PARA LA MEDICIÓN DE LOS BIOPOTENCIALES

   Hola alumnos, espero que hayan tenido éxito en sus evaluaciones de primer departamental, ahora tenemos que continuar con nuestro curso,  el tema que vamos a tratar a continuación es el de los amplificadores de instrumentación para medición de biopotenciales y es muy importante para ustedes el conocer y saber implementar este tipo de amplificadores ya sea de forma discreta haciendo uso de OPAMS o de forma integrada haciendo uso de IC especializados. 

A continuación les paso algunos videos en los que se muestra como se debe presentar una práctica de laboratorio de este tipo, todo cuenta desde el reporte, hasta la práctica experimental según el criterio que se maneje, les pido que pongan muchísima atención porque ustedes en el nivel que se encuentran deben estar a la altura para poder aprobar de forma debida esta materia yo estoy segura que los alumnos de UPIBI de Ingeniería Biomédica son muy capaces e inteligentes y estarán a la altura de las espectativas deseadas para nuestros alumnos.

Videos 1 (a) y (b) : Introducción y repaso de lo que son las bioseñales y cómo se obtienen, estoy pasando estos videos para tratar de integrar un poco los conocimientos de ustedes, pues debido a la contingencia PANDEMIA se puede haber olvidado algo importante que deban considerar. 

Video 2 : Diagramas a bloques de circuito para la obtención de ECG y explicación en pizarrón  de c/u de los contenidos de los bloques por alumnos de la Universidad  Industrial de Santander,  España.  Esta Universidad tiene un excelente modelo de trabajo con sus alumnos y se nota en la forma en que estructuran, describen y explican los contenidos de su práctica los alumnos.   Como profesora les hago la observación a los alumnos de que si bien su explicación es buena, para mis alumnos yo exigiría una mejor calidad de la señal de ECG obtenida :D a mi no me gustó mucho la calidad y filtraje de la señal de ECG que mostraron en su práctica le faltó filtrado y calidad a esa bioseñal, la parte teórica está muy bien y bien fundamentada pero no trabajaron suficiente en la parte práctica. 

 

Videos  3 (a) y (b)  Explicaciones de Repaso de los amplificadores de Instrumentación 

Video 4 : Obtenciòn de señal de biopotencial de EMG por equipo de alumnos muy jovencitos y bastante inteligentes :D  que están estudiando la carrera de Ing. Biomédica :D, es un excelente esfuerzo y muy bien presentado en su trabajo, obtuvieron la señal EMG del Biceps en forma analógica con un diseño en protoboard muy bien explicado tomando en consideración su edad :D, sólo les faltó agregar la etapa de rectificación e integración de la señal para obtener mejor calidad de resultados y agregar la interfaz hacia una computadora pero la señal analógica que obtuvieron en el osciloscopio de esta señal es muy buena. Se nota el interés por aprender de estos jóvenes por eso es muy importante la educación STEM y la práctica en laboratorios. 

Video 5 : Adquisiciòn de señal de ECG en esta presentación de trabajo de alumnos se describe e integra un poco mejor el conocimiento previo adquirido, y se obtiene una señal invertida de ECG con un poco de mejor calidad de la del  video 2, aquí les sugiero a los alumnos que recuerden que en una práctica de laboratorio de Bioinstrumentación I que presenten todo es muy importante, desde el reporte escrito, la integración de sus conocimientos y la parte práctica y todo se califica sin importar la edad yo en lo personal quedé gratamente sorprendida con los jovencitos principiantes que presentaron su señal de EMG de estos trabajos que seleccioné el mejor que ví es el de ellos. 

Video 6: University Challenge, prototipo de EOG presentado por Luis Eduardo Lara de 22 años y Arturo Moncada de 21 años de la UIA,  lo que me gusta de este video además de la obtención de la bioseñal es que menciona la utilidad práctica de la obtención de la señal de EOG para el control y manejo de dispositivos que apoyen a las personas con discapacidad a tener una mejor calidad de vida. 

Video 7: Este es un jovencito mucho menor que también obtiene la señal de EOG en el osciloscopio, pero le hizo falta presentar un poco mejor sus resultados, de ahí la importancia del trabajo en equipo, este joven si está trabajando sólo su práctica y no se ve al resto de sus compañeros de trabajo en el tiempo de práctica, él solo está haciendo su mejor esfuerzo pero sus compañeros no están ahí, eso también lo notan los profesores y obvio que se hace también un cuestionamiento individual a la hora de que presentan la práctica en conjunto y no todos pasarán. El tiempo de práctica en laboratorios es muy importante y de ahí la importancia de que todos los alumnos lo aprovechen de forma debida para que logren el aprendizaje deseado. 

El aprendizaje significativo  también requiere de la disciplina para el estudio por parte de los alumnos en su propio beneficio. 

Les paso nuevamente el link del libro de Webster para que vayan estudiando este tema les pido de favor a todos aquellos alumnos que no tengan buenas bases previas que repasen el capítulo 3 completo y pidan apoyo a sus compañeros que si hayan cursado las materias previas de circuitos eléctricos, electrónica I, II y III y sistemas digitales, además de repasar también sus materias de Morfología Humana, Fisiología o Fisiopatología. 

LINK DEL LIBRO DE WEBSTER. 

http://fa.bme.sut.ac.ir/Downloads/AcademicStaff/3/Courses/4/Medical%20instrumentation%20application%20and%20design%204th.pdf

Estos temas son muy importantes para todos ustedes les anexo a continuación un modelo de Tesis Doctoral intitulado "Amplificadores de Instrumentación en aplicaciones biomédicas ". 

LINK DE TESIS DE GRADO DOCTORAL:

Spinelli Enrique Mario, "Amplificadores de Instrumentación en aplicaciones biomédicas", Tesis de grado para obtener doctorado en Ingeniería por la Universidad de la Plata, está tesis fué dirigida por el Dr. Miguel Ángel Mayovsky y Codirigida por el Ing. Nolberto Martinez. 

https://pdfs.semanticscholar.org/46af/cf63973332e7a972767fb6466fbe3772bc16.pdf?_ga=2.122024578.825585187.1617232911-376290458.1617232911

CLASE # 6

TAREAS Y ACTIVIDADES 

Recuerden por favor la importancia de que todas las TAREAS Y ACTIVIDADES de esta materia sean de tipo INDIVIDUAL para favorecer el aprendizaje significativo y la aplicación y práctica de sus conocimientos dentro del Laboratorio correspondiente. 

1. Hacer el análisis completo del siguiente circuito de un AI (amplificador de Instrumentación) implementado con OPAMs (Operational Amplifiers o amplificadores operacionales en Español) :

2. Basándose en la tarjeta enmicada de los transductores (la que les pedí del Webster)  obtener las ganancias de los amplificadores de instrumentación, hacer los cálculos y el diseño de amplificadores de instrumentación para obtener los siguientes biopotenciales.

ECG, EEG, EMG y EOG.

3. Buscar los data sheets de los siguientes circuitos IC 741, TL081, TL084 y AD 620 y hacer el diseño apropiado de los amplificadores de instrumentación para los biopotenciales ECG, EEG, EMG y EOG con ellos, de forma completa, considerando acoples de impedancia y valores de las resistencias.

4. Definir, explicar e ilustrar el concepto y fórmulas de CMRR (Common Mode Rejection Ratio o Factor de Rechazo a Modo Común en Español) y explicar ¿Cuál es la importancia y utilidad de este concepto a la hora de diseñar un amplificador de bioinstrumentación para obtener los distintos Biopotenciales.

5. Favor de consultar las especificaciones técnicas y normatividad para construir un equipo biomédico para obtener biopotenciales que sea a la vez seguro para el paciente.