Filtri

ECG presenta un filtro hardware(fisici) perché forniscono un

segnale già filtrato. Filtri passa alto e passa basso, sono fisici

in un ECG moderno, avremo dei circuiti , che definiscono per il

loro valore RC le frequenza di taglio ,a seconda di come sono

messe le frequenze avremo :un passa alto o un passa basso .

Segnale grezzo non filtrato, viene digitalizzato acquisito e poi

applico la funzione di matlab, dove viene acquisito.

Circuito di protezione è importante e c’è sempre in ogni

strumento. Poi c’è il circuito gamba destra agisce sul paziente.

Ci protegge dalle sovratensioni ( generate da un pacemaker).

Circuito gamba destra ci servirà a fare qualcosa sul paziente

invece di raccogliere agirà sul paziente.

Sensore impedenza elettrodi ,non salva il circuito dalla

distruzione se si superano certi valori di tensione, non mi fa

vedere bene il segnale, ma l’unica cosa che controlla è che gli

elettrodi siano ben collegati, grazie ai valori di impedenza di

100k ohm , se l’impedenza si abbassa non è un problema

perché , impedenza di elettrodi deve essere più bassa

dell’impedenza dei buffer ingresso, il problema nasce nel

momento in cui cresce, cresce nel momento in cui

elettricamente aumenta, quindi li applichiamo male o ci sono

elementi di disturbo: i peli. Impedenza di un circuito aperto,

infinito altrimenti se è mal collegato l’impedenza aumenta

tantissimo. Si capiscono quali sono gli elettrodi attaccati male

in base ai valori d’impedenza. E’ collegato tramite un cavo

rosso, che mi segnerà l’eventuale errore, e con precisione i

dirà anche quale elettrodo non va. Questo circuito va collegato

agli elettrodi.

Circuito Calibrazione va messo “il più prima possibile,” infatti

il caso ideale sarebbe applicarlo agli elettrodi, ma

implicherebbe tirarlo fuori dal filo. Perché l’onda dovrebbe

generare un segnale in ingresso nel mio circuito il prima

possibile , altrimenti non riesco a calibrare subito il buffer.

Ristoro dello zero, risolve i vari problemi , quando ho una

scarica o voglio cambiare la derivazione, non mi permette di

avere saturazione ma mi chiede di staccare i miei fili e poi

ricollegarli per garantire un buon funzionamento del sistema.

A/D convertitore analogico digitale , Dopo aver superato la

metà avrò le righe di campionamento caratterizzati da varie

tensioni, accoppiatore ottico funziona bene con i digitali,

trasmette i segnali. A/D convertitore analogico digitale, avrò

delle righe con dei valori di tensioni, avrò un valore

digitalizzato. Digitalizzo il segnale e lo traferisco tramite

accoppiatore ottico, nella parte riferita a terra il segnale è

digitale, nel nodo duplico il segnale se vado nella direzione

D/A riproduco un segnale digitale, differente dall’analogico

perché ho una parte a terra . però idealmente dovrrei avere lo

stesso risultato. Nel punto A che è un nodo duplico il segnale.

Si passa da un segnale analogico digitale ad uno D/A segnale

digitale analogico. Seziono il mio circuito in due parti per

evitare che ci siano “problemi elettrici “. Galvanometro

stampa il tracciato. Facendo questi meccanismi di

digitalizzazione proteggo il mi paziente senza far correre rischi

al mio paziente Colore della riga a cui è collegato il nodo a va

verso il microprocessore quindi ho dei valori digitali, quelli

sono tagliati perfettamente per realizzare un microprocessore,

ho una scheda di acquisizione traccia i segnali digitali e li

trasformo in file e li posso vedere in tempo reale sul monitor.

Il rosso più scuro perché trasmette i segnali digitali, sono

sotto il controllo del mio microprocessore. Attraversa la

barriera nella direzione opposta e da qui va ai vari circuiti (B

parte dalla parte a terra e va al segnale) e quindi ad esempio

hanno il compito di controllare i valori di impedenza , per

accettarsi che tutto funzioni con precisone .

If valore misurato , maggiore minore o uguale , then mi da le

direzioni (procedi con un opportuno guadagno o filtraggio e

inizia l’acquisizione o meglio l’invio del segnale ). Controllano

tutte le funzionalità del sistema, i vari valori e che tutto

funzioni al meglio.

Tastiere, i monitor e la stampante hanno ruoli molto

importanti. La strumentazione biomedicale sempre sotto

controllo dell’utente in quanto molto spesso è necessario

installare o aggiornare i software, per garantire sempre un

buon funzionamento della struttura.

La arte bianca legata agli strumenti di separatore o

alimentatore.

L’alimentatore fornisce tensione all’intero blocco non

standard, per far passare tensione

Linea più spessa perché segnale digitale torna indietro,

attraversa barriera e va ai circuiti (sono quelli generati da

microcomputer ad es. per il controllo di un valore ), una volta

acquisiti tornano verso dx e vanno al microcomputer.

Vanno verso sx SOLO i segnali che provengono dal computer,

dal microprocessore Tastiera —> dico al microprocessore di

iniziare l’acquisizione, cioè chiedo al microcontrollore di

eseguire azioni che lui richiama dai suoi software (lo dico a

sistema a sx), fatte le misure e vedendo che vanno bene il

microprocessore dice di preparare la stampa —> acquisizioni

vanno a dx fino al galvanometro

Tastiere, monitor e stampanti sono molto importanti perché

permettono il controllo all’utente in quanto spesso è

necessario installare o aggiornare i software. NORMATIVE ECG

BASE

Le normative tecniche sono volontarie, cioè il costruttore può

decidere se il suo strumento rispetta le norma, in base alla

scelta l’ente certificatore verifica se l’ECG rispetta lo standard

tecnico e quindi può essere certificato come medical device

(MD). La norma certifica come gli ingegneri dovrebbero

progettare per fare un ECG a norma, ad esempio i telefono

fanno ECG ma non sono medical device quindi non posso fare

diagnosi o prescrivere farmaci da quelle informazioni. Ci dice

quindi cosa deve fare al minimo un ECG per essere chiamato

tale. Dalla normativa si va a vedere le caratteristiche del

nostro ECG. Normative tecniche sono volontarie, l’ente

certificatore certificherà che lo strumento e un medical device,

l’ ente identificatore sancirà se verrà rispetto lo standard

tecnico e quindi se può essere creato come standard device.

Le norme sono scritte in maniera recisa e definita.

10. Quando per qualche motivo sgancio gli ingressi, la massiva

variazione del pennino è il 6% del range

11. L’elettrocardiogramma deve assumere come impedenza

almeno 2.5 MΩ 16. Velocità della carta

La numero 10 indica quando sgancio gli ingressi (ad esempio

stacco un cavo per attaccare un elettrodo), così facendo si

registrerà un intervento dell’amplificatore, che vedendo il

livello a zero cercherà di amplificare: imponiamo che

l’oscillazione massima dovuta a tale processo sia non

superiore al 5%

La numero 11 indica che l’impedenza che vedo quando

attacco l’ECG deve avere un valore minimo di 2,5 Kohm, che ci

permette di avere un’impedenza del corpo dell’ordine dei 100

Kohm.

- CARATTERISTICHE DEL SEGNALE:

1) Gli ECG per questa normativa devono essere in grado di

misurare segnali in ingresso con ampiezze comprese tra 0.5 e

4 mV, infatti l’elettronica non ha bisogno di accettare segnali

di intensità superiore, essendo l’attività elettrica cardiaca pari

a qualche centinaia di μV (non raggiunge mai valori superiori a

un paio di mV)

2) Il dispositivo deve essere in grado di misurare le code

della gaussiana, per questo si prende uno spettro più ampio

rispetto a quello fisiologico: per effettuare una verifica su

questo parametro, si prende un generatore di tensione

sinusoidale e si definisce come ampiezza della sinusoide 1mV

in corrispondenza di quel range di frequenze, prima di 0.01 e

dopo 250 Hz si può avere qualsiasi valore

- CONDIZIONI DI OPERABILITA’ AMBIENTALE: l’ECG deve

funzionare sotto determinate condizioni, in questo caso

(essendo una normativa americana) si hanno:

3) una tensione di alimentazione a 110V e a 50Hz,

4) un range di temperatura,

5) un range di valori ammessi di umidità,

6) un range per la pressione atmosferica

- ELABORAZIONE DEL SEGNALE DI INGRESSO:

9) DC off-set: se il paziente è carico elettrostaticamente

(+/-300mV), il sistema deve compensare questo valore, in

modo da riportarlo intorno allo 0

10) Massima variazione di ampiezza concessa in seguito a

DC off-set è pari +/-5%

11) Impedenza di ingresso (dei buffer di impedenza):

almeno 2.5MΩ, perché se fosse inferiore a quella di contatto,

vuol dire che parte della tensione acquisita resta sugli

elettrodi, cioè non sarà letta e si effettuerà una sotto-stima

dell’ampiezza del segnale

12) Corrente DC per ogni ingresso: la corrente ionica in

ingresso dal paziente può valere al massimo 0.1μA, se fosse

superiore a questo valore, il circuito di protezione deve

intervenire per evitare che si danneggi il dispositivo

13) Guadagni selezionabili nel pre-amplificatore: 5, 20, 30

mm per mV (taratura intera, doppia e mezza)

14) Variazione del guadagno per ora: stabilità nel tempo del

guadagno, per ogni monitoraggio si può accettare +/-3% di

incertezza; per verificarla si applica un segnale sinusoidale di

1Hz per più di un’ora e si verifica che le ampiezze sia +/-3% di

quella iniziale

16) Selezione base tempi: 25/50 mm/s

18) Risoluzione del segnale: almeno 40μV, implica il numero

di bit che si possono utilizzare nel digitalizzare il segnale

analogico

19) Frequenza di taglio superiore: al massimo 150Hz

22) CMRR: il rapporto di reiezione per rumore di modo

comune pari almeno 90dB; tipicamente negli ECG si ha intorno

a 100dB, mentre negli EEG intorno a 120-130dB

23) Divisione su carta: l’ECG su carta deve tracciare minimo

10 divisioni per cm

- CONDIZIONI DI SICUREZZA: sul paziente si può

accettare che scorra al massimo 10μA di corrente (corrente di

rischio)

N.B. Vi è una doppia interazione con l’utente, che si realizza

tramite lo schermo touch screen o tramite il codice sul

software

CIRCUITI

• Circuito protezione correnti impulsive

Circuito più a monte a cui collego il paziente, circuito di

sicurezza che ci serve per salvare la sovratensione, ci possono

essere delle sovratensioni (defibrillatore scarica tensioni di

100/200/300V sul torace del paziente) che se applicate

all’amplificatore che non s