DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN SISTEMA DE ADQUISICIÓN DE SEÑALES ELECTROCARDIOGRÁFICAS (DESIGN AND CONSTRUCTION OF AN ELECTROCARDIOGRAPHIC SIGNAL ACQUISITION SYSTEM)
Resumen
La adquisición adecuada de señales electrofisiológicas, que tienen como su origen el cuerpo humano, conlleva una serie de obstáculos que deben ser resueltos para convertir dicha señal en información útil y adecuada para diversos propósitos: diagnóstico, investigación y creación de sistemas de monitoreo. Existen una gran diversidad de sistemas de adquisición de señales electrocardiográficas (ECG), sin embargo, la mayoría es implementado empleando componentes comerciales. Este trabajo se enfocó en el diseño y construcción un sistema de adquisición de señales electrocardiográficas (ECG) usando un convertidor analógico-digital Sigma Delta de segundo orden de diseño propio. Lo anterior, permite abatir costos, además de controlar de mejor forma las características de salida de la señal de ECG para su uso posterior. Se evaluó el desempeño de cada etapa del sistema, obteniendo una relación señal a ruido (SNR) de 40.72 dB lo que permite mantener las características temporales y en frecuencia de la señal de ECG.
Palabras Clave: Acondicionamiento de señal, convertidor Sigma-Delta, electrocardiograma (ECG), filtrado digital, SNR.
Abstract
The acquisition of high-fidelity electrophysiological signals from the human body presents significant challenges that must be addressed to render them suitable for critical applications such as medical diagnosis, scientific research, and the development of monitoring systems. While a wide array of electrocardiographic (ECG) acquisition systems exists, the majority are implemented using commercial, off-the-shelf components. This work, therefore, focuses on the design and construction of an ECG system centered on a custom-designed, second-order Sigma-Delta analog-to-digital converter. This approach resulted in a substantial reduction in cost and provided greater control over the output signal characteristics for subsequent processing stages. The performance of each stage of the system was rigorously evaluated, yielding a signal-to-noise ratio (SNR) of 40.72 dB. This SNR value confirms the system's capability to accurately preserve the temporal and frequency characteristics of the original ECG signal.
Keywords: Digital filtering, electrocardiogram (ECG), Sigma-Delta converter, signal conditioning, SNR.
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292-307 PDFReferencias
Álvarez, J. A. Plataforma para el análisis de señales ECG. Tesis de Maestría. CIDETEC, Instituto Politécnico Nacional (IPN), 2011.
Cardona, P., Mayoral, V., Muñoz, P. Sistema para la adquisición de señales electrocardiográficas usando MATLAB. Scientia Et Technica, XVI (44), pp. 304-309, 2010.
Dugarte, N., Jugo, D., Raimondi, V., Sistema para digitalización del electrocardiograma e historia médica computarizada aplicada a cardiología. Revista del Instituto Nacional de Higiene, Vol. 38, No. 1, junio, 2007.
Hernández, L., Guevara, P., Flores, J.A., Zagaceta, M. T., González, I. Y. Un sistema embebido inicial para adquisición de señales de ECG, basado en el microcontrolador ATMEGA328. Ciencia Latina Revista Científica Multidisciplinar, Vol. 9, No. 4, pp. 1774-1785, 2025.
Jalomo, J. Sánchez, I. R., Chávez, R., Lázaro, E. B. Sistema de adquisición de señales electrocardiográficas de bajo costo. Pistas Educativas, Vol. 40, No. 130, pp. 1726-1732, 2018.
Manríquez, J., Sotelo, D., Herrera, S. Sistema electrónico de medición de bajo costo de señales ECG a través de internet. Ciencia Latina Revista Científica Multidisciplinar, Vol. 7, No. 3, pp. 5214-5230, 2023.
Ocampo, J. J., Alducin, J., García, A., Molinar, J. E., Gómez, A., Vázquez, I. A low-complexity Delta-Sigma modulator for low-voltage, low-power operation. Canadian Journal of electrical and computer engineering, Vol. 39, No. 2, 2016.
Ocampo, J. J., Alducin, Molinar, J. E. Processing Electrocardiographic signals using a custom designed Sigma-Delta modulator. Journal of Circuits, Systems, and Computers, Vol. 31, No. 3, 2022.
Ochoa, A., Maciel, M., Estrada, F., Díaz, C., Félix, R., Álvarez, J., Vásquez, J. Sistema de Adquisición y Procesamiento de Señales Electrocardiográficas. Revista Iberoamericana de Sistemas, Cibernética e Informática, Vol. 7, No. 2, 2010.
Tresguerres, J., A., F., Ariznavarreta, C., Cachofeiro, V., Cardinali, D., Escrich, D., Gil-Loyzaga, P., Lahera, V., Mora, F., Romano, M., Tamargo, J. Fisiología Humana. McGraw-Hill Interamericana, 3ra. Ed. Madrid, España, 2005.
Trump, B. The signal, A compendium of blog posts on op amp design topics. Texas Instruments, 1Q, 2017.
Vidal, S., C, Pavesi, F., L. Desarrollo de un sistema de adquisición y tratamiento de señales electrocardiográficas. Revista Faculta de Ingeniería-Universidad de Tarapacá, Vol. 13, No. 1, abril 2005.
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