ES2550695B2 - ELECTROCARDIOGRAPHY DEVICE - Google Patents
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Abstract
Aparato de electrocardiografía.#Aparato de electrocardiogramas (ECG), que obtiene en paralelo las derivaciones bipolares I, II y III del ECG, que comprende únicamente tres o cuatro electrodos: dos electrodos manuales (101, 102) de tamaño y forma para caber íntegramente en cada mano y dos electrodos para los pies: un electrodo izquierdo (100) y un electrodo derecho (105) opcional, de superficie y forma inferior a la planta del pie del usuario.#Los electrodos manuales (101, 102) y el electrodo izquierdo (100) comprenden sendos seguidores de tensión (110, 111, 112) en su conexión con el sistema electrónico (200) de obtención y procesamiento del ECG, mientras que el electrodo derecho (105) puede conectarse a la masa del sistema electrónico (200). Los electrodos manuales (101, 102) pueden ser sendas esferas conductoras y los electrodos para los pies, discos, de forma que tengan sus correspondientes seguidores de tensión (110, 111, 112) dentro de los electrodos correspondientes.Electrocardiography apparatus # Electrocardiogram apparatus (ECG), which obtains in parallel the bipolar leads I, II and III of the ECG, comprising only three or four electrodes: two manual electrodes (101, 102) in size and shape to fit fully in each hand and two electrodes for the feet: a left electrode (100) and an optional right electrode (105), with a surface and shape inferior to the sole of the user's foot. # Manual electrodes (101, 102) and electrode left (100) comprise two voltage followers (110, 111, 112) in their connection with the electronic system (200) for obtaining and processing the ECG, while the right electrode (105) can be connected to the mass of the electronic system ( 200). The manual electrodes (101, 102) can be conductive spheres and the foot electrodes, disks, so that they have their corresponding voltage followers (110, 111, 112) within the corresponding electrodes.
Description
Sector de la técnica. La presente invención se refiere a un aparato de electrocardiografía Technical sector The present invention relates to an electrocardiography apparatus.
que permite obtener de forma rápida y cómoda para el paciente las tres derivaciones bipolares estándar del electrocardiograma (ECG), las cuales exigen medir simultáneamente el potencial eléctrico en al menos tres extremidades para conocer la actividad eléctrica del which allows to obtain the three standard bipolar leads of the electrocardiogram (ECG) quickly and comfortably for the patient, which require simultaneously measuring the electrical potential in at least three extremities to know the electrical activity of the
Es de aplicación en la industria hospitalaria y de la salud. It is applicable in the hospital and health industry.
Estado de la técnica conocido. State of the known art.
El electrocardiograma (ECG o EKG) ofrece información sobre la actividad eléctrica del corazón. En exploraciones cardiológicas rutinarias, el ECG se obtiene mediante diez electrodos: cuatro en una zona plana respectiva de cada una de las cuatro extremidades, y otros seis electrodos sobre el tórax, en las proximidades del corazón. Estos electrodos se sujetan mediante cinta adhesiva, o bien son autoadhesivos, o incorporan un elemento de succión que garantice un buen contacto entre la piel y el metal. Para reducir la duración de la exploración, los electrodos de las extremidades pueden ser una pinza que incluya al menos una superficie conductora en una de sus dos caras internas y que ejerza una presión suficiente para que dicha superficie conductora establezca un contacto firme con la piel. En cualquier caso, en los electrocardiógrafos convencionales, los electrodos son aplicados al cuerpo del paciente recostado, de forma que éste participa en la medición pasivamente y los electrodos los coloca otra persona. The electrocardiogram (ECG or EKG) offers information about the electrical activity of the heart. In routine cardiological examinations, the ECG is obtained through ten electrodes: four in a respective flat area of each of the four extremities, and another six electrodes on the thorax, in the vicinity of the heart. These electrodes are held by adhesive tape, or are self-adhesive, or incorporate a suction element that guarantees a good contact between the skin and the metal. To reduce the duration of the scan, the electrodes of the extremities may be a clamp that includes at least one conductive surface on one of its two internal faces and that exerts sufficient pressure for said conductive surface to establish firm contact with the skin. In any case, in conventional electrocardiographs, the electrodes are applied to the body of the lying patient, so that he participates in the measurement passively and the electrodes are placed by another person.
Todo este procedimiento dura varios minutos pues el sujeto debe This whole procedure takes several minutes because the subject must
5 descalzarse y tumbarse sobre una camilla, y hay que colocar y sujetar los electrodos en los puntos adecuados. Además, es un proceso incómodo para muchas personas, en particular aquellas que por su edad avanzada o por su estado de salud preferirían no tener que recostarse, y también para aquellas que por su tradición cultural 5 barefoot and lie on a stretcher, and the electrodes must be placed and held at the appropriate points. In addition, it is an uncomfortable process for many people, particularly those who, due to their advanced age or their state of health, would rather not have to lie down, and also for those whose cultural tradition
10 preferirían no tener que exponer determinadas partes de su piel, tal 10 would rather not have to expose certain parts of their skin, such
como exige la colocación de electrodos adhesivos o de pinza, ni que as required by the placement of adhesive or clamp electrodes, nor that
otra persona las toque. someone else touches them.
Una forma de superar estos inconvenientes de lentitud, One way to overcome these inconveniences of slowness,
15 incomodidad y necesidad de otra persona que aplique adecuadamente los electrodos es obtener el ECG mediante electrodos cuyo contacto con el cuerpo lo establezca el propio sujeto en lugar de serie colocados sobre su piel, donde quedan sujetos por presión o adhesión. Para resolver este problema se han propuesto múltiples soluciones. The discomfort and need of another person to properly apply the electrodes is to obtain the ECG by means of electrodes whose contact with the body is established by the subject rather than serially placed on their skin, where they are subject to pressure or adhesion. To solve this problem, multiple solutions have been proposed.
20 Algunas soluciones consisten en un dispositivo manual con varios electrodos que el propio usuario pone en contacto con puntos específicos de su cuerpo, a la vez que toca otros electrodos incorporados en el mismo dispositivo. Así se pueden registrar 20 Some solutions consist of a manual device with several electrodes that the user puts in contact with specific points of his body, while touching other electrodes incorporated in the same device. So you can register
25 sucesivamente, pero no simultáneamente, distintas derivaciones del ECG, por ejemplo tal como describen los documentos US 2010/0204552, "Apparatus for monitoring biological information", Yamamoto et al., US 2010/0042008, "ECG data acquisition device", Amital y Amital, US 7647093B2 "Apparatus and method for cordless 25 successively, but not simultaneously, different ECG leads, for example as described in US 2010/0204552, "Apparatus for monitoring biological information", Yamamoto et al., US 2010/0042008, "ECG data acquisition device", Amital and Amital, US 7647093B2 "Apparatus and method for cordless
30 recording and telecommunication transmission of three special ECG leads and their processing", Bojovic et al. Pero estos aparatos no obtienen las señales correspondientes a las derivaciones estándar, no siempre pueden medir simultáneamente todas las derivaciones que ofrecen y su uso es relativamente lento cuando alguno de sus electrodos debe establecer contacto con la piel del pecho. Además, el usuario necesita un adiestramiento previo para identificar los puntos de contacto y manejar el dispositivo con sus manos. 30 recording and telecommunication transmission of three special ECG leads and their processing ", Bojovic et al. But these devices do not obtain the signals corresponding to the standard leads, they cannot always simultaneously measure all the leads they offer and their use is relatively slow when some of its electrodes must establish contact with the skin of the chest.In addition, the user needs a previous training to identify the contact points and handle the device with his hands.
Una forma de conseguir medidas de ECG rápidas es hacer que los electrodos entren en contacto con partes del cuerpo que normalmente estén expuestas porque así no hay que quitarse ninguna prenda y ni siquiera desabrocharla. Así, en la patente US 7751872 "Portable One way to get rapid ECG measurements is to have the electrodes come into contact with normally exposed parts of the body because that way you don't have to take off any garment and not even unbutton it. Thus, in US Patent 7751872 "Portable
electrocardiogram", Claymanl se describe un elemento extensible, a modo de acordeón, dotado de dos asas en sus extremos, cada una de electrocardiogram ", Claymanl describes an extensible element, as an accordion, equipped with two handles at its ends, each of
las cuales incluye un electrodo metálico. Midiendo entre ellos se puede obtener una derivación bipolar. Para obtener otras dos derivaciones, which includes a metal electrode. By measuring between them a bipolar shunt can be obtained. To get two other leads,
en lugar de un electrodo para la pierna izquierda, que no es fácil incorporar en un elemento portátil, tal como se reconoce en dicho documento, se propone un electrodo de pinza para la oreja izquierda, junto con un procesamiento analógico de las tensiones medidas con él instead of an electrode for the left leg, which is not easy to incorporate into a portable element, as recognized in said document, a clamp electrode for the left ear is proposed, together with an analogue processing of the voltages measured with it
que tenga en cuenta que la polaridad de dichas tensiones es inversa a la obtenida cuando el electrodo está en contacto con la pierna izquierda. Pero estas dos últimas derivaciones que incluyen la oreja izquierda no son estándar. Note that the polarity of these voltages is inverse to that obtained when the electrode is in contact with the left leg. But these last two leads that include the left ear are not standard.
En el documento US 2007/0021815 "Apparatus and method for obtaining cardiac data", Kaise y Findel, se propone obtener el ECG usando una plataforma con al menos dos electrodos metálicos, tal como una báscula de las que se utilizan para estimar la composición In US 2007/0021815 "Apparatus and method for obtaining cardiac data", Kaise and Findel, it is proposed to obtain the ECG using a platform with at least two metal electrodes, such as a scale used to estimate the composition
corporal midiendo bioimpedancia plantar. Es un método rápido, que no body measuring plantar bioimpedance. It is a quick method, which does not
necesita ninguna ayuda para poner electrodos en las piernas porque el contacto eléctrico se establece con las plantas de los pies desca Izas, que es la forma habitual de usar dicho tipo de básculas, pero la señal obtenida es sumamente ruidosa, hasta el punto de que las ondas del ECG quedan totalmente enmascaradas por las interferencias de la red eléctrica, tal como muestra la figura 2 de dicho documento. Procesando digitalmente la señal se puede conseguir una sola derivación, no estándar, del ECG. You need no help to put electrodes on your legs because the electrical contact is established with the soles of your feet, which is the usual way of using such scales, but the signal obtained is extremely loud, to the point that the ECG waves are completely masked by the mains interference, as shown in Figure 2 of that document. By digitally processing the signal, a single non-standard branch of the ECG can be achieved.
En el documento EP 1583019 A2 (Samsung Electronics Ca. Ltd.) se describe cómo obtener las tres derivaciones bipolares del ECG mediante dos electrodos de asa, uno para cada mano, y un electrodo para la suela de cada pie. Estos cuatro electrodos están dispuestos en una báscula electrónica pesa-personas. Todas las básculas electrónicas con capacidad para estimar la composición corporal a partir de la medida de la impedancia eléctrica entre los pies disponen de dichos electrodos para los pies, y aquellas con capacidad para medir la impedancia eléctrica de diversos segmentos del cuerpo poseen además electrodos de asa o manillar para las manos. En este documento EP 1583019 A2 no se muestran registros del ECG obtenidos con el sistema descrito, pero se explica que el ECG, junto con el peso y la impedancia, se utiliza para identificar automáticamente al usuario de la báscula y que los electrodos utilizados para obtener el ECG son los mismos que se emplean para medir la impedancia eléctrica de segmentos del cuerpo. No se menciona si las señales ECG son utilizadas para algún el diagnóstico cardíaco, ni se describe ninguna característica geométrica particular de los electrodos. EP 1583019 A2 (Samsung Electronics Ca. Ltd.) describes how to obtain the three bipolar leads of the ECG using two handle electrodes, one for each hand, and an electrode for the sole of each foot. These four electrodes are arranged on an electronic weighing scale. All electronic scales capable of estimating body composition from the measurement of electrical impedance between the feet have said foot electrodes, and those with the capacity to measure the electrical impedance of various body segments also have handle electrodes. or handlebars. EP 1583019 A2 does not show ECG records obtained with the system described, but it is explained that the ECG, together with the weight and impedance, is used to automatically identify the user of the scale and that the electrodes used to obtain The ECG are the same as those used to measure the electrical impedance of body segments. It is not mentioned whether ECG signals are used for any cardiac diagnosis, nor is any particular geometric characteristic of the electrodes described.
Los electrodos empleados en todos documentos citados anteriormente se denominan "secos" porque no requieren el uso de ningún gel conductor que reduzca la impedancia del contacto entre el electrodo metálico y la piel. En consecuencia, la impedancia de los electrodos secos depende mucho del área de contacto, del estado de sudoración de la piel y de la presión que el cuerpo ejerza sobre ellos. Pero una presión excesiva incrementa el ruido debido al electromiograma (la señal eléctrica que acompaña a la contracción muscular). En los electrodos de pinza convencionales, es la pinza metálica la que ejerce la presión sobre la piel, de forma que no hay apenas ruido debido al electromiograma. En las básculas comerciales con capaCidad para medir bioimpedancia, para garantizar un buen contacto eléctrico con independencia de la posición exacta de los pies The electrodes used in all the documents mentioned above are called "dry" because they do not require the use of any conductive gel that reduces the impedance of the contact between the metal electrode and the skin. Consequently, the impedance of the dry electrodes depends very much on the contact area, the state of sweat of the skin and the pressure that the body exerts on them. But excessive pressure increases the noise due to the electromyogram (the electrical signal that accompanies muscle contraction). In conventional clamp electrodes, it is the metallic clamp that exerts pressure on the skin, so that there is hardly any noise due to the electromyogram. On commercial scales capable of measuring bioimpedance, to ensure good electrical contact regardless of the exact position of the feet
o de las manos, el área de las superfiCies que actúan como electrodos es muchas veces mayor que el área efectiva del contacto con los pies o con las manos. or of the hands, the area of the surfaces that act as electrodes is many times greater than the effective area of contact with the feet or hands.
Una impedancia de contacto demasiado alta puede acarrear una atenuación de las señales ECG y un aumento notable de las interferencias eléctricas debidas a la red de distribución eléctrica o a otros equipos eléctricos próximos, hasta el punto de saturar los amplificadores, en particular en entornos electromagnéticos no controlados, como puede ser un domicilio particular. La solución habitual para evitar una atenuación indeseada del ECG es conectar un amplificador seguidor de tensión (voltage buffer) al electrodo, mientras que para reducir las interferencias eléctricas se puede apantallar dicho electrodo mediante un blindaje eléctrico conectado a un potencial constante (la masa de señal), por ejemplo tal como describieron A. Lopez y P. C. Richardson en "Capacitive electrocardiographic and bioelectric electrodes", IEEE Transactions on Biomedical Engineering, vol. BME-ll, pág. 99, 1969, para el caso de electrodos colocados sobre el cuerpo A contact impedance that is too high can lead to an attenuation of the ECG signals and a significant increase in electrical interference due to the electrical distribution network or other nearby electrical equipment, to the point of saturating the amplifiers, particularly in uncontrolled electromagnetic environments. , such as a private address. The usual solution to avoid unwanted attenuation of the ECG is to connect a voltage follow-up amplifier (voltage buffer) to the electrode, while to reduce electrical interference, said electrode can be screened by means of an electrical shield connected to a constant potential (the signal mass ), for example, as described by A. Lopez and PC Richardson in "Capacitive electrocardiographic and bioelectric electrodes", IEEE Transactions on Biomedical Engineering, vol. BME-ll, p. 99, 1969, in the case of electrodes placed on the body
En los sistemas para medir bioimpedancia, dado que ésta se mide inyectando una señal de frecuencia normalmente superior a los 10 kHz, y por tanto mucho mayor que los 50/60 Hz de la red eléctrica, las posibles interferencias de ésta se pueden eliminar fácilmente mediante un filtro paso alto. Esta solución no es válida para el ECG porque éste posee componentes significativas en la banda de 0,05 Hz a 100 Hz. In systems for measuring bioimpedance, since this is measured by injecting a frequency signal normally higher than 10 kHz, and therefore much greater than 50/60 Hz of the power grid, possible interference from it can be easily eliminated by A high pass filter. This solution is not valid for the ECG because it has significant components in the band from 0.05 Hz to 100 Hz.
En las propuestas descritas en los documentos US 2007/0021815 y EP 1583019 A2 citados, y que se basan en un electrodo para la suela de cada pie y asas o manillares para las manos, la conexión de un seguidor de tensión a cada electrodo no presentaría mayores dificultades técnicas, pero disponer en cada electrodo de un blindaje eléctrico conectado a un potencial constante y sin que dicho blindaje dificultara el contacto que deben establecer las manos o los pies, no sería fácil. In the proposals described in documents US 2007/0021815 and EP 1583019 A2 cited, and based on an electrode for the sole of each foot and handles or handlebars, the connection of a voltage follower to each electrode would not present greater technical difficulties, but having an electric shield connected to a constant potential on each electrode and without such a shield making it difficult for the hands or feet to establish contact would not be easy.
En la presente invención se describe cómo obtener las tres derivaciones bipolares del ECG superando todas estas limitaciones identificadas en los sistemas anteriores, y en particular la susceptibilidad a las interferencias eléctricas, y sin perder las ventajas de rapidez, facilidad de uso y comodidad, que son importantes tanto en entornos clínicos como en entornos no clínicos. The present invention describes how to obtain the three bipolar leads of the ECG by overcoming all these limitations identified in the previous systems, and in particular the susceptibility to electrical interference, and without losing the advantages of speed, ease of use and comfort, which are important in both clinical and non-clinical settings.
Breve explicación de la invención. Brief explanation of the invention.
La invención consiste en un aparato para obtener electrocardiogramasl según se define en las reivindicaciones. The invention consists of an apparatus for obtaining electrocardiograms as defined in the claims.
El electrodo para cada pie es una superficie conductora respectiva sobre la que se puede apoyar un pie de tal forma que el área conductora queda totalmente cubierta por el pie. Por lo tanto será de tamaño y forma diferente según el usuario previsto, en especial separando el caso de adultos o de niños. The electrode for each foot is a respective conductive surface on which a foot can be supported such that the conductive area is completely covered by the foot. Therefore it will be of different size and shape according to the intended user, especially separating the case of adults or children.
Este aparato permite obtener de forma rápida y cómoda las tres derivaciones bipolares estándar 1, II Y 111 del electrocardiograma (ECG) de una persona de pie o sentada, y cuyas manos, en cualquiera de los dos casos, establecen contacto con sendos electrodos de tal forma que éstos quedan totalmente encerrados o cubiertos por las manos, y el electrodo de cada pie queda cubierto totalmente por el pie respectivo. De esta forma se consigue una alta inmunidad a las interferencias eléctricas debidas a la red de distribución eléctrica o a otros equipos eléctricos del entorno. This device allows you to quickly and conveniently obtain the three standard bipolar leads 1, II and 111 of the electrocardiogram (ECG) of a person standing or sitting, and whose hands, in either case, make contact with two electrodes of such so that these are totally enclosed or covered by the hands, and the electrode of each foot is completely covered by the respective foot. In this way, high immunity to electrical interference due to the electrical distribution network or other electrical equipment in the environment is achieved.
El objeto de esta invención es un aparato para obtener simultáneamente y de forma rápida, cómoda y fácil, las tres derivaciones estándar a las extremidades del ECG, también denominadas derivaciones bipolares, con alta inmunidad a las interferencias eléctricas debidas a la red de distribución eléctrica o a otros equipos eléctricos del entorno y sin que el paciente tenga que exponer sus brazos para colocar en cada uno de ellos un electrodo adhesivo o de pinza, electrodos que son necesarios para medir la diferencia de potencial eléctrico entre ellos y también entre cada brazo y un tercer electrodo conectado a la pierna izquierda, lo cual exige normalmente la exposición de una zona de la piel de dicha pierna o el pie. The object of this invention is an apparatus for obtaining simultaneously and quickly, conveniently and easily, the three standard leads to the extremities of the ECG, also called bipolar leads, with high immunity to electrical interference due to the electrical distribution network or other electrical equipment in the environment and without the patient having to expose their arms to place in each of them an adhesive or clamp electrode, electrodes that are necessary to measure the difference in electrical potential between them and also between each arm and a third electrode connected to the left leg, which normally requires exposure of an area of the skin of said leg or foot.
La solución innovadora propuesta por la presente invención la constituye el empleo de electrodos conductores que queden totalmente cubiertos por cada pie o por cada mano, o que queden encerrados dentro de éstas. The innovative solution proposed by the present invention is the use of conductive electrodes that are completely covered by each foot or by each hand, or that are enclosed within them.
Hemos encontrado que el aparato de la presente invención reduce las interferencias eléctricas y aumenta sensiblemente la calidad de la señal ECG al adquirir ésta mediante tres o cuatro electrodos conductores secos con dos de los cuales establece contacto la planta de cada pie de forma que cada electrodo queda totalmente cubierto por el pie respectivo (uno de ellos opcional), y con los otros dos electrodos establecen contacto respectivo cada una de las manos, bien sea agarrándolos, sujetándolos, tocándolos O apoyándose en ellos, de tal manera que las manos encierren o cubran totalmente la superficie conductora de cada electrodo. We have found that the apparatus of the present invention reduces electrical interference and significantly increases the quality of the ECG signal by acquiring it by means of three or four dry conductive electrodes with two of which contact the sole of each foot so that each electrode remains totally covered by the respective foot (one of them optional), and with the other two electrodes they establish respective contact each of the hands, either grabbing them, holding them, touching them or leaning on them, so that the hands completely enclose or cover the conductive surface of each electrode.
El diseño especifico del aparato consiste en que, además de quedar cada electrodo cubierto o encerrado por un pie o una mano, hay un seguidor de tensión inmediato a cada uno de los tres electrodos de medida (manos y pie izquierdo), es decir, conectado a él por un conductor metálico muy corto, que preferentemente debe quedar cubierto a su vez por la superficie conductora del electrodo, de tal forma que no pueda haber acoplamiento capacitivo entre este conductor y la red eléctrica u otro conductor que tenga un potencial eléctrico no nulo. Entonces bastará conectar las salidas de cada seguidor de tensión a un amplificador diferencial multicanal para obtener simultáneamente las tres derivaciones bipolares del ECG. El uso de un seguidor de tensión en el electrodo debajo del pie izquierdo permite obtener el ECG incluso si se usan calcetines. The specific design of the device is that, in addition to each electrode being covered or enclosed by a foot or a hand, there is an immediate voltage follower to each of the three measuring electrodes (hands and left foot), that is, connected to it by a very short metallic conductor, which preferably should be covered in turn by the conductive surface of the electrode, so that there can be no capacitive coupling between this conductor and the electrical network or other conductor that has a non-zero electrical potential . It will then be enough to connect the outputs of each voltage follower to a multichannel differential amplifier to simultaneously obtain the three bipolar leads of the ECG. The use of a voltage follower on the electrode under the left foot allows the ECG to be obtained even if socks are worn.
La presente invención permite obtener el registro simultáneo de las tres derivaciones bipolares estándar del ECG con alta inmunidad a las interferencias eléctricas y hacerlo de una forma rápida, cómoda y fácil para una persona que no tenga una formación específica, para lo cual le basta utilizar sólo sus manos y sus pies para establecer un contacto con sendos electrodos, a base de agarrarlos, sUjetarlos, tocarlos o apoyarse en ellos, sin necesidad de exponer ninguna otra parte de su cuerpo y sin quitarse los calcetines. Los electrodos pueden adaptarse a cualquier superficie plana o curvada, siempre que al establecer contacto con ellos queden cubiertos por la extremidad respectiva. Para mayor comodidad, la persona puede estar sentada y los electrodos dispuestos en los reposabrazos y los reposapiés. Para ganar tiempo y obtener el ECG mientras se está pesando una persona, los electrodos para los pies pueden colocarse sobre la báscula que se esté utilizando, aunque no sea electrónica, y los electrodos para las manos ser sostenidos uno por cada mano. The present invention allows simultaneous registration of the three standard bipolar leads of the ECG with high immunity to electrical interference and to do so in a quick, convenient and easy way for a person who does not have a specific training, for which it is enough to use only your hands and feet to establish contact with two electrodes, by grasping, holding, touching or leaning on them, without exposing any other part of your body and without removing your socks. The electrodes can be adapted to any flat or curved surface, provided they are covered by the respective limb when making contact with them. For added comfort, the person can be seated and the electrodes arranged in the armrests and footrests. To save time and obtain the ECG while a person is being weighed, the foot electrodes can be placed on the scale being used, even if it is not electronic, and the hand electrodes can be held one by each hand.
El aparato de electrocardiografía, para obtener electrocardiogramas (ECG), como se ha indicado, es del tipo que obtiene en paralelo las derivaciones bipolares 1, 11 Y 111 del ECG. En concreto comprende únicamente tres o cuatro electrodos. Dos serán electrodos manuales, de tamaño y forma para caber íntegramente en cada mano del usuario previsto, mientras que los otros dos serán electrodos para los pies, de superficie y forma inferior a la planta de un pie para poder contactar en toda su superficie con el correspondiente pie del usuario. El primero (tercero en el cómputo global) será un electrodo izquierdo, para ese pie, y el segundo (cuarto en el cómputo global) un electrodo derecho opcional, para el otro. Como ejemplo de electrodos manuales se citan esferas conductoras, y como ejemplo de electrodos para los pies, discos conductores con o sin base antideslizante. The electrocardiography apparatus, to obtain electrocardiograms (ECG), as indicated, is of the type that obtains in parallel the bipolar leads 1, 11 and 111 of the ECG. Specifically it comprises only three or four electrodes. Two will be manual electrodes, of size and shape to fit fully in each hand of the intended user, while the other two will be electrodes for the feet, surface and shape inferior to the sole of a foot to be able to contact the entire surface with the corresponding user foot. The first (third in the global computation) will be a left electrode, for that foot, and the second (fourth in the global computation) an optional right electrode, for the other. Conductive spheres are cited as an example of manual electrodes, and as an example of foot electrodes, conductive discs with or without a non-slip base.
Los electrodos para los pies podrán cambiarse de lado, si es necesario, pero se mantiene esta nomenclatura porque la práctica médica realiza los electrocardiogramas tomando como referencia la pierna derecha y por lo tanto es la que se conectará a masa en caso necesario. Sin embargo, la invención no se limita a esa única orientación, y podrá alternarse en caso de modificarse la práctica en el futuro O en el caso de pacientes con amputaciones, malformaciones, heridas abiertas, escayolas o cualquier otro motivo que impida o dificulte excesivamente utilizar el pie izquierdo para la medición . The electrodes for the feet may change sides, if necessary, but this nomenclature is maintained because the medical practice performs the electrocardiograms taking as a reference the right leg and therefore is the one that will be connected to mass if necessary. However, the invention is not limited to that single orientation, and may be alternated if the practice is modified in the future OR in the case of patients with amputations, malformations, open wounds, plaster casts or any other reason that excessively prevents or hinders use The left foot for measurement.
La conexión con el sistema electrónico de obtención y procesamiento del ECG será, desde los electrodos manuales y el electrodo izquierdo, por medio de sendos seguidores de tensión, que preferentemente estarán dentro del correspondiente electrodo para que le proteja de interferencias. En cambio, el electrodo derecho opcional se conectará a la masa del sistema electrónico. The connection with the electronic system for obtaining and processing the ECG will be, from the manual electrodes and the left electrode, by means of two voltage followers, which will preferably be inside the corresponding electrode to protect it from interference. Instead, the optional right electrode will be connected to the ground of the electronic system.
La necesidad de conectar el pie o pierna derecha a masa la determina el diseño de la etapa frontal del amplificador diferencial utilizado en el sistema electrónico de obtención y procesamiento del ECG, según es conocido en el estado de la técnica. The need to connect the right foot or leg to ground is determined by the design of the front stage of the differential amplifier used in the electronic system for obtaining and processing the ECG, as is known in the prior art.
El sistema electrónico podrá comprender un amplificador diferencial multicanal y un digitalizador, que podrán situarse en una primera unidad física, y un procesador digital, y medios para el almacenamiento y la presentación simultánea de al menos tres señales analógicas, que podrán situarse en una segunda unidad física como un ordenador. En caso de disponerse en dos unidades físicas, se requerirá una conexión entre ambas que podrá ser inalámbrica, o seguir cualquiera de los estándares USB disponibles. The electronic system may comprise a multichannel differential amplifier and a digitizer, which may be placed in a first physical unit, and a digital processor, and means for the simultaneous storage and presentation of at least three analog signals, which may be placed in a second unit. Physics like a computer. If available in two physical units, a connection between them will be required, which may be wireless, or follow any of the available USB standards.
Descripción de los dibujos. Para una mejor comprensión de la invención/ se incluyen las Description of the drawings. For a better understanding of the invention / the
siguientes figuras: La figura 1 es un diagrama con los bloques del método de medida propuesto. following figures: Figure 1 is a diagram with the blocks of the proposed measurement method.
La figura 2A es un diagrama de los electrodos manuales conductores, la figura 2B es un diagrama del electrodo izquierdo, y la figura 2C es un diagrama del electrodo derecho. Figure 2A is a diagram of the manual lead electrodes, Figure 2B is a diagram of the left electrode, and Figure 2C is a diagram of the right electrode.
La figura 3 muestra las derivaciones bipolares 1, II Y III del ECG obtenidas para una persona de pie empleando la invención. Figure 3 shows the bipolar leads 1, II and III of the ECG obtained for a standing person using the invention.
La figura 4 muestra el espectro de tensión de la derivación 1 del registro mostrado en la figura 3, donde se puede comprobar la ausencia de picos significativos relacionados con las interferencias eléctricas ocasionadas por la red eléctrica (a 50 Hz) o por los tubos fluorescentes (a 100 Hz). Figure 4 shows the voltage spectrum of branch 1 of the register shown in Figure 3, where the absence of significant peaks related to electrical interference caused by the power grid (at 50 Hz) or by fluorescent tubes ( at 100 Hz).
La figura 5 es un diagrama con los bloques descritos en la realización preferente de la presente invención. Figure 5 is a diagram with the blocks described in the preferred embodiment of the present invention.
A continuación se pasa a describir de manera breve un modo de realización de la invención, como ejemplo ilustrativo y no limitativo de ésta. Next, an embodiment of the invention will be briefly described as an illustrative and non-limiting example thereof.
Los elementos constitutivos del aparato de la invención representado en las figuras son: The constituent elements of the apparatus of the invention represented in the figures are:
Un electrodo izquierdo 100 conductor, con el que el sujeto establece contacto mediante el pie izquierdo, y otro electrodo derecho 105 conductor opcional, con el que establece contacto el pie derecho. A left conductor electrode 100, with which the subject establishes contact by the left foot, and another optional conductive right electrode 105, with which the right foot contacts.
Un amplificador seguidor de tensión 110 conectado al electrodo izquierdo 100, cuya salida está conectada mediante un cable 120 a una de las entradas del amplificador diferencial multicanal 201 que forma parte de un sistema electrónico 200. A voltage follower amplifier 110 connected to the left electrode 100, whose output is connected by a cable 120 to one of the inputs of the multichannel differential amplifier 201 that is part of an electronic system 200.
Un par de electrodos manuales 101 y 102 conductores con los que el sujeto establece un contacto simultáneo tocando cada electrodo con una mano distinta, bien sea apoyando una mano en cada electrodo, bien sea agarrando, o sUjetando cada electrodo con una mano distinta, de tal forma que cada electrodo quede totalmente encerrado o cubierto por la mano respectiva. A pair of manual electrodes 101 and 102 conductors with which the subject establishes simultaneous contact by touching each electrode with a different hand, either by supporting one hand on each electrode, either by grasping, or by holding each electrode with a different hand, such so that each electrode is completely enclosed or covered by the respective hand.
Un par de seguidores de tensión 111 y 112, conectados respectivamente a los electrodos manuales 101 y 102 Y cuyas salidas estás conectadas mediante cables 121 y 122 respectivos a una de las entradas del amplificador diferencial 201 multicanal que forma parte de un sistema electrónico 200. A pair of voltage followers 111 and 112, respectively connected to manual electrodes 101 and 102 and whose outputs are connected by respective cables 121 and 122 to one of the inputs of the multichannel differential amplifier 201 that is part of an electronic system 200.
Tres cables 120, 121 Y 122, uno para cada electrodo de medida, que incluyen conductores para las respectivas tensiones de salida de los seguidores de tensión, que se conectan al amplificador diferencial multicanal 210, y que pueden incluir también conductores para las tensiones de alimentación de dichos seguidores de tensión. Three cables 120, 121 and 122, one for each measuring electrode, which include conductors for the respective output voltages of the voltage followers, which are connected to the multichannel differential amplifier 210, and which can also include conductors for the supply voltages of these tension followers.
Un cable del pie derecho 123 que conecta el electrodo derecho 105 a la masa de señal del amplificador diferencial 201, si por su diseño éste necesita dicha conexión para funcionar correctamente. En caso contrario, una buena conexión a masa de los demás elementos sería suficiente y se podría obviar el electrodo derecho (105) Y su cableado. A cable of the right foot 123 that connects the right electrode 105 to the signal ground of the differential amplifier 201, if by design it requires said connection to function properly. Otherwise, a good ground connection of the other elements would be sufficient and the right electrode (105) and its wiring could be ignored.
Un sistema electrónico 200 para la obtención y procesamiento del ECG que acepta señales de los tres seguidores de tensión 110, 111 Y 112 conectados a los electrodos de medida. Para ello, además del amplificador diferencial 201, este sistema electrónico 200 incluye las demás funciones necesarias en un electrocardiógrafo convencional, tales como un digitalizador 202, un procesador digital 203, y medios para el almacenamiento 204 y la presentación 205 simultánea de al menos tres señales analógicas. Dicho sistema electrónico 200 puede estar constituido por una sola unidad física o por varias unidades físicas interconectadas eléctricamente con o sin hilos. An electronic system 200 for obtaining and processing the ECG that accepts signals from the three voltage followers 110, 111 and 112 connected to the measuring electrodes. To this end, in addition to the differential amplifier 201, this electronic system 200 includes the other necessary functions in a conventional electrocardiograph, such as a digitizer 202, a digital processor 203, and means for storage 204 and simultaneous presentation 205 of at least three signals. analog Said electronic system 200 can be constituted by a single physical unit or by several physical units electrically interconnected with or without wires.
En una realización preferente, los electrodos izquierdo y derecho 100 y 105 de la figura 2 pueden ser sendos discos metálicos de 5 cm de diámetro adheridos a sendos discos de material antideslizante que está depositado sobre una superficie plana, como por ejemplo el suelo. El sujeto pone el pie izquierdo sobre el disco metálico correspondiente y el pie derecho sobre el otro, de forma que se apoye en cada uno con la parte frontal o con la parte posterior del pie y lo cubra totalmente. No es necesario que los pies estén descubiertos sino que pueden estar cubiertos con un calcetín transpirable. In a preferred embodiment, the left and right electrodes 100 and 105 of Figure 2 can be two 5 cm diameter metal discs adhered to two discs of non-slip material that is deposited on a flat surface, such as the floor. The subject puts the left foot on the corresponding metal disk and the right foot on the other, so that it rests on each one with the front or with the back of the foot and completely covers it. It is not necessary that the feet are bare but may be covered with a breathable sock.
El disco metálico en contacto con el pie izquierdo está conectado a un seguidor de tensión 110 basado en un amplificador operacional alojado dentro del material antideslizante y conectado a un cable 120 que incluye cuatro conductores: las tensiones de alimentación positiva The metal disk in contact with the left foot is connected to a voltage follower 110 based on an operational amplifier housed inside the non-slip material and connected to a cable 120 that includes four conductors: the positive supply voltages
5 y negativa para el seguidor de tensión, la masa de señal a la cual va conectada un resistor de polarización de la entrada del seguidor de tensión, y la señal de salida de este seguidor de tensión. El tramo inicial del cable está alojado dentro del disco de material antideslizante para que éste pueda apoyarse en el suelo. El disco metálico en 5 and negative for the voltage follower, the signal mass to which a polarization resistor of the voltage follower input is connected, and the output signal of this voltage follower. The initial section of the cable is housed inside the disc of non-slip material so that it can rest on the ground. The metal disk in
10 contacto con el pie derecho está conectado directamente a la masa de señal del sistema electrónico 200. 10 contact with the right foot is directly connected to the signal ground of the electronic system 200.
En esta realización preferente, los electrodos manuales 101 y 102 mostrados en la figura 2 son sendas esferas metálicas huecas de 4 cm In this preferred embodiment, the manual electrodes 101 and 102 shown in Figure 2 are 4 cm hollow metal spheres
15 de diámetro, que es un tamaño adecuado para que dichas esferas 15 in diameter, which is a suitable size for said spheres
queden encerradas por las manos al cogerlas un adulto. En caso de they are locked by the hands when an adult takes them. In case of
requerirse la aplicación en un niño, la esfera será de menor tamaño. if the application is required in a child, the sphere will be smaller.
Dentro de cada esfera se aloja los seguidores de tensión respectivos 111 y 112, con su resistencia de polarización, y el cable 121 y 122 Within each sphere the respective tension followers 111 and 112 are housed, with their polarization resistance, and the cable 121 and 122
20 respectivo emerge de una pequeña abertura practicada en la superficie de la esfera. Estos cables 121 y 122 tienen un diámetro de 3 mm, de modo que pasa bien en el espacio entre dos dedos, disponiendo de los mismos cuatro conductores que el cable 120. 20 respectively emerges from a small opening made in the surface of the sphere. These cables 121 and 122 have a diameter of 3 mm, so that it passes well in the space between two fingers, having the same four conductors as the cable 120.
25 El sistema electrónico 200 pod rá estar constituido por dos unidades físicas, 300 y 400. Una primera unidad 300 incluye el amplificador diferencial 201 multicanal y el digitalizador 202, y está conectada mediante una conexión 210, con o sin hilos, a la segunda unidad 400 The electronic system 200 may consist of two physical units, 300 and 400. A first unit 300 includes the multichannel differential amplifier 201 and the digitizer 202, and is connected via a connection 210, with or without wires, to the second unit 400
que incluye el procesador digital 203, los medios de almacenamiento 30 204 Y los medios de presentación 205. which includes digital processor 203, storage media 30 204 and presentation media 205.
En una realización, la conexión 210 cumple el estándar USB, en cualquiera de sus variantes (USB 1.0, USB 2.0, USB 3.0, etc.). de modo que tanto la primera unidad 300 como los seguidores de tensión 110, 111 Y 112 reciben la alimentación a partir de dos de los hilos de dicha conexión 210. La segunda unidad 400 puede estar alimentada con baterías o desde la red eléctrica. Esta realización preferente tiene la ventaja de que la primera unidad 300 recibe la alimentación a través de la misma conexión 210 mediante la que comunica sus señales y que se ha elegido de 2 m. Así, la primera unidad 300 se puede disponer sobre la misma mesa donde está la segunda unidad 400, que en esta realización preferente es un ordenador portátil. In one embodiment, connection 210 meets the USB standard, in any of its variants (USB 1.0, USB 2.0, USB 3.0, etc.). so that both the first unit 300 and the voltage followers 110, 111 and 112 receive power from two of the wires of said connection 210. The second unit 400 can be powered by batteries or from the power grid. This preferred embodiment has the advantage that the first unit 300 receives the power through the same connection 210 by means of which it communicates its signals and that it has been chosen for 2 m. Thus, the first unit 300 can be arranged on the same table where the second unit 400 is located, which in this preferred embodiment is a portable computer.
La figura 3 muestra las derivaciones bipolares 1, II Y III del ECG obtenidas en una persona que estaba de pie en un entorno lleno de aparatos electrónicos, empleando esta realización preferente con un ordenador portátil como segunda unidad 400, alimentado desde la red eléctrica. La ausencia de las interferencias eléctricas más comunes se comprueba en la figura 4, donde no se aprecian picos ni en la frecuencia de 50 Hz ni en sus armónicos. Figure 3 shows the bipolar leads 1, II and III of the ECG obtained in a person who was standing in an environment full of electronic devices, using this preferred embodiment with a laptop as a second unit 400, fed from the power grid. The absence of the most common electrical interference is shown in Figure 4, where no peaks are seen in the 50 Hz frequency or in their harmonics.
La figura 5 muestra el diagrama de bloques de esta realización preferente. Figure 5 shows the block diagram of this preferred embodiment.
Una vez descrita suficientemente la invención, así como una realización preferente, sólo debe añadirse que es posible realizar modificaciones en su constitución y materiales empleados sin apartarse del alcance de la invención, definido en las siguientes Once the invention has been sufficiently described, as well as a preferred embodiment, it should only be added that it is possible to make modifications in its constitution and materials used without departing from the scope of the invention, defined in the following
reivindicaciones. claims.
Claims (1)
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