BASES de la ELECTROMEDICINA Unidad 3. Aplicaciones electromédicas a la Cardiología (2da parte)

Biopotenciales Tipo de señal Amplitud típica Ancho de Banda Medida ECG 0.1 - 1 mV 0.1 - 100 Hz Superficial EMG 10 µV - 1 mV 10 - 5000 Hz Intramuscular EEG 10 - 100 µV EOG 0.1 - 20 Hz Potencial intracelular 1 - 100 mV 200 Hz - 10 kHz Microelectrodo Respuesta galvánica de la piel 1 - 500 k 0.1 - 5 Hz Resistencia basal de la piel. 10 k - 1 M cc - 0.5 Hz Variaciones de impedancia eléct. del tejido. 10 m- 1 cc - 20 Hz Los potenciales bioeléctricos más conocidos en la práctica clínica son: el electrocardiograma (ECG), el electroencefalograma (EEG) y el electromiograma (EMG). Además de los tres potenciales bioeléctricos más significativos, se pueden obtener en el organismo otras señales eléctricas, aunque la mayoría son variables especiales del EEG, EMG o trenes de disparo nervioso. Algunas de las más prominentes son: Electroretinograma (ERG): Es un registro de los complejos potenciales bioeléctricos en la retina del ojo, generalmente es una respuesta a un estímulo visual. Electrogastograma (EGG): Son las señales EMG asociadas con los movimientos peristálticos del tracto gastrointestinal. En la Tabla 1.1 se presentan las bioseñales más comunes y sus principales características, así como la forma más usual empleada en su detección.

Naturaleza del enrejado de las fibras del músculo cardíaco

Arquitectura de las fibras del miocardio Nótese el centroide del núcleo y el disco intercalado transversal entre células.

Fibras Miocárdicas Fibra miocárdica contráctil (de respuesta rápida). Fibra miocárdica automática (de respuesta lenta) PTD= potencial transmembrana diastólico; PAT = potencial de acción transmembrana; PU = PT = potencial umbral.

Automatismo Factores que influyen en el aumento del automatismo ( líneas discontinuas ): Despolarización diastólica más rápida. Disminución del potencial umbral. (PU) Potencial transmembrana diastólico (PTD) más negativo.

Bases iónicas del automatismo cardíaco Distribución iónica durante la sístole. Mayor tamaño de letras indica mayor concentración del ión en el interior o en el exterior.

Diferencia de potencial entre el exterior celular (+) y el interior (-)

Corrientes iónicas durante la sístole y diástole a través de la membrana celular (MC) en una célula de respuesta rápida contráctil, de Purkinje y de respuesta lenta.

Permeabilidad de una célula automática (A) y de una contráctil (B).

Esquema de la correlación electro iónica en una célula contráctil

Excitabilidad Potencial de acción transmembrana de una fibra de respuesta rápida con la duración del periodo refractario absoluto (PRA), el periodo refractario relativo (PRR) y el tiempo de recuperación total (TR total). A = zona de respuestas locales. B = zona de respuestas propagadas mediante un estímulo supraumbral.

Conductibilidad

Electrofisiología del corazón Posee dos nodos para la estimulación rítmica cardíaca:

Potenciales de acción transmembrana de aurícula - A, zonas AN, N, NH de la unión AV y del haz de His.

Actividades eléctricas de transmembrana de células regionales cardíacas

Conducción del estímulo El estimulo, originado en el nodo sinusal, se propaga hacia la unión AV y el haz de Purkinje ventricular.

Morfología de los potenciales de acción transmembrana

Anatomofisiología cardíaca

Isocronismo de la activación

Anatomofisiología cardíaca

Origen según Teoría 3D La Figura A, B y C muestran en la parte izquierda (dentro del esquema del corazón) se ha dibujado de forma esquemática cómo se originan tridimensionalmente las asas de P, QRS y T, de acuerdo con la teoría vectorial. En la parte derecha se ve la proyecci6n del asa de P (A), QRS (B) y T (C) en el plano frontal y la correlación asa-morfologia electrocardiográfica en la derivación I. D. Las tres asas, juntas en el plano frontal, con el ECG resultante.

Secuencia de activación cardiaca

Bloqueo de la conducción

El Electrocardiógrafo Willem Einthoven El médico holandés Willem Einthoven recibió el Premio Nobel de Fisiología y Medicina en 1924 por la invención del electrocardiógrafo, que permitía detectar los daños causados en el corazón por distintas enfermedades.

Esquema general

Elementos de un electrocardiógrafo

Notación común de la conexión de electrodos para toma del ECG

Electrodos para ECG Electrodos para ECG Electrodos de placa y copa de succión Electrodos desechables para periodos largos de aplicación. Electrodos desechables para un tiempo pequeño de aplicación.

El Electrocardiograma A la actividad muscular del corazón corresponde una actividad eléctrica. Si se aplican dos electrodos en dos partes apropiadas del cuerpo, se recoge una tensión, el electrocardiógrafo capta esta tensión, la amplifica y la traduce gráficamente, tal y como aparece en la señal que se muestra en la diapositiva. El electrocardiógrafo registra, a través de electrodos sobre la piel, las ondas eléctricas cardíacas. El electrocardiógrafo es un milivoltímetro de propósito específico que lleva a cabo la medida directa del electrocardiograma. El electrocardiograma es un procedimiento diagnóstico con el que se obtiene un registro de la actividad eléctrica del corazón.

Despolarización y Repolarización Ondas de: A y B – Despolarización, y C y D – Repolarización de una fibra muscular cardiaca

Potencial de acción de una fibra con registro simultáneo de ECG

Relaciones entre las ondas del ECG Nomenclatura de intervalos y segmentos

Derivaciones Electrocardiográficas 3 bipolares 3 unipolares de miembros 6 unipolares precordiales Las diferencias de potencial medidas en la superficie del cuerpo, durante el registro electrocardiográfico, están normalmente alrededor de 1 mV. Estos potenciales pueden medirse con bioamplificadores de ganancia media. Desde que Einthoven estableció el registro del ECG, varios métodos para llevar a cabo este registro se han desarrollado. Actualmente, en la mayoría de las aplicaciones de la clínica, el método más difundido es el de las doce derivaciones, las que se efectúan a partir de nueve puntos sobre el cuerpo, donde se ubican los electrodos registradores.

Triángulo de Einthoven

Derivaciones Bipolares Derivación I R _ + L _ _ Derivación II Derivación III Una derivación bipolar se consigue mediante el apareamiento de dos electrodos sobre el cuerpo de un paciente, a fin de obtener la diferencia de potencial entre dos puntos. De ordinario, estas derivaciones se obtienen con los electrodos colocados en las extremidades o en la pared torácica, pero pueden obtenerse asimismo colocando los electrodos en cualquier otro lugar. Derivaciones I, II y III.- También designadas como 1,2 y 3, son las derivaciones estándares o convencionales de los miembros. Derivación I ( ó 1) es la que resulta cuando los electrodos se colocan a fin de registrar la diferencia de potencial entre el brazo izquierdo (L) y el brazo derecho (R), esto es; I = L - R, de la misma manera las Derivaciones II (2) y III (3), tomadas como la diferencia entre pie izquierdo (F) y mano derecha (R) y la diferencia entre pie izquierdo (F) y mano izquierda (L), serán; II = F - R y III = F- L. + + F DI = L - R DIII = F - R DIIII = F - L Ley de Einthoven: DI + DIII = DII

Derivaciones Bipolares (2) DI = L – R DII = F - R DIII = F - L

Derivaciones Unipolares Wilson unió los vértices del triángulo de Einthoven (brazo derecho, izquierdo y pierna izquierda) por medio de resistencias de 5.000 ohmios a un único punto llamado central terminal, con lo cual obtuvo en dicho punto un potencial cero. Conectando después el electrodo explorador al brazo derecho (R), al brazo izquierdo (L) o a la pierna izquierda (F), obtuvo los potenciales absolutos monopolares de dichos miembros, registrados respectivamente en las derivaciones aVR, aVL y aVF

Esquemas del Puente de Wilson

Unipolares de miembros una derivación unipolar es aquella que representa los voltajes cardíacos en un punto particular del cuerpo, con respecto a un punto de referencia, libre de fluctuaciones, que se obtiene conectando los electrodos a los miembros, a través de tres resistencias iguales de 5 k o más. La unión constituye el punto de referencia o terminal central y generalmente se le coloca en el selector de derivaciones del electrocardiógrafo o en algún lugar especial. Los electrodos colocados sobre el cuerpo se aparean, a fin de obtener la diferencia de potencial, sucesivamente con el de referencia o terminal para conseguir la derivación unipolar. La derivación unipolar representa así, los voltajes presentes en puntos aislados del cuerpo.

Derivaciones unipolares precordiales Vista Lateral

Derivaciones unipolares precordiales Vista Frontal

Unipolares precordiales Las derivaciones unipolares precordiales son obtenidas sobre la pared del pecho, en la mayoría de los casos se usan solo seis puntos. Un diagrama que ilustra como se obtienen las derivaciones unipolares precordiales, se muestra en la diapositiva. Las diferencias de potencial en cada caso serán entre el punto tomado sobre el pecho y el promedio obtenido desde las tres extremidades R, L y F.

CARDIOCID Electrocardiógrafo digital multicanal interpretativo, con adquisición simultánea de las 12 derivaciones, monitoreo del ECG en pantalla de cristal líquido, programa para la interpretación automática del ECG, almacenamiento de resultados en discos flexibles y registro gráfico con textos alfanuméricos en papel termosensible estándar de 50 mm, con múltiples formatos de reporte. Totalmente configurable, permite adicionar un monitor VGA y un impresor para ampliar el sistema y obtener los informes en papel con formato carta. Compuesto por : Unidad de procesamiento Pantalla de cristal líquido gráfico de 256 x 128 puntos Teclado alfanumérico y de funciones Registrador térmico digital Unidad de discos flexibles de 3.5 ” Programa para la interpretación del ECG Vehículo de transportación Accesorios : Cable de paciente para 12 derivaciones Juego de electrodos Frasco de pasta conductora Caja de discos flexibles de 3.5 ” Manual del Usuario

Ejemplos de ECG (1) Normal Bloqueo de conducción Aurícula - Ventrículo Infarto agudo

Ejemplos de ECG (2) Hipertrofia de la aurícula derecha Taquicardia Ventricular Síndrome de Wolff–Parkinson–White con fibrilación auricular

Eje eléctrico del corazón

Esquema del dipolo que se genera cuando la onda R está en máximo

Ejes de las derivaciones bipolares y monopolares

Repolarización ventricular: Formación de la Onda T

Despolarización de las aurículas: la onda P

Representación del Eje eléctrico a partir de DI y DIII

Efecto de transiciones en el voltaje

Interferencias Tensión alterna de 60 Hz en la línea de alimentación Actividad muscular

Series de Fourier Una señal periódica f(t), puede ser considerada como un termino constante adicionado a la sumatoria de senos y cosenos. Las amplitudes an y bn son los valores peaks de las ondas. El número n de cada componente en la sumatoria de ondas es un multiplicador de la frecuencia fundamental wo, la cual es medida en radianes por segundo. La frecuencia f [en Hz] es la frecuencia en radianes dividida por 2p. El tiempo to indica el inicio de la señal, cuyo periodo es T o 1/f.

Espectro de frecuencias del ECG Espectro del ECG, en el cual la amplitud relativa de cada frecuencia componente es mostrada vs la frecuencia en Hz. Una señal electrocardiográfica estrictamente no es una señal periódica, en el transcurso del día, por ejemplo, la frecuencia cardiaca varía considerablemente.

Electrocardiograma En el dominio temporal: En el dominio de la frecuencia:

Detección de la Onda R Algoritmo utilizado: Obtener la primera derivada de la señal: Sus ceros indican los Puntos de Inflexión. Calcular la segunda derivada: Sus mínimos indican los valores máximos de la función.

Posiciones encontradas de los "peaks" 825 80 271 454 644