El electrocardiógrafo: funcionamiento y calibración
A pesar del constante desarrollo de nuevas tecnologías para la evaluación y el diagnóstico de pacientes con enfermedades cardiovasculares, el electrocardiograma conserva su rol central. Pero, ¿qué es?
El electrocardiograma (ECG) es un estudio de rutina que se realiza para observar la actividad eléctrica del corazón. El electrocardiograma puede suministrar mucha información sobre el corazón y su funcionamiento. Con este estudio es posible averiguar más sobre el ritmo cardíaco, el tamaño y funcionamiento de las cavidades del corazón y el músculo cardíaco. El electrocardiograma de una persona sana presenta un trazado particular. Cuando se producen cambios en ese trazado, el médico puede determinar si existe un problema. Por ejemplo, durante un ataque cardíaco, la actividad eléctrica del corazón cambia y ese cambio se registra en el ECG.
¿Qué es y cómo funciona exactamente un electrocardiógrafo?
El electrocardiógrafo es el dispositivo médico utilizado para realizar el electrocardiograma. Este equipo es parte de un área específica de la ingeniería biomédica: la bioinstrumentación. Este campo se dedica a recuperar bioseñales específicas del cuerpo humano para, después, procesarlas de tal forma que el personal médico pueda interpretarlas y, así, obtener un diagnóstico del paciente de la forma menos invasiva posible.
De esta manera, el proceso de obtención de bioseñales se puede dividir en 6 etapas:
- Identificar la variable física a medir: hace referencia a lo que el equipo va a medir del cuerpo humano. En este caso, se desea medir cómo fluyen los iones en las células cardiacas para producir la contracción y relajación del músculo.
- Sensor o transductor: El sensor o transductor permiten (específicamente el último), medir la variable física y convertirla en alguna otra forma de energía (típicamente, eléctrica). En el caso de estudio, un electrocardiograma emplea electrodos, capaces de convertir, a través de una reacción química, ese flujo de iones en el músculo cardíaco en una corriente eléctrica.
- Preamplificación: la señal de salida del transductor presenta varios problemas: es casi imperceptible y no se tiene la certeza que esté libre de información irrelevante. Para ello son las etapas restantes. La preamplificación, como su nombre lo indica, incrementa la magnitud de la señal (recomendable a 100mV), permitiendo trabajar mejor con la señal.
- Filtración: Ahora, para poder separar la información que no se necesita de la que sí, se emplean filtros, aprovechando que dichos eventos tienen una frecuencia en específico. En el caso de ejemplo, las señales eléctricas del corazón pueden tener una frecuencia entre 0.01 y 250Hz, por lo que el filtro debe aceptar todas las frecuencias dentro de ese rango. Además, estas señales naturalmente tienen una magnitud de aproximadamente 4mV, por lo que una preamplificación de 25mV es suficiente.
- Digitalización
- Transformación
La digitalización y la transformación son las últimas etapas de esta medición. Ya con la señal limpia y debidamente preamplificada, se procede a la amplificación final. En esta se recomienda que la señal quede finalmente en un rango de 0 a 5V, para su respectiva digitalización. Con fines prácticos, las señales físicas del cuerpo se conocen como análogas y las señales que manejan los sistemas de computación modernos son señales digitales, por lo que la señal obtenida hasta ahora debe ser transformada. Finalmente, la transformación, es que a partir de la nueva señal digital, se pueda visualizar en un display, almacenarla, enviarla, entre otras cosas. La siguiente figura muestra como un display digital en donde se podría visualizar la señal recuperada.
La importancia de la calibración de electrocardiógrafo
Para que las mediciones sean correctas, el electrocardiógrafo debe estar calibrado. Existe una calibración por defecto, que se puede modificar según determinados fines.
Calibración estándar:
En un electrocardiograma se presentan dos ejes:
- Eje horizontal: representa el tiempo
- Eje vertical: representa el voltaje de las ondas
La calibración estándar de impresión del electrocardiógrafo es de 25 mm/s en el eje del tiempo y 10 mm/mV en el eje del voltaje. Eso significa que el aparato imprime 25mm en un segundo y que 10mm de alto equivalen a 1mV de electricidad.
Modificación del voltaje
Se puede ampliar el eje vertical, modificando el voltaje de las ondas y haciéndolas aparecer en el electrocardiograma al doble de su tamaño. El eje del tiempo se queda igual, a 25 mm/s, el voltaje al duplicarse aparece como 20 mm/mV.
Esta modificación se realiza para ver ondas que con la impresión normal no se pueden observar por su voltaje disminuido. Es como hacer un zoom a una fotografía. Por ejemplo, si se tienen ondas P con un voltaje bajo, al ampliar la calibración del voltaje, pueden verse de forma más clara.
También se puede disminuir el voltaje, haciendo las ondas el doble de pequeñas, al establecer el voltaje a 5mm/mV. Esto es porque en determinadas ocasiones (miocardiopatías, hipertrofias) las precordiales son muy grandes y se solapan con la derivaciones impresas encima y debajo dificultando la valoración correcta de las ondas.
Y hay otra variante a esto que permiten utilizar algunos electrocardiógrafos: se puede tener las precordiales con un voltaje y las derivaciones de los miembros con otro.
Modificación del eje del tiempo
Otra opción que brinda un electrocardiógrafo es modificar el tiempo, es decir, el eje horizontal. De esta forma se observará cómo el electrocardiógrafo “imprime más despacio”. Dicho de otro modo, el dispositivo hace un “zoom” del tiempo imprimiendo, tanto en papel como en pantalla, en un segundo 50mm, en vez de 25mm. Por lo que mostrará las ondas al doble de su tamaño pero no “a lo alto” como antes, sino “a lo ancho”. En este caso el voltaje se queda igual 10mm/mV, pero se podrá ver que en el EKG aparece 50mm/s.
Esta modificación se realiza para analizar ondas o trazos que no vemos cuando el paciente tiene una frecuencia cardiaca elevada que hace que se amontonen las ondas. Al igual que con la modificación del voltaje, este procedimiento es como hacer un zoom a una fotografía. Por ejemplo, si existe una taquicardia a 150lpm, las ondas están muy juntas y se puede escapar una onda delta. Al imprimir de manera más espaciada las ondas, estas puede observarse con más claridad. En vez de 150lpm aparecerán 75lpm.
En resumen, la calibración es lo primero que tenemos que mirar antes de analizar nada. De esta forma sabremos qué estamos leyendo.
ITS es distribuidor oficial de los productos Hillrom en Argentina y dentro de esta línea comercializa los electrocardiógrafos Mortara.