Bioinstrumentacion Reporte 8 PDF

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Electrooculograma IPractica 8 Bioinstrumentación González Zúñiga José Jorge, Ramírez Vázquez Alejandro Facultad De Ingeniería, Bioingeniería Universidad Autónoma De Baja California Mexicali, México [email protected], [email protected]—En este reporte se utilizara la herramienta deno...

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Electrooculograma I Practica 8 Bioinstrumentación González Zúñiga José Jorge, Ramírez Vázquez Alejandro Facultad De Ingeniería, Bioingeniería Universidad Autónoma De Baja California Mexicali, México [email protected], [email protected]

Resumen—En este reporte se utilizara la herramienta denominada “biopac student lab” para realizar mediciones de electrooculografía, utilizando a 1 sujeto de prueba, en este caso un hombre, al cual estando sentado y sin pestañear, se le compararan los movimientos de los ojos mientras están fijados en objetos estacionarios y siguiendo objetos, así como medir la duración de los sacádicos y fijación durante la lectura Palabras claves: Biopac student lab, Electrooculograma, electrodos, sacádicos.

Abstract-In this report a tool called " Biopac student lab" for measurements of electrooculography was used, using 1 test subject , in this case a man, who was sitting without blinking , we compared the eye movements while they are fixed in stationary objects and following objects and measure the duration of saccades and fixation during reading Keywords-component: Biopac student lab, electrooculography, electrode, saccadesx INTRODUCCION

”Una de las funciones más importantes que sus ojos pueden realizar es “fijar” o “clavarse” en objetos específicos. Cuando Ud. Se “fija” en un objeto, Ud. Posiciona sus ojos de tal manera que la imagen del objeto proyectado pase a su retina en el área de mayor exactitud y acuciosidad, la fóvea. El control muscular de sus ojos trabaja para mantener la imagen en su fóvea, sin importar si el objeto esta estacionario o en movimiento. Existen dos mecanismo primarios usados para o fijar un objeto en un cambio visual, definido como el campo de vista sin mover la cabeza: 1.

Mecanismo de fijación Voluntaria- La fijación voluntaria le lleva a dirigir su atención visual y bloquearla en el objeto seleccionado.

2.

2.-Mecanismo de fijación Involuntaria- La fijación involuntaria le lleva a mantener un objeto seleccionado en su campo visual una vez que haya sido encontrado.

Aun cuando Ud. Se dije en un objeto estacionario, sus ojos no están inmóviles si no que exhiben muy pequeños movimientos involuntarios .Hay tres tipos de movimientos involuntarios: Vibración, saltos lentos, y golpeteos.

Vibración- Una serie de pequeñas visualizaciones de los ojos cerca de 30-80 Hz (ciclos/seg) Saltos Lentos- Movimientos involuntarios que resultan en movimiento de saltos delos ojos. Estos saltos significan que aunque los objetos estén estacionarios, la imagen la imagen salta a través de la fóvea. Movimientos de golpeteo (microsacadicos)- Como la imagen salta en el extremo de ella fóvea, el tercer mecanismo involuntario causa un reflejo salto del globo ocular de tal manera que la imagen es proyectada nuevamente hacia la fóvea. Los movimientos de saltos lentos y de golpeteo serán en direcciones opuestas .Si el movimiento de salto es hacia la izquierda, el movimiento de golpeteo será hacia la derecha, aunque no puede ser de 180º opuesto al movimiento de salto. Típicamente, el ojo gastara cerca del 10% dl tiempo moviéndose desde un punto a otro punto fijado , con el otro 90% del tiempo fijándose en las palabras , aunque puede haber todavía mas variación. El movimiento de los ojos puede ser registrado con un electrooculograma, un registro de los cambios de voltaje que ocurren con la posición del ojo. Eléctricamente, el ojo es una “batería” esférica, con el terminal positivo enfrente de la córnea, y el terminal negativo detrás de la retina del ojo ocular. El potencial entre el frente y la parte de atrás del ojo ocular es cerca de 0.4-1mv. Colocando los electrodos en cualquier lado del ojo, Ud. puede medir el movimiento del ojo hasta un +- 70º, donde 0º es en el frente y +-90º es directamente lateral o vertical a los ojos. Los electrodos miden los cambios de potencial como la córnea se mueve más cerca o más lejos de los electrodos de registro. Cuando el ojo está mirando recto hacia delante esta equidistante a los electrodos, así que la señal es esencialmente cero. Cuando el frente del globo ocular, la córnea, está más cerca del electrodo positivo, ese electrodo registra una diferencia positiva de voltaje. “[1]

MATERIALES Tabla1. El equipo y material utilizado fue el siguiente; Juego de cables de electrodo BIOPAC (SS2L) Electrodos desechables de vinilo BIOPAC (EL503), 6 electrodos por individuo Gel de electrodo BIOPAC (GEL 1) paño adhesivo (ELPAD) o loción de limpieza o preparación de alcohol Ordenador Biopac Student Lab 3.7 Unidad de Adquisición de datos BIOPAC (MP36, MP35, o MP30 con cable y transformador). Cinta Adhesiva (TAPE 2) DESARROLLO 1) Se procedió a limpiar el área con alcohol y luego colocar los electrodos de la manera en que viene en el manual. 2) Se conectaron los electrodos con el juego de cables a su vez conectados al ch1 y ch2 una vez esto, se inicializó el software. 3) Se empezó por calibrar el Biopac con el sujeto de prueba en relajación y con los ojos siguiendo el punto que aparece en la pantalla sin mover la cabeza y sin parpadear. 4) Se verificaron los datos calibrados y se adquirieron 5) Luego se registraron los datos en movimiento horizontal sin parpadear por 5 seg. , el sujeto siguió el objeto movido por el director y posteriormente se realizó el mismo proceso pero en movimiento vertical. Por último se realizó el registro al momento de leer una lectura de muestra marcando el término de cada oración. 6) Una vez esto de manera opcional se realizó el Grafico de puntos mostrando las posiciones en la que el punto controlado por los ojos estaba. 7) Se finalizó el registro y se procedió a llenar los datos correspondientes. RESULTADOS En esta práctica se realizaron mediciones a un solo sujeto Perfil del sujeto: nombre: José J. Gonzales Zúñiga. Edad: 21 Estatura: 1,83m. Peso: 94Kg. Sexo: masculino. A continuación se muestran las tablas de datos obtenidos sobre los segmentos de datos de orientación ocular horizontal (tabla 1) y vertical (tabla 2), y la información sobre los micro sacádicos presentes en las mediciones (tabla 1.1 y 3).

Posición Objeto Objeto en movimiento objeto→ estacionario Orientación Siguiendo Fijo ojo→ Medición micro Izq. Der. Izq. [CH#] sacudida ∆T [CH 40] 0.12 3.89 3.94 3.18 (s) P-P [CH 40] 0.015 0.5682 0.443 0.6515 (mV) Slope [CH -0.04 0.0559 0.07 -0.204 40] (mV/s) Tabla 1.0: segmento 1 de datos orientación ocular con objeto en movimiento. Numero de movimientos Tiempo (segundos) sacádicos 0-1 3 1-2 1 2-3 1 3-4 0 Tabla 1.1: Movimientos micro sacádicos. Posición Objeto objeto→ Objeto en movimiento estacionario Siguiendo Orientación Fijo ojo→ Medición micro Arriba Abajo Arriba [CH#] sacudida ∆T [CH 41] 0.29 4.11 4.23 3.99 (s) P-P [CH 0.009 0.3428 0.5123 0.33171 41] (mV) Slope [CH -0.21 0.071 0.0769 41] (mV/s) 0.1145 Tabla 2.0: segmento 2 de datos orientación ocular con objeto en movimiento. Segunda Medición. Primera línea línea Numero de sacádicos 5 5 Duración de sacádicos. 1 0.21 0.09 2 0.17 0.14 3 0.20 0.05 4 0.23 0.24 5 0.29 0.2 Duración total de 1.09 1.32 sacádicos/línea Tiempo total de 1.64 1.64 lectura/línea % (tiempo de 66.46% 80.48% sacádicos/total tiempo de lectura) Tabla 3.0: segmento 3 de datos, lectura. Para poder apreciar los cambios y el comportamiento de la velocidad, la duración y la amplitud en cada onda, necesitamos analizar las gráfica para cada momento.

2.- ¿Cuál es el estímulo para los movimientos reflejos de sacudida? R= Se conoce como un diferencial de potencial de aproximadamente de 0,4 a 5 mV entre la córnea y la membrana de Bruch situada en la parte posterior del ojo.

Comportamiento horizontal 5 4 3 2 1 0

microsa cudida

Izq.

Der.

Izq.

velocidad

-0.04

0.0559

0.07

0.204

amplitud

0.015

0.5682

0.443

0.6515

duracion

0.12

3.89

3.94

3.18

Grafica 1: muestra el contraste entre duración en azul (rombo), amplitud en rojo (cuadrados) y velocidad en verde (triángulos).

Comportamiento vertical 5 4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0

micros acudid a

arriba

velocidad

-0.21

0.071

amplitud

0.009

0.3428 0.5123 0.33171

duracion

0.29

4.11

abajo

arriba

-0.1145 0.0769 4.23

3.99

Grafica 2: muestra el contraste entre duración en azul (rombo), amplitud en rojo (cuadrados) y velocidad en verde (triángulos). CUESTIONARIO 1.- Refiérase a los datos de la tabla 1.0 y compare duración (T), cambios relativos en la posición del ojo (∆) y velocidad del movimiento ocular (pendiente) de los movimientos de sacudida y seguimiento. R= Podemos ver como al momento de empezar a mover el ojo, los datos se disparan significativamente, la amplitud crece conforme se mueve el ojo, la duración dependerá mucho del tiempo que tarde el director en mover el objeto, y la velocidad también aumento conforme se fue moviendo el ojo.

3.- Refiérase a los datos de la tabla 2.0 y compare duración (T), cambios relativos en la posición del ojo (∆) y velocidad del movimiento ocular (pendiente) de los movimientos de sacudida y seguimiento. R= ambos datos se disparan al mover el ojo, pero vemos como la velocidad trata de mantenerse constante en este caso, y la duración disminuyo, todo puede variar si el director no hace bien su trabajo, o el sujeto se retrasa al seguir el objeto. 4.- Refiérase a los datos de la tabla 3.0 y compare sus resultados con al menos otros 3 de su clase. ¿Cuál es el rango de variación en % tiempo de sacádicos por línea? R=  Para la línea horizontal: su rango de variación es muy amplio, desde 7%(Andrea) hasta 102%(stivalis), todo depende del sujeto.  Para la línea vertical: 8.36% (Andrea) a 98%(stivalis), un rango muy alto, y los datos tomados por nuestro equipo están dentro de este rango, por lo que es difícil sacar conclusiones de esto.

5.- Describa tres tipos de movimientos involuntarios durante el fijarse en un objeto estacionario. R= Vibración: una serie de pequeñas vibraciones de los ojos entre 30-80 Hz (ciclos/s). Saltos lentos: movimientos involuntarios que resultan en movimiento de saltos de los ojos; estos saltos significan que aunque los objetos estén estacionarios, la imagen salta a través de la fóvea. Movimientos de golpeteo (microsacádicos): como la imagen salta en el extremo de la fóvea, el tercer mecanismo involuntario causa un reflejo de salto del globo ocular de tal manera que la imagen es proyectada nuevamente hacia la fóvea. 6.- Explique como un electrooculograma es registrado. R= El Electrooculograma (EOG) registra las variaciones de voltaje que ocurren con el movimiento angular del ojo, ya que la esfera ocular es desde el punto de vista eléctrico, un dipolo, con su parte positiva en la córnea y negativa detrás de la retina. Este potencial córneo-retiniano se produce por hiperpolarizaciones y despolarizaciones de las células nerviosas de la retina. El valor de amplitud de voltaje del EOG varía entre 50 y 3500 µV, con un rango de frecuencias entre DC (0Hz) y 100Hz, además su comportamiento es casi lineal para ángulos de mirada de 40 grados y permite detectar movimientos con una precisión inferior a 2 grados.

7.- Defina campo visual. R= Se refiere al área total en la cual los objetos se pueden ver en la visión lateral (periférica), mientras usted enfoca los ojos en un punto central. 8.- Defina sacádico. R= Un movimiento sacádico es un movimiento rápido del ojo, cabeza u otra parte del cuerpo de un animal o dispositivo. También puede referirse a un desplazamiento rápido de una señal emitida, u otro cambio rápido.

CONCLUSIONES José Jorge González Zúñiga Se logró completar la práctica satisfactoriamente y lograr realizar registros de electrooculagrafia como comprenderlos , y así poder entender y darnos cuenta lo que ignorábamos acerca de una parte muy esencial de nuestro cuerpo la cual utilizamos a día a día como los mecanismos de fijación involuntarios y voluntarios del ojo , también pudimos comparar con otros compañeros y así darnos cuenta la variación entre cada sujeto de prueba, aunque a pesar de eso pueden haber ciertos errores causados por pequeños parpadeos o la velocidad a la que mueve el director el objeto del sujeto o la distancia entre el objeto y el sujeto. Se logró también identificar el número de sacádicos en cada registro y la duración de estos aunque aun así sin poder llegar a una conclusión concreta sobre los datos analizados a falta de un conocimiento medico más especializado Alejandro Ramírez Vázquez. La tecnología para medir los impulsos eléctricos fue toda una revelación para el mundo de la instrumentación, especialmente para el campo médico, cuantas patologías no se diagnostican al año usando EEG, ECG, MRI, etc. Es todo un privilegio entender cómo funcionan estos aparatos revolucionarios y posteriormente armarlos y verlos funcionar realmente. El objetivo de la práctica se cumplió, entendimos que sucede durante el EOG, tomamos mediciones y las comparamos para saber que sucede e interpretar los datos, la verdad muchos de los datos dependen de la velocidad del sujeto y del director para mover y seguir el objeto en movimiento, así que hay muchas variaciones o pequeños errores que no dejan nada concreto a análisis, pero si vimos como la línea horizontal mostrara movimiento al mover los ojos, si el sujeto parpadea genera ruido y esto altera las mediciones, tengo que decir que EOG es uno de los más sensibles para medir lecturas. BIBLIOGRAFIA [1] Biopac Student Lab.pdf [2]http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/medlineplu s.html...