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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BUCARAMANGA PROGRMA DE MEDICINA SISTEMAS FUNCIONALES DE CONTROL Elaboró: HGO

LABORATORI LABORATORIO: O: INTRODUCCIÓN A AL L REGISTRO DE SEÑA SEÑALES LES BIOL BIOLÓ ÓGICAS Y A LA POLIGRAFÍA DIGITAL Introducción : En los años 40 del siglo XIX, un médico fisiólogo, el Dr. Carl Ludwig desarrolló un instrumento conocido como Kymógrafo (escritor de ondas) para el registro de algunos eventos fisiológicos. Posteriormente, esta tecnología se fue desarrollando para la obtención de múltiples registros simultáneos y utilizando artefactos eléctricos conocidos como polígrafos. y registraban la señal en papel especial por medio de tinta indeleble. Algunos de ellos, por ejemplo los ®, aún continúan utilizándose para la investigación fisiológica. Una de las áreas donde más se utilizan es como la supuesta “máquina de la verdad”; en realidad, no son detectores de mentiras como ha sido popularizado por las noticias, sino monitores de eventos fisiológicos que suelen relacionarse con procesos emocionales. En la actualidad estos equipos ofrecen interfases digitales con las ventajas obvias sobre el registro y análisis.

 El

.

Averigue en qué consistía este equipo Principios de instrumentación fisiológica:

ase por una serie de eventos para obtener una representación lo más fiel posible al proceso original. Los elementos de estos procesos son: 1. El fenómeno fisiológico como tal (actividad eléctrica cardiaca, onda de pulso, etc…) 2. . 3. . 4. El polígrafo. 5. . Así mismo, procesos que se realizan en cada pa señal analógica (fenómeno fisiológico). 2. . 3. : que involucra varios elementos siendo la amplificación y el filtrado los más importantes. 4. . 5. (AD). 6. y almacenamiento. Tipos de señales: En nuestro organismo se producen una gran cantidad de , se pueden (cardiofisiología, neumofisiología, hematofisiología, etc…), por or , dentro de ésta última clasificación las más frecuentemente encontradas son:

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• • • • • • •

Bioeléctricas. Bioimpendancias. Bioacústicas. Biomagnéticas. Biomecánicas. Bioquímicas. Bioópticas.

Por las características de la señal encontramos básicamente las . Estas , mientras que l . por su carácter como . Por otra parte, los como son procesadas en los computadores suelen llamarse estas señales como

y se ; por la forma .

. En un computador convencional, esa información será compilada a través del sistema binario (ceros y unos) y en un proceso posterior reconvertida para generar un trazado

 ¿Qué tipo de transductor utilizaría para los siguientes experimentos:? Electrocardiografía, Electroencefalografía, fonocardiograma, presión arterial, pulsooxímetria.

 De dos ejemplos de señales: Bioeléctricas, Bioimpendancias, Bioacústicas, Biomagnéticas, Biomecánicas, Bioquímicas, Bioópticas.

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LABORATORIO POWER LAB: Introducción L, específicamente diseñado para la enseñanza del laboratorio que controla la toma de muestras, digitalización y almacenamiento de datos experimentales facilitándole su visualización, manipulación y análisis. La tecnología ha sido desarrollada a partir de equipos tales como el , que registraba los datos sobre un tambor giratorio. Esto fue por graficadores sobre papel, como el ,y . Uno de estos primeros sistemas fue , el , que es el que se utiliza en el presente curso.

El principio de visualización de datos en forma de una graficadora en cinta de papel no ha cambiado.

Objetivos de aprendizaje Al final de este laboratorio usted: • Estará familiarizado con los principales componentes de del sistema LabTutor • Podrá de pulso digital en el LabTutor • Podrá del software LabTutor.

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Adquisición de datos señal deseada (por ejemplo la tensión arterial o la temperatura corporal) a un voltaje analógico, cuya amplitud suele variar en el tiempo. Este r, el cual podrá : este proceso se llama . La señal resultante se muestrea a intervalos regulares y l para ser conectado, donde los datos muestreados podrán ser almacenados y visualizados.

La unidad PowerLab El equipo informático básico es la unidad PowerLab, un instrumento de registro de varios canales que l. También es capaz de r. El modelo es un PowerLab de cuatro canales con ideal para el registro . También cuenta con un , inocuo para los humanos.

En sus experimentos, simplemente y

r.

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Acondicionadores de señal Los

l de ADInstruments consisten en diseñados para ser utilizados con los sistemas de adquisición de datos PowerLab. Los dos tipos que probablemente vea son . Una vez conectados, el sistema PowerLab identificará automáticamente los acondicionadores de señal y todos los parámetros quedarán almacenados cuando el archivo de datos sea guardado en su computadora.

Tipos de acondicionadores de señal que posiblemente utilice en el correr del presente curso De derecha: la medir la

Transductores de señal on prácticamente cualquier transductor capaz de generar una señal de corriente analógica de ±10 V, ya sea directamente o a través de uno de los acondicionadores de señal antes mencionados.

Marcadores

de

eventos

, como este botón interruptor.

Estimulación muscular y nerviosa PowerLab también puede e espuesta en un nervio o en un músculo. Este electrodo de barra se conecta al estimulador aislado del PowerLab.

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Transductores Algunos

de

fuerza

o presión , como este

.

Propiedades químicas

como la conductividad, el oxígeno disuelto y el pH.

Conexión de su PowerLab

1. 2.

3.

: Se ilumina cuando se enciende el PowerLab. : proporcionan una NO es seguro conectarlo directamente a seres humanos.

.

: Entradas 1 y 2 del PowerLab; (no las tienen todos los modelos).

4. funciona correctamente

(Isolated Stimulator): Indica que el Estimulador aislado ) o que está fuera de conformidad ( ).

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5.

6.

8. 9.

10. 11. 12. 13. 14.

: Conecta un cable Bio Amp de 5 hilos al PowerLab; 3 y Es seguro conectarlo directamente a seres humanos. (Isolated Stimulator): estimulación al Isolated Es seguro conectarlo directamente a seres humanos.

4.

de Stimulator.

: Conectores de 8 patillas . Alimentan energía CC a los pod y a los transductores. (Trigger), presente en todos los modelos).

(no está

:

de 1/8" (3 mm) (no está presente en todos los modelos).

: Se usa para alimentar la conexión a tierra al PowerLab . . : llamados front-ends (no está presente en todos los modelos).

especial ADInstruments

para conectar un equipo computacional al PowerLab.

15. Conector de puerto serie: Conecta el PowerLab a algunos dispositivos (no está presente en todos los modelos). 16. Organización de los experimentos LabTutor Todos los experimentos LabTutor están organizados básicamente del mismo modo.

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En el índice de experimentos encontrará un vínculo a la página de introducción del experi que probablemente se encuentre ya precargado en su equipo computacional. gina contiene una breve introducción y un vínculo hacia el material de preparación que su instructor probablemente le haya dado con anterioridad a su práctica de laboratorio. Esta página también contiene una lista de objetivos de aprendizaje. Los ejercicios posteriores permitirán alcanzar dichos objetivos. Cada uno de los ejercicios incluye texto resaltado, con vínculos a ventanas emergentes que contienen información adicional, consejos y referencias útiles relativas a las funciones y características de LabTutor. . . Aquí podrá registró durante el ejercicio necesarias.

s que ráficas

Al final del experimento hay una sección de Informe. Allí se reproducen todos los registros necesarios para su informe, junto con las tablas o gráficas que haya completado. Esta sección también contiene preguntas a las que podrá responder en los espacios previstos para ello. Su instructor/a le dirá cómo entregar su informe de laboratorio finalizado. Todas las páginas incluyen un vínculo en la parte inferior al material de información complementaria o de antecedentes. Esto proporciona alguna información general relacionada con la ciencia que respalda el experimento. Es posible que se lo haya entregado su instructor antes del laboratorio. Procedimiento 1. 2. (la yema) del dedo mayor

ansductor de pulso digital contra el segmento distal r de cualquiera de las dos manos. , sin que quede flojo ni demasiado ajustado.

l, intermitente o con ruido. Si queda , se , lo que debilitará la señal y podrá provocar molestias. Si fuera necesario ajuste la correa en la próxima etapa del ejercicio. 3. (Input 1).

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Registro de datos 1. en el del LabTutor para comenzar a registrar los datos de pulso digital. 2. en la . Los datos se convertirán a una escala que ocupará la mayor parte de la altura del canal. . 3. Pasados

, haga clic en

. Los de registro.

4. Su registro deberá verse parecido a este.

Desplazamiento La barra de desplazamiento le permitirá avanzar y retroceder su archivo. Su registro es como una larga tira de papel que se desplaza por el panel de LabTutor. La barra de desplazamiento es principalmente una herramienta de análisis que permite revisar y buscar datos de interés dondequiera que se encuentren dentro de un archivo.

. El modo Revisión de desplazamiento se activa ya sea arrastrando el índice de la barra de desplazamiento hacia la izquierda o haciendo clic en cualquier parte de los datos que están siendo registrados. Para volver al modo normal de desplazam Generalmente, durante la operación de registro, es más común examinar la señal de entrada que revisar datos previamente registrados.

Botones de compresión horizontal Con los botones de compresión horizontal, que , se puede comprimir o expandir el eje de tiempo para ver más o menos de los datos

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. El grado de compresión se indica como un coeficiente en el botón de proporción, que se encuentra entre los botones de compresión. : aparecerá un menú emergente en el cual podrá seleccionar el grado de compresión directamente. Botones de escala vertical Los botones de escala vertical se encuentra en el . Dichos botones le permitirán comprimir o expandir la porción visible de la escala vertical Si coloca el puntero del ratón sobre la escala del eje de amplitud aparecerán unas junto al puntero. Tendrá la posibilidad de estirar o desplazar la escala arrastrando los números de la escala o la propia escala entre ellas. Las flechitas junto al puntero indican el tipo de modificación que

Botones de escala vertical

Botones de autoescala y escala predeterminada Botones de compresión horizontal

Botones de autoescala y escala predeterminada . El autoescala ajusta la visualización en base a los datos visibles en pantalla. . Esto puede ser muy útil durante el curso de su experimento en caso de que los datos ya no se vean bien por haber manipulado la escala vertical más allá de los límites de la señal.

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Agregar notas a un registro Es posible agregar notas a un registro. Para este fin se proporciona . Los comentarios podrán agregarse durante la operación de registro o cuando haya terminada la misma. Procedimiento 1. Haga clic sobre el botón Iniciar en el panel LabTutor para iniciar la operación de registro. 2. Haga clic en el cuadro de texto del

3. Haga clic sobre el botón Agregar. El texto desaparece y aparece una línea punteada vertical en el panel de LabTutor. 4. Repita los pasos 2 y 3 para agregar un segundo comentario. 5. Cuando haya terminado el registro, podrá ver cuadros de comentarios numerados en el panel de LabTutor. Luego pruebe hacer esto: : el

•

en el panel de comentarios y haciendo clic sobre el botón Editar. •

. Haga clic en el panel de LabTutor sobre el lugar en el que desea insertar el comentario y luego proceda según las instrucciones de los pasos 2 y 3 mencionados anteriormente.

Efectuar mediciones

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1. y haga para colocar los datos seleccionados en el

2. . 3. También puede ingresar cierta información, incluso valores, en cualquier celda de una tabla. 4. Complete la tabla utilizando los datos que ya ha registrado, .

estos pasos

El marcador Cuando el marcador se encuentra en uso, . Cuando

estación en la

, el marcador queda en su ; . Para volver a poner el marcador en su estación, simplemente haga

1. Arrastre el marcador desde su estación y suéltelo en algún lugar del trazado. No es necesario colocar el marcador exactamente sobre la forma de onda.

Los valores colocados en el panel de valores irán precedidos de un símbolo de Δ (delta), para indicar

2.

. . (ver ejemplo).

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3. Retire el marcador de la forma de onda haciendo clic sobre la estación del marcador.

Marcador desplazado para medición

Ubicación del marcador

Cálculos puede configurarse para calcular variables en base a las entradas de señal sin procesar de los otros canales. Dichas variables pueden visualizarse en tiempo

Procedimiento 1. Haga clic sobre el botón Iniciar en el

2. Haga clic en el cuadro de texto del panel

3. Observe los siguientes trazados a medida que van apareciendo en pantalla: • • •

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4. Cuando se visualiza más de un canal: •

Se puede cambiar la altura de los canales arrastrando los separadores de canal hacia arriba

•

S de los separadores de canales.

Eliminación de datos LabTutor guardará sus datos en forma automática. Es posible que en ocasiones desee descartar un segmento de su trazado o eliminar algunos datos con ruido.

Procedimiento 1. . Haga según sea necesario. 2. Notará que LabTutor seleccionará en forma automática los datos correspondientes de todos los canales mostrados en pantalla. l; esto es para asegurar ro corresponda siempre al valor de voltaje registrado. 3. En caso de que la porción de datos seleccionada se encuentre en el medio de un registro, LabTutor insertará una línea negra vertical en el trazado para indicar que los datos han sido divididos en dos bloques separados. Puede ser una buena idea insertar un comentario en dicha división para indicar que se borró una sección de los datos....