¿Se puede utilizar un osciloscopio como electrocardiógrafo?

Absolutamente sí. Pero necesitarás una interfaz.

Un electrocardiograma suele ser solo un amplificador de instrumentación o un amplificador de etapas múltiples con tantos dB de rechazo de modo común como sea posible.

El problema es que las personas son bolsas de fluidos ricos en electrolitos y carne con esa combinación correcta de resistencia en el exterior (piel) y una impedancia relativamente más baja a las señales de CA que todo tipo de EMI irradian en nuestra piel todo el tiempo.

Si alguna vez tocó accidentalmente la punta de un conector de altavoz con el dedo, o diablos, intente sondear su dedo con su osciloscopio (¿no es eso lo primero que uno hace con un osciloscopio nuevo? ¡Sé que es para mí! ), verás lo que quiero decir. Probablemente haya una ondulación de uno o dos voltios de 50 Hz o 60 Hz solo del cableado de su casa.

Esto presenta un problema cuando se trata de detectar señales eléctricas que se originan en el interior del saco de carne encerrado en piel con todo ese ruido acoplado justo en la superficie tratando de ahogarlo.

Donde esa basura ruidosa que se acopla a su piel es del orden de uno o dos voltios, las señales de su corazón (al menos en el punto de detección en su piel) son de aproximadamente 1 mV de pico a pico. Para obtener una buena forma de onda, querrá poder ver claramente los picos tan bajos como 20 µV.

Por lo tanto, no puede usar un osciloscopio sin ayuda, ciertamente puede usarlo como un ECG / EKG muy efectivo con un extremo frontal.

Tal interfaz no es particularmente difícil de hacer. El ancho de banda y la frecuencia de las señales del corazón humano son... bastante lentos en el contexto de la electrónica analógica. Esto hace que la interfaz sea particularmente indulgente, e incluso puede construir una en una placa de prueba con solo un IC.

Esencialmente, todo se reduce a dos cosas: necesita mucha ganancia y mucho rechazo de modo común.

El rechazo del modo común se logra, como mínimo, acoplando la referencia de tierra del amplificador operacional a su propio cuerpo a través de una resistencia baja (pero no demasiado baja), como 100 Ω. Este es el cable que tiende a conectarse lejos de su pecho, como en el ángulo o la pierna. Esto asegura que solo el ruido sea captado y rechazado como modo común, dejando la señal cardíaca (que es demasiado débil para importar tan lejos en su tobillo o donde sea).

Una forma de mayor rendimiento para lograr esto es usar un segundo amplificador operacional para impulsar la referencia de tierra (su piel) y cancelar activamente la mayor parte del ruido de modo común.

Si busca 'circuito de interfaz de ECG', encontrará bastantes esquemas completos de diversa simplicidad o complejidad.

Cualquiera de ellos puede funcionar, pero en última instancia depende de qué nivel de rendimiento sea aceptable.

Personalmente he hecho este, y uno similar diferente que también usó un controlador de pierna derecha que parece que no puedo encontrar, y ambos superaron mis expectativas. Funcionaron bastante bien:

Nota de seguridad

No conecte nada conectado a su cuerpo como este a un osciloscopio que se conecta directamente a la pared. Debe usar un transformador de aislamiento para aislar por completo el osciloscopio de modo que no pueda pasar a través de usted (y probablemente el sistema de conducción eléctrica de su corazón) ningún camino a tierra . Los ECG reales están completamente aislados si se conectan a la pared.

Nota final: su cuerpo no funciona con corrientes eléctricas.

Funciona con corriente iónica. La corriente eléctrica tiene electrones como portadores de carga que componen esa corriente, pero dentro de su cuerpo, son los iones positivos en lugar de los electrones los que fluyen y hacen cosas como hacer que sus músculos se muevan.

Por esa razón, debe usar algún tipo de electrolito entre un electrodo y su piel, formando una media celda y permitiendo que las corrientes iónicas se conviertan en corrientes eléctricas para usar con su interfaz de ECG.

Comprar electrodos médicos adecuados es ideal, pero puedo atestiguar personalmente que el papel de aluminio con un poco de champú puede funcionar en caso de apuro si está realmente impaciente por probar lo que hizo. Sus resultados pueden variar.

Utilice un transformador de aislamiento y no se lastime ni muera accidentalmente. Más allá de eso, este es realmente un gran proyecto que no es demasiado difícil o costoso de construir si está lo suficientemente interesado y motivado. ¡Buena suerte!

Puede encontrar front-end integrados muy simples que realizan el acondicionamiento de señal necesario. Solo como ejemplo: AD8232

También disponible en tableros:

Fuente: chispafun

Otra opción (más difícil) sería un circuito personalizado basado en un amplificador de instrumentación para eliminar la compensación de CC y realizar el filtrado requerido para que su osciloscopio adquiera correctamente la señal.

Editar: para proporcionar información adicional sobre la diferencia entre electrodos y cables:

Artículo de Wikipedia sobre electrocardiografía

ecgwaves.com

Básicamente, realiza mediciones diferenciales proporcionando una referencia (generalmente a la pierna derecha) para mejorar la eliminación de la línea de base.

ECG de 12 derivaciones:

• 4 electrodos en las 4 extremidades (RA, LL, LA, RL)
• 6 electrodos en precordio (V1–6)

Una máquina de EKG tiene una pantalla similar a un osciloscopio. Eso está bastante claro.

Pero lo que le falta a un osciloscopio es el circuito de detección y amplificación que capta los impulsos eléctricos del corazón y los amplifica/acondiciona adecuadamente para que puedan mostrarse en una pantalla o trazarse en papel.

Podría construir una interfaz de EKG para su osciloscopio y tener un (probablemente) tosco dispositivo similar a un EKG.

Encontré este artículo sobre cómo funcionan los electrocardiogramas y un circuito de ejemplo que podría ayudarlo si desea continuar con esto:

electrocardiograma