Proyecto para electromedicina

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EDITORIAL

1

Desde la aparición de la electrónica en la vida cotidiana, los técnicos han tratado de aplicar-la en beneficio de la salud y de la investigación del cuerpo humano. Así, el diagnóstico porimágenes ha ido avanzando hasta convertirse en la actualidad en un método indispensa-

ble para el estudio y seguimiento de infinidad de tratamientos. Desfibriladores y marcapasos son ins-trumentos eléctricos (electrónicos) indicados en diferentes tratamientos; los electrobisturís y los láserpermiten cirugías con menores riesgos y equipos como tomógrafos, electrocardiógrafos o ultrasoni-dos entregan datos más que importantes para detectar diferentes anomalías en el cuerpo humano.Evidentemente, en el desarrollo de los equipos que hemos mencionado han participado técnicos eingenieros en electrónica y en todo hospital o centro de salud que posea al menos uno de estos equi-pos debe haber un técnico que realice mantenimiento y, por ende, tiene que estar capacitado paraentender su funcionamiento. Hace un tiempo fui invitado a dictar un seminario sobre la generaciónde imágenes que permiten realizar diagnósticos y tuve que “estudiar” diferentes temas relacionadoscon electrónica y medicina (biomedicina) para poder explicar diferentes fenómenos electroquímicospara que puedan comprenderse con facilidad; esto me ha dado “pie” como para que pueda reunirinformación y, con ayuda de especialistas, brindárselas a nuestros lectores. En Saber Electrónica,periódicamente publicamos artículos relacionados con la electromedicina pero ¿qué es en realidadla electromedicina? ¿qué estudia? ¿qué debe saber un técnico electrónico para poder dar servicioy mantenimiento a equipos electromédicos? ¿se pueden construir equipos con pocos recursos?. Eneste libro damos comienzo a una serie destinada a explicar conceptos elementales sobre electro-medicina con los que trataremos de dar respuesta a éstas y otras preguntas que pueden formular-se los interesados en este tema. Además, publicaremos proyectos completos de equipos, tratandode combinar el hecho de que sea de fácil construcción con la necesidad de tener prestaciones pro-fesionales. Aquí explicamos qué es una tomografía, cómo deben ser los tomógrafos, en qué se basael electrobisturí y cómo debe ser un equipo electrónico de estas características.

Hasta la próxima

Ing Horacio D. Vallejo

Proyectos para electromedicina / Horacio Vallejo ... [et.al.] ; dirigido porHoracio Vallejo. - 1a

ed. - Buenos Aires : Quark, 2009. 100 p. ; 28x20 cm.

ISBN 978-987-623-201-2 1. Electrónica. I. Vallejo, Horacio II. Vallejo, Horacio, dir.CDD 621.3

Fecha de catalogación: 22/12/2009

EDITORIAL Y SUMARIO 1/8/10 8:41 PM Página 1

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SUMARIO

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EL E C T R O M E D I C I O N A. QU E E S Y C Ó M O S E E M P L E A. EQ U I P O S D E D I A G N Ó S T I C O Y T R ATA M I E N TO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3IN T R O D U C C I Ó N . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4LA TO M O G R A F I Í A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4TO M O G R A F Í A P E T . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4TO M O G R A F Í A AX I A L CO M P U TA D O R I Z A D A ( TA C ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6EL E C T R B I S T U R Í . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7DI A G R A M A S E N B L O Q U E S D E U N E L E C T R O B I S T U R Í . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 3MA N T E N I M I E N TOY P R E C A U C I O N E S . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 4BI B L I O G R A F Í A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 4

IO N I Z A D O R AM B I E N TA L . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 5UN I O N I Z A D O R PA R A E L A U TO C O N F LY- BA C K . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 7DE T E C TO R D E I O N E S . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 8UN I O N I Z A D O R D E 10 E TA PA S . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 0

EL E C T R O E S T I M U L A C I Ó N . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 1LÍ M I T E D E EX C I TA C I Ó N O “ RE B A S E” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 3CO R R I E N T E S R I T M A D A S Y O N D U L A D A S A P E R Í O D O S L A R G O S . . . . . . . . . . . . . .2 4CO R R I E N T E FA R Á D I C A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 4EL E C T R I C I D A D Y M A G N E T I S M O . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 6

ES T I M U L A D O R E S MU S C U L A R E S. MA S A J E A D O R E S EL E C T R Ó N I C O S . . . . . . . . .3 1UN M A S A J E A D O R D E M E J O R E S P R E S TA C I O N E S . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 3UN E S T I M U L A D O R P O RT Á T I L . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 6MA S A J E A D O R D I G I TA L . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 8

BI S T U R Í EL E C T R Ó N I C O . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4 1PR I N C I P I O S D E C I R U G Í A E S T É T I C A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4 1DI S E C C I Ó N E L É C T R I C A: UT I L I Z A C I Ó N D E L E F E C TO T É R M I C O E N

C I R U G Í A E L É C T R I C A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4 2

ME D I C I N A D E L C O R A Z Ó N. EL E C T R O C A R D I Ó G R A F O S . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4 9EL E L E C T R O C A R D I O G R A M A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4 9LA S P R E S I O N E S C A R D Í A C A S . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 0EL C A R D I O E S T I M U L A D O R . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 0EL E C T R O C A R D I O S C O P I O Y E L E C T R C A R D I Ó G R A F O . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 1EL B I O F E E D B A C K . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 1EL E S T E TO S C O P I O . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 4MO N I TO R F E TA L . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 5DI S E Ñ O D E U N E L E C T R O C A R D I Ó G R A F O . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 6IN T R O D U C C I Ó N . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 6EL S I S T E M A E L E C T R I C O D E L C O R A Z Ó N . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 7CÓ M O S E H A C E E L E L E C T R O C A R D I O G R A M A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 8NO C I O N E S D E A N ATO M Í A Y F I S I O L O G Í A D E L C O R A Z Ó N . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 9LA S B A S E S D E L D I S E Ñ O . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6 0UN E L E C T R O C A R D I Ó G R A F O B Á S I C O . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6 4

ES T E TO S C O P I O Y M O N I TO R F E TA L . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6 5LAT I D O S C A R D Í A C O S . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6 6ES Q U E M A E L É C T R I C O . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6 6CÓ M O N A C I Ó E L E S T E TO S C O P I O . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6 7MO N I TO R F E TA L . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6 9

MA G N E TO T E R A P I A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7 3IM P U L S O S D E M A G N E TO T E R A P I A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7 4CÓ M O C O N S T R U I R U N E Q U I P O . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7 9

Director de la Colección Club SEIng. Horacio D. Vallejo

Jefe de RedacciónIng. Horacio D. VallejoAutor de esta ediciónIng. Horacio D. Vallejo

y Otros

Club Saber Electrónica es una publicación deSaber Internacional SA de CV de México y

Editorial Quark SRL de Argentina

Editor Responsable en Argentina y México: Ing. Horacio D. Vallejo

Administración Argentina: Teresa C. Jara

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Comercio Exterior Argentina: Hilda Jara

Comercio Exterior México: Margarita Rivero Rivero

Director Club Saber Electrónica: Luis Leguizamón

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Coordinador InternacionalJosé María Nieves

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StaffVíctor Ramón Rivero RiveroIsmael Cervantes de Anda

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Fernando DucachRamon Miño

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Fernando FloresClaudio Gorgoretti

Paula VidalRaúl Romero

Internet: www.webelectronica.com.arWeb Manager: Luis Leguizamón

Club Saber Electrónica Nº 63. Fecha de publicación: Mayo de 2010.Publicación mensual editada y publicada por Editorial Quark, Herre-

ra 761 (1295) Capital Federal, Argentina (005411-43018804), en con-junto con Saber Internacional SA de CV, Av. Moctezuma Nº 2, Col.Sta. Agueda, Ecatepec de Morelos, México (005255-58395277), con

Certificado de Licitud del título (en trámite). Distribución en Argen-tina: Capital: Carlos Cancellaro e Hijos SH, Gutenberg 3258 - Cap.4301-4942 - Interior: Distribuidora Bertrán S.A.C. Av. Vélez Sársfield

1950 - Cap. – Distribución en Uruguay: Rodesol SA Ciudadela 1416 –Montevideo, 901-1184 – La Editorial no se responsabiliza por el con-tenido de las notas firmadas. Todos los productos o marcas que se

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Revista Club Saber Electrónica, ISSN: 1668-6004

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BASES DE LA ELECTROMEDICINA

3

Si nos atenemos a la definición dada en

WIKIPEDIA; la “electromedicina” es la

especialidad de las Ciencias de la Salud

que estudia y analiza el cuidado de la

Salud desde el punto de vista de la

Tecnología Sanitaria.

En otras palabras, consiste en la correcta

planificación, aplicación y desarrollo de

equipos y técnicas utilizadas en los exá -

menes y tratamientos médicos, así como

el control de calidad de los equipos

empleados y el control y prevención de

los riesgos asociados.

En los países anglosajones esta especia -

lidad se la conoce como Ingeniería

Clínica, aunque las funciones y atribucio -

nes de estos profesionales pueden variar

de un país a otro.

Ahotra bien, en base a lo dicho, yo prefie -

ro decir que la Electromedicina o

Ingenieria Clinica es la rama de la ciencia que se encarga del desarrollo, aplicación,

mantenimiento y gestión de los equipos, instalaciones y accesorios médicos (PSANIs):

Producto Sanitario Activo No Implantable.

Los profesionales de la Electromedicina

son Ingenieros Clínicos, Físicos y Técnicos

en Electromedicina, especializados en

solucionar y facilitar cualquier problema

relacionado con tecnología electrónica en

medicina, en todo su ciclo de vida: adquisi -

ción, instalación / validación, mantenimien -

to, uso y retirada al final de su vida útil.

En este capítulo realizaremos una síntesis

sobre los distintos equipos utilizados en electro -

medicina, y daremos una introducción sobre los ele -

mentos a tener en cuenta para su diseño electrónico y cons -

trucción.

Electromedicina¿Qué es y Cómo se Emplea?

Equipos de Diagnóstico y Tratamiento

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PROYECTOS PARA ELECTROMEDICINA

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Introducción

Como una breveintroducción se puededecir que la “electrome-dicina” es la especiali-dad de las Ciencias dela Salud que estudia yanaliza el cuidado de laSalud desde el puntode vista de laTecnología Sanitariacon el aporte deTécnicos e Ingenierosen Electricidad yElectrónica.

Esta asignatura oespecialidad estudia lacorrecta planificación,aplicación y desarrollode equipos y técnicasutilizadas para realizarestudios y tratamientos médicos, normaliza el control decalidad de los equipos empleados y evalúa el control yprevención de los riesgos asociados con el empleo deestos equipos en el cuerpo humano.

Por todo esto, los profesionales de la Electromedicinason Ingenieros, Físicos, Técnicos y Profesionales de laSalud especializados en solucionar y facilitar cualquierproblema relacionado con la tecnología eléctrica y elec-trónica aplicada a la medicina, desde su uso a su adqui-sición.

Algunos de los equipos o especialidades asociadas ala electromedicina son:

Tomografia

Electrobisturí

Desfibrilador

Marcapasos

Electrocardiograma

Resonancia Magnética

Electroencefalografía

Ultrasonido

Cirugías Láser

Terapias Láser para diagnóstico

Radioinmunoanálisis

La Tomografía

En medicina, la Tomografía esel procesado de imágenes dedeterminadas zonas del cuerpo

humano por secciones.El equipo que procesaestas imágenes sellama tomógrafo, mien-tras que la imagen pro-ducida es un tomogra-ma. Este método nosólo se usa en medici-na, sino que aportaexcelentes resultadosen arqueología, biolo-gía, geofísica, oceano-grafía, ciencia de losmateriales y otras cien-cias. En la mayoría delos casos se basa enun procedimiento mate-mático llamado recons-trucción tomográfica.Hay muchos tipos detomografías aplicadasa la salud, pero se des-

tacan las tomografías por emisión de positrones y latomografía computada o computarizada. Una tomografíade varias secciones de un cuerpo es conocida como poli-tomografía.

Tomografía PET

La tomografía por emisión de positrones (PET: por lassiglas en inglés de Positron Emission Tomography), figu-ras 1 y 2 es un tipo de procedimiento de medicina nucle-ar que mide la actividad metabólica de las células de lostejidos del cuerpo. La PET, es en realidad, una combina-ción de medicina nuclear y análisis bioquímico. Se utilizaprincipalmente en pacientes que tienen enfermedadesdel corazón o del cerebro y cáncer, la PET ayuda a visua-

lizar los cambios bioquímicos quetienen lugar en el cuerpo, como elmetabolismo (proceso por el cuallas células transforman los alimen-tos en energía después de que hansido digeridos y absorbidos en lasangre) del músculo cardíaco.La Tomografía por Emisión dePositrones es una técnica no inva-siva de diagnóstico e investigaciónpor imagen capaz de medir la acti-vidad metabólica de los diferentestejidos del cuerpo humano, espe-cialmente del sistema nerviosocentral. Al igual que el resto de téc-

Figura 1

Figura 2


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5

nicas diagnósti-cas en MedicinaN u c l e a r, la T E Pse basa en detec-tar y analizar ladistribución queadopta en el inte-rior del cuerpo unr a d i o i s ó t o p oadministrado através de unainyección.

La diferenciaentre este estudioy otros exámenesde medicinanuclear es que laP E T detecta elmetabolismo den-tro de los tejidoscorporales, mien-tras que otros tipos de exámenes de medicina nucleardetectan la cantidad de sustancia radioactiva acumuladaen el tejido corporal en una zona determinada para eva-luar la función del tejido.

Esta técnica mide la producción de fotones gammacomo resultado de la destrucción de un positrón. Paraobtener una tomografía PET se inyecta una sustanciaque se desea investigar unida a un isótopo que emitepositrones (radionúclidos), y se evalúa el paso de la sus-tancia por la barrera hematoencefálica. Se toman imáge-nes en tiempo real observándose imágenes bidimensio-nales utilizando técnicas matemáticas de construcción deimágenes.

Los radionúclidos que se emplean en las PET sonsustancias químicas como la glucosa, el carbono o el oxí-geno, que son utilizadas naturalmente por el órgano otejido en cuestión durante el proceso metabólico. Seagrega una sustancia radioactiva a la sustancia químicarequerida para las pruebas específicas. Por ejemplo, enlas PET cerebrales, se aplica una sustancia radioactiva ala glucosa (azúcar en la sangre) para crear un radionú-clido denominado fluorodeoxiglucosa (FDG), ya que elcerebro utiliza glucosa para su metabolismo. La FDG seutiliza en gran medida en los estudios de PET.

Pueden utilizarse otras sustancias para los estudiosde PET, según el propósito del examen. Si se estudia elflujo de sangre y la perfusión de un órgano o tejido, elradionúclido puede ser un tipo de oxígeno, carbono,nitrógeno o galio radiactivo.

La PET utiliza un dispositivo de exploración (unamáquina con un gran hueco en el centro) que detecta lospositrones (partículas subatómicas) emitidos por un

radionúclido en elórgano o tejidoque se estudia. Lafigura 3 esquema-tiza el proceso decaptura de la PET.La posibilidad depoder identificar,localizar y cuanti-ficar el consumode glucosa por lasdiferentes célulasdel organismo,ofrece un arma decapital importan-cia al diagnósticomédico, puestoque muestra quéáreas del cuerpotienen un metabo-lismo glucídico

elevado. Un elevado consumo de glucosa es, precisa-mente, la característica primordial de los tejidos neoplá-sicos.

De esta manera es factible localizar los focos de cre-cimiento celular anormal en todo el organismo ya que laTEP no evalúa la morfología de los tejidos, sino su meta-bolismo y, por ende, se puede detectar un crecimientoanormal de las células, tema que trata la oncología.

El radionúclido se administra por vía intravenosa o seinhala como un gas. Luego, el escáner de la PET semueve lentamente sobre la parte del cuerpo en estudio.La descomposición del radionúclido emite positrones.Durante la emisión de positrones se generan los rayosgama, que luego serán detectados por el escáner. Unacomputadora analiza los rayos gama y utiliza la informa-ción para crear un mapa de imagen del órgano o tejidoen estudio. La cantidad de radionúclidos concentradosen el tejido afecta el brillo con el que aparece el tejido enla imagen e indica el nivel de funcionalidad del órgano otejido. Se suelen emplear estos estudios para:

* Para detectar la propagación del cáncer a otras par -

tes del cuerpo desde el sitio en que apareció original -

mente y para evaluar la eficacia de un tratamiento contra

este mal. También para ayudar a controlar y tratar el cán -

cer de pulmón mediante la clasificación por etapas de las

lesiones y el seguimiento del progreso de las lesiones

después del tratamiento.

* Para diagnosticar demencias (trastornos relaciona -

dos con el deterioro de la función mental) como la enfer -

medad de Alzheimer, así como otros trastornos neuroló -

gicos como: Enfermedad de Parkinson (enfermedad pro -

Figura 3


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gresiva del sistema nervioso en la que se observa un leve

temblor, debilidad muscular y un modo de caminar parti -

cular), Enfermedad de Huntington (enfermedad heredita -

ria del sistema nervioso que causa demencia progresiva,

movimientos extraños involuntarios y una postura anor -

mal), Epilepsia (trastorno cerebral que provoca convul -

siones recurrentes), etc.

* Para localizar la zona donde se realizará un proce -

dimiento quirúrgico en el cerebro.

* Para evaluar el cerebro después de un traumatismo

y detectar hematomas (coágulos de sangre), hemorra -

gias o perfusión (flujo de sangre y oxígeno) del tejido

cerebral.

* Para identificar y cuantificar lesiones pulmonares o

masas detectadas en radiografías o TC de tórax.

* Etc.

La figura 4 muestra un tomógrafo PET típico.

Tomografía Axial Computarizada (TAC)

La tomografía axial computarizada (TAC) es unaprueba de diagnóstico radiológica mediante la utilizaciónde rayos X y procesamiento de las imágenes por orde-nador. Mediante el ordenador se reconstruyen los planosatravesados por los rayos X. La imagen se construyemidiendo la absorción de rayos X por el tejido atravesa-do.

Al procesar las imágenes se pueden ver como cortestridimensionales en un monitor de televisión o en unaradiografía.

Con este método se consiguen imágenes muy preci-sa del interior del organismo y de sus diferentes órganos,permitiendo diagnósticos muy precisos.

Para obtener una TAC, el paciente permanece tum-bado en una camilla, y ésta se desliza dentro del tuboque genera los rayos X, que gira alrededor del paciente.

No causa dolor ni molestia alguna. Tampoco produceclaustrofobia ni ruido como la RMN (resonancia magnéti-ca nuclear). El técnico de radiología permanece en comu-nicación con el paciente cons-tantemente a través de un siste-ma de comunicación, indicándo-le los pasos a seguir.

En algunas ocasiones esnecesario el uso de contrastesradiológicos intravenosos u ora-les para ver la función de deter-minados órganos. Si es ustedalérgico a estos productos, debeadvertirlo previamente (aunquese lo preguntarán antes de

administrárselos). Por ello será necesario firmar un con-sentimiento escrito de aceptación de los posibles riesgos.

Se recomienda acudir en ayunas, aunque no esestrictamente necesario. Se lo indicarán al darle la cita.Si el estudio es digestivo, procurar no comer alimentosque produzcan "gases" el día anterior, ni que contenganresiduos. Al darle la cita le indicarán una lista de alimen-tos a evitar. La prueba la realiza un técnico en radiodiag-nóstico y posteriormente un médico especialista en radio-logía es el encargado de interpretar las imágenes. LasTAC más comunes son:

TAC abdominal

TAC craneal

TAC torácico

TAC lumbosacro

TAC de órbitas

Para explicar el funcionamiento de esta técnica, diga-mos que el equipo emite un haz muy fino de rayos X.Este haz incide sobre el objeto que se estudia y parte dela radiación del haz lo atraviesa. La radiación que no hasido absorbida por el objeto, en forma de espectro, esrecogida por los detectores. Luego el emisor del haz, quetenía una orientación determinada (por ejemplo, estricta-mente vertical a 90º) cambia su orientación (por ejemplo,haz oblicuo a 95º). Este espectro también es recogido porlos detectores. La computadora “suma” las imágenes ylas promedia. Luego, el emisor cambia su orientación(por ejemplo, a 100º de inclinación). Los detectores reco-gen este nuevo espectro, lo “suman” a los anteriores y“promedian” todos los datos. Esto se repite hasta que eltubo de rayos y los detectores den una vuelta completa,momento en el que se dispone de una imagen tomográ-fica definitiva y confiable.

En la figura 5 se explica el procedimiento que permi-te la toma de una TAC. La parte “a” representa el resul-tado en imagen de una sola incidencia o proyección (ver-tical, a 90º). Se trata de una representación esquemáticade un miembro, por ejemplo un muslo. El color negrorepresenta una densidad elevada, la del hueso. El color

Figura 4


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gris representa una densidad media, los tejidos blandos(músculos). El hueso, aquí, deja una zona sombreada.Los músculos, una zona de penumbra. La parte “b” tam-bién representa el resultado en imagen de una sola inci-dencia o proyección, pero con un ángulo diferente (hori-zontal, a 180º). En la parte “c” se grafica qué hace la CPUcon las dos imágenes. Aquí la zona de sombra ya estálimitada al centro de la figura, pero la imagen presentaunos perfiles muy diferentes al objeto que se estudia (uncuadrado en vez de un círculo). En la parte “d” de la figu-ra 5 la CPU dispone de datos de cuatro incidencias: 45º,90º, 135º y 180º. Los perfiles de la imagen son octogona-les, lo que la aproximan mucho más a los contornos cir-culares del objeto real.

Una vez que ha sido reconstruido el primer corte, lamesa donde el objeto reposa avanza (o retrocede) unaunidad de medida (hasta menos de un milímetro) y elciclo vuelve a empezar. Así se obtiene un segundo corte(es decir, una segunda imagen tomográfica) que corres-ponde a un plano situado a una unidad de medida delcorte anterior.

A partir de todas esas imágenes transversales (axia-les) la CPU reconstruye una imagen bidimensional quepermite ver secciones de la pierna (o el objeto de estudio)desde cualquier ángulo. Los equipos modernos permitenincluso hacer reconstrucciones tridimensionales. Estasreconstrucciones son muy útiles en determinadas cir-cunstancias, pero no se emplean en todos los estudios,como podría parecer. Esto es así debido a que el manejode imágenes tridimensionales no deja de tener sus incon-venientes.

Como casi todos los cuerpos son opacos, la interpo-

sición de casi cualquier cuerpoentre el observador y el objeto quese desea examinar hace que lavisión de éste se vea obstaculiza-da. La representación de las imá-genes tridimensionales sería inútilsi no fuera posible lograr que cual-quier tipo de densidad que se elijano se vea representada, con loque determinados tejidos se com-portan como transparentes. Aunasí, para ver completamente unórgano determinado es necesariomirarlo desde diversos ángulos ohacer girar la imagen. Pero inclusoentonces veríamos su superficie,no su interior. Para ver su interiordebemos hacerlo a través de unaimagen de corte asociada al volu-men y aun así parte del interior nosiempre sería visible. Por esa

razón, en general, es más útil estudiar una a una todaslas imágenes consecutivas de una secuencia de cortesque recurrir a reconstrucciones en bloque de volúmenes,aunque a primera vista sean más espectaculares.

Electrobisturí

La unidad electroquirúrgica, también conocida comoelectrobisturí o bisturí caliente es un equipo electrónicocapaz de transformar la energía eléctrica en calor con elfin de coagular, cortar o eliminar tejido blando, eligiendopara esto corrientes que se desarrollan en frecuenciaspor encima de los 200.000Hz ya que éstas no interfierencon los procesos nerviosos y sólo producen calor.

Está compuesta por una serie de unidades individua-les que en conjunto conforman un circuito eléctrico: lacorriente debe fluir desde un generador hasta un electro-do activo, a través del tejido, y volver al generador víaelectrodo de dispersión inactivo.

Al ser el electrobisturí un aparato eléctrico, su uso noestá libre de complicaciones. El mayor peligro es la que-madura eléctrica.

Este equipo consta de dos partes, una estéril y una noestéril. Lo estéril, sería el cable (partiendo desde el apa-rato) y el mango con la punta del electrobisturí. Lo que noes estéril es la plancha que va por debajo del paciente ala hora de utilizar el electrobisturí.

Las puntas, de carga positiva, pueden ser de tipo:Cuchillo (la más utilizada), Aguja (para zonas de menortamaño) o punta bola (para coagular mucosas). Algunassuelen ser de teflón para que el tejido no quede adherido

Figura 5


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al quemarse. El mango puede ser a pedal o puede tenerbotones para operar el electrobisturí. El botón amarillo, esel del corte. El botón azul, es el de coagulación.

La plancha es de carga negativa. Puede ser de metal,plomo o autoadhesiva descartable. Se coloca cerca dedonde se va a hacer la incisión antes de que se acomo-de al paciente en la camilla, quedando por debajo de élantes de preparar el campo operatorio. Hay que tomarprecauciones con respecto a pacientes con marcapasos,prótesis, uniones metálicas, entre otros.

En aplicaciones de odontología podemos encontrardos tipos de instrumentos que se diferencian en la fre-cuencia portadora de su generador: Electrobisturís, confrecuencias hasta 3MHz y los Radiobisturís con frecuen-cias por encima de 3.5MHz.

En cuanto a las funciones que realizan, existen pocasdiferencias. Todos realizan electrosección pura y combi-nada, así como electrocoagulación. Algunos incluyentoma bipolar y/u otros fulguración. Todos garantizanpotencias eficaces entre 50W y 100W e incluyen entresus accesorios todo lo necesario para funcionar inmedia-tamente, a excepción de un juego de pinzas bipolaresque es opcional. Tan sólo un accesorio delata claramen-te el tipo de equipo. El electrodo neutro, que en el casodel radio bisturí toma el nombre de antena. La antena seencuentra forrada por un material aislante que impide laconducción eléctrica a través de ella pero que sí permitela recepción y emisión electromagnética.

Podemos afirmar que el funcionamiento del electro-bisturí se basa en las tres siguientes afirmaciones:

La radiación electromagnética aparece siempre que

se produce una variación en la posición de los electrones

de la materia.

La radiación electromagnética es portadora de ener -

gía.

La circulación de corriente eléctrica variable, por lo

tanto, permite la radiación de energía.

Como es objeto de esta sección darle a nuestros lec-tores circuitos de equipos de electromedicina, creemosaconsejable realizar una breve introducción teórica quepermita explicar el funcionamiento de un bisturí electróni-co.

Adoptando el modelo de Niels Bohrl (1913) podemosafirmar que la materia está compuesta por átomos conpartículas mínimas elementales, el electrón, el protón y elneutrón que son a las que se deben todas sus propieda-des. Estas partículas mínimas se agrupan siguiendoleyes, para formar estructuras más complejas, precisa-mente los átomos (figura 6). Los átomos se agrupan entresí formando moléculas, que a su vez pueden agruparseen compuestos más complicados como, por ejemplo, la

doble espiral del ADN (figura 7) que identifica el “genomahumano”

Si tuviéramos un átomo aislado podríamos identificardos partes bien diferenciadas, el núcleo y la corteza. Elnúcleo está constituido por protones y neutrones y la cor-teza por electrones. Al núcleo se debe la identidad de lamateria (Oro, Plata, Hidrógeno, etc.) y su ordenamientoen la Tabla Periódica de los Elementos (tabla que usamosen química), y a la corteza o “bandas” se deben sus pro-piedades químicas, eléctricas y magnéticas.

La corteza del átomo está formada por electrones quegiran en ciertas órbitas alrededor del núcleo. Estos pesanmenos que la milésima parte de un protón aunque ambostienen la misma carga y signos opuestos. Dado que lamasa de un neutrón es, aproximadamente igual, a la delprotón, no es difícil con un sistema planetario en miniatu-

Figura 6

Figura 7


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ra, con un enorme núcleo en su centro y unos minúscu-los satélites eléctricos orbitando a su alrededor (figura 8).

Estos electrones no pueden ocupar, en el espacio delátomo, cualquier lugar; sino unos determinados por lapropia naturaleza del mismo. A estos lugares se los llamaestados permitidos, son llamados orbitales y provocanque cada elemento de la naturaleza tenga su propia "hue-lla dactilar": el espectro atómico.

Todo ello nos permite intuir que la energía de un elec-trón está cuantificada. De hecho la energía que posee unelectrón se define con cuatro parámetros llamados"números cuánticos".

Un átomo con orbitales vacíos presenta un desequili-brio eléctrico ya que tendrá cargas positivas en el núcleoy “vacíos” en las órbitas o bandas. Esto le crea una cier-ta avidez en captar electrones errantes o ajenos.Potencialmente tenderá a subsanarlo manteniendo siem-pre llenos, en orden creciente, los más próximos alnúcleo. Estos son los de menor energía. Cuando aplica-mos un impulso extra al electrón, éste tiende a ocuparórbitas más elevadas. Si esta energía es suficiente,puede incluso abandonar el volumen de influencia delátomo y salir de él.

A una cierta distancia del núcleo los orbitales posiblesde energía desaparecen y se habla de un "continuo" deenergía.

Las perturbaciones sufridas por los electrones son lascausantes de las radiaciones electromagnéticas.

Para explicar mejor este efecto, recuerde que loselectrones son portadores de energía y además de giraralrededor del núcleo, lo hacen también alrededor de supropio eje, particularidad llamada espín y cuyas perturba-ciones tienen mucha relación con las propiedades mag-néticas de la materia.

Cuando un electrón pasa de un nivel de energía a otrolo hace absorbiendo o emitiendo una radiación electro-magnética dada. Físicamente, para cambiar de nivelenergético se acerca o aleja del núcleo, ocupando unlugar en otra banda u orbital.

Usando los postulados introducidos por Einstein, aeste paquete de energía radiada (quantum / cuanto deacción) lo llamaremos fotón. Esto quiere decir que si elelectrón pasa de un nivel energético superior a otro infe-rior, se liberará energía en forma de fotón. Podemos ima-ginarnos pues, una radiación, como una sucesión de foto-nes emitidos en todas las direcciones (figura 9).

Un fotón tiene como característica fundamental unaenergía y una frecuencia determinadas que están rela-cionadas por la conocida expresión E= hf, siendo, E, laenergía del fotón; f, la frecuencia y h, la constante dePlanck.

Observemos que el fotón se emite, como energía dis-creta y única por un electrón, cuando salta de una ener-gía mayor a una menor. Luego una radiación continuaexige una emisión continua de fotones y por tanto un tra-siego continuo de uno a otro nivel.

La radiación electromagnética se produce a conse-cuencia de las perturbaciones sufridas por los electrones.

Esta definición nos dice que si hacemos vibrar unátomo en su conjunto también se perturbarán los electro-nes y por tanto habrá emisión de fotones. Esta vibraciónradiaría fotones térmicos (calor) principalmente. Lomismo es aplicable a una vibración, o rotación, moleculary a una macromolecular. Curiosamente las estructurasmás complejas también tienen energías “cuánticas”características.

Cuando un electrón se encuentra en un “continuo” esdecir, que no posee una energía cuantificada, lo podemossometer a perturbaciones por medio de campos eléctri-cos y magnéticos provocados, haciendo que se despla-

Figura 9

Figura 8


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cen a lo largo de un hilo con-ductor y, por lo tanto, provo-cando la emisión de radiación.

Podemos afirmar que laradiación electromagnética esalgo universal, común a todoslos cuerpos radiantes y que secaracterizan por su energíafotónica, por su frecuencia yque siempre se produce porperturbaciones de carga, biensea al desplazarla por un con-ductor, como en la corrienteeléctrica, o por que salta de unnivel de energía a otro.

En la figura 10 se puedeobservar el espectro de radia-ción electromagnética. Laenergía de los fotones deradiación se mide en e.v. (elec-trón-volt) que es una unidad,muy apropiada, para estasescalas de energía.

Por otra parte la velocidadde transmisión de estas radia-ciones es siempre la misma,300.000 km/segundo, sinimportar su frecuencia o ener-gía (velocidad de la luz).

Ahora bien, supongamos un material conductor de laelectricidad por ejemplo, un cable de cobre. Si se lo poneen contacto por uno de sus extremos con una sustanciacon avidez de electrones (defecto de electrones), y por elotro extremo, con una sustancia con exceso de electro-nes, se producirá entre los mismos una diferencia depotencial eléctrico (que se mide en volt). El extremo defi-citario capturará electrones del metal, dejando sus áto-mos proximales desequilibrados. Estos, a su vez, captu-rarán electrones de sus vecinos, y así sucesivamente. Elfenómeno es similar al de la difusión de la tinta en elagua, pero se produce a la velocidad de la luz. Estas cap-turas se van extendiendo hasta que se alcanza el otroextremo del cable. Allí, la sustancia con electrones enexceso cede algunos a los átomos desequilibrados quevan apareciendo. El fenómeno es equivalente a conside-rar un flujo de electrones circulando de una a otra sus-tancia. A este flujo lo llamamos corriente eléctrica y semide en ampere (A). Este proceso se repetirá hasta quelas sustancias de los extremos alcancen un equilibriorelativo entre sí y la diferencia de potencial se anule.

Las sustancias de que hablamos, bien pudieran serlas que constituyen una batería o una pila eléctricacomún.

Como se sabe, la corriente eléctrica puede ser conti-nua o alterna. La primera implica que el flujo de electro-nes va siempre en un mismo sentido, de un extremo alotro del conductor. Mientras que la corriente alterna impli-ca un cambio de sentido del flujo, debido a un cambio depolaridad.

La corriente continua puede ser, constante o variable.La constante produce campos magnéticos estáticos y porello se utiliza para activación de electroimanes, electroválvulas, etc. La corriente continua constante no emiteradiación alguna, sólo crea campos magnéticos estáticosen su entorno.

La corriente continua variable y la alterna sí producenemisión de radiación. Vemos que estas conclusiones secorresponden perfectamente con lo visto sobre radiación:Una variación en la distribución electrónica radiará ener-gía.

Todas estas corrientes las podemos representar gráfi-camente, incluso cuando tienen formas de lo más compli-cadas. No obstante, se tienden a representar como ondassenoidales periódicas con el fin de facilitar la compren-sión. Se puede demostrar matemáticamente que cual-quier tipo de onda, de cualquier forma y amplitud sepuede considerar como una suma de ondas senoidales

Figura 10


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(series de Fourier). En la figura 11 se pueden ver repre-sentados dos de los parámetros característicos de unaonda: longitud de onda y amplitud. Se ha elegido, la ondade vibración de una cuerda común, por ser un ejemplomuy intuitivo y didáctico, en donde se puede, de formasencilla, ver las características de las ondas.Recordamos en este punto que las ondas tienen propie-dades similares, sea cual sea su naturaleza. Los cuantosde vibración sonora son llamados fonones, por ejemplo.

Volviendo a las corrientes eléctricas, sabemos queéstas se propagan por una sustancia en función de suresistencia. Por ser esta una propiedad de las sustanciasque es fundamental para entender los principios deactuación del electrobisturí, vamos a extendernos unpoco sobre ella.

La resistencia eléctrica es la propiedad de una sus-tancia que tiene relación directa con la disponibilidad deelectrones sueltos o con poca energía de unión al núcleo(región del continuo), en los átomos considerados y semide en OHM. Si están muy equilibrados y en orbitalesmuy profundos (cercanos al núcleo), la resistencia a lacaptura puede ser tan grande que podríamos hablar deauténtico aislante eléctrico. Esta propiedad también tienerelación con la temperatura, o sea, con la vibración de losátomos y con las dimensiones de la sustancia. Si la sec-ción de paso del flujo de electrones disminuye o la dis-tancia a recorrer por los mismos aumenta, entonces laresistencia crece.

Resumiendo, la resistencia de las sustancias puede irde prácticamente desde cero ohm, llamados supercon-ductores, a varios millones, llamados aislantes.

El cuerpo humano, que es nuestro objetivo, tiene unaresistencia equivalente entre 5.000 y 10.000 ohm (toman-do dos electrodos entre las manos, con la piel seca), peroeste valor baja de forma importante en los tejidos húme-dos de la boca (100 a 500 ohm) y drásticamente cuando

hemos traspasado la piel; esto lo debemos de tener encuenta siempre (figura 12). Aunque hemos hablado deaislantes no debemos de olvidar que hay diferencias depotencial para las que una sustancia deja de serlo.Incluso el aire, como sabemos puede convertirse en con-ductor cuando aplicamos miles de volt entre dos puntoscercanos (se produce un arco voltaico).

Para hacer circular un flujo de electrones debemosemplear una cierta cantidad de energía. Por el principiode la conservación de la energía, esta energía no puededesaparecer. Efectivamente, así se comprobó: la energíaeléctrica se convertía en calorífica. Esta conversión es,cuantitativamente igual, al producto de la resistencia porel cuadrado de la intensidad (ley de Joule). Este concep-to es muy importante para explicar la actuación del bistu-rí eléctrico sobre los tejidos vivos.

Las corrientes eléctricas y las diferencias de potencialdesempeñan un papel vital en los sistemas nerviosos delos animales. La conducción de los impulsos nerviosos esfundamentalmente un proceso eléctrico, aunque el meca-nismo de conducción es mucho más complejo que en lassustancias sencillas tales como los metales. A esta natu-raleza de la transmisión del impulso se debe la gran sen-sibilidad del organismo a las corrientes eléctricas exterio-res.

Corrientes del orden de 0.1 amper, muy pequeñaspara generar calentamientos importantes, interfieren conprocesos nerviosos esenciales para funciones vitalestales como el latido cardíaco.

Corrientes más pequeñas, del orden de 0.01 amper,producen acciones convulsivas en los músculos y muchodolor. Con 0.02 amper (20 miliamper), por ejemplo, unapersona no podría soltar un conductor y llegaría al shock.Vemos que grandes corrientes, pero también algunas tanpequeñas como 0.001 amper, pueden producir fibrilaciónventricular. Aquí se ve la importancia de disponer, en laconsulta médica, de una instalación eléctrica segura y fia-ble que tenga incorporadas las medidas de seguridadmás adecuadas para esta especialidad.

Los efectos de la corriente sobre las personas, es casiindependiente de la frecuencia, hasta unos 1.000Hz, noimportando si ésta es continua o alterna. Por debajo deeste valor aparecen fenómenos térmicos, farádicos yelectrolíticos, principalmente.

Para frecuencias por encima de las 350kHz, lascorrientes no interfieren apreciablemente con los proce-sos nerviosos y sólo producen calor. Podemos entenderasí, cómo y por qué, las corrientes elegidas para la elec-tro cirugía, se desarrollan en frecuencias, por encima delos 500kHz (0.5MHz).

A estas frecuencias la conducción eléctrica y la absor-ción orgánica de las ondas se hace más compleja. Amedida que la frecuencia aumenta, la energía tiende aFigura 11


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ser radiada. Así aparecen dos mecanismos de produc-ción de calor: por efecto Joule, debido a la resistenciaeléctrica, y por absorción de radiación electromagnética,debido a las estructuras moleculares. Un efecto y otrotomarán más relevancia a medida que vayamos aumen-tando la frecuencia. En electrocirugía los dos efectos sonimportantes y se emplean frecuencias hasta 1MHz. Parafrecuencias entre 1MHz y 3MHz predomina el efecto elec-tromagnético. En los llamados Radiobisturís, de 3.5MHza 4MHz, sólo la componente radiada adquiere importan-cia.

Visto todo lo anterior no es difícil deducir que si hace-mos circular una corriente de gran frecuencia entre doselectrodos de, por ejemplo 100 centímetros cuadrados ycolocados en buen contacto con la piel, y le damos laamplitud suficiente, se producirá una cierta cantidad decalor en la parte del organismo situada entre los mismos,debido a los efectos explicados. Supongamos que medi-mos la potencia eléctrica entregada, resultando ser de 70watt (esa es la potencia que normalmente emite un serhumano en promedio en todo su cuerpo).

Esto implica que una de las placas transferirá 70 watten total o 0,7 watt por cada centímetro cuadrado (vea lafigura 13). Esta densidad de energía, no es suficientepara comprometer los tejidos vivos pero si disminuimos lasuperficie de contacto a 1 mm cuadrado, por ejemplo, ladensidad de energía subirá a 70/0.1 = 800 watt por cen-tímetro cuadrado, lo que implica una cantidad importante.

Esta energía es suficiente como para evaporar o vola-tilizar 1 gramo de agua de los tejidos en contacto porcada dos segundo de emisión de energía. Esto nos daidea de lo que ocurre:

En el corte electroquirúrgico evaporamos el agua de

los tejidos y sustancias en contacto, con tanta violencia

que, literalmente, las células explotan.

Además, la temperatura de contacto y el vapor sobre-calentado producido, aseguran la esterilización del corte.Estamos ante, lo que en electrocirugía se llama, cortepuro.

Para obtener técnicamente estas condiciones, utiliza-remos electrodos de contacto lo más cortantes y delga-dos posible; se genera una onda senoidal de alta fre-cuencia, por encima de 350kHz, llamada portadora, conuna amplitud suficiente (alrededor de 1.000Vpp) parasuministrar la energía que necesitamos. A esta onda se lallama: onda totalmente filtrada.

Si el efecto que queremos obtener es el de coagularlos tejidos en contacto, debemos rebajar el calor transmi-tido a los tejidos con el fin de que tan sólo hiervan en suspropios líquidos y formen coágulo rápidamente.

Para dispersar la energía se usan electrodos de gran

superficie de contacto (bolas y cilindros) y se realizanligeros toques sobre los tejidos. Si a la onda generadapara el corte puro se la modula con una semionda parcialsenoidal, aumentando ligeramente la amplitud, obtendre-mos los efectos deseados. En este caso estamos en loque en electrocirugía se llama: coagulación. A esta ondase la llama: parcialmente rectificada.

Si deseamos obtener efectos intermedios entre elcorte y la coagulación emplea una modulación que norebaje tanto el calor transmitido. Conseguimos así unahemostasia en el corte muy importante. A la onda lamodularemos con una semionda completa senoidal,manteniendo los mismos parámetros que en el caso ante-rior. Estamos ante lo que en electrocirugía se llama cortecombinado/ corte con coagulación. A esta onda se laconoce por completamente rectificada.

Si lo que pretendemos es la destrucción superficial detejidos por deshidratación, también llamado desecación,podemos generar una modulación por onda amortiguaday gran amplitud, más de 2.500V, capaz de ionizar el aire

Figura 12

Figura 13


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y, por lo tanto, de crear arcos eléctricosentre el electrodo y los tejidos. Este seaproximará a la zona a tratar y sin llegar atocarla (se debe evitar contacto prolongadopara evitar crear agujeros en los tejidos).También podríamos obtener estos arcos deun generador eléctrico de chispas (sparkgap generator).

A esta técnica en electrocirugía sellama fulguración. La electrodesecación sepude obtener usando electrodos apropia-dos, y en los modos de coagulación eli-giendo una potencia adecuada.

Los aparatos que incluyen salida microbipolar pueden realizar desecaciones sinchispas, lo que es ideal para ciertas aplica-ciones (figura 14).

Diagrama en Bloques

de un Electrobisturí

En la Figura 15 se puede ver un diagra-ma de bloques interno de este instrumento.La energía necesaria es tomada de la redeléctrica de 110V ó 220V y transformadapor la Fuente de Alimentación interna. Estemódulo se encarga de proveer energía atodos los demás bloques. El Oscilador deRF se encarga de crear la onda portadora y el Osciladorde Coagulación, la señal moduladora. Estas dos ondasson mezcladas en el Modulador. Luego son ampliadas enel Amplificador de Potencia, para salir según selección,por la toma monopolar hacia el mango porta electrodos,o la toma bipolar, hacia la pinza electro coaguladora. Elcircuito se cierra por la toma de neutro o antena para el

monopolar y entre terminales de pinza para la bipolar.Siguiendo normas, estos equipos deben avisar con señalluminosa y acústica, la activación de los electrodos, conel fin de advertir a los operadores cercanos y evitar asíaccidentes.

También deben disponer de un circuito de descone-xión de emisión en caso de placa neutra desconectada,con el fin de evitar quemaduras. En el caso de electrodo

Figura 14

Figura 15


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tipo antena el problema se invierte, ya que aquí lo pro-blemático es que se rompa el aislante y se produzcan conello quemaduras de contacto.

Mantenimiento y Precauciones

Los modernos equipos de electro cirugía presentanun nivel de seguridad elevado. No obstante se recomien-da a los usuarios que sigan detenidamente las instruccio-nes del fabricante para evitar males mayores. Una buenacostumbre es hacer revisar el equipo todos los años porun técnico competente en la materia con emisión de infor-me escrito si procediera en donde se hiciera constar laspotencias entregadas por el equipo, las derivas decorriente detectadas y el estado de electrodos. Un elec-troimg/bisturí es un instrumento quirúrgico y como taldebe tenerse ciertos cuidados con él. Al ser de funciona-miento eléctrico, debe prestarse especial atención a losaccesorios, para así poder asegurar un funcionamientofiable y seguro durante años. Estos equipos suelen durarmucho tiempo si se les trata adecuadamente. Se le debemantener limpio con la aplicación de un trapo ligeramen-te húmedo y siempre haciéndolo tras desconectar el equi-po de la red. Se debe procurar no someter a los cables atensiones mecánicas innecesarias y observar el estadode los electrodos y la placa neutra. Esta última, tenga laforma que tenga (plana, cilíndrica, flexible, etc.), debemantenerse limpia y sin restos de óxido para asegurar unbuen contacto. Si el paciente presenta sudoración, pode-mos utilizar un gel conductor para mejorarlo. Si el elec-trodo neutro es de tipo antena debemos vigilar que nopresente fisuras. Los electrodos tienden a ennegrecersedesde la primera intervención. No se deben de intentar

limpiar con materiales que rayen, ya que se destruiría losacabados que tienen de fábrica, acortando considerable-mente su vida útil. Se limpiarán con el fin de eliminar res-tos de las intervenciones. Conviene que todos los acce-sorios sean esterilizades incluidos los cables.

Se debe tener especial cuidado en actuar sobrepacientes portadores de marcapasos. El equipo podríainterferir con los mismos. Retirar todo elemento metálicodel paciente con el que se pueda interactuar: anillo, bra-zaletes, cadenas, reloj, etc. Evitar que el paciente esté encontacto con partes metálicas ligadas a tierra. Recordarque cuerpos metálicos presentes en la zona pueden con-densar parte de la energía y calentarse sensiblemente.Se debe evitar el contacto prolongado del electrodo vivocon estos objetos. Se debe evitar que el cable del elec-trodo esté en contacto con el paciente o con otros con-ductores. Usar siempre la menor potencia que sea posi-ble. Cuando el electrodo está activado no se debe poneren contacto directo con el neutro. Esto supondría un cor-tocircuito. Una vez activado el electrodo no perder muchotiempo antes de aplicarlo al objetivo.

Bibliografía:

Young H, Baum R, Cremerius U, et al.: Measurementof clinical and subclinical tumour response using [18F]-fluorodeoxyglucose and positron emission tomography:review and 1999 EORTC recommendations. EuropeanJournal of Cancer, Vol. 35, Issue 13, 1999.

http://es.wikipedia.org/wiki/ElectromedicinaJuan Chicón: http://www.geocities.com/madisonave-

nue/4364/bistur01.htmlwww.deia.com/es


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Estudios realizados en diversas facultades demedicina y centros de investigación revelan quela presencia de iones en el aire, puede ser res-

ponsable por diversas alteraciones del comportamien-to humano.

Así, se ha demostrado que mientras los iones po-sitivos (cuando existen en exceso) ocasionan irrita-ción en las personas, principalmente los que tienenproblemas del aparato respiratorio, dando inicio a lascrisis, los iones negativos tienen un efecto contrarioen la mayoría de las personas. Cuando están presen-tes en el aire en cantidad, estos iones impiden la ma-nifestación de las crisis, haciendo que las personas"se sientan bien" e incluso en el caso de las personascon quemaduras o fracturas, puede hasta haber ladisminución de eliminación de los dolores.

Existen hospitales que emplean con éxito ioniza-dores del ambiente que, descargando cantidades con-troladas de iones negativos en las salas en que estánlos pacientes con quemaduras serias, producen aliviode los dolores.

En el caso de la alergia a los polenes e incluso lallamada fiebre de heno, la presencia de iones reduceconsiderablemente las crisis de los pacientes, siendopor este motivo adoptados los procesos de ionizaciónen los tratamientos de muchos países avanzados.

Una pequeña prueba de lo que pueden hacer la io-nización negativa y positiva con las personas puede

constatarse en la vida diaria. En los días calientes, po-co antes de una tempestad, cuando predomina una io-nización positiva en el aire, las personas tienden a su-frir dolores de cabeza o problemas de alergia. En al-gunas regiones, los vientos calientes y secos traen uncierto grado de ionización positiva que hace que laspersonas delicadas o con problemas alérgicos sesientan mal.

La propia contaminación es responsable de nú-cleos que tienden a cargarse de electricidad positivacausando serios problemas.

Las investigaciones que revelan las causas exac-tas del problema todavía están en curso, de modo queno existe una explicación definitiva. El hecho es quese constata que para muchas personas, la presenciade iones negativos resulta agradable y este efecto sepuede lograr sin problemas con un simple generadorde alta tensión. Los iones no ocasionan problemas, ypueden brindar alivio a muchos.

Para obtener los iones (partículas cargadas eléctri-camente) precisamos simplemente una fuente de altatensión (más de 1000 Volt) y una aguja.

Por el llamado "efecto de puntas" las cargas tien-den a acumularse en las regiones de curvatura másacentuadas de un cuerpo, en este caso las puntas, ypor el efecto de acumulación tienden a "escapar" ioni-zando el aire ambiental.

No se debe confundir la ionización con la ozoniza-

Por medio de capacitores y diodos, es posible

construir circuitos multiplicadores de tensión y en

Saber Electrónica hemos descripto muchos. En ba -

se a los que vimos, describimos el montaje de un

útil ionizador del aire ambiental, un aparato que

emite al aire iones (partículas cargadas de electrici -

dad) los cuales, según se ha comprobado, causan

alivio a las personas con crisis de alergia, proble -

mas del aparato respiratorio, y dolores debidos a

quemaduras o fracturas. El aparato descripto es

muy simple y usa componentes comunes.

02) Ionizador 1/8/10 8:19 PM Página 15

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ción, que puede ocurrir también en casos como éste enque las cargas son acentuadas. Por el efecto de las

fuertes descargas eléctricas (arcos) el aire puede sufriruna reacción química que une 3 moléculas de oxígeno(02) formando dos moléculas de ozono (03). El ozono

tiene propiedades bactericidas, pero su uso a nivel do-méstico no es recomendable. En el caso de los ozoni-zadores de agua, por ejemplo, aunque está comproba-da su acción bactericida, la misma debe ser controladapor el índice de ozonización, y esto normalmente no esencomendado a las autoridades sanitarias para su de-terminación, lo que hace que todos los tipos existentesen plaza sean altamente dudosos y hasta peligrosospara la salud. Basta decir que, tanto en relación a losionizadores que simplemente generan una cierta canti-dad de iones cargados negativamente como los ozoni-zadores que generan ozono (03), en los EE.UU. exis-

ten serias normas gubernamentales que exigen la es-pecificación de su cantidad.

En nuestro caso (ionizador del aire ambiental), noexiste propiamente ninguna indicación de que los ionesen exceso sean perjudiciales, y el aparato propuestoes demasiado débil para producir ese exceso. Así, enprincipio, no hay peligro en relación a su uso.

Para obtener la tensión exigida para el efecto depuntas usamos un multiplicador que, con el uso de dio-dos y capacitores, puede elevar la tensión de pico dela red de 150V (110V) ó 310V (220V) a valores supe-


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Figura 1

Figura 2

Figura 3


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riores a 100V que aplicados en unaaguja, generan los iones.

Los diodos son polarizados demodo de que produzcan iones nega-tivos y su difusión por el aire es es-pontáneo. Por otro lado, como setrata de una fuente de bajísima co-rriente, el peligro de "descarga" (pa-tada) es mínimo.

Por lo dicho, nuestro ionizadorconsiste simplemente de una cajade alta tensión con un multiplicadorde tensión del tipo convencional.

En la figura 1 damos el circuitocompleto del aparato. En la figura 2tenemos la placa de circuito impre-so.

Los diodos pueden ser los1N4007 ó BY127 tanto para la redde 220V como para 110V, pues és-tos poseen una tensión inversa má-xima del orden de 1.000V, lo que esbastante más que el doble del picode tensión de la red exigido para el caso.

Para los capacitores usamos los tipos de poliéstercon tensión de trabajo de 450V o más si la red es de110V o de 600V o más si la red fuera de 220V. Valoresentre 100nF y 470nF deben operar satisfactoriamente.

El fusible de 1A es para el caso de que cualquiercomponente entre en corto, ocasionando así excesode corriente.

Debemos observar que el consumo de energía delaparato es extremadamente bajo, lo que permite quesea mantenido enchufado durante largos intervalos, ohasta permanentemente.

El electrodo de ionización es un simple alfiler. Debequedar en posición libre que permita la difusión del ai-re cargado.

Para verificar la salida de alta tensión debemosusar una lámpara neón en serie con un resistor de 4M7(vea la figura 3). Aproximando la lámpara a la punta io-

nizante, la mismadebe encender-se.

Vea que noc o n s e g u i r e m o smedir la tensión en la salida con un multímetro común,pues su resistencia interna representa una fuerte cargaque reduce la tensión al momento de su conexión. Así,con un multímetro obtenemos una lectura de una ten-sión mucho menor que la real.

Una vez comprobado el funcionamiento sólo restainstalar el aparato, dejando el alfiler en lugar ventiladode modo que los iones puedan circular por el medioambiente.

Se puede tal vez percibir un ligero olor a ozono,pues junto a la producción de iones tendremos la gene-ración de una pequeña cantidad de ozono.

Un Ionizador para el

Auto con Fly-Back

Un "armonizador ambien-tal" se podría alimentarcon una tensión de 12V,lo que permitiría su usoen automóviles, con locual servirá para mante-ner relajada a la personaque maneja, con todos

IONIZADOR (ARMONIZADOR) AMBIENTAL

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Lista de Materiales del circuito

de la figura 1

D1 a D12 - 1N4007 ó BY127 - dio -

dos de silicio

F1 - fusible de 1A (optativo), se co -

loca en serie con el cable de ali -

mentación, no aparece en el circui -

to ni en la placa.

C1 a C12 - 100nF a 470nF - capa -

citores de poliéster para 450V ó

600V según la red local

R1, R2, R3, R4, R5 - 1M (1/4W)

X1 - alfiler o aguja de costura co -

mún

Varios:

Cable de alimentación, placa de cir -

cuito impreso, caja para montaje,

cables, estaño, soporte para fusi -

ble, etc.

Figura 4


de la figura 4

D1 - 1N4007 - Diodo rectificador.

Q1 - TIC 106D - Tiristor

D2, D3, D4 - TV18 (un solo diodo).

L - Lámpara neón.

T1 - Fly-Back de TV BN.

R1 - 12k

R2 - 82k

R3 - 150k

P1 - 4,7M (con este potencióme -

tro debe ajustar la frecuencia para

obtener una emisión óptima que

puede comprobar con el medidor

de iones publicado en esta edición).

C1 - 5µF x 400V

C2 - 220nF

C3 - 1µF x 16V (debe reemplazarlo

por un resistor de 10k si no posee

una emisión aceptable).

Varios

Placas de circuito impreso, gabine -

te para montaje, estaño, cables,

etc.


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sus sentidos intactos, disminuyendo así la posibilidadde accidentes por imprudencias.

El circuito eléctrico, que muestra la figura 4, operacon la red eléctrica, pero nada impide el agregado deun inversosr para que trabaje con 12V.

Se trata de un oscilador de relajación construido a

partir de un tiristor que entrega una señal al pri-mario de un fly-back común de TV blanco ynegro, para producir una alta tensión, capaz degenerar iones en su secundario. Luego, undiodo de alta tensión del tipo TV18, enviará losiones positivos a masa, logrando que al airesean expelidos iones negativos.En la figura 5 puede ver la placa de circuitoimpreso sugerida para este proyecto.

Detector de Iones

Se ha mencionado que las diferentes concen -

traciones de iones en el ambiente influyen

sobre nuestro sistema nervioso. Pero se debe

tener en cuenta que no es lo mismo emitir iones

positivos que negativos. Considerándolo,

damos los lineamientos para el montaje de un detector

de iones, que dará una idea de la concentración de

estas partículas en el aire.

Si la concentración de iones positivos en el ambien-te fuera alta, podríamos sufrir dolores de cabeza, aler-

gias, pesadez, etc.

¿Cómo saber si son los iones positivos la causa

de algun malestar?

Con el dispositivo que presentamos, es posibleencontrar respuesta a esta pregunta, dado quecon él se puede detectar la concentración decargas, con lo cual corroboraríamos la idea deque sean el origen de nuestras dolencias.También se puede verificar la eficiencia de losionizadores ambientales, uno de los cuales sedescribe en esta edición.Nuestro aparato es portátil y se alimenta conuna tensión comprendida entre 9V y 12V, con unconsumo de corriente del orden de los 500µA.El principo de funcionamiento de nuestro equipo


18

Figura 5

Figura 6


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consiste en la detección de cargas eléctricas deposita-das en un sensor, las que provocarán una pequeñacorriente eléctrica en la base de un transistor. El circui-to eléctrico de nuestro proyecto se muestra en la figu-ra 6; ella se observaque en base de Q1 secoloca una plaquitasensora de metal ais-lada, que tambiénpuede ser un cablerígido aislado deunos 10 cm de largoo una argolla aislada.

La corriente desa-rrollada en el sensor,modifica la polariza-ción de Q1, lo cual hace que varíe su corriente de emi-sor, que a su vez se aplica a la base de un transistordarlington del tipo BC517 que la amplifica en unas30.000 veces. De esta manera, la corriente amplifica-da, desarrollauna tensión enP2, por ser laresitencia decarga de Q2.

Con P1 seajusta la corrien-te de reposo delinstrumento utili-zado para efec-tuar las medicio-nes, debiendoajustarse demodo que enreposo la agujaquede en el cen-tro de la escala.Para ello, sedebe conectar amasa la base deQ1 y efectura elajuste (de esta

manera, se simula que no hay cargas eléctricas en elambiente).

Así, también se podrá saber la polaridad de losiones capturados, dado que su orígen hará que la

IONIZADOR (ARMONIZADOR) AMBIENTAL

19

Figura 6


de la figura 6

Q1 - BC548 - Transistor NPN de

uso general o equivalente.

Q2 - BC517 - Transistor Darlington

NPN, ver texto.

Sensor - ver texto.

R1 - 10k

R2 - 1k2

P1 - potenciómetro de ajuste de

"cero" de 10k, lineal.

C1 - 220µF x 12V - Capacitor elec -

trolítico

Varios

Placas de circuito impreso, gabine -

te para montaje, estaño, cables,

etc.

Los Iones Negativos y La Salud

Una atmósfera cargada, como la que nos agobia antes de unatormenta, nos hace sentirnos inquietos, con ahogos, muy desa -sosegados y potencialmente agresivos, es el estrés electromag -nético o electroestrés, causado por la gran carga eléctrica delaire, saturado de iones positivos. Pero después de la borrasca,gracias al efecto benéfico de la lluvia, los iones negativos , des -cargan y refrescan la atmósfera permitiendo el relax y el des -canso profundo. El ambiente interior de nuestras casas y de muchas oficinas,donde pasamos gran de nuestro tiempo, está saturado de ionespositivos. Esto es producido por la contaminación ambiental ,ordenadores y aparatos eléctricos. Esto es con frecuencia causade problemas respiratorios como rinitis, asma y alergias, espe -cialmente en las personas hipersensibles como los niños. La calidad del aire es una de las causas frecuentes del Síndromedel Edificio Enfermo, tan frecuente en los espacios interiores ymuy electrificados. Este clima artificial, con la atmósfera vicia -da y muy electrostática, es causa de fatiga y cefaleas y produceuna sensación de agobio, pesadez y claustrofobia. Los aparatos ionizadores eliminan los problemas alérgicos, yfacilitan las funciones respiratorias, al garantizar una alta cali -dad del aire, con una atmósfera limpia y fresca, libre de partí -culas (polvo, polen, agentes patógenos), como la que encontra -mos a la orilla del mar o en el bosque. Este ambiente ionizado negativamente, facilita el relax físico ymental, mejora la memoria y la concentración, y ayuda a supe -rar la ansiedad y la neurosis. Una atmósfera con iones negati -vos mejora el entorno de trabajo y aumenta el rendimiento labo -ral. La benéfica acción biológica de los iones negativos, llamadoslas vitaminas del aire, ha sido demostrada por múltiples investi -gaciones científicas en biometeorología y los médicos, como losexpertos en climatización, saben que un ambiente eléctrico equi -librado es un factor de relax, salud y confort ambiental.


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aguja del instrumento deflexione para uno u otro lado.Dicho de otra forma, se puede medir tanto la con-

centración de los iones como su polaridad.Se puede obtener una respuesta mejor del instru-

mento si colocamos cualquier transistor de efecto decampo de usos generales en lugar de Q1.

Como instrumento se utiliza un medidor de bobinamóvil que permita medir 10mA o 200mA a fondo deescala

En la figura 7 se muestra la disposición de los com-ponentes en la placa de circuito impreso.

Si no consigue el transistor BC517, puede sustituir-lo por dos BC548 conectados en configuraciónDarlington.

Para el montaje no son necesarias recomendacio-nes especiales, solamente comentarles que el largodel cable utilizado como sensor puede modificar la sen-sibilidad del instrumento, razón por la cual es aconse-jable el uso de una argolla metálica aislada de 2 a 3 cmde diámetro, para obtener mejores resultados.

Un Ionizador de 10 Etapas

El circuito está compuesto por un sistema rectifica-dor / doblador de 10 etapas al que podemos llamartambién sistema rectificador / multiplicador al conjunto.Para aumentar la tensión generada en los electrodosaumentaremos el número de etapas y para generariones positivos invertiremos la disposición de los dio-dos 1N4007 ya que en este caso estamos generandoiones negativos. Cada una de las etapas se componede dos diodos y dos condensadores hasta un total de10 etapas como hemos dicho, donde el número de eta-pas puede variarse según sea conveniente ya que paragenerar iones en unas condiciones mínimas seríanecesario superar los 4.000 voltios DC entre electro-dos, en este caso se supera ampliamente.

La corriente de electrodos estará limitada en todo

momento por las resistencias R1-R2-R3, donde el con-junto del circuito es conveniente barnizarlo con barnizde alta tensión sobre todo en las etapas finales dondese podrían generar corrientes de fuga en ambienteshúmedos. También se puede añadir un pequeño venti-lador para permitir la recirculación del aire lo que con-lleva la mayor generación de iones.

A estos circuitos comercialmente se le llaman devarias formas como pueden ser ionizadotes negativos,ionizadotes positivos, ozonizadores, purificadores deaire, etc., donde los fabricantes les atribuyen propieda-des terapéuticas de las cuales no está demasiado clarala certeza o fundamento científico. Que funcione deuna u otra manera depende de la configuración de loselectrodos, por ejemplo la generación de ozono sebasa en el efecto corona para lo cual hay unas ampo-llas especiales que se conectan en los electrodos.

Estos generadores también se pueden construir apartir de otras fuentes más complejas de generaciónde alto voltaje por ejemplo con transformadores osci-lados con el consiguiente encarecimiento del circuitoy la dificultad de rectificar a partir de voltajes más ele-vados.


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La medicina se distingue por el uso extenso de pre-fijos y palabras compuestas, tales como electro-encefalograma, electrocardiograma, marcapasos,

e t c .Los técnicos electrónicos que se dedican a la repa-

ración de estos equipos deben estar acostumbrados aesta terminología aunque sus conceptos sobre medici-na puedan ser escasos.

Apuntando a esta premisa, vamos a describir unaparato que puede ser empleado por los médicos paraaplicar terapias correctivas para determinadas afeccio-nes.

Sin embargo, cabe aclarar que este tratamiento noconsiste en estimular alguna parte de nuestro organis-mo con una corriente eléctrica, sino que el principio defuncionamiento se basa en lo que las ondas electro-magnéticas producen sobre las zonas afectadas.

Como creemos que se trata de un tema delicado,vamos a dar una introducción teórica extensa, deacuerdo con la supervisión de profesionales médicosque gentilmente realizaron su aporte para aclarar con-c e p t o s .

La utilización de varias técnicas, como la estimula-ción eléctrica funcional, electroanalgesia, estimulaciónterapéutica y estimulación diagnóstica. De acuerdocon el efecto de la estimulación eléctrica, podemosdividirla en:

1) Estimulación cuya duración no va más allá de la

aplicación;

2) Estimulación que persiste incluso después de

cesar la aplicación.

La primera sólo se usa en electrodiagnósticos,mientras que la segunda incluye todas las técnicas deterapia.

La estimulación externa requiere dos electrodos,llamados "activo" y "neutro". Este último tiene mayortamaño.

La forma física depende de la mejor adaptación allugar de aplicación. Además de esto, utiliza sustanciasconductoras, para transmitir la señal del electrodo altejido tratado.

Las formas de onda usadas en electroestimulaciónson muchas, entre las cuales podemos citar las senoi-dales, las rectangulares, con o sin componentes con-tinuas, las exponenciales, etc. En cuanto a las fre-cuencias, está comprobado que las más bajas son lasmás dolorosas. En la práctica no se verifican diferen-cias notables entre las ondas cuadradas y las senoi-dales, por encima de 500Hz. Para evitar el cansanciode los músculos, se debe evitar aplicaciones persis-tentes (prolongadas). Se introducen, entonces, tiem-pos de descanso que nunca deben exceder los 50milisegundos. Cuando la aplicación es pulsada, elancho de los pulsos puede ser de 0,1 a 0,5 milisegun-dos y la velocidad de repetición está comprendidaentre 20 y 40Hz.

CORRIENTE GALVANICA: así se acostumbra lla-

El instrumental electrónico empleado en electrome -

dicina es muy variado, desde un electrocardiógrafo

hasta un desfibrilador, tenemos una amplia gama

de aparatos. El equipo que describimos forma parte

de este amplio grupo y puede ser empleado por

médicos para tratar distintos tipos de afecciones,

dado que las ondas electromagnéticas, al mejorar

la "cinética enzimática", producen efectos analgé -

sicos, antiedematosos, antiflogísticos, etc.

ELECTROESTIMULACIÓN

03) Electroestimulacion 1/8/10 8:21 PM Página 21

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mar, en medicina, a la corriente cuya intensidad per-manece constante. Nosotros la llamamos corrientecontinua.

La corriente galvánica tiene tres propiedades princi-pales que son: térmica, química y magnética. Estostres efectos tienen su aplicación en el campo médico.

Para aprovechar el efecto de calor se construyenhornos de madera, cuyo interior tiene lámparas eléctri-cas, pero del tipo antiguo, con un filamento de carbón(carbono) que rinde más calor.

El efecto químico es usado para las ionizaciones,que veremos más adelante.

El efecto magnético es aprovechado rodeando lasextremidades del paciente con un cable flexible, queintensifica el magnetismo.

En cuanto al efecto químico debemos aclarar quelas soluciones electrolíticas son conductoras decorriente eléctrica. El agua pura es aislante. Sabemospor la teoría de Arrhenius que, al disolver una sal, unácido o una base, las moléculas de estos compuestosse dividen en dos partes, con cargas eléctricas opues-tas, que tienen el nombre de iones positivos e ionesnegativos. La figura 1 muestra una solución de salcomún, donde el cloro es atraído por el ánodo, y elsodio por el cátodo o polo negativo.

IONIZACION: En la descomposición electrolítica,bajo el flujo de la corriente galvánica, los aniones(iones negativos) se dirigen al polo positivo (ánodo);los cationes (iones negativos) van al polo negativo(cátodo). Para introducir un anión o un catión en elorganismo, se aplica en la superficie cutánea dos elec-trodos metálicos, envueltos en esponjas embebidas enuna solución que contiene el ión a ser introducido.

Los tejidos orgánicos, si bien más complejos queuna solución electrolítica, son buenos conductores,debido al hecho de que están muy hidratados y quecontienen una fuerte proporción de cloruro de sodio.

Los iones introducidos así, con fines terapéuticos,no van más allá de las capas profundas de la dermis(piel), donde permanecen en forma de laguna, comoreserva de defensas para el organismo.

En la tabla 1 se resume el tipo de iones que puedenser utilizados en el organismo con fines terapéuticos,cuál es la solución empleada para tal fin, su concentra-ción, cuáles son las propiedades de la sustancia y paraqué afecciones se indica.

GENERADOR DE GALVANICA: Así se llama launidad que genera la corriente galvánica. Nosotros lallamamos "fuente de corriente continua". Las fuentesprimarias de galvánica eran las pilas y los acumulado-res, pero fueron prontamente sustituidos por dispositi-

vos que comprenden un transformador de entrada,reductor, y el correspondiente rectificador, la válvuladiodo (antes llamada Kenotrón) o por rectificadoressecos (hoy, diodos de silicio).

Se conocen dos tipos de corrientes galvánica: lasondas rectangulares y las progresivas que no sonconstantes. Existen otras modalidades, pero no lasmencionaremos por ahora.

La corriente galvánica, continua y constante, noactúa sobre la motricidad de un músculo. Para quepodamos usarla teniendo en vista las contraccionesmusculares, es necesario variar su intensidad brusca-mente. Con esto tendremos una corriente galvánica rít-mica en un solo sentido, como muestra la figura 2. Lacontracción muscular que la misma provoca es propor-cional a la intensidad de la corriente.

Cuando la fibra muscular es normal, se puedeemplear esa corriente sin grandes inconvenientes,pero cuando el músculo está enfermo (con algunaanormalidad), las contracciones que provoca puedenser muy bruscas.

En estos casos, se usan corrientes onduladas, decaída suave y, por lo tanto, menos fatigantes para elmúsculo.

Laquerriere introdujo tales corrientes en la electro-terapia, empleando circuitos llamados "onduladores".Un equipo moderno deberá ser, por lo tanto, ritmador yondulador. Esa corriente ondulada se consigue car-gando un condensador (capacitor) a través de resis-tencias variables. Esta técnica fue perfeccionada porLapicque, y tiene el nombre de "corrientes progresi-vas". Si descargamos un condensador (capacitor), pre-viamente cargado a través de resistencias, el tiempode descarga será proporcional a su capacidad. A suvez, cuando cargamos el capacitor, el mayor alarga-


22

Figura 1

Figura 2


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miento de la curva de carga será proporcional a laresistencia intercalada en el circuito.

Con una resistencia fija, la duración de la corrientesólo dependerá de la capacidad. Si es variable, la dura-ción dependerá de la capacidad y de la resistenciaempleada. Asi disponemos de corrientes cuya progre-sividad puede ser variada. Observe en la figura 3 quela línea punteada muestra la variación producida alduplicar la resistencia. Por este método se puede dis-

poner de corrientes galvánicas progresivas, con unagama infinita de variaciones de tiempo.

Límite de Excitación o "Rebase":

La variabilidad de la corriente progresiva nos per-mite producir una contracción muscular con intensidadmínima, que llamamos "rebase".


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Ión Solución utilizada Concentración Polo Propiedades Indicaciones

IODO 1 % –

SALICILATO 1% –

LITIO 1 %

CALCIO 1 % +

ACONITINA 1/4000 +

HISTAMINA 1/2000 a 1/10.000

COCAINAESTOVAINA 5 %CARBAINA

ZINC 1 % +

MAGNESIO 25 % +

TALIO 1 a 2 % +

CLORO 2 % –15 a 20mA; 30'

COBRE

Neuralgias, cicatrizaciones,esclerodermia, neuritis,parálisis, hipertrofia de latiroides, etc.

Reumatismos, infeccionesmusculares reflejas, acné,comezón.

Reumatismo crónico, gota(ídem salicilato).

Síndrome irritación pirami-dal, dolores, reconstituciónorgánica.

Neuralgias, tic doloroso delrostro. Su empleo traealgunos peligros.

Específica de los doloresreumáticos rebeldes.

Anestesia local de peque-ñas cirugías superficiales.

Heridas extensas, úlcerascrónicas, tracoma, ulcera-ciones de la córnea, sinusi-tis.

Tratamiento de verrugas.

Cicatrices y callos.

Acción esclerosante yresolutiva, más local quegeneral

Acción analgésica y des-congestionante

Acción eliminadora delácido úrico

Acción antiespasmódica,descongestionante, seda-tiva, resolutiva.

Acción muy enérgicacontra neuralgias

Acción muy irritante:sesiones cortas de 6 a10 minutos.

Acción anestésica

Acción local antiséptica;hemostática, coagulante,resolutiva.

Acción preventiva sobredesarrollo de tumores.

Indicacionesespeciales.

Resolutiva

Ioduro de potasio

Salicilato de sodio ylitina

Cloruro de litio osalicilato de litina

Cloruro de calcio

Nitrato de aconitina

Biclorhidrato de his-tamina

Cloruro y sulfato de zinc

Sulfato o clorurode magnesio

Acetato de talio

Cloruro de sodio

Seleniuro de cobre,sulfato de cobre

(Utilizado para sensibilizar el cáncer uterino en vista de radioterapia).

TABLA 1


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Corrientes Ritmadas y Onduladas a Períodos Largos

Es indudable el valor del uso de corrientes progre-sivas en las parálisis, ya sea para su electrodiagnósti-co como para su terapia. También tenemos la técnicaque emplea las ondas alternativas en períodos largos,para los músculos afectados de degeneración comple-ta. La suavidad del declive de estas ondas no desgas-ta la fibra muscular y es una aplicación muy bien tole-rada por los enfermos.

En una contracción voluntaria normal, la curva esuna línea progresiva ascendente hasta una horizontal,terminando con un descenso sensiblemente simétrico.El empleo, pues, de ondas alternativas de períodogrande, ritmadas y onduladas, evita las sacudidasbruscas, consiguiendo reproducir las condiciones nor-males de la excitación nerviosa. Las propiedades delas ondas alternativas, de períodos grandes, son:

-Por su lentitud de cambio de estado, no afecta los

músculos sino por el contrario, excita los músculos

enfermos.

-Permite contracciones espaciadas, sin desgastar

al músculo.

Las indicaciones más frecuentes son: parálisis,hemiplegia, trastornos circulatorios, resfríos y otras.

Un instrumento para esas técnicas, muy popular enlos hospitales, es el neurotrón.

Corriente Farádica

Las corrientes farádicas son corrientes inducidasmediante un par de bobinas separadas una de la otra,una bobina primaria inductora y otra bobina secundariainducida por las interrupciones, más o menos rápidas,de una corriente continua que circula por la bobina pri-maria. En los primeros tiempos de la electroterapia,ésta fue la corriente más usada. La famosa bobinafarádica, que todavía puede encontrarse en algunasclínicas, posee algunas desventajas como, por ejem-plo, su funcionamiento irregular, fragilidad y oscilacio-nes parásitas, que hoy no se toleran. Vinieron despuéslas bobinas por descarga estática, o sea, por tubosgaseosos, con frecuencia regulable.

Características de la Corriente Farádica

La corriente farádica puede ser representada pormedio del gráfico de la figura 4. En el momento del cie-

rre del circuito se produce una pequeña onda negativa,y en el momento de la abertura, una onda positivamucho más pronunciada, de corta duración.

Esta onda inducida es precisamente la que seemplea en la práctica de la medicina. Su extrema bre-vedad la vuelve sensible solamente a los músculos,siendo su enérgica acción de contracción muy prove-chosa en gimnasia muscular. En la actualidad, se sus-tituyen las corrientes farádicas típicas por impulsosrectangulares de duración y frecuencia selectivas avoluntad.

Los equipos modernos de fácil manejo, incluyenfuentes de corriente galvánica, farádica y galvanofará-dica.

Ahora bien, por la estimulación del sistema nervio-so periférico, es posible obtener lo que se denominapopularmente "bloqueo del dolor".

El aspecto teórico del problema tiene sus orígenesen trabajos muy antiguos de Lapicque y, más moder-nos, los modelos cibernéticos de los mecanismos decontrol en el nivel de la médula, desarrollados por R.Malzack y P. D. Wall, publicados en el volumen N° 150de la revista SCIENCE, bajo el título de "Pain mecha-nism: a theory", en 1965.

El trabajo citado, establece que existe un mecanis-mo primario de "señales" a nivel de médula, donde elfenómeno "dolor " entra en el organismo a través de lasfibras sensoriales periféricas, que pueden ser denomi-nadas genéricamente fibras "gruesas" (más de 9micrones de diámetro) y fibras "delgadas" (menos de 9micrones de diámetro).

Las fibras gruesas tienen una capacidad de con-ducción muy elevada cuando se la compara con la


24

Figura 3

Figura 4


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velocidad de conducción de las fibras delgadas, ya queestos parámetros parecen relacionados, proporcional-mente, con la raíz cuadrada del diámetro de las fibras(Mathematical Models of Excitation and Propagation inNerve, Cap. 1, Biological Engineering, editora Mc GrawHill Book pp. 1-83). La transmisión de informaciones oseñales nocivas parece darse por las fibras delgadas,como en el caso del dolor. En la figura 5 tenemos undetalle de la médula y cómo las fibras gruesas y del-gadas entran en el núcleo, que posee una sustanciagelatinosa (SG), y supuestamente se conectan sinápti-camente con las células del referido núcleo.

En estudios electrofisiológicos, varios investigado-res se aproximaron a la solución, conocida hoy como"TNS", o sea, "transcutaneous nerve stimulations".

Traducido en lenguaje simple, pero basada en

modelo cibernético, el TNS consistiría encrear una señal eléctrica, de frecuencia con-trolable, con polaridad y perfil inversos a laseñal del dolor. Cuando los valores, idénticospero opuestos, llegasen a ciertos parámetros,ocurriría el "bloqueo del dolor".Otro grupo de investigadores formuló otrateoría más compleja, asegurando que el TNSprovocaría, en el cerebro, una estimulaciónmayor, para la generación amplia de "endorfi-na", que es una especie de morfina natural,producida por el cerebro para amortiguar oeliminar las señales de dolores.Con relación a la aplicación del TNS en el

paciente, también existen dos escuelas diferentes. Hayun grupo que aboga por la colocación de electrodos enlos pacientes, en la región de los nervios periféricos, yaplicación de impulsos eléctricos, con determinadoperfil y de amplitud controlable. El aparato productor deestos impulsos es extremadamente compacto y debajo costo, pudiendo ser usado por el paciente en elcinto, bolsillo, etc. Los electrodos serían colocadossobre la piel, en las regiones de pasaje de los nerviosperiféricos.

El otro sistema es más sofisticado y fue, por prime-ra vez, descripto por Jesús Galván Ruiz, ingeniero entelecomunicaciones, profesor de la E.T. S . I . T. deBarcelona y que forma parte de un equipo de bioinge-niería en España. Su solución para aplicar pulsos eléc-tricos al paciente es, como dijimos, más elaborada y se


25

Figura 5


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constituye en un transmisor cuyo esquemacompleto aparece en la figura 6 (dato prove-niente de MUNDO ELECTRONICO), y unreceptor (figura 7) que deberá tener en la sali-da electrodos que serán implantados en lamédula.

Como podemos observar, se trata de unasolución elaborada. Sin embargo, el proceso,correcto sin duda, tiene como factores negati-vos la implantación de los electrodos en la médula delpaciente, con riesgos de rechazo, y la dependencia delpaciente de estar al alcance del transmisor que emitelas señales bloqueadoras. En un centro quirúrgico,donde existen bisturíes eléctricos, rayos X, etc., hay,también, el riesgo de interferencias de RF, que podríanocasionar modificaciones de la señal.

Presentamos entonces el circuito más sofisticado,pero con nuestra larga experiencia nos inclinamos porlos bloqueadores individuales, transportados por elpropio paciente.

En la figura 8, presentamos el esquema de un esti-mulador TNS, que recientemente fue divulgado por laprensa.

Nota: RECOMENDAMOS A LOS TECNICOS QUE

QUIERAN CONSTRUIR ESTOS APARATOS QUE NO

INTENTEN HACER SU APLICACION EN SERES

VIVOS SIN LA ASISTENCIA DE UN MEDICO ESPE -

CIALISTA. Los circuitos electrónicos, aplicados a seres

vivos, cuando no son correctamente supervisados,

pueden causar lesiones irreversibles y hasta casos

fatales.

Electricidad y Magnetismo

La magnetoterapia, tal como veremos más adelan-te, no es peligrosa en modo alguno, por lo que puedeemplearse tranquilamente para el tratamiento de niñosy ancianos, con las únicas excepciones de aquellosindividuos que parezcan trastornos cardíacos, de laspersonas que lleven marcapasos y de las mujeresembarazadas.

En los años comprendidos entre 1940 y 1950,médicos y científicos de distintos países comenzaronuna investigación sobre las ondas electromagnéticas,tras haber comprobado que muchos pacientes —afligi-dos por enfermedades crónicas y que habían sido tra-tados con distintos fármacos, sin experimentar mejoríaalguna—, tras ser sometidos a la magnetoterapiadurante algunas semanas, curaban inexplicablementeo en todo caso, lograban una clara mejoría de sus con-diciones de salud.

De esta forma se descubrió que estas ondas mag-néticas actúan sobre todo el cuerpo, mejorando lacenética enzimática, produciendo además beneficio-sos efectos antieematosos, antiflogísticos y antálgicos.


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Figura 7

Figura 8


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Figura 7

Lista de Materiales del circuito de la

figura 9

Q1 - 2N2905 - Transistor PNP.

Q2, Q3 - 2N4427 - Transistores NPN.

Q4 - 2N2222 - Transistor NPN.

D1 a D6 - 1N4148 - Diodos de uso gral.

D7 - Zener de 15V x 1W.

CI-1 a CI-3 - CD4001 - Int. CMOS.

CI-4 - CD4040 - Integrado CMOS.

L1, L2 - 36 vueltas de alambre esmalt.

de 0,4 mm de diám. con toma central

sobre una forma de 0,8 cm de diám.

(sobre núcleo toroidal para RF).

CH - Choque de 10mHy.

C1 - .1 - Cap. cerámico.

C2 - 1µF x poliéster o electrolítico

C3 - 8.2pF

C4 - 1000pF

C5 - 82pF

C6 - 100pF

C7, C13, C14, C19 - .1 - Cap. cerámico

C8 - 1µF - poliéster o electrolítico

C9 - 8.2pF

C10, C17, C21 - 1000pF

C11 - 100pF

C12 - 82pF

C15, C16 - 2200pF

C18 - 470pF

C20 - 47µF x 50V

R1 - 1.2M

R2 - 1K

R3 - 100K

R4 - 1K

R5 - 27

R6 - 3.3K

R7 - 10K

R8 - 1.2M

R9 - 1K

R10 - 100K

R11 - 1K

R12 - 10K

R13 - 3.3K

R14 - 27

R15 - 4.7K

R16 - 15K

R17 - 10K

R18 - 10K

R19 - 1K

R20 - 220

R21 - 560

Varios:

Placa de circuito impreso, gabinete

para montaje, electrodos para electro -

magnetoterapia (se consiguen en

casas de artículos para medicina),

estaño, etc.

Figura 9


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Figura 10


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Se observó que estas ondas aceleraban la regene-ración de los tejidos óseos y de los tejidos de la piel,mejorando el estado de los sistemas nervioso, neuro-vegetativo y vascular, reduciendo la viscosidad de lasangre, incrementando su oxigenación y atenuendo losdolores, los estados inflamatorios y dando lugar, ade-más, a una notable acción sedante.

Las ondas electromagéticas tienen la ventaja demantener sanas todas las células existentes en nues-tros cuerpo, así como de regenerarlas. Como las célu-las existentes en nuestro organismo se cuentan pormillares, cada una de ellas dedicada a una tarea muyespecífica, tendremos que "recargarlas" todas y preci-samente eso es lo que hace la magnetoterapia.

Los científicos que han realizado investigacionessobre dichas células, además de determinar el valor desu tensión, han comprobado también que cada una deellas, si es excitada por una frencuencia bien determi-nada, se autorrecarga, al igual que, en electrónica, sepuede recargar mediante un alimentador una bateríade níquel-cadmio o la batería de un coche.

Las frecuencias de recarga de estas células oscilandesde un mínimo de 27MHz hasta alcanzar un máximode 250MHz. Hay células que sólo necesitan 27MHzpara recargarse, otras necesitan 27,5MHz -28MHz-29MHz, etc., mientras que otras sólo se recargan sireciben 200MHz o bien 245-250MHz.

En la práctica, es como si en nuestro cuerpo exis-tieran millares de receptores, sintonizado cada uno enuna frecuencia apropiada para desarrollar una funciónespecífica. Por esta razón, para lograr los resultados,necesitamos un pequeño transmisor que sea capaz degenerar impulsos de AF, que puedan cubrir toda lagama que nos interesa, partiendo de un mínimo de27MHz hasta llegar a un máximo de 250MHz.

De esta forma, todas las células de nuestro cuerporesultarán excitadas y, de esta forma, las descargadasse recargarán, mientras que las que están a tope decarga, no necesitando energía complementaria, igno-rarán estos estímulos de recarga.

Sabiendo que cada célula, al ser excitada por sufrecuencia de resonancia se recarga con mayor rapi-dez, sólo tenemos que realizar un oscilador de bandacontinua, capaz de generar una señal AF-VHF quecubra todas las frecuencias, desde un mínimo de27MHz hasta un máximo de 250MHz.

En la práctica, la frecuencia de impulsos másempleada es la de 160Hz, aunque los especialistas enmagnetoterapia emplearán las técnicas apropiadaspara cada caso.

Los entendidos afirman que si se trata una enfer-medad con una frecuencia de impulso distinta a la quese precisaría para su sanación, siempre obtendremos

un efecto terapéutico, sin ningún inconveniente. Comoya hemos mencionado, muchos médicos empleansiempre la frecuencia de 160Hz, aunque ellos mismosnos han confirmado que, para los dolores agudos, con-viene comenzar con frecuencias elevadas, es decir:640Hz, para luego bajar, en sucesivas aplicaciones, a320-160Hz, mientras que, en el caso de enfermedadescrónicas, es conveniente emplear frecuencias com-prendidas entre los 40 y los 160Hz.

El circuito eléctrico se muestra en la figura 9. Laseñal AF-VHF generada, para resultar eficaz, no debeser continua sino de tipo impulsivo, es decir: la señalAF-VHF que cubre toda la gama comprendida entre los27 y los 250MHz, dura 60µs aproximadamente, luegocesa y vuelve, tras una breve pausa, durante otros60µs y así sucesivamente, durante todo el tiempo deempleo de esta terapia.

Como no trabajamos con ondas senoidales, sinocon otras mucho más complejas, es decir: ondas cua-dradas moduladas tanto en frecuencia como en ampli-tud, en las salidas de los dos osciladores, encontrare-mos un número infinito de armónicos de gran potencia.

Esta característica no está ligada a la banda pasan-te del transistor, que se refiere siempre y exclusiva-mente a un amplificador en régimen lineal; por consi-guiente, un transistor con una frecuencia de corte de100MHz, si trabaja con ondas cuadradas o distorsiona-das, puede perfectamente generar armónicos hasta eincluso por encima de los 400 - 500MHz.

De los dos osciladores AF-VHF existentes en estamagnetoterapia, uno quedará siempre conectado (verTR4), mientras que el otro (TR3) se podrá conectar oexcluir simplemente accionando el conmutador S2.

Se incluyen dos diodos led de monitor (ver DLI-DL2) para comprobar el funcionamiento correcto de lososciladores. En la salida de los dos osciladores TR3 yTR4, obtendremos, por medio de los condensadoresC10 - C16, la señal de AV-HF, que luego rectificaremoscon los diodos DS1-DS2 y DS6-DS5, con el fin de obte-ner una tensión continua para accionar los osciladoresmonoestables realizados con los Nor IC3/A, IC3/B eIC3/D-IC3/C.

De esta forma, los dos diodos led destellarán a unafrecuencia mínima de 1Hz (un impulso por segundo),cuando empleemos la frecuencia impulsiva más bajade 40Hz y de 12Hz (doce impulsos por segundo), al uti-lizar la frecuencia impulsiva de 640Hz.

Para alimentar el circuito utilizaremos una fuenteque provea 25V estabilizados, con una capacidad decorriente superior a 300mA.

De esta manera, sólo resta recordarles que esteequipo debe ser empleado por personal especializa-do.


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Presentamos varios circuitosque pueden usarse paraestimular o masajear deter-

minadas zonas de la piel pormedio de pequeños pulsos eléc-tricos capaces de producircorrientes por nuestro organismo,mucho más bajas que las quepodrían provocar algún tipo delesión, pero suficientes para pro-ducir un estímulo.

La idea es generar pulsos demedia tensión durante intervalosreducidos, controlados en fre-cuencia para fortalecer los mús-culos, nervios y otras áreas deter-minadas de nuestro cuerpo.

Reiteramos que estos apara-tos deben ser empleados por per-sonas idóneas en el área de lamedicina.

El estímulo es realizado exter-namente, normalmente por mediode dos electrodos en forma dechapas que se colocan en la zonaa ser tratada, tal como se muestraen la figura 1.

En estos aparatos no debe uti-lizarse alimentación directamentede la red eléctrica, ya que podríano existir un límite en la aplicaciónde corriente, lo que ocasionaríadaños físicos. Por otro lado, comolas pilas no son capaces de sumi-nistrar tensiones elevadas, esnecesario la aplicación de circuitosinversores que puedan vencer laresistencia de la piel para producirel requerido estímulo.

Los circuitos inversores que seemplean, trabajan con corrientesmuy pequeñas, evitando las des-

Desde hace unos años, se ha difundido el uso de pequeños estimu -

ladores electrónicos para el tratamiento de dolores musculares,

contracturas y deficiencias en la piel. Además, estudios rea -

lizados en investigaciones, han demostrado que los ani -

males domésticos se reponen más fácilmente de

enfermedades respiratorias cuando son tratados

con estos instrumentos. En este capítulo, presen -

tamos varios proyectos muy sencillos destinados

a la producción de pequeños estímulos eléctricos

para su uso en electromedicina. Si bien no consti -

tuyen un riesgo, recomendamos usarlos con la

asistencia de profesionales médicos.

Figura 1

04) Estimuladores 1/8/10 8:25 PM Página 31

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cargas bruscas en el usuario. Cabe aclarar que los pro-yectos que proponemos son muy sencillos y puedenser utilizados para realizar experimentaciones con elobjeto de acceder a circuitos más complejos que abor-daremos en otras ediciones de Saber Electrónica. Eldispositivo propuesto permite ajustar la tensión de lospulsos a ser aplicados, con lo cual variará la intensidaddel estímulo. Se alimentan con pilas y permiten el ajus-te de la frecuencia de los pulsos hasta algunas cente-nas de Hertz. La intensidad apropiada del estímulo seconsigue con un ajuste externo.

En general, todos los componentes empleados sonfáciles de conseguir en el mercado, pero es conve-niente que arme el proyecto de acuerdo a su disponibi-lidad.

El principio de funcionamiento es bastante sencillo:en primer lugar es necesario elevar el nivel de tensiónde las pilas, obteniendo pulsos de tensión alterna ele-vada. Para ello se emplea un transformador que operacon variaciones de corriente producidas por un conmu-tador comandado por un oscilador.

El oscilador puede ser del tipo senoidal o RC, en elprimer caso, luego de la generación de la señal, sedeberá recortar los picos para obtener pulsos rectan-gulares. Una de las posibilidades consiste en armar unoscilador Hartley, donde el bobinado primario de untransformador actúa como carga del circuito oscilante,de forma tal que ofrezca una realimentación para man-tener las oscilaciones.

Es común emplear transformadores de poder paraestos proyectos donde el bobinado a emplear comoprimario determina las características del oscilador.

En la figura 2, se puede observar el proyecto pro-puesto, en el cual por medio de P1 se puede efectuar

un ajuste fino dela frecuencia dea c t u a c i ó n ,logrando hacercambios másnotorios con laalteración de C2o C3. Es más, sise coloca unallave selectoraen lugar de C2,con la posibilidadde intercalarcapacitores devalores com-prendidos entre1nF y 100nF, sepuede manejaruna amplia gamade frecuencias.

El circuitogenera señalescon tensiones dehasta 400V, confrecuencias que van desde algunos Hz hasta 5000Hz,aproximadamente, pudiendo alimentarse con una bate-ría de 9V o con cuatro pilas comunes (6V).

Se trata de un oscilador que emplea un transistorTIP31, en configuración base común, con un transfor-mador de 220V a 6V + 6V por 500mA. El transistordebe estar dotado de un disipador de calor. El poten-ciómetro P2 permite ajustar la intensidad de los pulsosaplicados.

Ambos potenciómetros pueden ser lineales o loga-


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figura 2:

Semiconductores:Q1 - TIP31C - transistor NPN de potencia

Resistores:R1 - 1kΩP1 - 47kΩP2 - 10kΩ

Capacitores:C1 - 100µF x 12V - electrolíticoC2 - 10nF - poliésterC3 - 47nF - poliéster

Varios:

S1 - interruptor simpleB1 - batería 9VT1 - transformador 220V a 6V + 6V por100mAPlaca de circuito impreso, disipador de calor,soporte para pilas, caja para montaje, peri-llas para los potenciómetros, bornes para loselectrodos, cables estaño, etc

Figura 2


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rítmicos, mientras que los capacitores C2 y C3 debenser de poliéster. C1 es un capacitor electrolítico quepuede ir en paralelo con otro capacitor de 1nF para evi-tar que la señal generada se dirija hacia la batería. Unagregado interesante consiste en la colocación de unLed en serie, con un resistor de 10000 ohm en parale-lo con los extremos del potenciómetro P2. Este Led seencederá cada vez que haya una producción de pul-sos, denotando así el funcionamiento del aparato. Enla figura 4 se muestra el circuito impreso correspon-diente al circuito de la figura 3. Note el agregado delLed indicador de funcionamiento.

Para la prueba de funcionamiento basta con darlealimentación al circuito y mover el cursor de P2 para notener pulsos en los bornes A y B. Deberá escucharseun leve zumbido en el transformador como consecuen-cia del funcionamiento del oscilador, si no es así, varíela posición del cursor de P1 hasta que ello ocurra.

Verificado el funcionamiento del oscilador, coloquedos cables en los terminales A y B con las puntas pela-das. Sujete ambas puntas (sin que se toquen) con losdedos de una mano y mueva lentamente el cursor deP2 hasta sentir una sensación de cosquilleo en losdedos. Haga esta operación lentamente para no tenerun choque brusco que provocaría una sensación desa-gradable.

Cuando sienta un cosquilleo, actúe sobre el cursor

de P1 verificando cambios en la sensación percibidacomo consecuencia de la variación de frecuencia deloscilador.

Esto es todo, comprobado el funcionamiento sólobasta con colocar los electrodos adecuados para serpuesto en práctica por una persona idónea. De másestá decir que no se trata de un circuito profesional nimucho menos. Una configuración más adecuada parauso profesional la hemos propuesto en SaberElectrónica Nº 88 edición Argentina y en futuras edicio-nes publicaremos una configuración digital de mejoresprestaciones.

Un Masajeador de Mejores Prestaciones

La idea es generar pulsos de media tensión duran-te intervalos reducidos, controlados en frecuencia parafortalecer los músculos, nervios y otras áreas determi-nadas de nuestro cuerpo. Reiteramos:

“Estos aparatos deben ser empleados por personas

idóneas en el área de la medicina”.

Como mencionamos, el estímulo es realizado exter-namente, normalmente por medio de dos electrodos enforma de chapas que se colocan en la zona a ser tra-tada.

La cantidad de electrodos puede exceder a dos y elnúmero depende del profesional que realice el trata-miento.

En estos aparatos no debe utilizarse alimentacióndirectamente de la red eléctrica, ya que podría no exis-tir un límite en la aplicación de corriente, lo que oca-sionaría daños físicos. Por otro lado, como las pilas noson capaces de suministrar tensiones elevadas, esnecesario la aplicación de circuitos inversores que pue-dan vencer la resistencia de la piel para producir elrequerido estímulo.

Cabe aclarar que el circuito de este estimulador esmuy sencillo y puede ser utilizado para realizar experi-mentaciones con el objeto de acceder a circuitos máscomplejos. El dispositivo propuesto permite ajustar latensión de los pulsos a ser aplicados, con lo cual varia-rá la intensidad del estímulo.

Se alimenta desde la red eléctrica y permite el ajus-te de la frecuencia de los pulsos hasta algunas cente-nas de hertz. La intensidad apropiada del estímulo seconsigue con otro ajuste.

En general, todos los componentes empleados sonfáciles de conseguir en el mercado, pero es conve-niente que arme el proyecto de acuerdo a su disponibi-lidad. Los electrodos a emplear puede ser cualquiera

ESTIMULADORES MUSCULARES

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Figura 3


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de los que se consiguen en elmercado, incluso puede realizarprueba con “botones” descarta-bles de los que se emplean enelectrocardiogramas, aunque loideal es utilizar electrodos dondela zona eléctrica sea del mismotamaño de la zona a tratar.

El principio de funcionamientoes bastante sencillo: en primerlugar es necesario acondicionar latensión de la corriente eléctrica, obteniendo pulsos detensión alterna elevada pero aislados de la red. Paraello se emplea un transformador que opera con varia-ciones de corriente producidas por un conmutadorcomandado por un oscilador.

Es común emplear transformadores de poder paraestos proyectos donde el bobinado a emplear comoprimario determina las características del oscilador.

En la figura 4, se muestra el esquema eléctrico delmasajeador de un solo canal, que es utilizado tambiénpor acupunturistas para estimular determinadas zonasasociadas a una dolencia o falencia física. Se trata deun dispositivo que permite un masaje continuo o tem-porizado y que posibilita variar la intensidad de los pul-sos aplicados, la frecuencia y el ciclo de actividad. Eneste caso, la fuente de energía se construye a partir dela red eléctrica y no es necesario el uso de un transfor-mador elevador, dado que se trabaja con un transistorde salida para altas tensiones del tipo BU208, como elmostrado en la figura 5.

La temporización del masaje se consigue por mediode un 555 actuando como oscilador monoestable dis-

parado por un pulsador normalabierto; el tiempo puede ser varia-do si, en lugar de un resistor de1M5 (R2), se colocara un potenció-metro de 2M5, tanto lineal comologarítmico.La señal a ser utilizada se consi-gue con un segundo 555, cuya fre-cuencia se varía a partir de unpotenciómetro de 100kΩ (VR1) y elciclo de actividad por medio de otro

555, también en configuración astable.Note que en este circuito se pueden incluir Leds

indicadores para saber cuándo el aparato está en fun-cionamiento, si se encuentra en tratamiento temporiza-do o continuo, etc. En la figura 6, se da una sugerenciade circuito impreso para el masajeador. Note que eneste PCB el transistor BU208 se conecta fuera de él, esdecir, debe conectarlo por medio de cables, utilizandoel esquema de la figura 7 para guiarse. En la placa lospotenciómetros también figuran como “pre-sets”; Ud.debe colocar los potenciómetros en el gabinete yconectarlos por medio de cables a la placa de circuitoimpreso.

Si no quiere comprar electrodos, para realizarmasajes pueden fabricarse electrodos circulares cons-truidos con goma conductora con un diámetro de unos5 cm. Los electrodos pueden ser uno o varios y cuan-do se conecten más de uno, deben estar en paralelo.

Luego, estos terminales deben ser aplicados en laszonas a tratar. Reiteramos que, si bien el uso de estosmasajeadores no entraña un gran riesgo para la salud,cuando son manejados por personas no idóneas pue-


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Figura 4

Figura 5


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den entorpecer algún trata-miento que se esté realizandoen forma paralela.

La fuente de alimentaciónsugerida se muestra en la figu-ra 8. Note la inclusión de dostransformadores, uno de aisla-ción y el otro con secundario de12V. Para esta fuente no seprovee la placa de circuitoimpreso porque su diseño essencillo y hasta se puede armaren “araña”.

La figura 9 muestra un tipode electrodo comercial econó-mico. Las puntas de salida delmasajeador deberán tener

“botones” de conexión adecua-dos para “prender” facilmente alos conectores.Una vez armado el aparato,para verificar su funcionamientotoque los cables de salida condos dedos de una mano, esdecir, sujete las puntas dondedebería colocar el electrodo (sinque se toquen) con los dedosde una mano, accione SW2 ymueva lentamente el cursor deVR3 hasta sentir una sensaciónde cosquilleo en los dedos.Aconsejamos tener SW1 enposición “directa” de modo quehaya tensión a la salida siempre


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Figura 6

Figura 7


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que SW2 esté apretado y no actúe el temporizador IC1.Haga esta operación lentamente para no tener un cho-que brusco que provocaríauna sensación desagradable.

Cuando sienta un cosqui-lleo, actúe sobre el cursortanto VR2 como de VR3, veri-ficando cambios en la sensa-ción percibida como conse-cuencia de la variación de fre-cuencia del oscilador. Estoes todo, comprobado el fun-cionamiento sólo basta concolocar los electrodos ade-cuados para ser puesto enpráctica por una persona idó-nea.

Por último, en la figura 10se puede apreciar una vistade la placa ya armada.

Un Estimulador Portátil

El prototipo que describiremos

se puede utilizar para efectuar

masajes por medios eléctri -

cos. Sirve, por ejemplo, para

estimular plantas, ayudando a

mejorar su crecimiento, o para

aplicaciones en ensayos de

laboratorio. Debe evitarse su

uso para fines terapéuticos.

Este sencillo aparato generapequeños estimulos eléctricosque pueden ser utilizadospara "masajear" zonas con-tracturadas o flácidas, asícomo también, para aliviardolencias musculares y hastaexperimentar con el creci-


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Figura 8

Figura 9


figura 4

IC1, IC2, IC3 - NE555, circuitos integra -

dos temporizadores.

IC4 - Conector de salida para los elec -

trodos.

Q1 - BC548 - Transistor NPN de uso

general.

Q2 - BU208 - Transistor de salida de alta

tensión (debe conectarse fuera de la pla -

aca de circuito impreso, preferiblemente

con un disipador de calor).

VR1, VR2 - Potenciómetros de 100k

lineales.

VR3 - Potenciómetro de 50k lineal.

R1 - 10k

R2 - 1,5M (ver texto).

R3 - 10k

R4 - 22k

R5 - 10k

R6 - 47k

R7 - 100k

R8 - 4,7k

R9 - 47k x 1W

C1 - 10µF x 25V - Electrolítico.

C2 - 0,22nF - Poliéster o cerámico.

C3, C4, C5, C6 - 0,1nF - Poliéster o

cerámico.

SW1 - Llave inversora simple.

SW2 - Pulsador normal abierto.

Varios:

Placa de circuito impreso, gabinete

para montaje, disipador para el tran -

sistor de salida, fuente de alimenta -

ción de 12V y 120V (ver figura 5),

cables, perillas para los potenció -

metros, etc.


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miento de plantas o el desarrollo de animales domésti-cos.

Este dispositivos puede ser alimentado con pilas ouna pequeña fuente de alimentación, produciéndopicos de hasta 500V, pero con muy baja capacidad decorriente, incapaces de producir daños y/o traumatis-mos. Aun así, se recomienda no armar este aparatocon fines terapéuticos o por personas que no sonentendidas en la materia.

En cada tratamiento, se debe ajustar la intensidad yfrecuencia de los pulsos generados, razón por la cualdeberán manipularlo personas idóneas.

El circuito se muestra en la figura 11 y consiste enun circuito inversor, construido a partir de compuertasCMOS que entregan la señal generada a un transistorde efecto de campo de compuerta aislada. En realidad,

se puede colocar cualquier transistor de efecto decampo, pero el IRF630, presentó un excelente desem-peño.

La primera compuerta del CD4093 funciona comoun oscilador cuya frecuencia y ciclo de actividad puedeser ajustada por medio de P1 y P2.

Conviene ajustar P1 para un determinado ancho depulso y luego variar a voluntad la separación entre losmismos, a través de P2 (en forma externa).

Dos compuertas del CD4093, conectadas en para-lelo, funcionan como "separadoras" e inversoras queentregan la señal de estímulo a la base de Q1.

Este transistor, opera en las zonas de corte y satu-ración, con lo cual, en la salida de este componente setiene un pulso de alta corriente que puede excitar altransformador que, por tener una relación de transfor-


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Figura 10

Figura 11


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mación elevada, entrega en el secundario, pulsos dealta tensión y baja corriente.

La aparición de estos pulso en la salida hará encen-der la lámpara neón, indicando el funcionamiento delaparato. La porción de señal, que será utilizada comoestimulos eléctricos, se regula por medio de P3.

El diseño de la placa de circuito impreso se mues-tra en la figura 12.

Debe tener en cuenta que por no ser una señalsenoidal, el rendimiento del transformador no será ópti-mo.

Masajeador Digital

Se sabe que los animales domésticos se reponen

más fácilmente de enfermedades respiratorias cuando

son tratados con estos aparatos. Propongo el armado

de un estimulador eléctrico de dos canales para su uso

en electromedicina. Si bien no constituyen un riesgo,

recomendamos usarlos con la asistencia de profesio -

nales médicos.

Presentamos un proyecto muy similar al anteriorpero de mayor potencia y que se emplea para estimu-lar o masajear determinadas zonas de la piel por mediode pequeños pulsos eléctricos, capaces de producircorrientes por nuestro organismo, mucho más bajasque las que podrían provocar algún tipo de lesión, perosuficientes para producir un estímulo.

La idea es generar pulsos de media tensión duran-te intervalos reducidos, controlados en frecuencia parafortalecer los músculos, nervios y otras áreas determi-nadas de nuestro cuerpo.

Este aparato debe ser usado por personas idóneasen el área de la medicina.

El estímulo es realizado por fuera, normalmente pormedio de dos electrodos en forma de chapas que secolocan en la zona a ser tratada.

En los aparatos de este tipo no deben utilizarse ali-mentación directamente de la red eléctrica, ya quepodría no existir un límite en la aplicación de corriente,lo que ocasionaría daños físicos. Por otro lado, como


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Figura 12


de la figura 11:

CI1 - CD4093D1, D2 - 1N4148P1 - potenciómetro de 10kΩ lineal.P2 - potenciómetro de 100kΩ linealP3 - potenciómetro de 50kΩ lineal.R1 - 10kΩR2 - 1kΩR3 - 1MΩQ1 - IRF630 o equivalente.T1 - trafo. 220V a 12V x 100mAL- lámpara neón.C1 - 100nF - cerámico.C2 - 100µF - electrolítico x 16V.

VariosPlacas de circuito impreso, gabinetepara montaje, estaño, cables, etc.


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las pilas no son capacesde suministrar tensioneselevadas, es necesaria laaplicación de circuitosinversores que puedanvencer la resistencia de lapiel para producir el reque-rido estímulo.El circuito inversor trabajacon corrientes muy peque-ñas, evitando las descar-gas bruscas en el usuario.El proyecto tiene un oscila-dor construido a partir deun circuito integradoCMOS del tipo CD4093. El circuito se muestra en lafigura 13 y en él se puedeobservar que la frecuenciapuede ajustarse a partir deP1 (ajuste fino), o por elintercambio tanto de C1como de C2. Si en lugar deS1 se coloca una llaveselectora, la banda de fre-cuencias puede ampliarse,si se coloca en lugar de C1varios capacitores de valo-res comprendidos entre47nF y 470nF.Aquí también pueden con-seguirse señales de fre-cuencias comprendidasentre 1Hz y algunos kHz.Este es el circuito de mejorrendimiento, ya que tiene


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Figura 13

Figura 14


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a su salida unFET de potencia,el cual posee unexcelente rendi-miento en latransferencia deenergía hacia elt r a n s f o r m a d o r,con lo cual seconsigue una con-siderable disminu-ción en el consu-mo de energíaresultando un dis-positivo portátil,en el cual unabatería de 9V per-mite su uso prolongado. La disposición de los compo-nentes en una placa de circuito impreso se muestra enla figura 14.

Note que el circuito impreso posee dos canalesidénticos, a tal punto que hasta se han duplicado losnombres de los componentes. Se ha hecho de estamanera para que puedan estimularse dos puntos enforma simultánea.

En general puede ser empleado cualquier FET depotencia con la única salvedad de que pueda drenarcorrientes superiores a los dos ampere. Este compo-nente debe estar provisto de un buen disipador decalor.

El transformador es del tipo de poder con primariode 220V y secundario de 6V por 500mA. Aquí tambiénes conveniente que el circuito integrado vaya montadoen un zócalo dil de 14 patas. Con P1 se ajusta la fre-

cuencia y, conP2, la intensidadde los pulsosg e n e r a d o s .Ambos potenció-metros puedenser lineales ologarítmicos.

Los capacito-res C1 y C2deben ser depoliéster y C3 unelectrolítico para12V.

La prueba de funcionamiento es semejante a loscasos anteriores, razón por la cual no abundaremosen detalles.


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de la figura 14:

Semiconductores:CI1 - CD4093- circuito integradoQ1 - SPM830 o equivalente - FET depotencia

Resistores:R1 - 10kΩR2 - 10kΩR3 - 1MΩP1 - 100kΩP2 - 10kΩ

Capacitores:C1 - 220nF - poliésterC2 - 22nF - poliésterC4 - 1000µF - electrolítico

Varios:S1 - interruptor simple, S2 - interruptorsimple, B1 - batería 9V, T1 - transforma-dor 220V a 6V por 500mA, placa de cir-cuito impreso, disipador de calor, sopor-te para pilas, caja para montaje, perillaspara los potenciómetros, bornes paralos electrodos, cables estaño, etc.


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Principios de Cirugía Eléctrica

Cuando una corriente eléctrica fluye por los tejidosbiológicos, se observan los efectos siguientes (figura1):

a) efecto térmico;

b) efecto farádico;

c) efecto electrolítico.

Efecto térmicoEl tejido se calienta al paso de la corriente, el calor

depende de la resistencia específica del tejido asícomo de la densidad de la corriente y del tiempo deaplicación.

Efecto farádicoLas células sensibles a la corriente eléctrica, como

las de nervios y músculos, son estimuladas. Ese efec-to, llamado farádico, es indeseable cuando se usaradio-frecuencia para la cirugía, y por eso se empleaun método para evitarlo.

Cuando una corriente alternada, de frecuenciasuficientemente alta se usa en la cirugía eléctrica, el

La cirugía es una parte importante de

la medicina curativa o rehabilitatoria,

en la que el médico extirpa anomalí -

as o introduce prótesis, en el sentido

amplio de la palabra.

En el pasado lejano la cirugía estaba

asociada a la intervención en el cuer -

po del paciente por medio de objetos

cortantes. Se desinfectaba con fuego

y los vasos cortados por los escalpe -

los y cuchillas se suturaban aplican -

do hierros calientes. La cirugía era

un procedimiento doloroso.

Con el desarrollo tecnológico y el advenimiento de la electricidad surgieron los prime -

ros cauterizadores calentados por la corriente eléctrica y que aún hoy sirven en las inter -

venciones menores (una punta de platino calentada por la corriente eléctrica).

Con el avance de la tecnología aparecieron los "bisturíes eléctricos" en los que la punta

o extremidad cortante es calentada, no por la corriente que recorre un sector de la hoja,

sino por una corriente de radiofrecuencia que recorre parte del cuerpo humano produ -

ciendo los efectos que veremos a continuación y que permiten no sólo el corte de los

tejidos sino también la coagulación, evitando así las hemorragias.

Figura 1

05) Bisturi 1/8/10 8:27 PM Página 41

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efecto farádico es prácticamente despreciable. Por esarazón las corrientes alternadas de radiofrecuencia parauso quirúrgico tienen frecuencias de más de 300.000Hertz y quien lo genera se denomina bisturí eléctrico.

Cuando se aplica corriente alternada de alta fre-cuencia, la dirección del movimiento de los iones seinvierte periódicamente, de acuerdo con la frecuenciade la corriente, de modo que los iones oscilan virtual-mente en uno y otro sentido de la frecuencia de lacorriente. Por ejemplo, en una corriente de 300.000veces (1/2 ciclo en un sentido y 1/2 ciclo en el opues-to).

Efecto electrolíticoLa corriente eléctrica hace que los iones se despla-

cen en los tejidos biológicos. Con corriente continua, oglavánica, los iones cargados positivamente se dirigenal polo negativo (cátodo) y los iones negativos se diri-gen al polo positivo (ánodo o placa) y la concentraciónintensa de los iones en esos puntos producirá daño enlos tejidos.

Disección Eléctrica:

Utilización del Efecto Térmico

en Cirugía Eléctrica

Existen tres posibilidades de aplicación de efectostérmicos a los tejidos biológicos, de la corriente de altafrecuencia, en cirugía eléctrica.

1) coagulación bipolar;

2) fulguración electroquirúrgica;

3) corte electroquirúrgico.

Se denomina disección eléctrica al proceso por elque un electrodo activo se mantiene en contacto super-ficial o se inserta en el tejido con el propósito de pro-ducir deshidratación o destrucción del tejido.

Cuando la corriente de alta frecuencia fluye por eltejido, las células se calientan y a temperaturas porarriba de 100ºC, el agua contenido en ellas es expeli-da con lentitud y el plasma de la célula coagula, (figu-ra 2)

La disección puede ser del tipo monopolar, con unelectrodo activo, especial, de coagulación (figura 3),como se ve en la figura, que mantiene el contacto conla superficie del tejido.

También la disección puede efectuarse con un elec-trodo tipo aguja (figura 4) que se inserta en el tejidodurante la operación.

Y también puede efectuarse la desecación con unapinza monopolar de coagulación (figura 5) donde la


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Figura 2

Figura 3

Figura 4


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corriente de alta frecuencia circula por la pinza y pasaal tejido. Para la disección monopolar es necesario queel paciente esté en contacto con la placa, denominadaneutra, que proporciona el camino de retorno a lacorriente de radiofrecuencia sin que el paciente sufraefectos físicos o fisiólogicos.

Para evitar que se produzca corte, cuando se efec-túa la disección con un electrodo de corte (tipo lámina,arco de alambre, etc.) es aconsejable que la corrientede radiofrecuencia sea pulsante. Este proceso sedenomina: uso de corriente electroquirúrgica de coa-gulación.

Coagulación bipolarLa disección puede efectuarse también con la téc-

nica bipolar en la que se usa una par de pinzas bipola-res (figura 6). La corriente de radiofrecuencia circulapor una pata de la pinza y luego por el tejido y retornapor la otra pata de la pinza. El sistema de coagulaciónbipolar produce zonas definidas de coagulación. Eneste proceso no se emplea la placa neutra y es impor-tante que haya una buena aislación de tierra a la fre-cuencia de operación, (o sea, la radiofrecuencia), puesla aislación a tierra de la frecuencia industrial de 60hertz no asegura que no haya fuga de corriente de altafrecuencia. Este es un punto muy importante y no esraro que por negligencia de los técnicos y operadores,el paciente sufra quemaduras.

Fulguración electroquirúrgicaCuando se desea proceder a la coagulación de los

tejidos superficiales o de los vasos sanguíneos, se usauna corriente de alta frecuencia que produce pequeñaschispas que, partiendo de un electrodo monopolar acti-vo, llegan a la superficie del tejido (figura 7). Al contra-rio de lo que ocurre en la disección, el electrodo noestá en contacto con el tejido.

Corte electroquirúrgicoEn el proceso del corte electroquirúrgico (bisturí

propiamente dicho) el calor de la corriente de alta fre-cuencia caliente los tejidos tan rápidamente que elagua contenida en ellos se va como vapor dejando unacabidad en la matriz de la célula. El calor es disipadopor el vapor y entonces no se distribuye por el tejido nideshidrata las células cercanas. Cuando el electrodo ocuchillo se aplica sobre tejido nuevo, explotan nuevascélulas y la incisión continúa (figura 8).

La característica general de una corriente de altafrecuencia para corte es la de una onda sinusoidal sinmodulación (figura 9).

En ciertos procedimientos quirúrgicos se desea ungrado mayor o menor de hemostasis y la cirugía puede

BISTURÍ ELECTRÓNICO

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Figura 5

Figura 6

Figura 7


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cambiar ese grado durante el corte de los tejidos. Eneso influyen:

- El perfil del electrodo de corte que se use;

- La velocidad con se usa el electrodo de corte en

el tejido;

- La intensidad de la corriente de alta frecuencia.

Perfil del electrodo de corteCuanto más fino sea el electrodo de incisión, menor

será la coagulación (k) (figura 10) en la superficie delcorte o incisión. Un electrodo de corte tipo lanceta, porejemplo, producirá mayor coagulación que uno decorte fino. Los electrodos de corte y coagulación sonlos de alambre o anillo.

Velocidad de pasaje del electrodo de corteEl grado de coagulación (k) del corte de la superfi-

cie depende también de la velocidad (v) a la se produ-ce el corte (figura 11). Cuanto más lenta es la velocidadde pasaje del electrodo, mayor es la coagulación de lasuperficie.

Intensidad de corriente de alta frecuencia(corriente de RF)

Cuando la intensidad (P) es muy baja (P.mín.< P.ópt.) la incisión puede realizarse lentamente y la coa-gulación en la superficie es mucho mayor. cuando laintensidad de la corriente es alta (P > Pf) se producencentellas entre el electrodo de corte y el tejido y comoresultado de la temperatura elevada, se produce lacoagulación de la incisión llegando hasta el punto deproducir quemaduras. El punto adecuado de intensi-dad P ópt. es aquel en que el grado de coagulación esmínimo.

En el caso de tejidos con alto contenido de agua, lacoagulación de la superficie del corte es menor que enlos tejidos más secos.

El grado de coagulación (K) de las superficiesdurante el corte puede ser influenciado por la modula-ción de la amplitud de la corriente RF. El grado de coa-


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Figura 8

Figura 9

Figura 10

Figura 11


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gulación aumenta con grado de modulación. El gradode modulación puede expresarse matemáticamentecomo el factor de cresta o pico (C).

La característica esencial de una corriente adecua-da es de RF pulsante (figura 13).

Por la combinación de los cinco parámetros pre-sentados más atrás, es posible obtener el tipo de cortey hemostasis adecuado para cada intervención (figura14).

La potencia para bisturíes bipolares es del orden de50 watt y para bisturíes monopolares, del orden de 200watt, para coagulación. Para corte, la potencia puedellegar a 400 watt.

Actualmente hay bisturíes totalmente de estadosólido. Lo mismo no ocurre en los aparatos de diater-mia ya que la "carga" para efectos diatérmicos, siendovariable, obligaría a un sistema de protección de laetapa de salida que lo haría sumamente costoso. Lasválvulas poseen un "factor interno" por el que las alte-raciones de la carga no producen destrucción de lamisma, como ocurre en los transistores.

En los bisturíes, ese aspecto es más simple y hoydía todos los electromédicos de esta naturaleza sontransistorizados como es el caso del ERBET 400 cuyoesquema publicamos.

A esta altura algunos lectores estarán pensandopor qué este capítulo se dirige tanto a los aspectosmédicos del bisturí eléctrico es un aparato que debeestar en condiciones básicas de ajuste del aparato. Escomo un conductor inmejorable que no sepa nada demecánica y no por eso deja de ser un as... de estemodo, todo lo que se dijo tiene importancia para el téc-nico que usa, ajusta y construye los bisturíes eléctri-cos. Sabiendo como actúa el equipo, estará en condi-ciones de colaborar con el usuario (casi siempre uncirujano) para que obtenga el mejor resultado.

Hasta ahora tratamos la punta o lado activo del bis-turí. Una parte igualmen-te imporante es la placaneutra, de metal, que esun requisito esencialpara el buen éxito deluso del bisturí monopo-lar. Toda la corriente dealta frecuencia (RF) quepasa por el pacientedurante la operación conbisturí eléctrico, debeextraerse mediante laplaca neutra para queretorne al equipo. Elcamino en el pacientees: punta del bisturí, inci-sión en el paciente, con-junto de tejidos del cuer-po del paciente (por el


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Figura 12

Figura 13

Figura 14


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camino máscorto) hasta laplaca neutra,mediante el cableconectado a lamisma y al equipode retorno. De ahíla importancia dela placa neutra. Sise colocara enforma incorrecta,la corriente de RFfluirá desde elpaciente a losobjetos cercanosque sean conduc-tores (mesa metá-lica, compresashúmedas y otros)produciendo que-maduras, debidoa la intensacorriente, en elárea de contactodel paciente. La placa neutra debe tener ampliasdimensiones y hacer contacto total con el paciente. Encaso contrario se transformará en una especie desegundo bisturí y producirá quemaduras, a veces gra-ves. El técnico debe cuidar que las placas neutrasestén bien pulidas, sin dobleces ni arrugas. El pulido dela superficie debe ser como el de un espejo brillante.

La superficie de conducción de una placa neutradebe ser por lo menos de 180 cm2 y debe colocarsecomo indica la figura 15 en la que se muestran las 4posiciones clásicas para cirugíacon bisturí eléctrico. En algunoslugares se usa colocar la placaneutra en los glúteos del paciente.Esto tiene varios inconvenientes,inclusive el de la dificultad de ase-gurar un buen contacto durante laoperación, si es que el paciente seha movido un poco. Las posicionesindicadas en la figura 15 son lasque recomiendan entidades médi-cas, y el técnico debe conocerlasporque el desempeño de equipo essu responsabilidad. El médico y eltécnico deben trabajar sincrónica-mente porque, si bien el resultadode la operación se atribuye almédico, no puede determinarsecon exactitud donde termina la fun-

ción de técnico y comienza la del médico en este terre-no polémico. Por eso dimos tantos detalles referentesa esa "tierra de nadie".

En la figura 16 se ve el esquema de un bisturí eléc-trico comercial. Se trate del ERBET 400, fabricado porla Erbe Elektromedizin, de Tubingen, Alemania Federal.Es totalmente transistorizado y pueden apreciarse losdetlles de ingenio para superar las limitaciones de loscircuitos de RF de estado sólido para las cargas varia-bles de salida, como dijimos más atrás.


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Figura 15

Figura 16, parte A


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Figura 16, parte B

Figura 16, parte C


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Figura 16, parte G

Figura 16, parte F

Figura 16, parte E

Figura 16, parte D

Figura 16, parte H


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El Electrocardiograma

El bombeador del sistema circulatorio sanguíneo,o sea, el corazón, debe ser controlado minuciosa-mente, ya que como todos sabemos, si el mismo dejade latir, aunque sea unos pocos minutos, el resultadoes la muerte. Esto se debe a que los tejidos del cuer-po humano no pueden continuar funcionando si losmismos están privados de combustible, en especial elcerebro, ya que todos necesitan su cuota de oxígenoen la sangre.

Para saber cómo está traba-jando el corazón, necesitamossaber si su mecanismo estáintacto y cuánta sangre bombeaen un tiempo determinado.Estas medidas, como muchasotras necesarias para investigarun organismo, no son muy fáci-les de realizar a partir de la parteexterna del cuerpo y deben con-cretarse por medios indirectos.

Una forma de obtener evi-dencias sobre el funcionamiento

del corazón consiste en registrar algunas de las seña-les eléctricas que acompañan la contracción del mús-culo cardíaco. El registro y examen de estas señalesse llama electrocardiografía (ECG), y es una de lastécnicas de diagnóstico más utilizadas. Cada céluladel músculo cardíaco constituye una batería sodio-potasio, internamente negativa y positiva por fuera.Cuando el músculo se contrae estas células cumplenun ciclo de polarización-repolarización y generan unaseñal eléctrica suficiente (debido a la cantidad decélulas) para poder medir su tensión en la superficie

de la piel.Estas tensiones son captadaspor medio de electrodos metá-licos colocados en partesestratégicas del cuerpo, luegose amplifican y se realiza untrazado gráfico que común-mente llamamos "electro".En la figura 1, podemos veruna forma de onda basada enlos factores amplitud y tiempo,tal como se obtiene práctica-mente. La duración de un ciclo

El corazón debe ser controlado minuciosamente desde el

momento mismo de la gestación. Es normal que una

mujer embarazada se realice "monitoreos" con el fin de

comprobar el buen estado de la placenta, el ritmo cardí -

aco y si existen posibilidades serias de sufrimiento fetal.

En un adulto, un electrocardiograma puede prevenir

enfermedades relacionadas con este órgano. En este

capítulo describiremos algunos instrumentos que son

empleados por profesionales médicos para prevenir y/o

detectar afecciones cardíacas.

Figura 1

06) Electro corazon 1/8/10 8:32 PM Página 49

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es de 600 milisegundos, y la amplitud de más o menos1 milivolt. La terminología médica, para facilitar lacomunicación, usa determinadas letras para cada sec-ción de la forma de onda. La onda P es el resultado dedespolarización de la aurícula derecha. El sector QRS(llamado complejo QRS) es una onda aguda resultan-te de la repolarización de la aurícula y que es simultá-nea con la despolarización del ventrículo. La repolari-zación del ventrículo genera la onda T. Posteriormentealgunos pacientes presentan otra onda de baja ampli-tud llamada U. Conociendo cómo se producen estasondas, los médicos pueden determinar si el corazóntrabaja normalmente y de no ser así, analizar qué parteanda mal.

Electrónicamente, el análisis sería éste: estamos enpresencia de ondas complejas, que tienen su frecuen-cia fundamental y armónicas y que, para ser estudia-das correctamente, precisan equipos especiales. En unpulso de 60 latidos, la fundamental es de 1Hz y hayotras frecuencias por debajo de los 100Hz. La tensióntan baja que sensibiliza los electrodos crea problemasnuevos, no conocidos en las técnicas audiovisuales.Deberán utilizarse amplificadores diferenciales deentrada, filtros de inducción alternada y alta ganancia.

Las Presiones Cardíacas

Como ya dijimos, el corazón humano es una autén-tica bomba hidráulica para mantener la circulación dela sangre en todo el cuerpo. Sin embargo, el análisisdel corazón como una bomba presenta problemas queno son comunes en la ingeniería práctica. Dado que elcorazón no es de cómodo acceso, las medicionesdirectas de las variaciones que interesan no son muyfáciles. Para evitar las alteraciones de comportamientodel corazón, se hace necesaria una exposición delórgano, y si hay que administrar anestésicos, se haceperfectamente con nuevas técnicas electrónicas. Estaspermiten un estudio continuo de los parámetros bási-cos de la función cardíaca y el trazado de curvas fun-cionales. La mejor forma de analizar una bomba esanalizando estos tres parámetros básicos: dimensio-nes, presión y flujo. Hoy estudiaremos la presión.

Los transductores de presión industriales son sufi-cientemente sensibles para el registro de las presionesdentro de las cavidades cardíacas. Pero no pueden serinstalados dentro del tórax, por su tamaño, su peso y laposibilidad corrosiva de los líquidos del cuerpo. Paraevitar estos problemas se construye un pequeño trans-ductor de presión, consistente en un transformadordiferencial, el que se coloca en las proximidades delpaciente en estudio. Las diferencias de presión, que

actúan sobre la membrana, desplazan el núcleo deferrite del transformador diferencial, produciendo undesequilibrio eléctrico. La salida resultante se amplifi-ca, y modula en un amplificador a la portadora, trazan-do una curva continua sobre el papel.

La figura 2 muestra el transductor y la forma deonda de la presión en el ventrículo izquierdo. Si tuvieraque medir la presión en un vaso sanguíneo accesibledesde la superficie del cuerpo, la conexión puedehacerse con una aguja hipodérmica que es conectadadirectamente al transductor. Si la cavidad no es fácil-mente accesible, como el propio corazón, tendrá queusarse un tubo plástico, cuyo extremo se empuja hastael lugar en el cual se quiere medir la presión. Estostubos, llamados "catéteres", tienen un diámetro queoscila entre una fracción de milímetro y dos o tres milí-metros.

Como el transductor es un manómetro de membra-na, las presiones aplicadas producen movimientos dela misma, en respuesta a las variaciones de presión. Siel catéter fuera fino y largo, aparecerán limitaciones ala respuesta en frecuencia, que deberán ser tenidas encuenta. Las presiones de la sangre se encuentran en laregión de los 100 a 200 mm de mercurio.

La cámara del medidor y el catéter normalmente sellenan de un líquido acuoso que contiene anticoagulan-te. Para evitar alteraciones en las mediciones, es pre-ciso excluir del líquido todas las burbujas de aire.

Si el catéter debe permanecer dentro del sistemacirculatorio por algún tiempo, es práctica de rutinaenjuagar todo el sistema con el líquido que contieneanticoagulante, a intervalos de tiempo bastante fre-cuentes. Un progreso para la medición de la presiónsanguínea, consiste en colocar el transductor bien cer-cano al catéter, o sea, en el propio lugar donde se hacela medición. Esto evita las dificultades de enjuague yde la eliminación de las burbujas de aire, porque deese modo no existe resistencia hidráulica entre elpunto de medición y el diafragma del transductor. Peroen cambio está la dificultad del precio del catéter espe-cial y su rápida destrucción con el uso diario.

El Cardioestimulador

Se dice que el corazón de un enfermo vibra o fibri-


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Figura 2


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la, cuando hay una falta de sincronización entre lascontracciones auriculares y las ventriculares, o falta dearmonía necesaria para un correcto bombeo sanguí-neo.

Este cuadro se puede presentar como una enfer-medad en las personas de edad, o ser consecuenciade algún proceso operatorio.

No se descarta un accidente producido por electri-cidad, como recibir una descarga.

La vibración o fibrilación auricular, puede ser con-trolada, pero la fibrilación ventricular implica una gra-vedad que atenta contra la vida del enfermo. En estosaccidentes, se debe actuar con mucha rapidez, usandoel desfibrilador, que es un aparato electrónico con elcual se aplican choques eléctricos de duración e inten-sidad regulables. Ese instrumento no puede faltar enninguna sala de cirugía o centro de cuidado intensivo(UTI).

Una fibrilación provocada por accidente se suprime,paradójicamente, y en una mejor foma, por una des-carga eléctrica.

Este choque de alta tensión alterna, entre 110 y250V, es de alta intensidad. Aunque no haya dosis típi-cas, se aconseja una intensidad de 1,5A, con una dura-ción de aplicación de 1 ó 2 décimos de segundo.

Lo más importante es la cantidad de corriente a tra-vés de la masa cardíaca, que debe ser apenas sufi-ciente para que despolarice las fibras y permita que elcorazón reinicie su actividad sincronizada con el mar-capaso.

Las "cifras" que hemos indicado pueden tenervariaciones, porque hay un elemento cuyo valor seignora y es la resistencia eléctrica ofrecida por el pro-pio corazón, que se supone es de unos 50 ohm.

Para evitar quemaduras o lesiones peligrosas, esimportante que los electrodos estén en contacto contoda la superficie sobre la que se los apoya.

Una variante de estos instrumentos, no reconocidapor la medicina alopática o, al menos, no ampliamenteutilizada, es el bifeedback, que si bien establece unarelación entre las ondas cerebrales y la corriente quehace circular el aparato, normalmente altera el ritmocardíaco para tener menos fluctuaciones y mayor ener-gía de "bombeo". aunque no sea ampliamente difundi-do como instrumento de electromedicina, nos ocupare-mos de él más adelante.

Electrocardioscopio y

Electrocardiógrafo

Uno de los elementos más usados, aún en nuestrosdías, para controlar el estado de los pacientes, es el

grabador con cinta de papel (electrocardiógrafo). Peroeste sistema no es el más adecuado para controlesprolongados, como por ejemplo en las salas de terapiaintensiva, ya que allí el control debe ser continuo ydurará como promedio varios días. En estos casos, lomás indicado es el uso del osciloscopio o cardioscopio.Este instrumento muestra en su pantalla el electrocar-diograma del paciente. Se lo puede comparar, sinentrar en detalles, con un pequeño televisor, y debeestar colocado en la cabecera del enfermo que se tienebajo observación.

La pantalla donde se ve el electrocardiograma esun tubo catódico cuyo cañón emite un haz de electro-nes. Al golpear la pantalla fluorescente, su energía seconvierte en luz, en el lugar del impacto. La ventaja deltubo catódico es que puede moverse en ambos senti-dos, horizontal y vertical. Esto se realiza por medio decampos magnéticos, creados por unas bobinas llama-das deflectoras o "yugos".

El movimiento del punto luminoso a través de lapantalla se llama "barrido". Al final de cada barrido, hayun retorno rápido o retroceso invisible. A medida queejecuta el barrido horizontal, recibe una deflexión verti-cal provocada por las señales del electrocardiograma uotra señal vital. Como su velocidad de barrido es deunos 25 mm por segundo, se pueden observar varioscomponentes de electrocardiograma.

El fósforo de estas pantallas osciloscópicas tieneuna particular de "larga resistencia" mediante la cualpuede observarlo el trazado. La pantalla puede ser cir-cular o cuadrada, según el fabricante, y el área visiblees de 10 cm. Algunas veces, la pantalla está protegidapor algún plástico transparente y lleva grabada unaretícula que permite leer directamente la frecuenciacardíaca u otro dato interesante, como valores de pre-sión, etc.

El Biofeedback

Tal vez algunos, muy ortodoxos, se escandalicenpor esta incursión en un campo en el que se da bas-tante el charlatanismo; sin embargo, justamente con el"biofeedback" o retroalimentación biológica "dicen" quese están logrando en EE. UU. resultados concretospara ayudar a pacientes de hipertensión, por ejemplo,a dominar su problema. Es innegable que los misteriosde la mente explorados con ayuda de la electrónicaofrecen un fascinante campo de trabajo para muchosinvestigadores serios.

Sin embargo, por más simple que pueda parecer,no basta la conexión de electrodos a un individuo paraque podamos estudiar lo que pasa en su interior.

ELECTROCARDIÓGRAFOS

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Además de existir el peligro de aplicaciones indebidasde potenciales que puedan ser peligrosos para su inte-gridad, existe también el problema de saber qué captarcon estos electrodos y qué hacer en los experimentos.

El "biofeedback" es actualmente uno de los méto-dos para integrar la electrónica al individuo con expe-riencias interesantes que permiten no sólo la observa-ción inmediata de sus efectos sino también la posibili-dad de controlar la experiencia uno mismo.

Básicamente se pretende que Ud. pueda controlarlas pulsaciones de un led con un ritmo que se aproxi-ma a las ondas alfa, y con esto obtener una relacióncasi total que permita que el corazón "bombee" conuna armonía perfecta.

¿Qué es el "biofeedback"?

Los estados emocionales y físicos de un individuoprovocan también la manifestación de fenómenos eléc-tricos. La contracción o relajación de músculos, o laconcentración en una tarea, son responsables por laaparición de tensiones eléctricas que pueden ser acu-sadas con cierta facilidad por instrumentos electrónicossensibles (figura 3). Además de las tensiones eléctri-cas que se manifiestan, existen alteraciones en laresistencia de la piel que son justamente aprovecha-das para el funcionamiento de los denominados detec-tores de mentiras.

Las alteraciones de estos potenciales o resistenciasdetectadas externamente sirven apenas para tener unaidea de lo que pasa en nuestro organismo.

Estas variaciones de potenciales indican que siem-pre que ocurre una acción en nuestro organismo, seapara contraer un músculo o para distenderlo, al mismotiempo vuelve a nuestro cerebro una información sobreel modo en que esta acción está siendo ejecutada.

Cuando apretamos un objeto para quebrarlo, almismo tiempo que los músculos reciben del cerebro laorden de contracción, el cerebro recibe de los órganosdel tacto la información sobre la presión que se estáejecutando en un proceso de retorno.

En muchos procedimientos, el proceso natural de lainformación es insuficiente para posibilitar con facilidadun control de lo que ocurre.

Es lo que sucede en la relajación, donde cualquierruido ambiental, cualquier distracción imposibilita ladescontracción total, y esto sólo se consigue con unentrenamiento muy grande que permite obtener altosgrados de concentración.

Esta concentración se podría obtener con más faci-lidad si el cerebro del individuo recibiera un retornoreforzado que imposibilite la acción de factores que lodistraigan, consiguiendo con esto los efectos desea-dos.

Lo que tenemos entonces es una realimentación deseñal que permite al individuo recibir de vuelta infor-maciones sobre una determinada acción. Esta acciónpuede ser una tensión muscular, una relajación o cual-quier otra cosa que se pretenda. Este proceso de rea-limentación o "feedback" con individuos o incluso conplantas ofrece un campo interesante de investigación.

Ud. se preguntará que tiene que ver esto con eltema propuesto en este capítulo: "Medicina delCorazón". Pues bien, le ofrecemos una herramientapara experimentación que permite que una personaque sufra afecciones cardíacas se encuentre tranquiloy sin sobresaltos.

Como la realimentación es un reflejo de un procesoque ocurre en el individuo y puede ser detectado fácil-mente, externamente, el investigador tiene un accesomucho mayor al objeto de investigación, y permite ade-más que el investigado controle también la experien-cia.

En la figura 4 mostramos en un diagrama en blo-ques nuestro "biofeedback" y explicamos su funciona-miento. Electrodos que pueden ser colocados en la pieldel paciente, detectan variaciones de su resistencia,las cuales son enviadas a un circuito amplificador sen-sible.

Este circuito controla la frecuencia de un oscilador,convirtiendo por lo tanto variaciones lineales de resis-


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Figura 3

Figura 4


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tencia en variaciones de número de impulsos produci-dos. Se trata por la tanto de un conversor analógicodigital que utiliza un transistor unijuntura.

En este circuito la frecuencia básica de los impulsos

producidos es determinadapor el capacitor C. Paraobtener bandas de impulsosque pueden ser aplicadas enexperimentos diversos, seusan dos capacitores dife-rentes, los cuales puedenser cambiados mediante elsimple accionamiento deuna llave.Los impulsos de este circuitoque varían en la proporciónde 1 cada 2 ó 3 segundos,para el funcionamiento máslento y hasta 4 ó 5 porsegundo, en el funciona-miento más rápido son usa-

dos para disparar un SCR.El SCR (diodo controlado de silicio) funcionacomo un interruptor que puede usarse paraaccionar una lámpara, o si el lector prefiere, unacampanilla.Este es, por lo tanto, el eslabón final del aparatoque proporciona la señal de realimentación alpaciente. Una característica importante del apa-rato es la seguridad de su funcionamiento. El cir-cuito es alimentado por la red local, estando porlo tanto sujeto a potenciales elevados y peligro-sos. Para evitar el problema de choques, los elec-trodos son conectados al circuito por medio deresistencias de valores muy altos que funcionancomo limitadores de corriente. Con estas resis-tencias, la corriente que circula por los electrodosy, por lo tanto, por el paciente, es reducida a unvalor muy bajo, insuficiente para causar choquesy por eso no presentará peligros. Está claro que,incluso con esta protección, se debe tener elmáximo de cuidado con su uso, como ya explica-remos oportunamente. En la figura 5, damos elcircuito completo del "biofeedback" con los valo-res de los componentes. La placa de circuitoimpreso aparece en la figura 6.Para la confección de los electrodos tenemos dosopciones que se muestran en la figura 7. La pri-mera se hace con una placa de circuito impreso osi el lector desea el contacto de dos manos, condos placas separadas. La segunda se hace usan-do dos trozos de lata o bien hojas de cobre pega-das o clavadas sobre una base de material ais-

lante, como por ejemplo, madera. Los cables de cone-xión de los electrodos al aparato no deben tener másde medio metro y sus puntas deben llevar soldadasfichas banana.


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Figura 5

Figura 6


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Con los electrodoslistos, revise todo elmontaje para des-pués hacer una prue-ba de funcionamien-to. Para usar el apa-rato proceda delsiguiente modo:Una vez ajustadopara operar, siénteseen una silla apoyan-do sus manos en elelectrodo. Trate derelajarse al máximo ysin mover el brazo ola mano haga que elritmo de los guiñosse modifique segúnsu voluntad (comolámpara coloque unfoco de unos 15W decolor azul preferente-mente, aunque luegopuede variar el colorcon fines de investi-gación). Manténgasetranquilo, y tal vez leayude ir contandolentamente los gui-ños. Cuando hayalogrado lo que sepropuso, habrá con-

seguido un control más perfecto de sí mismo, con unarelajación profunda.

El Estetoscopio

Un amplificador muy sensible puede tener muchasutilidades, tales como, por ejemplo, la investigación deruidos extraños que aparezcan en mecanismos delica-dos, como los usados en grabadores de cinta, micro-computadores, robots, etc. Sin embargo, el aparatoque describimos puede ser empleado con fines médi-cos, dado que permite detectar con claridad los soni-dos emitidos por el corazón, el incluso detectar ano-malías, tales como "soplos", "comunicaciones intraven-triculares", "arritmias", etc.

El circuito que presentamos usa dos integrados ytiene una sensibilidad muy grande.

La enorme sensibilidad y excelente potencia desalida que llega a los 150mW en los audífonos es debi-da al uso de dos integrados especiales. Uno de ellos es

el TDA7050 en cubierta DIL de 8 pins y que no exigecomponentes externos. El otro es un CA3140, unamplificador operacional con FET de elevado desem-peño que funciona como preamplificador. Las principa-les características eléctricas son:

Tensión de alimentación: 3V

Corriente de reposo: 2mA (tip)

Potencia de salida: 150mW (32)

Impedancia del micrófono: 200 a 600

Las señales captadas por un micrófono dinámicode 200 a 600 ohm son llevadas a un amplificador ope-racional con FET del tipo 3140 cuya ganancia es fijadapor el resistor de realimentación R.

La señal amplificada es aplicada a través de C1 ydel control de volumen P1 a la entrada del amplificadorde audio TDA7050.

El TDA7050 está formado por dos amplificadoresque pueden ser usados separadamente o bien sermontados en puente. En la aplicación en puente obte-nemos una potencia que llega a los 150mW con sólo3V de alimentación y carga de 32 ohm, pero sus entra-das deben ser conectadas juntas.

Las entradas no usadas son puestas a tierra, comoen el caso de los pins 2 y 4.

El transductor que recibe las señales de audio parala reproducción debe ser un audífono cuya impedanciadebe estar entre 32 y 64 ohm. Recomendamos la utili-zación de un audífono estéreo. Cada uno de los repro-


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Figura 8

Figura 7Lista de Materiales del cir -

cuito de la figura 5:

SCR1 - TIC 106D o MCR106Q1 - BC548Q2 - 2N2646D1, D2 - 1N4002R1 - 10kΩ x 10WR2 - 2k2 x 5WR3 - 1MΩR4 - 470kΩR5 - 5k6R6 - 470ΩR7 - 1kΩR8 - 4k7R9, R10 - 220kΩC1 - 220µF x 25VC2 - 1µF x 16VC3 - 10µF x 16VC4 - .001µFP1 - Pote de 5MΩ común.S1 - Interruptor simple.S2 - 2 polos, 2 posiciones.L1 - Lámpara de 15W o led de 5mm en serie con un resistor de150kΩ.

Varios: placa de circuito impreso,cables, soldadura, caja para mon-taje, etc.


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ductores tiene suconexión en serie, demodo que tendremosla reproducciónsimultánea y elaumento de impedan-cia para niveles quepermitan una buenaaudición.En la figura 8 tene-mos el diagramacompleto del estetos-copio. El montaje delaparato puede hacer-se en una placa decircuito impreso uni-versal. Sugerimos lautilización de zócalosDIL para los integra-dos.

Para hacer que el sonido sea menos agudo sepuede conectar un capacitor de 1nF en paralelo conR1, lo que va a producir una fuerte realimentación paraaltas frecuencias con la reducción de la ganancia.

El micrófono puede ser una cápsula dinámica deteléfono, micrófono o grabador. En el caso del micrófo-no, el cable debe ser blindado. Para experimentar elaparato basta conectarlo y acercar el micrófono a fuen-tes débiles de sonido.

Se pueden obtener variaciones de ganancia con elcambio de valores de R1. Este resistor puede tener

valores en el rango comprendido entre 220kΩ y 2,2MΩ.P1 es el control de volumen, deberá usarse para

evitar la saturación con sonidos muy fuertes.

Monitor Fetal

Brindamos la oportunidad de poder registrar en lapantalla de una computadora, la secuencia de los lati-dos del corazón de un bebé en el período de gestación,es decir, poder efectuar el monitoreo durante el emba-razo. Para lograrlo, proponemos registrar el flujo san-guíneo en la panza de una mujer embarazada, dadoque éste tiene relación directa con los latidos del cora-zón del bebé, pero, además, si se coloca el sensor enun dedo, se estarán registrando los latidos de su pro-pio corazón. Como sensor, empleamos un fotodiodoreceptor del tipo BPW104 que se encuentra en el cami-no de realimentación de un amplificador operacional.

CI1 con sus componentes asociados funcionacomo amplificador de la señal eléctrica producida porel flujo sanguíneo detectado que proporciona a su sali-da una señal tipo diente de sierra que será amplificadapor IC2 y entregada a IC3 que funciona como "disipa-dor", de modo tal que la salida puede conectarse a unacomputadora con un programa apropiado (ver la sec-ción ELECTRONICA y COMPUTACION: Herramientasde Instrumentación Virtual) para que registre el com-portamiento de los latidos a través del tiempo.

De todos modos, el latido también se hace audiblea través de un zumbador construido con compuertas

CMOS.Por otra parte, secoloca un circuitoencargado de indi-car cuando se haestabilizado el siste-ma de modo deobtener una lecturaque se correspondacon la realidad, estose consigue pormedio del ICCD4538B y suscomponentes aso-ciados que indicará(a una computado-ra) el momento apartir de la cantidadde latidos por minutoque se visualizaráen la pantalla. Comoel latido no es cons-


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Figura 9

Lista de Materiales del cir -

cuito de la figura 8:

CI1- CA3040CI2 - TDA7050MIC - Micrófono dinámicoB1 - 3V (2 pilas chicas)S1 - Interruptor simple.P1 - Potenciómetro con llave de25kΩ.R1 - 1MΩR2 - 100kΩC1 - .1µFC2 - 100µF x 16V

Varios: placa de circuito impreso,cables, soldadura, caja para mon-taje, portapilas, etc.


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tante, se podrán apreciar las variaciones en el zumba-dor del monitor.

Con un programa apropiado se puede visualizar elvalor instantáneo (como se muestra en la figura 12), elpromedio en 60 segundos y la tendencia en cuanto a lasubida o bajada del ritmo cardíaco.

Si la computadora con sus herramientas apropia-

das posee un converti-dor analógico digital, laseñal a la salida de IC1se puede obtener la pre-sentación virtual delritmo cardíaco.En la figura 9 se mues-tra el circuito completodel monitor fetal, mien-tras que en la figura 10se da el correspondien-te diagrama de circuitoimpreso. Desde ya quelo dado hasta aquí essolo una pequeñamuestra de lo muchoque puede conseguirsecon equipos de estascaracterísticas. Quedaa criterio del lector utili-zar estos equipos con lasupervisión de un profe-sional médico, quepueda evaluar los resul-tados conseguidos.

Diseño de un Electrocardiógrafo

Como hemos dicho, el electrocardiograma, por

ejemplo, es el registro gráfico de las variaciones de

potencial eléctrico de la actividad del corazón o de sus

fibras miocárdicas, en un tiempo determinado. Estas

variaciones se captan con electrodos apropiados a

nivel de la superficie de la piel, y a través de los con -

ductores llega al dispositivo electrónico (electrocardió -

grafo) que mide las señales de acción del corazón en

términos de potenciales eléctricos y lo registra en una

pantalla, en una fotografía o en un papel impreso. Este

parte del capítulo tiene como objetivo brindarle al lector

conocimientos básicos sobre electromedicina que le

permita comprender todo lo necesario para encarar la

construcción de un electrocardiógrafo y comprender su

lectura a efectos de poder arrojar datos concretos úti -

les para un médico a efectos de diagnóstico y trata -

miento.

Introducción

El corazón es el músculo más importante del cuer-po, su función principal es bombear la sangre a los pul-mones y al resto del cuerpo, es un órgano hueco querecibe sangre de las venas y la impulsa hacia las arte-


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Lista de Materiales del

circuito de la figura 10:

CI1, CI2, CI3 - CA3130 -IntegradosCI4 - CD4538 - IntegradoCMOSCI5 - CD4093 - IntegradoCMOSQ1 - BS250 - Transistor Fetdoble comp.Q2 - BC548 - transistor NPND1 - BPW104 - FotodiodoD2 a D5 - 1N4148 - Diodosde uso gral.D6 - Led 5 mmBuzzer PiezoeléctricoR1 - 470ΩR2, R3 - 56kΩR4 - 100kΩ

R5 - 15MΩR6, R14 - 120kΩR7, R9 - 8M2R8 - 68kΩR10 - 1kΩR11 - 330kΩR12 - 12kΩR13 - 220kΩR15, R17 - 330ΩR16 - 2M2C1, C3, C4 - 820nF -CerámicosC2 - 10nF - CerámicoC5, C6 - 270nF - Cerámicos C7 - 8,2nF - CerámicoC8 - .1µF - Cerámico

Va r i o s : placa de circuitoimpreso, cables, soldadura,portapilas, etc.

Figura 10


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rias. Está irrigado por las dos primeras ramas de laaorta, que son: la coronaria izquierda, y la coronariaderecha (figura 11). La sangre del cuerpo llega a laaurícula derecha a través de dos grandes venas, lavena cava inferior y la vena cava superior. El corazóntiene dos lados: izquierdo y derecho, y cada lado estádividido en dos cámaras: la aurícula y el ventrículo,separados entre sí por las válvulas que hacen que lasangre fluya en una sola dirección.

La sangre es bombeada desde la aurícula derechaal ventrículo derecho; luego pasa a la arteria pulmonary de ahí a los pulmones, donde se oxigena y elimina eldióxido de carbono. De los pulmones, la sangre ya oxi-genada va a la aurícula izquierda, y de ahí pasa al ven-

trículo izquierdo, para llegar a todo elcuerpo a través de la aorta.

El Sistema Eléctrico del Corazón

En términos prácticos, el corazón esuna bomba formada por tejido muscu-lar. Como cualquier bomba, el corazónnecesita una fuente de energía parapoder funcionar. La energía de bombeodel corazón proviene de un sistemaintrínseco de conducción eléctrica. Elimpulso eléctrico se genera en el nódu-lo sinusal (también llamado nódulosinoatrial o nódulo SA, figura 12), quees una pequeña masa de tejido espe-cializado localizada en la cavidad supe-rior derecha del corazón. El nódulo

sinusal genera periódicamente un impulso eléctrico (de60 a 100 veces por minuto en condiciones normales).Este estímulo eléctrico viaja a través de las vías deconducción (de forma parecida a como viaja la corrien-te eléctrica por los cables desde la central eléctricahasta nuestras casas) y hace que las cavidades delcorazón se contraigan y bombeen la sangre haciaafuera. Las 2 cavidades superiores del corazón sonestimulados en primer lugar, y se contraen durante unbreve período de tiempo antes de que lo hagan losventrículos derecho e izquierdo (las 2 cavidades infe-riores del corazón). El impulso eléctrico viaja desde elnódulo sinusal hasta el nódulo atrioventricular (su acró-nimo en inglés es AV), donde se para durante un breveinstante, y después continúa hacia los ventrículos poruna vía (similar a un cable, en cuanto a concepto) queen medicina recibe el nombre de “has de His” (en verdeen la figura 12). El haz de His se divide en la ramaderecha y en la rama izquierda, para llevar el estímuloeléctrico a los dos ventrículos.

En condiciones normales, mientras el impulso eléc-trico se mueve por el corazón, éste se contrae entre 60y 100 veces por minuto. Cada contracción representaun latido. Los “atrios” (cavidades superiores, figura 13)se contraen una fracción de segundo antes que losventrículos para que la sangre que contienen se vacíeen los ventrículos antes de que éstos se contraigan.

Cualquier disfunción o anomalía del sistema deconducción eléctrica del corazón puede hacer que loslatidos sean demasiado rápidos o demasiado lentos, oque tengan una velocidad irregular, causando una arrit-mia.

La actividad eléctrica del corazón se mide en unelectrocardiograma. Mediante la colocación de electro-


57

Figura 11

Figura 12


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dos en la piel, en determina-dos lugares del cuerpo (elpecho, los brazos y las pier-nas), se puede obtener unarepresentación gráfica o untrazado de la actividad eléctri-ca del corazón. Los cambiosen el trazado normal de unEKG pueden indicar arritmias,además de otras condicionesrelacionadas con el corazón.

Es muy probable que Ud.

haya visto el trazado de un

electrocardiograma alguna

vez, pero ¿sabe qué signifi -

ca?

En la figura 14 se puede apreciar una onda grafica-da en un electrocardiograma. La primera curva peque-ña hacia arriba del trazado de un EKG se llama "ondaP". La onda P indica que los atrios (las 2 cavidadessuperiores del corazón) se están contrayendo parabombear la sangre hacia fuera.

La siguiente parte del trazado es una sección haciaabajo corta que está conectada con una sección altahacia arriba. Esta parte se llama complejo "QRS" eindica que los ventrículos (las 2 cavidades inferioresdel corazón) se están contrayendo para bombear lasangre hacia fuera.

El segmento corto hacia arriba que sigue se llama"segmento ST". El segmento ST indica la cantidad detiempo que transcurre desde que acaba una contrac-ción de los ventrículos hasta que empieza el períodode reposo anterior a que los ventrículos empiecen acontraerse para el siguiente latido.

La curva hacia arriba que sigue se llama "onda T" eindica el período de reposo de los ventrículos.

Cuando un médico estudia un electrocardiograma(EKG), observa el tamaño y la longitud de cada partedel EKG. Las variaciones en el tamaño y la longitud delas distintas partes del trazado podrían ser significati-vas. El trazado de cada deri-vación en un EKG de 12 deri-vaciones será diferente, perotendrá los mismos componen-tes básicos descriptos. Cadaderivación de las 12 derivacio-nes "muestra" una parte espe-cífica del corazón, por lo quelas variaciones en una deriva-ción podrían indicar un proble-ma en la zona del corazónasociada con esa derivación.

Cómo se Hace

un Electrocardiograma

Por lo dicho, el electrocar-diograma (denominadoECG o EKG) es un proce-dimiento sencillo y rápidoque registra la actividadeléctrica del corazón. Seutiliza para medir el ritmo yla regularidad de los lati-dos, así como el tamaño yposición de las aurículas yventrículos, permitiendoevaluar el estado del cora-zón y poder detectar cual-quier daño al corazón y los

efectos que sobre él tienen los medicamentos (dro-gas).

Si bien no entraremos en detalles clínicos, brinda-remos algunos aspectos teóricos que desencadenaránen la construcción de un equipo electrónico. Para larealización de un EKG necesitamos:

* Electrodos, que son los conductores que ponen

en comunicación los polos de un electrolito con el cir -

cuito.

* Electrocardiógrafo: consta de un galvanómetro, un

sistema de amplificación y otro de registro en papel

milimetrado.

A través de los electrodos situados en el tórax, bra-zos y piernas se puede obtener después de amplificar-los, un registro de estas descargas eléctricas (queestán transmitidas por los tejidos corporales desde elcorazón hasta la piel) este registro se conoce con elnombre de ECG.

El indicador del galvanómetro sólo se desplazahacia arriba y hacia abajo (en un electrocardiógrafonormal, lo que se desplaza es una aguja cuya tintamarca un papel “armando” el electrocardiograma).

Cuando la corriente eléctricaque está registrando un electro-do va en la misma dirección, loque se registra en el ECG esuna onda positiva; si lo que estáregistrando el electrodo es unacorriente eléctrica que se alejade él, lo que se obtendrá en elregistro es una onda negativa,por el trazado que origina laaguja del galvanómetro al des-plazarse hacia abajo.


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Figura 13

Figura 14


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La mayoría de los electrocardiógrafos actuales tie-nen un alto grado de automatización, presentando engeneral buena calidad de registro. Lo más habitual esque la calibración del aparato se haga a 10mm=1mv yla velocidad del papel a 25 milímetros por segundo asícomo la inscripción más corriente se hace por chorrode tinta.

El papel del registro es milimetrado de forma quedos barras gruesas equivalen a un tiempo de 0,20segundos estando este período, a su vez, dividido enperíodos más cortos de 0,04 segundos.

Nociones de Anatomía y

Fisiología del Corazón

Bien… trataré de explicar, con mis escasos conoci-mientos de anatomía, la relación entre “el sistema eléc-trico del corazón” y su fisiología a efectos de poderdefinir valores de tensión, resistencia y corriente quese ponen de manifiesto en las diferentes fases del fun-cionamiento cardíaco.

La frecuencia de los latidos del corazón está con-trolada por el sistema nervioso vegetativo de modo queel sistema simpático la acelera y el parasimpático laretarda. Dijimos que los impulsos nerviosos se originande forma rítmica en el nodo “sino auricular”, localizadoen la aurícula derecha junto a la desembocadura de lavena cava superior (vea la figura 11). Existen distintasvías internodales que conectan el nodo sino auricularcon el nódulo auriculoventricular, donde tiene lugar unretardo en la conducción del impulso nervioso parafacilitar el vaciado de las aurículas antes de que tengalugar la activación ventricular. El impulso eléctrico con-tinúa a través del haz de His que se divide en dosramas, que a su vez se subdividen en las llamadasfibras de Purkinge, en el espesor de las paredes ven-triculares.

El corazón normal posee una rica variedad celularcon propiedades anatómicas y fisiológicas bien dife-renciadas.

Células de actividad automática (eléctricas).

Células de actividad contráctil (de trabajo).

Tejido conectivo (de entramado).

Vasos.

Las células de actividad automática, muestran unpotencial diastólico de reposo que al activarse estimu-lan y desencadenan la contracción de las células deactividad contráctil produciéndose la fase sistólica delciclo cardiaco, para cuya dinámica es imprescindibleun perfecto estado del tejido conectivo que le sirve de

entramado, y de un adecuado aporte de energía (subs-tratos y oxígeno) que le llega a través de los vasos. Lascélulas de actividad automática tienen mayor facilidadpara la despolarización que las de actividad contráctil,por eso aquellas se localizan en los centros marcapa-sos habituales (nódulo sinusal, nódulo aurículo-ventri-cular y sistema de Purkinje).Todo el proceso que poneen marcha el potencial de acción transmembrana sedebe a los cambios que continuamente se están pro-duciendo en la membrana celular. La estimulación deuna célula muscular aumenta la permeabilidad de sumembrana produciendo cambios iónicos a través de lamisma. El registro en el electrocardiograma de estefenómeno se corresponde con una curva que se llamapotencial de acción transmembrana y que consta dedos partes y cuatro fases.

FASE 0: Al inicio, la membrana celular se encuen-tra en estado de reposo. En el interior de la célula pre-dominan los iones de potasio K+ mientras que el exte-rior está ocupado por los iones de sodio Na+. Esto ge-nera una diferencia de tensión a ambos lados de lamembrana que posee una resistencia de 1000Ohm/cm2, produciéndose una acumulación de cargasnegativas en el interior y de positivas en el exterior. Lacurva de corriente, instantes antes de la activacióntranscurre por la isoeléctrica. Esta fase 0 recibe elnombre de despolarización.

El impulso de excitación generado a partir del cen-tro marcapasos (nódulo sinusal) se difunde rápidamen-te por todo el corazón, produciendo una caída en laresistencia de la membrana celular desde 1000 Ohm a100 Ohm aproximadamente, provocando cambiossúbitos en la permeabilidad iónica de forma que el Na+y el Ca++ penetran en la célula mientras que el K+ ini-cia su salida. El cambio de cargas generado a uno yotro lado de la membrana celular origina un potencialpositivo, cuyo valor se sitúa en torno de los 30mV.Estos intercambios rápidos de iones, se producen através de unos canales específicos para cada ión exis-tentes en todas las membranas celulares, y cuya inte-gridad es básica para la normalidad de todo el procesoelectro-genético. Durante esta fase ningún estímuloextra podrá activar un nuevo PAT (período refractarioabsoluto).

FASE I: Es también conocida como fase de repola-rización lenta. En ella todavía persiste la entrada deiones Na+ y Ca++ a través de otro tipo de canales deflujo más lento, mientras que el K+ sale del interiorcelular.

FASE II: Desde un punto de vista iónico se carac-


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teriza por la salida masiva de K+ al exterior, lo quegenera un declive en el PAT de forma paulatina,aumentando progresivamente también la permeabili-dad de la membrana para el Na+. Esta fase conocidatambién como "sístole eléctrica " tiene su representa-ción en el ECG de superficie a través del complejoQRS.

FASE III: En esta fase persiste el intercambio ióni-co en el mismo sentido, como en la fase II, pero desdeun punto de vista eléctrico la capa externa celularcomienza a cargarse positivamente, mientras que lainterna se rodea de cargas negativas.

Esta fase de repolarización eléctrica se identifica enel ECG como el segmento ST y la onda T, y en ella unestímulo extra potente podría provocar la aparición deun nuevo PAT (período refractario relativo). Esta "vul-nerabilidad" del miocárdico a generar un PAT dependedirectamente de las concentraciones de K+, de formaque a menor concentración mayor vulnerabilidad.

FASE IV: En esta fase también conocida como de"potencial de reposo" ó fase diastólica eléctrica, se pro-duce la salida del Na+ y la penetración del K+, a travésde un mecanismo activo conocido como " bomba ióni-ca " restableciéndose el equilibrio inicial, con lo cual elPAT alcanza su valor de reposo de unos 100mV (enrealidad -100mV). En el ECG este período se corres-ponde con el tiempo que media entre T y un nuevoQRS. El estímulo se expande por todo el miocardioauricular, lo que se corresponde con la prime-ra inscripción gráfica del ECG y que recibe en el nom-bre de onda P. Posteriormente dicho estímulo alcanzala unión atrio-ventricular (AV). La unión AV está a suvez conformada por tejido especializado para el auto-matismo (nodo AV) y para la conducción (haz de His),vea las figuras 1 y 2. Desde este punto surgen dosramas a izquierda y derecha respectivamente, desdedonde el estímulo eléctrico se distribuye por ambosventrículos a través del sistema específico de Purkinje.La rama izquierda a poco de nacer se divide en doshemirramas, una que discurre pegada a la pared ante-rior y otra sobre la pared posterior. La rama derechaposee un trayecto más largo que la izquierda y ademásno se ramifica tan precozmente.

Cuando el estímulo alcanza el nodo AV sufre unretraso fisiológico de entre 120 y 220milisegundos, denominado intervaloPR del ECG, para posteriormentedespolarizar ambos ventrículos a tra-vés de la red de Purkinje en un tiempoque varía entre 60 y 100 ms. La des-polarización ventricular, denominadacomúnmente QRS, se reconoce en el

ECG como la inscripción de mayor voltaje, que apare-ce tras el segmento PQ ó PR.

Todas las fases que componen la estimulación car-díaca global, están marcadas por unos tiempos de ins-cripción y unas características morfológicas que serándecisivas en el análisis electrocardiográfico. Para man-tener íntegro el sistema de automatismo y conducción,los vasos coronarios aportan una rica irrigación a todoslos elementos. La coronaria derecha es la responsablede la irrigación del nódulo sinusal en un 70% de loscasos, y en un 90% de casos de la irrigación del nodoAV, el fascículo de His y de la casi totalidad de la ramaderecha. La rama izquierda irriga en un 30% y un 10%el NS y el nodo AV respectivamente y la rama izquier-da de conducción. La isquemia miocárdica es la princi-pal responsable de la mayoría de los trastornos elec-trocardiográficos que afectan al sistema automático yde conducción del corazón.

Las Bases para el Diseño

El funcionamiento del electrocardiógrafo, comoequipo de diagnóstico clínico, se basa en la instalaciónde una serie de electrodos en la superficie de la piel delpaciente a nivel de la región toráxica. Estos electrodospermiten capturar la señal electrocardiográfica gene-rada por la actividad del músculo cardíaco del pacien-te y se pueden colocar de acuerdo a las denominadas“derivaciones bipolares o derivaciones unipolares”. Esdecir, la disposición de las conexiones de cada par deelectrodos recibe el nombre de derivación. En el regis-tro del electrocardiograma se utilizan habitualmentedoce derivaciones: las derivaciones de extremidades,las derivaciones de extremidades aumentadas y lasderivaciones precordiales.

Derivaciones de extremidades aumentadas.

Estas derivaciones son unipolares (figura 15) y regis-tran las variaciones eléctricas de potencial en un punto(brazo derecho, brazo izquierdo o pierna izquierda)respecto a otro punto en que la actividad eléctricadurante la contracción cardíaca no varía significativa-mente. La derivación está aumentada en virtud del tipode conexión eléctrica, que da como resultado un trazo


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Figura 15


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de amplitud aumentada. La derivación aVR inscribe lospotenciales eléctricos del brazo derecho respecto a unpunto nulo, que se hace uniendo los cables del brazoizquierdo y de la pierna izquierda. La derivación aVLregistra los potenciales del brazo izquierdo en relacióna una conexión hecha mediante la unión de los cablesdel brazo derecho y del pie izquierdo. La derivaciónaVF revela los potenciales que hay en el pie izquierdorespecto a la conexión hecha con la unión de loscables de los brazos derecho e izquierdo.

Derivaciones de extremidades. Estas derivacio-

nes son bipolares, porque detectanlas variaciones eléctricas en dos pun-tos y ponen de manifiesto la diferen-cia. DI es una conexión entre electro-dos situados en el brazo izquierdo yen el brazo derecho. Cuando el brazoizquierdo está en un campo de fuer-zas positivo respecto al brazo dere-

cho, en DI se inscribe una deflexión hacia arriba (posi-tiva). DII es la conexión entre los electrodos situadosen la pierna izquierda y el brazo derecho, Cuando lapierna izquierda está en un campo de fuerzas positivorespecto del brazo derecho, se inscribe una deflexiónhacia arriba en esta derivación. DIII es una conexiónentre la pierna izquierda y el brazo izquierdo. Cuandola pierna izquierda está en un campo de fuerzas posi-tivo respecto al brazo izquierdo, se inscribe una defle-xión positiva en DIII (figura 16).

Derivaciones precordiales. Estas derivacionesson unipolares y se registran en el tórax desde la posi-ción 1 a la 6 (figura 17). Los electrodos móviles regis-tran el potencial eléctrico que hay bajo ellos mismosrespecto a la conexión terminal central, que se haceconectando los cables del brazo derecho, el brazoizquierdo, y la pierna izquierda. El potencial eléctricode la conexión terminal central no varía significativa-mente a través del ciclo cardíaco; por tanto, los regis-tros efectuados con la conexión V muestran las varia-

ciones eléctricas que tienen lugar debajodel electrodo precordial móvil. La posi-ción de V1 está en el IV espacio intercos-tal a la derecha del esternón; V2 está enel IV espacio intercostal a la izquierda delesternón; V4 está a la izquierda de lalínea medioclavicular en el V espaciointercostal; V3 está a medio camino entreV2 y V4; V5 está en el V espacio inter-costal en la línea axilar anterior, y V6 estáen el V espacio intercostal en la líneamedioaxilar izquierda.A veces son de utilidad otros emplaza-mientos de las derivaciones precordiales,por ejemplo, aquellas que están elevadas5cm por encima de las posiciones usua-les (EV1, EV2, etc.) que pueden ayudar adetectar infartos de miocardio, o aquellasque están situadas 5cm por debajo de lasposiciones usuales (LV1, LV2, etc.) cuan-do el corazón está anormalmente bajo enel tórax, como ocurre con los pacientescon enfisema pulmonar.Gracias a estas derivaciones se obtiene


61

Figura 16

Figura 17

Figura 18


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una imagen total de la activi-dad eléctrica del corazón,figura 18.

El nodo sinusal produceun impulso eléctrico que dauna frecuencia aproximadaentre 60 y 80 pulsacionespor minuto en un individuonormal en reposo. Esteimpulso se extiende a lolargo de la aurícula y se diri-ge de arriba hacia abajo unpoco oblicua, de la derechaa la izquierda y de atráshacia adelante, por lo quelos campos eléctricos y elvector resultante van a teneruna orientación especial.

Las porciones del elec-trocardiograma entre las deflexiones se denominansegmentos, y las distancias entre ondas se denominanintervalos. El ECG puede ser dividido en los siguientesintervalos y segmentos:

Onda P. En condiciones normales es la primera

marca reconocible en el ECG. Corresponde a la llega -

da de la señal de activación a las aurículas. Su dura -

ción es menor de 100ms y su voltaje no excede los

2,5mV.

I n t e r v a l o

P R : Muestra el

período de inac -

tividad eléctrica

c o r r e s p o n d i e n t e

al retraso fisiológico que sufre el estímulo en el nodo

auriculoventricular. Su duración debe estar comprendi -

da entre los 120 y 200ms.


62

Figura 19

Figura 20

Figura 21


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Complejo QRS: Es la marca más característica de

la señal electrocardiográfica. Representa la llegada de

la señal de activación a ambos ventrículos. Su dura -

ción es de 80 a 100ms.

Segmento ST: Comprende desde el final del com -

plejo QRS hasta el inicio de la onda T.

Onda T: Corresponde a la repola-rización ventricu -

lar, aparece al final del segmento ST.

Intervalo QT: Comprende desde el inicio del com -

plejo QRS hasta el final de la onda T y representa la


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Figura 22

Figura 23


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despolarización y repolarización ventricular. Su dura -

ción estará entre 320 y 400ms. A continuación se

muestra una tabla con la relación entre el ritmo cardía -

co y la duración de este intervalo.

Ritmo cardíaco Duración QT (s)

60 0.33 - 0.43

70 0.31 - 0.41

80 0.29 - 0.38

90 0.28 - 0.36

100 0.27 - 0.53

120 0.25 - 0.32

Un Electrocardiógrafo Básico

Originalmente un ECG incluye filtros que eliminanciertas frecuencias como por ejemplo, la de 50Hz o60Hz de la red de las ondas electromagnéticas gene-radas por los equipos eléctricos. Un electrocardiógrafobásico, como el de la figura 19, no incluye ningún tipode filtro, solo amplificadores, por lo que cuando funcio-na se aprecia una superposición de ondas y de la pro-pia del corazón solo se observa la onda R. Con esteequipo, en un osciloscopio, se pude tener una gráficacomo la mostrada en la figura 20. Las etapas que debeposeer un electrocardiógrafo son :

1) A d a p t a d o r

de impedancia.

2 ) A m p l i f i c a d o r

de señal (con cir -

cuito integrado

para instrumenta -

ción como el

AD620 ó

INA118P).

3) Protección

del paciente

(optoacoplado).

4) Filtro Notch

(60Hz ó 50Hz

dependiendo de

la frecuencia de la

linea de tensión

del país donde se

vaya a utilizar).

5) Filtro pasa

banda (0.5Hz a

120Hz ).

6) Circuito de

protección opcio -

nal (pierna dere -

cha).

Muchos fabricantes de semiconductores diseñancircuitos específicos para uso en determinadas discipli-nas, por ejemplo, Texas Instruments propone el circui-to de la figura 21. A la fecha, estamos en espera de quenos lleguen los integrados para poder evaluar sudesempeño y oportunamente les comentaremos losresultados. En Internet también puede hallar varios cir-cuitos y, entre ellos, podemos destacar el de la figura22. Este es un diseño “muy popular en Internet”, setrata de un electrocardiógrafo de 3 canales y fue reali-zado por David Fernando Torres de la Mora. En nues-tra web: www.webelectronica.com.ar, haciendo clicken el ícono password e ingresando la clave “electro-car264” le brindamos más información sobre éste yotros circuitos, asi como los links de los autores y todoslos elementos (incluso programas para PC) para sucons- trucción y puesta en marcha.

En la próxima edición describiremos el montajecompleto de un electrocardiógrafo que puede ser utili-zado en cualquier computadora y que permite la impre-sión de los resultados por medio de una impresoracomún. Para que vea la sencillez del aparato, en lafigura 23 reproducimos el circuito eléctrico y en la figu-ra 24 mostramos la señal que hemos obtenido. Ennuestra web, con la clave antes mencionada, tambiénpodrá descargar este proyecto si es que no quiereaguardar a la próxima edición.


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Figura 24


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Los amantes de la música nunca podrán olvidar lafamosa pieza musical de Pink Floyd que comienzacon un efecto muy particular: El latido de un cora-

zón bastante amplificado, efecto sobre el que progresi-vamente se mezcla la melodía musical. La amplificaciónde los latidos cardíacos ha sido solicitada en varias oca-siones por nuestros lectores. Este proyecto responde,como en muchas ocasiones, a diversas peticiones. Dehecho algunos lectores, deseosos de oír los latidos delcorazón, han pensado que es suficiente conectar un pe-queño micrófono a un amplificador. Enseguida han cons-tatado que de esta forma no es posible escuchar los la-tidos, ya que los latidos cardíacos, aunque son fácilmen-

te perceptibles al tacto, no son detectables a través deun micrófono común.

Estos mismos lectores nos han escrito para que lespropongamos una solución. La solución no es tan inme-diata como se podría pensar a primera vista, ya quecuando es preciso amplificar una señal de bajo nivel so-noro, como la generada por los latidos del corazón, la di-ficultad estriba en lograr reproducir únicamente el soni-do que interesa, excluyendo el ruido de fondo.

Para conseguir el resultado buscado, en primer lugares indispensable contar con un transductor apropiado.Después de numerosas pruebas hemos localizado unacápsula piezoeléctrica que permite conseguir una ópti-

ma respuesta en frecuencia, gene-rando un sonido limpio y exento deruidos.Además de un transductor adecua-do para obtener una buena repro-ducción, también es necesaria unaadecuada filtración de la señal, deforma que se reproduzcan única-mente las frecuencias apropiadas,y en el caso que nos ocupa entre20Hz y 400Hz. Con estas premisashemos desarrollado el Estetosco-pio electrónico LX.1655, que aquípresentamos. Este dispositivo hasido proyectado principalmente pa-ra amplificar el sonido de los lati-

Presentamos un “estetoscopio”, un dispositi -

vo que permite escuchar los latidos del cora -

zón notablemente amplificados. Con este ins -

trumento se pueden distinguir perfectamente

los diferentes tonos cardíacos, aunque tam -

bién puede tener otras utilidades, como la rea -

lización de efectos sonoros. También veremos

un variante de este equipo, el monitor fetal.


Figura 1 - Con el estetoscopio LX1655 se pueden visualizar, en la PC, las

pulsaciones cardíacas. Quien disponga de un editor de audio puede registrar,

editar y escuchar las señales captadas.

07) Electromed - estetosocpio 1/8/10 8:36 PM Página 65

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dos cardíacos, aunque también puedeser utilizado para otras aplicaciones:Auscultación de la inspiración y de laexpiración del aire, de la deglución, dela tos, etc.

Gracias a este instrumento un es-tudiante de Medicina puede practicarla auscultación del corazón en los pa-cientes, aprendiendo a distinguir losdiferentes tonos.

Además se puede registrar el soni-do con un grabador o con un ordena-dor personal, y crear un archivo condiferentes patologías cardíacas quepuede resultar muy útil para mejorar elaprendizaje. No está lejos el tiempoen que, con la llegada de la Telemedi-cina, se transmitan al médico vía Inter-net las pulsaciones del corazón, y rea-lizar de esta forma un chequeo rápido,tranquilizando al paciente sobre su estado de salud en elmomento.

Latidos Cardíacos

Con el Estetoscopio electrónico LX.1655 se puedendistinguir cómodamente los diferentes tonos cardíacos,es decir los sonidos que constituyen los latidos y que sonproducidos por el rítmico cierre de las válvulas del cora-zón.

El primer tono que se advierte en la pulsación cardía-ca, un “tum” muy bajo y algo prolongado, es causado porel cierre de las válvulas mitral y tricúspide, mientras queel segundo tono, un “ta” más alto y más breve,es causado por el cierre de las válvulas aórticay pulmonar (vea la figura 8).

En los individuos jóvenes y normales tam-bién es posible advertir un tercer tono, más ba-jo, ocasionado por la irrupción de la sangre du-rante el rápido llenado del ventrículo. A título decuriosidad, la duración del primer tono es deunos 0,15 segundos y tiene una frecuencia en-tre 25 y 45Hz, mientras que el segundo tono tie-ne una duración de unos 0,12 segundos y unafrecuencia de unos 50Hz. Además, quienes dis-pongan de un ordenador personal que incorpo-re tarjeta de sonido, pueden registrar los latidoscardíacos y visualizarlos en pantalla.

Para realizar esta operación hay que conec-tar la salida de los auriculares del EstetoscopioLX.1655 a la entrada de la tarjeta de sonido delordenador personal mediante un cable dotado

de dos conectores jack macho. A con-tinuación hay que ajustar a medio re-corrido el potenciómetro de volumendel Estetoscopio. Para efectuar lagrabación se puede utilizar el acceso-rio “Grabadora de Sonidos”, incluidoen todas las versiones de Windows, oprogramas más potentes como Nero.Para utilizar la Grabadora de Sonidoshay que hacer click en el botón Iniciodel escritorio de Windows. A conti-nuación hay que seleccionar Progra-mas, Accesorios, Entretenimiento y,por último, Grabadora de Sonidos. Alseleccionarlo se abrirá una pequeñaventana, similar a la mostrada en lafigura 9.Ahora, después de haber situado eltransductor en la región cardíaca, hayque pulsar el botón Grabar. Cuando

se quiera finalizar la grabación basta con pulsar el botónDetener (ver figura 10). Si se desea se puede salvar lagrabación en un archivo seleccionando la función Guar-dar del menú Archivo.

Esquema Eléctrico

La señal procedente del disco piezoeléctrico es man-dada a la Puerta (Gate) del FET FT1, componente confi-gurado para adaptar la impedancia del sensor piezoeléc-trico a la impedancia de entrada del operacional IC1/A.

La señal presente en el Drenador de FT1 se aplica ala entrada no inversora de IC1/A, que junto a los conden-


66

Figura 2 - El primer estetoscopio cons -

truido por Laennec estaba formado por

un cilindro de madera de haya dentro del

cual practicó un agujero pasante de

unos 2 mm. Con este instrumento su in -

ventor fue capaz de diagnosticar muchas

patologías y realizar importantes análisis

de los sonidos cardíacos y pulmonares.

Figura 3 - Esquema práctico de montaje del circuito impreso (derecha)

en el que se pueden apreciar claramente los conectores para los auricu -

lares y para el transductor piezoeléctrico.


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sadores C3-C4 y a las resistencias R6-R7 constituye unfiltro paso-alto configurado para bloquear todas las fre-cuencias inferiores a 20Hz.

Del terminal de salida de IC1/A la señal es transmitidaa la entrada no inversora de IC1/B que, junto a las resis-tencias R10-R11 y a los condensadores C6-C8, constitu-ye un filtro paso-bajo que bloquea todas las frecuenciassuperiores a 400Hz.

Cómo Nació el Estetoscopio

René Théophile Hyacinthe Laennec (1781- 1826), ge-nio francés de la Medicina, descubrió en 1816 el estetos-copio, como muchas veces en la historia de la ciencia,por casualidad. Así lo expuso en su “Tratado sobre la aus-cultación indirecta”, obra publicada en el 1819.

Un día acudió a su consulta una paciente que presen-taba síntomas de cardiopatía, por lo que tuvo la necesi-dad de auscultarle el corazón, operación que se realiza-ba en aquellos tiempos acercando directamente la orejaal pecho del paciente. Al tratarse de una mujer joven tra-tó de evitar la “incomodidad” que esta maniobra habríaprovocado. Recordó un fenómeno físico conocido: Elefecto que se ocasiona cuando acercando a la oreja a unobjeto sólido, por ejemplo un lado de una vara de made-ra, es posible percibir claramente el sonido en el otro la-do de la vara. Intentando solucionar el problema con es-ta estratagema cogió un cuaderno que tenía a su alcancey lo enrolló, apoyando un extremo en el tórax de la pa-

ciente y el otro extremo en su propia oreja. Descubrió,con gran sorpresa, que el sonido de los latidos del cora-zón se transmitía perfectamente por el tubo de cartón, yademás notablemente amplificado. Este acontecimientoinesperado despertó su curiosidad, por lo que decidió es-tudiarlo en profundidad. Enseguida se dio cuenta que es-te fenómeno no sólo era de gran ayuda para mejorar laauscultación de los latidos cardíacos, sino también paraexplorar problemas respiratorios pulmonares. Aquel pri-mer rudimentario instrumento dio paso a un tubo en car-tón de unos 30 centímetros de longitud. Luego lo perfec-cionó sustituyéndolo por un cilindro de madera en el querealizó un agujero pasante. Con este prototipo realizó nu-merosas pruebas, modificando su longitud, ancho, espe-sor y el diámetro del agujero central. Así llegó a realizarun instrumento que permitió una notable amplificaciónacústica y que llamó estetoscopio, del griego stethos (pe-cho) y skopein (observar), lo que constituyó una impor-tante contribución al estudio de numerosas patologías co-mo la tuberculosis pulmonar, el enfisema, el edema pul-monar, etc. Con el mismo instrumento Laennec fue capazposteriormente de diagnosticar la pleuresía pulmonar.Dado lo evidente de la mejora que aportó para reailzardiagnósticos el instrumento de Laennec se difundió rápi-damente en Francia, luego en Gran Bretaña y después alresto del mundo. Con el paso del tiempo el estetoscopiose ha ido perfeccionando hasta llegar al instrumento ac-tual, en el que la amplificación del sonido ha sido aumen-tada y se ha potenciado su precisión mediante la utiliza-ción de una membrana cuya función es recoger las vibra-

ciones generadas por la débil señal acústica pro-cedente del cuerpo del paciente y transmitirla alinstrumento, haciéndolas perfectamente percepti-bles para el médico.Después de contribuir de forma decisiva a la diag-nosis médica y a la observación de las enfermeda-

ESTETOSCOPIO Y MONITOR FETAL

67

Figura 4 - Esquema eléctrico del Estetoscopio electrónico. El integrado IC2 amplifica unos 30dB la señal procedente del transductor piezoeléctri -

co. En la salida se pueden conectar auriculares cuya impedancia esté comprendida entre 8 y 32 ohmios.

Figura 5


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des pulmonares Laennec murió en el 1826, con tan solo45 años. Murió a causa de la misma tuberculosis que es-tudió durante tanto tiempo, dejando como herencia a suscolegas este insustituible dispositivo, que es consideradoa todos los efectos como el primer dispositivo de diagnós-tico de la Medicina moderna.

Como se puede apreciar observando el esquemaeléctrico, tanto IC1/A como IC1/B son amplificadores conganancia unitaria. La amplificación de la señal es realiza-da por el integrado TDA7052/B (IC2), que amplifica la se-ñal unos 30dB.

En los terminales 5 y 8 del integrado IC2 está presen-te la señal de salida, que es aplicada al conector jackhembra, en el que se conectan unos auriculares corrien-tes (impedancia entre 8 y 32 ohmios). El potenciómetroR14, conectado al terminal 4 de IC2, permite regular elvolumen. Por otro lado el transistor TR1 tiene la funciónde limitar la señal en la salida, de forma que en caso dechoques accidentales del disco piezoeléctrico no se al-canzan nunca niveles intolerables para el oído.

La alimentación es proporcionada por una pila comúnde 9 voltios. El interruptor S1 está incluido en el potenció-metro del volumen R14. El diodo LED DL1 señala el en-cendido del dispositivo.

El montaje de este circuito es tan sencillo que no pre-sentará ningún problema. Aconsejamos comenzar elmontaje con la instalación, en el circuito impresoLX.1655, de los zócalos correspondientes a los integra-dos IC1 e IC2, como siempre teniendo cuidado en respe-tar la orientación de las muescas de referencia. A conti-nuación se puede proceder al montaje de las resisten-cias, controlando su valor a través del código de colores,y del potenciómetro R14 (1 megaohmio) que incluye uninterruptor, utilizado para encender el estetoscopio y pararegular el volumen. Es el momento de instalar los con-densadores, comenzando por los de poliéster y conti-nuando con los electrolíticos, tenien-do cuidado en estos últimos en res-petar la polaridad de sus terminales,para lo que se ha de tener en cuentasu terminal más largo que corres-ponde al polo positivo. Ahora se pue-de montar el FET FT1, el transistorTR1, orientando el lado plano de suscuerpos tal como se indica en la figu-ra 3, y el diodo LED DL1, respetandola polaridad de sus terminales (elánodo corresponde al terminal máslargo).

Los siguientes componentes asoldar en el impreso son los termina-les tipo pin utilizados para conectarel portapilas de 9 voltios y al conec-

tor jack hembra de 2 mmutilizado para la conexióndel transductor piezoeléc-trico.

Por último sólo quedamontar el conector jackhembra de 3 mm utilizado para la conexión de los auricu-lares e instalar los integrados IC1 e IC2 en sus correspon-dientes zócalos, orientando sus muescas de referenciatal como se muestra en la figura 3.

El circuito impreso, con todos sus componentes yamontados, ha de instalarse en el pequeño mueble deplástico (vea la figura 3), fijándose con los tornillos inclui-dos en el kit. Hay que hacer salir el conector de los auri-culares a través del agujero central del mueble.

A continuación hay que instalar el mando de regula-


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Figura 6 . Para montar el dis -

co piezoeléctrico en el sopor -

te de plástico cilíndrico hay

que soldar el hilo central del

cable apantallado en el centro

del disco y la malla metálica

en el borde exterior. Una vez

realizada la soldadura hay

que fijar el disco al soporte

utilizando pegamento.

Figura 7 . Hay que introducir el

cable apantallado en el aguje -

ro realizado en el cilindro de

soporte, hasta llegar al nudo,

que se ha de cerrar para que

el cable quede bloqueado y

permitir que se aloje dentro

del cilindro. Se puede utilizar

una brida en lugar del nudo

para bloquear el cable.

Figura 8. Los latidos cardíacos se componen fundamentalmente de dos tonos. El primer

tono se produce por el cierre de las válvulas mitral y tricúspide, mientras que el segun -

do tono se produce por el cierre de las válvulas aórtica y pulmonar.


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ción de volumenen el eje del po-tenciómetro R14 yconectar los ca-bles del portapilasa los terminales ti-po pin del impre-so, respetando lapolaridad. Por últi-mo hay que insta-lar el conector jackhembra de 2 mmutilizado para co-nectar el trans-ductor piezoeléc-trico en el agujeroc o r r e s p o n d i e n t edel mueble y sol-dar sus contactosa los dos termina-les tipo pin del cir-cuito impreso.En el kit se pro-porciona un disco

piezoeléctrico, un trozo de cable apantallado de, aproxi-madamente, 1 metro de longitud y un cilindro de plásticoperforado y perfilado, utilizado como soporte para eltransductor. En primer lugar hay que pelar el cable apan-tallado descubriendo el hilo central y dejando también aldescubierto 1,5 cm de malla metálica. A continuación hayque realizar un pequeño nudo en el cable, cerca del ex-tremo y sin apretarlo mucho, tal como se muestra en lafigura 6. Observando el disco piezoeléctrico se puedeapreciar que presenta un lado metálico brillante, en el la-do contrario se encuentra el material piezoeléctrico ro-deado por un borde de latón. Es en este lado en el que seha de soldar el cable apantallado.

El hilo central del cable apantallado se ha de soldar ala zona central del disco piezoeléctrico, mientras que lamalla metálica del cable se suelda al borde de latón.

ATENCIÓN: Es aconsejable utilizar en las soldadurasmuy poca cantidad de estaño y proceder con mucho cui-dado. Una vez realizadas no hay que doblar el cableapantallado ya que el disco cerámico es bastante frágil ypodría romperse si el cable es sometido a torsión. A con-tinuación hay que introducir el cable apantallado en elagujero realizado a tal efecto en el cilindro de soporte,hasta llegar al nudo, que se ha de cerrar para que el ca-ble quede bloqueado y permitir que se aloje dentro del ci-lindro.

NOTA: Se puede utilizar una brida para bloquear elcable en lugar del nudo. Después hay que proceder a fi-jar el disco piezoeléctrico a la superficie del soporte. Pa-

ra realizar esta operación hay que utilizar unas gotas depegamento, teniendo mucha precaución en depositarlotal como se indica en la figura 6.

Después de fijar el disco piezoeléctrico en el soportehay que soldar el otro extremo del cable apantallado alconector jack macho de 2 mm incluido en el kit. Una vezconectado el transductor piezoeléctrico, los auriculares einstalada la pila de 9 voltios el Estetoscopio LX.1655 es-tá listo para ser utilizado.

Monitor Fetal

El bombeador del sistema circulatorio sanguíneo, osea, el corazón, debe ser controlado minuciosamente, yaque como todos sabemos, si el mismo deja de latir, aun-que sea unos pocos minutos, el resultado es la muerte.Esto se debe a que los tejidos del cuerpo humano no pue-den continuar funcionando si los mismos están privadosde combustible, en especial el cerebro, ya que todosnecesitan su cuota de oxígeno en la sangre.

Para saber cómo está trabajando el corazón, necesi-tamos saber si su mecanismo está intacto y cuánta san-gre bombea en un tiempo determinado. Estas medidas,como muchas otras necesarias para investigar un orga-nismo, no son muy fáciles de realizar a partir de la parteexterna del cuerpo y deben concretarse por medios indi-rectos. Una forma de obtener evidencias sobre el funcio-namiento del corazón consiste en registrar algunas de lasseñales eléctricas que acompañan la contracción delmúsculo cardíaco. El registro y examen de estas señales,tal como vimos en el capítulo 6, se llama electrocardio-grafía (ECG), y es una de las técnicas de diagnóstico más


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Figura 9 - Para grabar los latidos del co -

razón se puede utilizar la Grabadora de

Sonidos de Windows. La grabación se

inicia pulsando directamente en el botón

GRABAR (círculo rojo).

Figura 10 - Para terminar la graba -

ción hay que pulsar el botón DETE -

NER (rectángulo gris).

Lista de MaterialesR1 = 1kR2 = 1MR3 = 1kR4 = 4,7kR5 = 4,7kR6 = 56kR7 = 100kR8 = 10kR9 = 10kR10 = 82kR11 = 82kR12 = 10kR13 = 10R14 = Potenciómetro 1MC1 = 10µF electrolíticoC2 = 10µF electrolíticoC3 = 100nF poliésterC4 = 100nF poliéster

C5 = 10µF electrolíticoC6 = 6,8nF poliésterC7 = 470nF poliésterC8 = 3,3nF poliésterC9 = 100nF poliésterC10 = 100µF electrolíticoC11 = 1µF poliésterC12 = 100nF poliésterC13 = 100µF electrolíticoDL1 = Diodo LEDDS1 = Diodo 1N.4150FT1 = FET BF.245TR1 = Transistor NPN BC 547IC1 = Integrado LM 358IC2 = Integrado TDA 7052/BS1 = Interruptor (sobre R14)SENSOR = Cápsula piezoe -léctricaAuriculares estéreo 32

Este proyecto fue publica -do en la revista NuevaElectrónica www.nuevae -lectronica.com


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utilizadas. Cada célula del músculo cardíaco constituyeuna batería sodio\potasio, internamente negativa y positi-va por fuera. Cuando el músculo se contrae estas célulascumplen un ciclo de polarización-repolarización y gene-ran una señal eléctrica suficiente (debido a la cantidad decélulas) para poder medir su tensión en la superficie de lapiel.

Estas tensiones son captadas por medio de electro-dos metálicos colocados en partes estratégicas del cuer-po, luego se amplifican y se realiza un trazado gráfico quecomúnmente llamamos "electro".

En la figura 11, podemos volver ver una forma deonda basada en los factores amplitud y tiempo, tal comose obtiene prácticamente. La duración de un ciclo es de600 milisegundos, y la amplitud de más o menos 1 mili-volt. La terminología médica, para facilitar la comunica-ción, usa determinadas letras para cada sección de laforma de onda. La onda P es el resultado de despolariza-ción de la aurícula derecha. El sector QRS (llamado com-plejo QRS) es una onda aguda resultante de la repolari-zación de la aurícula y que es simultánea con la despola-rización del ventrículo. La repolarización del ventrículogenera la onda T. Posteriormente algunos pacientes pre-sentan otra onda de baja amplitud llamada U.Conociendo cómo se producen estas ondas, los médicospueden determinar si el corazón trabaja normalmente yde no ser así, analizar qué parte anda mal.

Electrónicamente, el análisis sería éste: estamos enpresencia de ondas complejas, que tienen su frecuenciafundamental y armónicas y que, para ser estudiadascorrectamente, precisan equipos especiales. En un pulsode 60 latidos, la fundamental es de 1Hz y hay otras fre-cuencias por debajo de los 100Hz. La tensión tan bajaque sensibiliza los electrodos crea problemas nuevos, noconocidos en las técnicas audiovisuales. Deberán utili-zarse amplificadores diferenciales de entrada, filtros deinducción alternada y alta ganancia.

Como ya dijimos, el corazón humano es una auténti-ca bomba hidráulica para mantener la circulación de lasangre en todo el cuerpo. Sin embargo, el análisis delcorazón como una bomba presenta problemas que noson comunes en la ingeniería práctica. Dado que el cora-zón no es de cómodo acceso, las mediciones directas delas variaciones que interesan no son muy fáciles. Paraevitar las alteraciones de comportamiento del corazón, sehace necesaria una exposición del órgano, y si hay queadministrar anestésicos, se hace perfectamente con nue-vas técnicas electrónicas. Estas permiten un estudio con-tinuo de los parámetros básicos de la función cardíaca yel trazado de curvas funcionales. La mejor forma de ana-lizar una bomba es analizando estos tres parámetrosbásicos: dimensiones, presión y flujo.

Los transductores de presión industriales son sufi-

cientemente sensibles para el registro de las presionesdentro de las cavidades cardíacas. Pero no pueden serinstalados dentro del tórax, por su tamaño, su peso y laposibilidad corrosiva de los líquidos del cuerpo. Para evi-tar estos problemas se construye un pequeño transductorde presión, consistente en un transformador diferencial,el que se coloca en las proximidades del paciente enestudio. Las diferencias de presión, que actúan sobre lamembrana, desplazan el núcleo de ferrite del transforma-dor diferencial, produciendo un desequilibrio eléctrico. Lasalida resultante se amplifica, y modula en un amplifica-dor a la portadora, trazando una curva continua sobre elpapel. Si tuviera que medir la presión en un vaso sanguí-neo accesible desde la superficie del cuerpo, la conexiónpuede hacerse con una aguja hipodérmica que es conec-tada directamente al transductor. Si la cavidad no es fácil-mente accesible, como el propio corazón, tendrá queusarse un tubo plástico, cuyo extremo se empuja hasta ellugar en el cual se quiere medir la presión. Estos tubos,llamados "catéteres", tienen un diámetro que oscila entreuna fracción de milímetro y dos o tres milímetros.

Como el transductor es un manómetro de membrana,


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Figura 11

Figura 12


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las presiones aplicadas producen movimientos de lamisma, en respuesta a las variaciones de presión. Si elcatéter fuera fino y largo, aparecerán limitaciones a larespuesta en frecuencia, que deberán ser tenidas encuenta. Las presiones de la sangre se encuentran en laregión de los 100 a 200 mm de mercurio.

La cámara del medidor y el catéter normalmente sellenan de un líquido acuoso que contiene anticoagulante.

Para evitar alteraciones enlas mediciones, es precisoexcluir del líquido todas lasburbujas de aire.Si el catéter debe permane-cer dentro del sistema cir-culatorio por algún tiempo,es práctica de rutina enjua-gar todo el sistema con ellíquido que contiene antico-agulante, a intervalos detiempo bastante frecuen-tes.Un progreso para la medi-ción de la presión sanguí-nea, consiste en colocar eltransductor bien cercano alcatéter, o sea, en el propiolugar donde se hace lamedición. Esto evita lasdificultades de enjuague y

de la eliminación de las burbujas de aire, porque de esemodo no existe resistencia hidráulica entre el punto demedición y el diafragma del transductor. Pero en cambioestá la dificultad del precio del catéter especial y su rápi-da destrucción con el uso diario.

Nuestro circuito brinda la oportunidad de poder regis-tra en la pantalla de una computadora, la secuencia delos latidos del corazón de un bebé en el período de ges-

tación, es decir, poder efec-tuar el monitoreo durante elembarazo. Para lograrlo,proponemos registrar el flujosanguíneo en la panza deuna mujer embarazada,dado que éste tiene relacióndirecta con los latidos delcorazón del bebé, pero, ade-más, si se coloca el sensoren un dedo, se estarán regis-trando los latidos de su pro-pio corazón. Como sensor,empleamos un fotodiodoreceptor del tipo BPW104que se encuentra en el cami-no de realimentación de unamplificador operacional.CI1 con sus componentesasociados funciona comoamplificador de la señal eléc-trica producida por el flujosanguíneo detectado queproporciona a su salida una


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Figura 13

Figura 14


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señal tipo diente de sierra que será amplificada por IC2 yentregada a IC3 que funciona como "disipador", de modotal que la salida puede conectarse a una computadoracon un programa apropiado (ver en nuestra web:Herramientas de Instrumentación Virtual) para que regis-tre el comportamiento de los latidos a través del tiempo.

De todos modos, el latido también se hace audible através de un zumbador construido con compuertasCMOS.

Por otra parte, se coloca un circuito encargado deindicar cuando se ha estabilizado el sistema de modo deobtener una lectura que se corresponda con la realidad,esto se consigue por medio del IC CD4538B y sus com-ponentes asociados que indicará (a unacomputadora) el momento a partir delcual se obtiene una lectura correcta. Elprograma debería esperar un flanco debajada de la señal de salida del integra-do y luego contar hasta que se produz-ca el siguiente flanco. Se obtendrá asíuna lectura en cantidad de latidos porminuto que se visualizará en la pantalla.Como el latido no es constante, sepodrán apreciar las variaciones en elzumbador del monitor.

Con un programa apropiado sepuede visualizar el valor instantáneo(como se muestra en la figura 12), elpromedio en 60 segundos y la tendenciaen cuanto a la subida o bajada del ritmocardíaco.

Si la computadora con sus herra-mientas apropiadas posee un converti-dor analógico digital, la señal a la salida

de IC1 puede obte-ner la presentaciónvirtual del ritmo car-díaco.

En la figura 13se muestra el circui-to completo delmonitor fetal, mien-tras que en la figura14 se da el corres-pondiente diagramade circuito impreso.Desde ya que lodado hasta aquí essolo una pequeñamuestra de lomucho que puedeconseguirse conequipos de estasc a r a c t e r í s t i c a s .Queda a criterio dellector utilizar estosequipos con lasupervisión de unprofesional médico,que pueda evaluarlos resultados con-seguidos.

En las figuras deesta página podemos observar imágenes correspondien-tes a la forma en que se deben conectar los sensores ylos resultados obtenidos por equipos profesionales.


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Lista de Materiales:

CI1, CI2, CI3 - CA3130 - IntegradosCI4 - CD4538 - Integrado CMOSCI5 - CD4093 - Integrado CMOSQ1 - BS250 - Transistor Fet doble comp.Q2 - BC548 - transistor NPND1 - BPW104 - FotodiodoD2 a D5 - 1N4148 - Diodos de uso gral.D6 - Led 5 mmBuzzer PiezoeléctricoR1 - 470ΩR2, R3 - 56kΩR4 - 100kΩR5 - 15MΩR6, R14 - 120kΩR7, R9 - 8M2R8 - 68kΩR10 - 1kΩR11 - 330kΩR12 - 12kΩR13 - 220kΩR15, R17 - 330ΩR16 - 2M2C1, C3, C4 - 820nF - CerámicosC2 - 10nF - CerámicoC5, C6 - 270nF - Cerámicos C7 - 8,2nF - CerámicoC8 - .1µF - Cerámico

Varios: placa de circuito impreso, cables,soldadura, portapilas, etc.


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Se ha verificado ampliamente por parte de muchascomunidades científicas que los impulsos genera-dos por Magnetoterapia son capaces de regenerar

tejidos epidérmicos, acelerar la calcificación de fracturasóseas, curar inflamaciones y eliminar dolores de articu-laciones, cervicales, espalda, etc.

También se ha comprobado que esta terapia escapaz de reforzar el sistema inmunológico del organis-mo, de producir endorfinas que atenúan las sensacionesde dolor y de mejorar la circulación sanguínea, previ-niendo la formación de placas en las arterias, principalcausa de infartos.

Las estadísticas médicas, fruto de años de observa-ciones sobre centenares de pacientes sometidos a estaterapia, demuestran que el 90% de los pacientes consi-guió una completa curación y que el 10% restante expe-rimentó notables mejorías.

La revista Nueva Electrónica ha apostado desdehace mucho tiempo por este tipo de terapia con variosproductos de Electromedicina, ya que se trata de unaterapia contrastada que actúa con tiempos sorprenden-temente rápidos y con la ventaja de no introducir en elorganismo productos farmacológicos que pueden produ-cir efectos secundarios.

Muchos instrumentos publicados en NuevaElectrónica son utilizados por Fisioterapeutas,Dermatólogos y Médicos para tratar fracturas óseas,dolores reumáticos, ciática, tortícolis, artrosis cervical,etc. Por todos estos motivos creemos que un aparato deMagnetoterapia debería estar presente en todos loshogares, ya que cuando cualquier miembro de la familia

sienta dolor o alguna de las patologías anteriormentemencionadas, puede someterse inmediatamente a estaterapia, eligiendo el horario que más le convenga y rea-lizarla cómodamente en casa. Quien no disponga delaparato puede optar por la medicina pública, sometién-dose a los largos plazos y tiempos de espera, o a las clí-nicas privadas, donde los tiempos de espera se reducena costa de pagar las facturas correspondientes.Recientemente varios Médicos, Fisioterapeutas yDermatólogos que utilizan Magnetoterapia han llegado ala conclusión de que variando de forma continua la fre-cuencia de los impulsos se estimula mejor la regenera-ción de los tejidos enfermos, se eliminan más rápida-mente las toxinas y las inflamaciones se erradican enperíodos de tiempo más cortos.

Estos hallazgos recientes nos han inducido a pro-yectar una nueva Magnetoterapia que, utilizando unmicroprocesador ST7, modifica de forma automática ysecuencialmente las frecuencias a los valores siguien-tes: 156 - 312 - 625 - 1.250 - 2.500 impulsos por segun-do.

Gracias a esta mejora la terapia resulta mucho máseficaz para atenuar los procesos inflamatorios que son laprincipal causa de dolores musculares y óseos, reumas,ciáticas, lumbalgias, etc. Sería muy largo enumerar lasdemostraciones de gratitud que nos llegan por parte delos centenares de lectores que utilizan nuestros produc-tos de Magnetoterapia, incluyendo las personas que ini-cialmente eran escépticas y que tras un par de aplica-ciones no sólo han decidido utilizarla sino que incluso larecomiendan a sus conocidos.

Las primeras observaciones científicas sobre los benéficos efec -

tos producidos por los impulsos de RF en algunos procesos fisio -

lógicos se remontan a casi un siglo atrás, si bien hasta la década

de los setenta no se realizaron las primeras aplicaciones de esta

nueva terapia de impulsos, para la que se acuñó el término

Magnetic Therapy (Magnetoterapia), término con el que universal -

mente se conoce aún hoy en día. Describiremos un equipo prác -

tico, publicado en la revista Nueva Electrónica.


08) Electromed - Magneto 1/8/10 8:39 PM Página 73

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Antes de comenzar laexposición de nuestra nuevaMagnetoterapia consideramosoportuno llamar su atención:

Muchos “charlatanes”

aprovechan los efectos positi -

vos contrastados de la

Magnetoterapia para anunciar

en algunas televisiones priva -

das instrumentos que aparen -

temente parecen salidos de

los laboratorios de la NASA y

que realmente en su interior

solo incluyen integrados

NE.555 que cuestan menos

de 0,5 dólares, con la serigra -

fía borrada para no poder

identificarlos con facilidad.

Estos dispositivos generan

ondas cuadradas que no tie -

nen ningún efecto terapéutico. Por si esto no fuera sufi -

ciente, estos instrumentos se venden a miles de dólares,

lo que supone una auténtica estafa.

Impulsos de Magnetoterapia

Los impulsos terapéuticos utilizados enMagnetoterapia se componen de series compuestas por40 impulsos estrechos con una duración total de 100microsegundos (vea la figura 1).

Estos impulsos, que alcanzan una amplitud de unos70-80 volt pico/pico, son irradiados por un paño que seaplica directamente en el punto a tratar desarrollando asísu benéfica acción terapéutica de forma rápida y eficaz.

Los impulsos son completamente inocuos y no produ-cen ningún tipo de sensación sobre la piel. Precisamentepor este motivo es, en principio, difícil saber si los pañosestán irradiando los impulsos. Para controlar que efecti-vamente se están irradiando los impulsos hemos instala-do en el panel frontal del mueble, encima de los bornesde conexión de los paños, dos diodos LED indicadoresencima de cada conector. Los diodos LED situados a laizquierda parpadean siguiendo el ciclo de la frecuenciaaplicada al paño irradiante, es decir son indicadores defuncionamiento. Si estos diodos LED están apagados,con los paños conectados, significa que las conexionesinternas del paño irradiante están en cortocircuito.

Los diodos LED situados a la derecha sólo se encien-den cuando se conectan los paños irradiante en losconectores, es decir son indicadores de conexión. Siestos diodos LED están apagados, con los paños conec-tados, significa que las conexiones internas del paño irra-

diante se han abierto. Comoya hemos señalado, los impul-sos terapéuticos utilizados enMagnetoterapia se componende series compuestas por 40impulsos estrechos con unaduración total de 100 microse-gundos (vea la figura 1). Lasecuencia correcta de aplica-ción y el número de impulsospara conseguir resultados ópti-mos desde el punto de vistaterapéutico es la siguiente:

1.156 impulsos por segundo





La observación unánime de Médicos y Fisioterapistasque han utilizado esta terapia durante años en aplicacio-nes ambulatorias es que para hacer la terapia más eficazy conseguir una curación más rápida hay que aplicar losimpulsos durante los siguientes tiempos de exposición:

Series de 1.156 impulsos durante 2 minutos





El ciclo de 5 aplicaciones de diferentes series deimpulsos se repite 6 veces consecutivas, es decir un totalde 60 minutos.

Nuestra nueva Magnetoterapia responde a este ciclode aplicaciones. Llegado el final del proceso el micropro-cesador ST7 interrumpe automáticamente la aplicaciónde impulsos, señalando el final con un sonido emitido porel zumbador CP1. La duración mínima de esta terapia esde 30 minutos. Si se quiere interrumpir el funcionamientodespués de este intervalo de tiempo hay que presionar elpulsador Select (P1) conectado al terminal 5 del micro-procesador IC2. Si, alcanzados los 30 minutos, se quiereprolongar la terapia a 60 minutos, sólo hay que volver apresionar el pulsador P1.

En el panel frontal se encuentran 6 diodos LED conlas siguientes indicaciones de tiempo:

10 - 20 - 30 - 40 - 50 - 60 minutos

Al empezar la terapia se enciende el diodo LEDcorrespondiente a los 10 primeros minutos, automática-


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mente empiezan a parpadear los dos diodos LED situa-dos a la izquierda de los conectores Output A y Output B.La velocidad de parpadeo de los diodos LED es lenta yaque corresponde a la frecuencia mínima (156 impulsospor segundo). Este estado se prolonga un tiempo total de2 minutos.

Pasados 2 minutos el microprocesador IC2 cambia lafrecuencia a 312 impulsos por segundo. La velocidad deparpadeo de los diodos LED situados a la izquierda de losconectores Output A y Output B es algo más rápida.Después de 4 minutos el microprocesador IC2 aumentala frecuencia a 625 impulsos por segundo. La velocidadde parpadeo de los diodos LED situados a la izquierda delos conectores Output A y Output B es aún más rápida. Al6º minuto el microprocesador IC2 conmuta la frecuenciaa 1.250 impulsos por segundo. La velocidad de parpadeode los diodos LED situados a la izquierda de los conecto-res Output A y Output B también se incrementa. Por fin,al 8º minuto el microprocesador IC2 conmuta la frecuen-cia a 2.500 impulsos por segundo. La velocidad de par-padeo de los diodos LED situados a la izquierda de losconectores Output A y Output B llega al máximo. Esteestado se prolonga hasta llega al minuto 10. Completadoel primer ciclo de 10 minutos se enciende el diodo LEDcorrespondiente al periodo de 20 minutos.Automáticamente se repite la secuencia de 156-312-625-1.250-2.500 impulsos por segundo durante un tiempo de2 minutos para cada frecuencia.

Pasados 20 minutos se enciende el diodo LED corres-pondiente al período de 30 minutos. Automáticamente serepite la secuencia de 156-312-625-1.250-2.500 impulsospor segundo durante un tiempo de 2 minutos para cadafrecuencia. Después de 30 minutos se enciende el diodoLED correspondiente al período de 40 minutos.Automáticamente se repite la secuencia de 156-312-625-1.250-2.500 impulsos por segundo durante un tiempo de2 minutos para cada frecuencia. Una vez completadoeste cuarto ciclo, es decir después de los 40 primerosminutos, se enciende el diodo LED correspondiente alperiodo de 50 minutos. Automáticamente se repite lasecuencia de 156-312-625-1.250-2.500 impulsos porsegundo durante un tiempo de 2 minutos para cada fre-cuencia. Pasados 50 minutos se enciende el diodo LEDcorrespondiente al periodo de 60 minutos.Automáticamente se repite la secuencia de 156-312-625-1.250-2.500 impulsos por segundo durante un tiempo de2 minutos para cada frecuencia.

Una vez que se alcanzan los 60 minutos el micropro-cesador detiene la terapia, señalizando la finalizaciónmediante la emisión de un sonido a través de CP1.

El esquema eléctrico completo de la nuevaMagnetoterapia se muestra en la figura 2. Como sepuede observar, los 12 volt AC proporcionados por el

secundario del transformador de alimentación T1 se rec-tifican a través del puente RS1 para aplicarse a dos pun-tos diferentes.

Por un lado la señal se aplica a la resistencia R1,conectada al emisor del transistor PNP TR1 utilizado paraobtener, en su Colector, los impulsos de 100 microsegun-dos que utilizan los dos osciladores RF compuestos porlos transistores TR3-TR4 y TR5-TR6.

Por otro lado la señal se aplica al terminal de entrada(E) del integrado estabilizador IC1, un L.7805, que pro-porciona en su salida una tensión estabilizada de 5 vol-tios utilizados para alimentar el microprocesador IC2, losinversores digitales contenidos en el integrado IC3 ytodos los componentes marcados con la indicación +5Ven el esquema eléctrico.

El “cerebro” que administra la Magnetoterapia es elmicroprocesador ST7, referenciado como IC2 (vea lafigura 7). Del terminal 10 del microprocesador IC2 salencada 2,5 microsegundos los impulsos, que el terminal 14interrumpe cada 40 impulsos a través del diodo DS2. Eltiempo total es: 2,5 x 40 = 100 microsegundos (vea nue-vamente la figura 1).

Estos impulsos se potencian a través los inversoresIC3/A, IC3/B e IC3/C para aplicarse a la Base del transis-tor NPN TR2, cuyo Colector controla la Base del transis-tor PNP TR1 que manda los impulsos a las dos etapasfinales de potencia compuestas por TR3-TR4 y TR5-TR6(vea la figura 2).

Cuando se proporciona tensión al circuito actuandosobre el interruptor S1 se encenderán los 6 diodos LEDdel panel frontal conectados a los terminales 12-13-15 delmicroprocesador IC2 (DL2 a DL7) y los diodos LED DL8-DL9 conectados a los terminales 7-11, de esta forma seindica que todas las etapas del circuito funcionan perfec-tamente.

Después de unos pocos segundos los diodos LED seapagarán. Si en los conectores de salida están conecta-dos los paños irradiantes veremos encenderse los dosdiodos LED de la derecha situados encima de los de losconectores Output A y Output B, es decir DL10 y DL11.

En cuanto presionemos el pulsador P1, conectado alterminal 5 del microprocesador IC2, veremos encenderseen el panel Time (minutos) el primer diodo LED de laizquierda situado sobre la inscripción 10 minutos, señali-zando que se ha iniciado el ciclo de la Magnetoterapia.Los diodos LED situados a la izquierda sobre los conec-tores de salida empezarán a parpadear lentamente.

Pasados 2 minutos veremos estos diodos LED parpa-dear más rápidamente. La velocidad se irá incrementan-do progresivamente hasta llegar a los 10 minutos. En esemomento el diodo LED indicador de 10 minutos se apagay el LED indicador de los 20 minutos se enciende. Losdiodos LED DL8-DL9 situados sobre los conectores de

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Figura 2 - Esquema eléctrico de la nueva Magnetoterapia. El micro ST7 está referenciado como EP.1610


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salida irán incrementando progresiva-mente su velocidad de parpadeo.Después de otros 10 minutos el diodoLED indicador de 20 minutos se apaga yel LED indicador de los 30 minutos seenciende. Los diodos LED DL8-DL9situados sobre los conectores de salidairán incrementando progresivamente suvelocidad de parpadeo. Pasados otros10 minutos el diodo LED indicador de 30minutos se apaga y el LED indicador delos 40 minutos se enciende, repitiéndoseel ciclo hasta llegar a 60 minutos. Si eneste momento la palanca del conmutadorTimer está en la posición OFF el circuitodeja de funcionar, condición que es seña-lizada por el sonido emitido por CP1. Encambio, si el conmutador Timer está enON el funcionamiento continúa indefini-damente, sólo dejará de funcionaractuando sobre el conmutador Power.

Volviendo al esquema eléctrico de lafigura 7 podemos observar las dos eta-pas finales de potencia constituidas porlos transistores TR3¬TR4 para la salida Ay por los transistores TR5¬TR6 para lasalida B. Los impulsos presentes en lassalidas se aplican a las conduccionesinternas de los paños irradiantes que losdispersan hacia el exterior para que sepuedan aplicar al la zona a tratar, reali-zando así su acción terapéutica.

El microprocesador ST7 controla con-tinuamente el funcionamiento correcto yóptimo de cada una de las etapas de laMagnetoterapia.

El diodo LED DL10, situado sobre elconector de la Salida A, solo se enciendesi el paño irradiante está conectado aesta salida y no presentaningún problema. Si suconexionado interno seabre o se rompe el cableque conecta el paño alconector de salida eldiodo LED permaneceapagado, señalizando deesta forma la avería o lafalta de conexión. Eldiodo LED DL11 realizauna función análoga a ladel diodo LED DL10 parala Salida B.


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Por otro lado, si el diodo LED DL8 no parpadea signi-fica que la etapa de oscilación compuesta por TR3-TR4presenta alguna anomalía. Si es el diodo LED DL9 el queno parpadea el problema reside en la etapa de oscilacióncompuesta por TR5-TR6. En el caso de que la velocidadde parpadeo de los dos diodos LED DL8 y DL9 no seaigual hay que verificar la polaridad de los diodosDS3/DS4-DS5-DS6.

Hay que tener presente que la velocidad de parpadeode los diodos LED DL8-DL9 está controlada por el micro-procesador IC2. No están conectados directamente a lassalidas ya que la velocidad de las señales es tan rápidapara el ojo humano que si los diodos LED estuvieranconectados a las salidas los percibiríamos siempre

encendidos. A mínima fre-cuencia la velocidad de par-padeo de los diodos LEDDL8-DL9 es de unos 30impulsos por minuto, incre-mentándose gradualmentehasta alcanzar 33-36-43-50impulsos por minuto. La realización práctica deesta Magnetoterapia es muysencilla, cualquier personaque desee realizarla lologrará sin ninguna dificul-tad. En primer lugar hay quetener presente que este pro-yecto está compuesto pordos circuitos impresos dedoble cara: El LX.1610, deforma cuadrada, soportatodos los componentes delcircuito base (vea la figura 3)y el LX.1610/B, de formar e c t a n g u l a r, que se utilizapara fijar los dos conmuta-dores S1-S2, el pulsador P1y los diodos LED (vea lafigura 4).Si Ud. desea conocer másdetalles sobre la construc-ción de este equipo, asicomo las sugerencias paratratamiento y los paños quese deben emplear, puededescargar el proyecto com-pleto desde nuestra página.

Cómo Construir Este Equipo

Nueva Electrónica comercializa el LX.1610: Este pro-ducto contiene todos los elementos del Kit deMagnetoterapia, incluyendo todos los componentesnecesarios para la realización del circuito base LX.1610(figuras 3) y los componentes de la tarjeta auxiliarLX.1610/B (figuras 4). También se incluye el cordón dered eléctrica y el gabinete de plástico con el panel ante-rior perforado y serigrafiado.

Puede solicitarlo directamente ingresando a la páginade Nueva Electrónica (www.nuevalectronica.com) y elloslo envían a cualquier ciudad de América Latina, brindan-do el soporte a todos los lectores de nuestra queridarevista.

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