Señales biológicas y potencial de acción compuesto

Señales biológicas y potencial de acción compuesto.

Objetivos:

• Comprender el funcionamiento de los distintos tipos de señales enfocados principalmente hacia el campo médico.
• Identificar las clases de transductores, su función para luego establecer cuándo y cuál es el más apropiado en cada ocasión.
• Conocer los diferentes cambios y mejoras que se pueden realizar con el uso de filtros sobre una señal específica para mejorar su calidad y obtener con mayor facilidad los datos requeridos.

Activación cognitiva:

Señal biológica.

Una señal es una descripción de cómo un parámetro está relacionado con otro mediante su variación ya sea de una corriente eléctrica u otra magnitud que se utilice para transmitir información, se puede decir también que una señal es cualquier manifestación comportamental de un sistema.

Debido a que ambos parámetros pueden asumir un rango continúo de valores se puede clasificar como señal continua, en cambio al pasar esta señal a través de un convertidor analógico-digital se fuerza a cada uno de los dos parámetros (magnitud y tiempo) a ser cuantificados y por tanto se llama señal digital.

Estas se expresan en distintas formas y se pueden clasificar en:

• Señales biomagnéticas: Son aquellas en las que se describen los campos magnéticos que producen varios órganos, como el cerebro, el corazón y los pulmones. La medición de tales campos provee información no incluida en otras bioseñales y generalmente son de muy bajo nivel.

• Señales biomecánicas: incluye todas las señales utilizadas en los campos de la biomedicina que se originan de alguna función mecánica del sistema biológico. Estas señales incluyen aquellas producidas por la locomoción y el desplazamiento, las señales de flujo y presión, y otras.

• Señales bioquímicas: Las señales bioquímicas son el resultado de mediciones químicas de los tejidos vivos o de muestras analizadas en el laboratorio clínico. Un ejemplo de este tipo de señal es la medición de la concentración de iones dentro y en los alrededores de una célula, por medio de electrodos específicos para cada ion.

• Señales bioópticas: Las señales bioópticas son el resultado de funciones ópticas de los sistemas biológicos que ocurren naturalmente o inducidas para la medición, por ejemplo puede obtenerse información importante acerca del feto midiendo la fluorescencia del líquido amniótico, gracias al desarrollo de la tecnología de fibra óptica

• Señales bioeléctricas: Son las señales más comunes y probablemente las más importantes ya que son propias de los sistemas biológicos. Su fuente es el potencial transmembrana, el cual ante ciertas condiciones puede variar para generar una diferencia de potencial (potencial de acción. El hecho de que los sistemas biológicos más importantes poseen células excitables hace posible el uso de las señales bioeléctricas para estudiar y monitorear las principales funciones de estos sistemas. El campo eléctrico se propaga a través del medio biológico y así el potencial puede adquirirse a distancia desde la superficie del sistema en estudio, eliminándose la necesidad de invadirlo.

Transductor.

Es un dispositivo capaz de transformar o convertir una determinada manifestación de energía de entrada, en otra diferente a la salida, pero de valores muy pequeños en términos relativos con respecto a un generador, son necesarios para poder procesar las señales y obtener representaciones eléctricas del funcionamiento del cuerpo humano por ejemplo de la presión arterial, el pulso, frecuencia cardiaca, los movimientos respiratorios, etc.

Los transductores tienen sensores que se dejan afectar por las señales que van a ser estudiadas y además poseen una resistencia. Es importante siempre realizar la calibración manual de los transductores que se van a usar para obtener una mayor precisión en los resultados.

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Frecuencia y muestreo.

Frecuencia: En señales se refiere al número de veces en las que se repite un evento en un determinado lapso de tiempo. En el estudio de electrocardiogramas es importante tener el concepto claro pues la base de su estudio son las frecuencias cardiacas captadas en un tiempo establecido.

Frecuencia de muestreo: es el número de muestras por unidad de tiempo que se toman de una señal continua para producir una señal discreta, durante el proceso necesario para convertirla de analógica en digital. En otras palabras la frecuencia de muestreo es a cantidad de puntos o datos necesario que se deben ingresar para obtener una representación de un patrón comportamental. Se recomienda generalmente que la cantidad de datos sea mínimo el doble de del máximo componente de la frecuencia, entre más datos se proporcionen los resultados adquieren mayor verácidad pero requieren de un mayor periodo de análisis y un procesador de mayor capacidad.

Muestreo: Son el conjunto de datos que se consideran representativos del grupo al que se va analizar y por lo tanto son el número de puntos que se le van a aproporcionar a la máquina encargada de procesarlos.

Filtros.

Un filtro es un elemento que discrimina una determinada frecuencia o gamma de frecuencias de una señal eléctrica que pasa a través de él, puede modificar tanto su amplitud pico, como su fase y elimina aquellas interferencia que se consideran frecuencias basura que impiden ver la frecuencia deseada. Existen diferentes tipos según su función son:

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