BIOTELEMETRÍA
INTRODUCCIÓN:
Técnica que proporciona un enlace inalámbrico entre el paciente y los componentes procesadores.
Permite el estudio en condiciones de movilidad completa.
Es el mejor método de aislar al paciente de las líneas de alimentación.
La alimentación es con bajo voltaje con lo que se reducen los riesgos para el paciente.
BIOTELEMETRÍA
ASPECTOS GENERALES:
Variables a transmitir: presión, pH, temperatura, EMG, EEG, ECG, ventilación respiratoria, presión intracraneal, análisis de oxígeno, etc.
Existen sistemas operacionales (pocos datos críticos) o experimentales (muchos datos)
Conexión al paciente de diversos sistemas (sensores, transductores, codificadores, transmisor, etc.)
BIOTELEMETRÍA
ASPECTOS GENERALES:
Pequeño tamaño de sensores y transductores.
La eliminación del alambrado puede implicar pérdida de algunas características.
Mayor valor de la telemetría en largas distancias o ambientes hostiles.
BIOTELEMETRÍA
MODULACIÓN: Operación no lineal en la que los datos modifican alguna característica de la portadora.
Portadora: es la señal que transporta los datos, generalmente es senoidal.
Moduladora: Son los datos a transmitir.
Cuando la portadora es pulsada la modulación es una codificación pulsada.
BIOTELEMETRÍA
MODULACIÓN PULSADA:
Se modifica una propiedad de un tren de pulsos:
Amplitud
Duración
Posición
BIOTELEMETRÍA
SISTEMAS TELEMÉTRICOS
SISTEMA BIOTELEMÉTRICO MONOCANAL GENERALIZADO
(Gp:) Amplficadores y acondicionadores de señal
(Gp:) Oscilador de subportadora
(Gp:) VCO
(Gp:) Amplificador de potencia
(Gp:) Transmisor Telemétrico
(Gp:) Registradores, osciloscopio o display
(Gp:) Amplificador de datos
(Gp:) Demodulador
(Gp:) Amplificadores de IF y RF
(Gp:) Antena
(Gp:) Antena
(Gp:) Receptor Telemétrico
SISTEMAS TELEMÉTRICOS
TRANSMISOR:
Puede operar en el rango estándar de FM u otro valor más alto en frecuencia.
Algunos incorporan circuitería de protección.
Típicamente funcionan de 3 a 22 días sin cambiar baterías.
Una sensibilidad típica en transmisores de FM es de 15 KHz/mV
SISTEMAS TELEMÉTRICOS
OSCILADORES DE SUBPORTADORAS:
Sirven para poner las señales biológicas en un rango de frecuencias más alto para facilitar el proceso de transmisión.
Cuando se modula la frecuencia de la subportadora en un sistema FM, el sistema completo recibe el nombre de FM/FM.
SISTEMAS TELEMÉTRICOS
RECEPTOR Y DEMODULADOR:
Para el sistema monocanal se emplea un demodulador o discriminador para convertir la frecuencia variable en el voltaje modulador original.
Para un sistema multicanal, se requieren varios demoduladores de subportadora, siendo cada uno de ellos sensible a una sola portadora.
SISTEMAS TELEMÉTRICOS
Su longitud es generalmente de ¼ de ?.
No direccionales.
Cuando se ponen direccionales se pueden obtener ganancias muy elevadas que mejoran notablemente la relación señal a ruido
BIOTELEMETRÍA
SISTEMAS MULTICANAL:
Se utiliza frecuentemente el sistema por división de tiempo y frecuencia.
Tiene alta sensibilidad de modulación.
Es simple la modulación y demodulación.
Minimiza los cruces de canales.
Tamaño pequeño y requerimientos de potencia bajos.
BIOTELEMETRÍA
MULTIPLEXAJE: Permite transmisión de varios canales.
Se hace por tiempo compartido o frecuencia compartida.
BIOTELEMETRÍA
MULTIPLEXAJE POR DIVISIÓN DE FRECUENCIA (FDM):
Existen subportadoras que modulan la portadora de RF.
Se debe escoger bien las frecuencias de las subportadoras para evitar solapamientos
SISTEMAS MULTICANAL
SISTEMA POR MULTIPLEXACIÓN EN FRECUENCIA (Tx)
(Gp:) Oscilador de subportadora
(w1)
(Gp:) Modulador
(Gp:) Oscilador de subportadora
(w2)
(Gp:) Modulador
(Gp:) Oscilador de subportadora
(w3)
(Gp:) Modulador
(Gp:) Modulador de portadora
(Gp:) Oscilador de portadora
(Gp:) Amplificador
sumador
(Gp:) Amplificador
RF
(Gp:) Antena
(Gp:) Entrada 1
(Gp:) Entrada 2
(Gp:) Entrada 3
SISTEMAS MULTICANAL
SISTEMA POR MULTIPLEXACIÓN EN FRECUENCIA (Rx)
(Gp:) Demodulador
de portadora
(Gp:) Filtro pasabanda
(w1)
(Gp:) Demodulador
de subportadora
(Gp:) Demodulador
de subportadora
(Gp:) Demodulador
de subportadora
(Gp:) Filtro pasabanda
(w2)
(Gp:) Filtro pasabanda
(w3)
(Gp:) Antena
(Gp:) Salida 1
(Gp:) Salida 2
(Gp:) Salida 3
(Gp:) Amplif
de
RF
BIOTELEMETRÍA
MULTIPLEXAJE POR DIVISIÓN DE TIEMPO (TDM):
Se muestrea cada canal durante un tiempo determinado.
SISTEMAS MULTICANAL
SISTEMA POR MULTIPLEXACIÓN EN TIEMPO (Tx)
(Gp:) Oscilador del
conmutador
(Gp:) Señal de marco de referencia
(Gp:) Conmutador
(Gp:) Modulador
(Gp:) Oscilador de
Portadora
(Gp:) Amplificador
De
señal
(Gp:) Amplificador
De
señal
(Gp:) Amplificador
De
señal
(Gp:) Amplificador
De
RF
(Gp:) Antena
(Gp:) V1
(Gp:) V2
(Gp:) V3
(Gp:) V4
(Gp:) V1
(Gp:) V2
(Gp:) V3
(Gp:) V4
(Gp:) V1
(Gp:) V2
(Gp:) V3
(Gp:) V4
(Gp:) Entra 1
(Gp:) Entra 2
(Gp:) Entra 3
(Gp:) Vo
SISTEMAS MULTICANAL
SISTEMA POR MULTIPLEXACIÓN EN TIEMPO (Rx)
(Gp:) Demodulador
(Gp:) Detector pulso marca de ref.
(Gp:) Oscilador del
conmutador
(Gp:) S/H
(Gp:) S/H
(Gp:) S/H
(Gp:) FPB
(Gp:) FPB
(Gp:) FPB
(Gp:) Antena
(Gp:) Amplificador
De
RF
(Gp:) Salida 1
(Gp:) Salida 2
(Gp:) Salida 3
(Gp:) Conmutador
(Gp:) Vo
BIOTELEMETRÍA
ALGUNOS TIPOS DE MODULACIÓN
Modulación AM
Modulación angular
Modulación PM
Modulación FM
Modulación digital
ASM
FSK
PWM
TIPOS DE MODULACIÓN
MODULACIÓN AM
vp(t) = Vp sen(2p fp t): Portadora
vm(t) = Vm sen(2p fm t): Moduladora
v(t) = ( Vp + vm(t) ) sen(2p fp t): Modulada
TIPOS DE MODULACIÓN
MODULACIÓN AM
v(t) = ( Vp + Vm sen(2p fm t) ) sen(2p fp t)
Con m= Vm / Vp : índice de modulación (m< 1)
v(t) = Vp( 1 + m sen(2p fm t) ) sen(2p fp t)
TIPOS DE MODULACIÓN
MODULACIÓN AM
Modulador AM
(Gp:) ~
(Gp:) vm(t)
(Gp:) vp(t)
(Gp:) AM
1/Vp
TIPOS DE MODULACIÓN
MODULACIÓN AM
Demodulador AM
TIPOS DE MODULACIÓN
MODULACIÓN FM
vp(t) = Vp sen(2p fp t): portadora
vm(t) = Vm sen(2p fm t): moduladora
f = fp + ?f sen(2 p fm t), ?f Vm
TIPOS DE MODULACIÓN
MODULACIÓN FM
(Gp:) Índice de modulación
(Gp:) vp(t) = Vp sen[2p (fp + ?f sen(2 p fm t) ) t]
TIPOS DE MODULACIÓN
MODULACIÓN FM
modulador FM
(Gp:) VCO
(Gp:) ~
(Gp:) vp(t)
(Gp:) vm(t)
(Gp:) FM
TIPOS DE MODULACIÓN
MODULACIÓN FM
Demodulador FM
(Gp:) Detector
De fase
(Gp:) FPB
(Gp:) VCO
(Gp:) Señal de
(Gp:) Realimentación
(Gp:) Señal de
(Gp:) Referencia
(Gp:) Señal de
(Gp:) Salida
(Gp:) Señal
(Gp:) Demodulada
(Gp:) VCO
(Gp:) VCO
(Gp:)
TIPOS DE MODULACIÓN
MODULACIÓN ASK
vp(t) = Vp sen(2p fp t): Portadora
Moduladora
TIPOS DE MODULACIÓN
MODULACIÓN ASK
v(t) = Vp vm(t) sen(2p fp t)
TIPOS DE MODULACIÓN
MODULACIÓN ASK