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Biotelemetría




Enviado por Pablo Turmero



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    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.

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    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.)

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    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.

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    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.

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    BIOTELEMETRÍA

    MODULACIÓN PULSADA:

    Se modifica una propiedad de un tren de pulsos:
    Amplitud
    Duración
    Posición

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    BIOTELEMETRÍA

    SISTEMAS TELEMÉTRICOS

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    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

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    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

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    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.

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    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.

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    SISTEMAS TELEMÉTRICOS

    ANTENAS:

    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

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    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.

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    BIOTELEMETRÍA

    MULTIPLEXAJE: Permite transmisión de varios canales.
    Se hace por tiempo compartido o frecuencia compartida.

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    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

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    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

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    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

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    BIOTELEMETRÍA

    MULTIPLEXAJE POR DIVISIÓN DE TIEMPO (TDM):

    Se muestrea cada canal durante un tiempo determinado.

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    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

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    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

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    BIOTELEMETRÍA

    ALGUNOS TIPOS DE MODULACIÓN

    Modulación AM
    Modulación angular
    Modulación PM
    Modulación FM
    Modulación digital
    ASM
    FSK
    PWM

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    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

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    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)

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    TIPOS DE MODULACIÓN

    MODULACIÓN AM

    Modulador AM

    (Gp:) ~
    (Gp:) vm(t)
    (Gp:) vp(t)
    (Gp:) AM

    1/Vp

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    TIPOS DE MODULACIÓN

    MODULACIÓN AM

    Demodulador AM

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    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

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    TIPOS DE MODULACIÓN

    MODULACIÓN FM

    (Gp:) Índice de modulación
    (Gp:) vp(t) = Vp sen[2p (fp + ?f sen(2 p fm t) ) t]

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    TIPOS DE MODULACIÓN

    MODULACIÓN FM

    modulador FM

    (Gp:) VCO
    (Gp:) ~
    (Gp:) vp(t)
    (Gp:) vm(t)
    (Gp:) FM

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    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:)

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    TIPOS DE MODULACIÓN
    MODULACIÓN ASK
    vp(t) = Vp sen(2p fp t): Portadora

    Moduladora

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    TIPOS DE MODULACIÓN
    MODULACIÓN ASK

    v(t) = Vp vm(t) sen(2p fp t)

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    TIPOS DE MODULACIÓN
    MODULACIÓN ASK

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