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Instrumentation Amplifier01:25

Instrumentation Amplifier

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An electrocardiography (ECG) machine is an essential piece of medical equipment used to monitor the electrical activity of the heart. It operates by detecting small electrical changes on the skin that result from the depolarization of the heart muscle during each heartbeat. However, these signals are in the microvolt range and can be easily overwhelmed by noise or interference.
To overcome this challenge, an ECG machine utilizes an instrumentation amplifier. This specialized amplifier is...
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  • 1Research Centre in Digitalization and Intelligent Robotics (CeDRI), Laboratório Associado para a Sustentabilidade e Tecnologia em Regiões de Montanha (SusTEC), Instituto Politécnico de Bragança, Bragança, 5300-253, Portugal.

Computational and structural biotechnology journal
|January 7, 2026
PubMed
Resumen

Este estudio presenta un sistema de adquisición de bioseñales flexible y modular para telemedicina, que ofrece transmisión inalámbrica de alta fidelidad y bajo consumo, y validación de la integridad de la señal para mejorar las aplicaciones de biosensado portátil.

Palabras clave:
integridad de adquisiciónElectrocardiogramaElectromiogramacentrado en el ser humanoPlaca de circuito impresoTelemedicinaVestible

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Área de la Ciencia:

  • Ingeniería Biomédica; Tecnología de Telemedicina; Biosensores Vestibles

Sus antecedentes:

  • Los sistemas portátiles actuales de electrocardiograma (ECG) y electromiografía de superficie (sEMG) para telemedicina a menudo tienen una flexibilidad limitada y un manejo de datos inalámbrico ineficiente.; Existe la necesidad de sistemas de adquisición de bioseñales adaptables y robustos para la monitorización remota de pacientes.

Objetivo del estudio:

  • Desarrollar un sistema de adquisición de bioseñales modular que aborde las limitaciones de los dispositivos actuales de telemedicina portátil.; Mejorar la flexibilidad de la aplicación, la validación de la señal y la eficiencia de la transmisión de datos inalámbrica.

Principales métodos:

  • Un sistema modular de adquisición de bioseñales de 8 canales con resolución de 24 bits y tasas de muestreo configurables (1-4 kHz).; Las características incluyen ajustes de ganancia/fuente por canal, unidad de referencia interna basada en MUX y monitorización visual de la integridad de los electrodos.; La transmisión inalámbrica Bluetooth® utiliza una estructura de paquete compacta bit a bit para mejorar la eficiencia.

Principales resultados:

  • Se logró un bajo ruido referido a la entrada (máx. 6,7 μVrms) y una excelente fidelidad de señal (correlaciones armónicas >99,99 %, THD -53,03 dBc, correlación de onda de pulso >99,68 %).; Se demostró una transmisión de datos eficiente (un 83,92 % más pequeña que JSON, 7,28 veces más rápida decodificación).; Se proporcionó un tiempo de funcionamiento prolongado (22,3 horas con una batería de 3,3 Ah a 150 mA).

Conclusiones:

  • El sistema desarrollado permite la adquisición de bioseñales de alta fidelidad y bajo consumo.; La integridad de la señal validada y las capacidades multicanal adaptables abordan brechas críticas en el biosensado portátil para telemedicina.; El sistema ofrece una solución flexible y eficiente para la monitorización remota de la salud.