T HE E NVIRONMENT

Las técnicas más comunes para estimar la frecuencia respiratoria son las de impedancia transtorácica, la detección de los movimientos tóraco-abdomina- les y la medición del flujo respiratorio.

38 _{Imagen obtenida de: karateyalgomas.com/2015/06/27/acondicionamiento-fisico-en-}

trena-tu-respiracion (04/01/2017)

39 _{García, P.P., “Respiración abdominal y respiración torácica: relajación y estrés” (2009).}

Link: www.akapsico.com/respiracion-abdominal-toracica-relajacion-estres-ansiedad-autoayuda- panico-angustia-agorafobia-psicoterapia-salud/ (07/01/2017)

40 _{Jara, Sonia, “Técnicas de relajación e imaginería“ (2008), Departamento de Psiquiatría}

Página 45 de 155 El método de pletismografía por impedancia transtorácica consiste en me- dir los cambios de volumen, mediante electrodos colocados sobre el tórax del individuo. Una corriente alterna de alta frecuencia (400A) se hace circular por los electrodos externos y los cambios de voltaje son registrados con los electro- dos internos (ver Ilustración 18). Debido a que la impedancia resistiva eléctrica es inversamente proporcional al área transversal y directamente proporcional a la longitud del conductor, los cambios en el volumen torácico generan variacio- nes en la impedancia que pueden ser correlacionados a la frecuencia respirato- ria.41

Ilustración 18 - Pletismografía por impedancia transtorácica. La corriente eléctrica ingresa al tórax por los electrodos más externos. Los cambios en la impedancia al flujo de corriente en el tórax son

detectados por los electrodos internos.42

Por otro lado, el método de medición del flujo respiratorio consiste en co- locar un sensor de temperatura (termistor) por debajo de las narinas. De este modo, se puede estimar la frecuencia respiratoria por los cambios de tempera- tura entre el aire inspirado (frío) y el espirado (caliente).43

Los dispositivos para la determinación de la frecuencia respiratoria por la detección de los movimientos tóraco-abdominales consisten en una banda colo- cada sobre el tórax o abdomen del paciente, sobre la cual se coloca un sensor que correlaciona la expansión del volumen tóraco-abdominal con la fase respi- ratoria. El sensor puede ser un acelerómetro, un cristal piezoeléctrico, strain gages o un sensor magnético. Los acelerómetros son dispositivos que miden la aceleración, es decir la tasa de cambio de la velocidad. Los strain gages se ba- san en la variación de la resistencia de un conductor cuando éste es sometido a un esfuerzo mecánico que provoca su deformación. Los cristales piezoeléctricos, como el cuarzo, son capaces de generar una tensión eléctrica cuando sus lámi- nas se deforman. Por último, los sensores magnéticos se basan en el efecto Hall,

41 _{DALCAME Grupo de Investigación Biomédica, “Diseño y construcción de una plata-}

forma de telemedicina para el monitoreo de bioseñales: unidad modular de frecuencia respirato- ria”, p.6-7. Link: www.dalcame.com/wdescarga/frecuencia.pdf (07/01/2017)

42 _{Imagen obtenida de: www.scielo.org.co/img/revistas/rcca/v16n3/a2f3.jpg (07/01/2017)}

43 _{Sánchez, A. et. al., “Polisomnografía, poligrafía, oximetría. Requisitos e interpretación}

de los resultados”, p.189. Link: www.neumosur.net/files/EB04-14%20estudios%20sueno.pdf (07/01/2017)

Página 46 de 155 que consiste en la producción de una caída de voltaje a través de un conductor con corriente, bajo la influencia de un campo magnético externo.

1.5.5.1 Medición de la frecuencia respiratoria por efecto Hall

Los dispositivos para la medición de la frecuencia respiratoria por efecto Hall están constituidos por un sensor y un imán, colocados sobre una banda tóraco-abdominal. El campo magnético generado por el imán, al acercarse y ale- jarse del sensor, produce una variación de tensión en el mismo, en correlación con los movimientos tóraco-abdominales. A continuación se describen los fun- damentos físicos que dan origen a este efecto.

1.5.5.1.1 Ley de la fuerza de Lorentz

Al contrario que en los campos eléctricos, una partícula cargada que se encuentre en reposo en el interior de un campo magnético no sufre la acción de ninguna fuerza. Por el contrario, si la partícula se encuentra en movimiento, ex- perimentará la acción de una fuerza magnética que recibe el nombre de fuerza de Lorentz.

La Ley de Lorentz establece que una partícula cargada q que circula a una velocidad 𝑣̅ por un punto en el que existe una intensidad de campo magné- tico 𝐵̅, sufrirá la acción de una fuerza 𝐹̅, denominada fuerza de Lorentz, cuyo valor es proporcional al valor de q, 𝐵̅ y 𝑣̅, y su dirección perpendicular al plano formado por los vectores de 𝑣̅ y 𝐵̅. La fuerza 𝐹̅ se obtiene por la siguiente expre- sión:

𝐹̅ = 𝑞 ∙ 𝑣̅ x 𝐵̅

Ecuación 2 - Fuerza de Lorentz44 1.5.5.1.2 Efecto Hall

El efecto Hall se produce cuando se ejerce un campo magnético transver- sal sobre un cable por el que circulan cargas. Como la fuerza magnética ejercida sobre ellas (fuerza de Lorentz) es perpendicular al campo magnético y a su ve- locidad, las cargas son impulsadas hacia un lado del conductor. Si los portadores de la carga son electrones, en dicho lado del conductor se acumula un exceso de carga negativa, dejando un exceso de carga positiva en el lado opuesto. Esta acumulación continúa hasta que el campo electrostático transversal resultante, se hace suficientemente grande como para generar una fuerza (𝐹𝑒̅̅̅̅ = 𝑞 · 𝐸̅) que sea igual y opuesta a la fuerza magnética (𝐹𝑚̅̅̅̅̅ = 𝑞 · 𝑣̅ 𝑥 𝐵̅). Este campo eléctrico provoca una diferencia de potencial transversal entre los lados opuestos del con- ductor, llamado voltaje Hall (𝐸_ℎ).45

44 _{Sears, Zemansky, “Física universitaria, con física moderna, volumen 2”, 12° edición}

(2009), editorial Addison-Wesley, p.925-926.

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Ilustración 19 - Fuerzas sobre portadores de carga de un conductor en un campo magnético. (Sears, Zemansky)