En un mundo donde cada segundo puede marcar la diferencia entre la vida y la muerte, las enfermedades cardiovasculares continúan posicionándose como una de las principales causas de mortalidad a nivel global.
Lo más alarmante no es solo su prevalencia, sino el hecho de que muchas de estas condiciones pueden evolucionar de forma silenciosa, sin síntomas evidentes, hasta desencadenar eventos críticos como infartos o arritmias severas.
Paradójicamente, vivimos en la era de la hiper-conectividad, donde dispositivos inteligentes acompañan cada aspecto de la vida cotidiana, pero el monitoreo continuo de la salud cardíaca aún no es una realidad accesible para la mayoría de la población. Los sistemas clínicos tradicionales, aunque precisos, suelen ser costosos, invasivos o limitados a entornos hospitalarios, lo que restringe su uso preventivo y continuo.
En ese contexto, surge la necesidad de replantear la relación entre la tecnología y salud desde un enfoque más humano: uno en el que la vigilancia del corazón no sea un privilegio, sino una herramienta cotidiana, accesible y silenciosa, capaz de anticiparse al riesgo en lugar de reaccionar ante la emergencia.
El desarrollo de un sistema de monitoreo cardíaco basado en tecnologías IoT y plataformas en la nube representa una respuesta directa a este desafío. No se trata únicamente de medir la frecuencia cardíaca, sino de construir un ecosistema inteligente capaz de interpretar datos en tiempo real, detectar anomalías y generar alertas oportunas que puedan salvar vidas.
Este tipo de soluciones abre la puerta a una medicina más preventiva, descentralizada y personalizada, donde el paciente deja de ser un sujeto pasivo y se convierte en el centro de un sistema que lo acompaña de manera constante. Así, la tecnología deja de ser un fin en sí mismo y se transforma en un medio para cuidar lo más esencial: la vida.
¿Qué es un ECG?
Un ECG, o electrocardiograma, es básicamente una forma de “ver” como trabaja el corazón por dentro, pero sin abrir el cuerpo. Aunque uno normalmente piensa que el corazón solo late, en realidad cada latido ocurre porque hay una pequeña señal eléctrica que lo activa, como si fuera una chispa que le da la orden de moverse.
El ECG lo que hace es captar esas señales eléctricas desde la piel, usando unos sensores en el pecho o en las manos. Esas señales son muy débiles, pero un dispositivo puede detectarlas y convertirlas en una línea con subidas y bajadas, una gráfica que representa cada latido. Esa línea no es un dibujo cualquiera: es literalmente la “firma” de cómo está funcionando el corazón en ese momento.
Cuando el corazón está sano, esa gráfica sigue un patrón bastante ordenado, como un ritmo constante. Pero cuando algo no anda bien, ese patrón cambia: puede volverse irregular, acelerarse o hacerse muy lento o mostrar formas extrañas. Ahí es donde el ECG se vuelve tan valioso, porque permite detectar problemas que muchas veces la persona ni siquiera siente.
Dicho de forma sencilla, un ECG no solo dice cuántas veces late el corazón, sino que muestra si está latiendo de manera correcta o si hay señales de que algo podría estar fallando. Es como pasar de solo contar los latidos a realmente entender el comportamiento del corazón.
Las derivadas bipolares de Einthoven
Las derivaciones bipolares de Einthoven son una forma de mirar el corazón desde distintos puntos usando el electrocardiograma. En lugar de poner un solo sensor, se colocan varios en el cuerpo y se compara la señal eléctrica entre dos puntos, como si se midiera la diferencia de energía entre un lugar y otro.
Tomado de la web: A very short guide to ECG interpretation | Blog of Dr. Agnibho Mondal
Imagínalo así: el corazón genera electricidad y esa electricidad viaja por el cuerpo. Si colocas sensores en el brazo derecho, el brazo izquierdo y la pierda izquierda, puedes “ver” como se mueve esa electricidad desde diferentes direcciones. Cada combinación de puntos forma una derivación, es decir, una manera distinta de observar el mismo latido.
En pocas palabras, no es que el corazón cambie, sino que lo estás observando desde diferentes lados, y eso ayuda a detectar con más claridad si algo no está funcionando bien.
La señal cardíaca
La señal cardíaca es básicamente la forma en que podemos “ver” cada latido del corazón convertido en una gráfica. Aunque tú no lo sientas, cada vez que tu corazón late ocurre una pequeña actividad eléctrica y esa actividad es la que se dibuja en esta curva.
Tomado de: Ochoa-Brust, Alberto & Maciel Barboza, Fermín & Estrada, Felipe & Díaz, Columba & Felix, Ramon & Alvarez, Jose & José, Y & Vásquez, Clemente. (2010). Sistema de Adquisición y Procesamiento de Señales Electrocardiográficas. Revista de Sistemas, Cibernética e Informática. 7.
Esa línea no es al azar. Cada parte representa un momento específico del latido. Primero aparece una pequeña subida, que es cuando el corazón se está preparando para latir. Luego viene un pico grande y rápido, que es el latido fuerte como tal, cuando el corazón empuja la sangre. Después la señal baja y vuelve a subir suavemente, que es cuando el corazón se recupera y se prepara para el siguiente latido.
Si todo está bien, ese patrón se repite de forma ordenada, como un ritmo constante. Pero si algo cambia, por ejemplo, si los picos se vuelven muy altos, muy bajos, irregulares o aparecen en tiempos raros, eso puede indicar que el corazón no está funcionando correctamente.
Dicho de forma sencilla, la señal cardíaca es como el “idioma” del corazón. No solo dice cuántas veces late, sino que muestra cómo lo está haciendo en cada momento. Y aprender a leer esa señal es lo que permite detectar problemas antes de que se vuelvan graves.
El circuito AD8232
El AD8232 es un circuito integrado diseñado específicamente para trabajar con señales bilógicas el cuerpo humano, como las del corazón. Su función principal es tomar una señal extremadamente débil– del orden de milivoltios- y convertirla en una señal clara, estable y fácil de procesar por otro circuito, como un microcontrolador.
El corazón genera impulsos eléctricos naturales, pero estos no llegan “limpios” al circuito. En el camino aparecen intermitencias, ruido por movimiento, variaciones de la piel y señales externas como la red eléctrica. El AD8232 actúa como un intermediario inteligente que extrae la información útil y descarta todo lo demás.
Tomado de: AD8232 datasheet.
En palabras simples, el AD8232 es un frontal analógico para ECG: toma la diferencia entre los electrodos de entrada, la amplifica, le quita el ruido que vendría siendo una especie de “interferencia” que viene mezclada con la señal del corazón y la entrega lista para que otro procesador pueda leerla.
El fabricante ofrece un circuito completo para configurar el AD8232 como un monitor cardiaco. Se usan 3 electrodos, la señal que entrada desde el cuerpo pasa por resistencias que protegen al paciente y estabilizan las entradas. Luego entra un amplificador interno que posee el circuito que aumenta la diferencia entre los electrodos y elimina gran parte del ruido común.
Después de esa amplificación inicial, el circuito aplica un filtro que elimina la deriva lenta de la señal, esto es, movimiento, respiración, interferencia propia del electrodo.
Tomado de: AD8232 datasheet.
Luego aplica otro filtro que elimina el ruido de alta frecuencia, como interferencia eléctrica o muscular. Eso deja una señal limpia en el rango típico de los electrocardiogramas.
Todo lo anterior, se puede simplificar en una placa comercial.
Tomado de: Gravity: Arduino Heart Rate Monitor Sensor (ECG) for Arduino – DFRobot
Pruebas y conexión con el ESP32
Para poder subir los datos del ECG a una nube, no basta con leer la señal del sensor, también se necesita que el sistema tenga la capacidad de conectarse a internet. El módulo comercial solo genera la señal analógica del corazón, por lo que depende completamente del microcontrolador al que está conectado para procesarla y enviarla.
La placa ESP32 integra de fábrica la conectividad WiFi u Bluetooth, lo que permite no solo leer la señal analógica del AD8232, sino también procesarla y transmitirla a la nube sin necesidad de un hardware adicional.
Ahora necesitamos el código. Básicamente se necesita configurar el ESP32 para leer la señal analógica del sensor ECG desde el pin GPIO34. En cada ciclo, toma el valor de la señal, que corresponde al voltaje del corazón convertido en un número entre 0 y 4095 y lo envía por comunicación serial al computador. Se agrega un pequeño retardo de 5 milisegundos para hacer que la lectura se realice unas 200 veces por segundo, lo que permite visualizar la señal del ECG de forma continua y casi en tiempo real.
const int ecgPin = 34; // GPIO34 (ADC1)
void setup() {
Serial.begin(115200);
}
void loop() {
int ecgValue = analogRead(ecgPin);
Serial.println(ecgValue); // Envía datos para graficar
delay(5); // Frecuencia ~200 Hz (ideal para ECG)
}
En cuanto a los electrodos, deben colocarse como se muestra en la siguiente figura para obtener el ECG correcto. Esta disposición permite captar adecuadamente la diferencia de potencial generada por el corazón y reducir el ruido en la señal.
Al final, en el serial plotter se debería obtener una señal así:
Conclusiones
En este proyecto logramos adquirir y visualizar la señal ECG utilizando el módulo AD8232 y la ESP32, comprendiendo tanto la correcta conexión de los electrodos como la lectura de la señal analógica en tiempo real. Se evidenció la importancia de una buena ubicación de los sensores y de una adecuada configuración del sistema para obtener una señal clara y estable.
Además, se demostró que la ESP32 es una excelente opción para este tipo de aplicaciones, ya que no solo permite procesar la señal, sino que también abre la puerta a la conectividad con sistemas externos gracias a su capacidad de comunicación inalámbrica.
Con esto, dejamos una base sólida para avanzar hacia aplicaciones más completas e inteligentes.
Te esperamos en la próxima entrega, donde daremos el siguiente paso: conectar este sistema a la nube.
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