La auscultaciÃ³n es la primera herramienta de anÃ¡lisis que se emplea para evaluar el estado funcional del corazÃ³n y es el primer indicador utilizado para remitir el paciente al especialista. En este proyecto se desarrollÃ³ un estetoscopio digital, el cual captura, amplifica y filtra la seÃ±al a travÃ©s de una tarjeta electrÃ³nica que, a su vez, transmite la seÃ±al digitalizada al software en un pc, el cual adquiere, filtra, almacena y analiza los sonidos auscultados. El fin es proporcionar al personal mÃ©dico una ayuda diagnÃ³stica, objetiva y confiable; que mejore notablemente la confiabilidad de la tÃ©cnica auscultatoria y que se pueda emplear en aplicaciones de telemedicina

SantafÃ© RamÃ³n, Yesid Eugenio

Spanish

Publicaciones Unisangil (Universitaria de San Gil)

 Revista Matices Tecnológicos Edición 2, Enero  - Diciembre de 2010. UNISANGIL. ISSN 2027-4408. 
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Prototipo de fonendoscopio digital  
 
Yesid Santafé Ramón*, Wilson Gamboa** y Yully Gamboa Contreras**** 
* Ingeniero electrónico, docente cátedra programa Ingeniería electrónica UNISANGIL  
** Ingeniero electrónico, Director grupo de investigación IDENTUS. 
*** Ingeniera electrónica.  
wgamboa@unisangil.edu.co 
 
 
Palabras clave: fonendoscopio, ruidos cardiacos, instrumentación electrónica 
 
Key words: stethoscope, heart sounds, electronic instrumentation 
 
Resumen 
 
La auscultación es la primera herramienta de análisis que se emplea para evaluar el estado funcional del 
corazón y es el primer indicador utilizado para remitir el paciente al especialista. En este proyecto se 
desarrolló un estetoscopio digital, el cual captura, amplifica y filtra la señal a través de una tarjeta 
electrónica que, a su vez, transmite la señal digitalizada al software en un pc, el cual adquiere, filtra, 
almacena y analiza los sonidos auscultados. El fin es proporcionar al personal médico una ayuda 
diagnóstica, objetiva y confiable; que mejore notablemente la confiabilidad de la técnica auscultatoria y 
que se pueda emplear en aplicaciones de telemedicina. 
 
Abstract 
 
Auscultation is the first analysis tool that is used to evaluate the functional status of heart and is the 
first indicator used to refer the patient to a specialist. This project developed a digital stethoscope, 
which captures, amplifies and filters the signal through an electronic card that, in turn, transmits the 
digitized signal to the software on a PC, which acquires, filters, stores and analyzes auscultation 
sounds. The aim is to provide a diagnostic aid medical personnel, objective and reliable, that greatly 
improve the reliability of auscultatory technique and can be used in telemedicine applications. 
 
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I. INTRODUCCIÓN 
 
Las ondas acústicas producidas por la acción mecánica del corazón son conocidas como ruidos 
cardíacos o sonidos del corazón. Los eventos mecánicos asociados al ciclo cardíaco incluyen la 
contracción muscular, apertura y cierre de válvulas y flujo de sangre, los cuales pueden producir 
energía acústica. Los sonidos son eventos cortos, en forma de impulsos, que representan transiciones 
dentro de las diferentes fases hemodinámicas del ciclo. Los sonidos del corazón son afectados y 
alterados de algún modo por muchas enfermedades cardíacas. Un diagnóstico a tiempo puede evitar 
que una condición patológica empeore. El análisis de los sonidos del corazón puede proveer 
información necesaria del curso del ciclo cardíaco que sirva tanto en el diagnóstico de enfermedades 
como en el entendimiento de las mismas y del funcionamiento del corazón. La auscultación de los 
sonidos del corazón da una valoración clínica acerca del funcionamiento integral del corazón de una 
manera no invasiva.  
 
Debido a que la descripción clínica sobre la condición del corazón es subjetiva, ya que depende 
fuertemente de la capacidad auditiva, entrenamiento y experiencia del médico; se presenta una 
alternativa tecnológica de auscultación que busca a futuro evitar el factor subjetivo, mediante 
caracterizaciones y análisis futuros de las señales. El prototipo de fonendoscopio digital capta, 
acondiciona y entrega una señal sonora sobre el comportamiento del corazón, que brindará al 
especialista una alternativa tecnológica. 
 
II. MARCO CONCEPTUAL 
 
A. Técnica Auscultatoria  
 
La importancia de la auscultación cardíaca se mantuvo hasta principios de los 80, cuando un médico 
entrenado podía obtener un diagnóstico definitivo del paciente tras una exploración y auscultación 
concienzuda. A menudo se podían predecir los gradientes de presión a través de una válvula, la 
benignidad de un soplo funcional en un niño, o el grado de comunicación interauricular o 
interventricular. 
 
Durante los últimos 20 años, la importancia de la auscultación cardiaca ha disminuido frente al 
espectacular avance de otras técnicas diagnósticas de alta tecnología (ecocardiografía bidimensional, 
etc.). Estudios [5,6] revelan que sólo el 20% de los eventos cardíacos significativos son reconocidos 
correctamente mediante auscultación, o que la exactitud diagnóstica de la habilidad auscultatoria en 
residentes en pediatría, contrastada con análisis ecocardiográficos, es del 33% [6]. Aunque estas 
técnicas permiten obtener diagnósticos mucho más fiables que la auscultación, se trata de técnicas 
costosas no disponibles en la mayoría de los ambulatorios cardiológicos, así como en la totalidad de 
Centros de Atención Primaria. En otras ocasiones se trata de técnicas invasivas, cuya aplicación al 
paciente viene limitada por la influencia negativa que pueden tener sobre éste. 
 
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Sin embargo, la auscultación sigue siendo aún la primera herramienta de análisis que se emplea para 
evaluar el estado funcional del corazón y de otros órganos como el pulmón, los intestinos.etc., y el 
primer indicador utilizado para remitir el paciente al especialista. En ella, el médico trata de identificar 
y analizar separadamente los diferentes ruidos que componen el ciclo cardíaco, realizando después una 
síntesis de las características extraídas. Además, muchas condiciones patológicas del sistema 
cardiovascular se reflejan en los sonidos y soplos cardíacos generados antes de manifestarse en otras 
señales como el ECG (electrocardiograma). 
 
B. Fonocardiografía 
 
La Fonocardiografía es una rama de la cardiología que consiste en el estudio de los ruidos cardiacos, es 
decir, de las vibraciones producidas por el aparato cardiovascular en el espectro de frecuencias 
perceptibles por el oído humano y su sincronización con señales electrococardiográficas, o el registro 
de los sonidos cardiacos desarrollada para mejorar los resultados obtenidos con el estetoscopio acústico 
tradicional. 
 
Mediante el fonocardiograma, las ondas sonoras procedentes del latido cardíaco pueden ser captadas, 
registradas, medidas y representadas gráficamente usando la instrumentación adecuada. El 
fonocardiograma permite documentar la temporización, intensidad relativa, frecuencia, calidad, tono, 
timbre y localización precisa de las diferentes componentes del sonido cardíaco, de una forma objetiva 
y repetible. 
 
C. Sonidos Cardiacos 
 
Los sonidos cardíacos normales se denominan S1 y S2. S1 corresponde al comienzo de la sístole 
(donde los ventrículos están relajados). S2 señala el final de la sístole y el comienzo de la diástole 
(donde los ventrículos están contraídos). Ver figura 1.  
 
 
Fig. 1. Señal fonocardiográfica normal 
 
Estos sonidos S1 y S2 se producen cuando las válvulas se cierran. Debido a que el corazón está 
dividido en una parte izquierda y otra derecha, algunas veces estos sonidos están desdoblados (el más 
audible es un S2 desdoblado producido cuando los ventrículos derecho e izquierdo se contraen con una 
diferencia de tiempo muy breve). Este hallazgo es normal en muchas personas, pero en ocasiones 
puede indicar una anomalía, tal como un agrandamiento de uno de los ventrículos.  
 
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D. Focos de Auscultación 
 
 Existen cuatro focos de auscultación tradicionales para cada válvula cardiaca, tal como lo vemos en la 
figura 2. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 2. Focos de Auscultación 
 
 Aórtico (zona de la válvula aórtica): segundo espacio intercostal derecho, en el borde esternal 
derecho.  
 Pulmonar (zona de la válvula pulmonar): segundo espacio intercostal izquierdo, en el borde esternal 
izquierdo.  
 Tricúspide: cuarto espacio intercostal izquierdo, en la parte inferior del borde esternal izquierdo.  
 Mitral o apical: en el ápex cardíaco, en el quinto espacio intercostal izquierdo, línea 
medioclavicular. 
 
E. Estetoscopio 
El instrumento utilizado clásicamente para captar los sonidos cardíacos es el estetoscopio o 
fonendoscopio (figura 3), que tiene por objeto transmitir los sonidos cardíacos con la menor distorsión 
y pérdida de amplitud posible. Consta de una “campana” y de un “diafragma”, que pueden ser 
intercambiados de forma reversible. El diafragma y la campana tienen diferentes propiedades acústicas, 
lo que permite compensar la relativa insensibilidad del oído humano a bajas frecuencias. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 3. Estetoscopio 
 
 
 
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III. ETAPAS DEL PROTOTIPO 
 
Para captar la señal auscultada se necesita un transductor que transforme la onda acústica en una señal 
eléctrica proporcional. Para ello se utiliza un micrófono piezo-cerámico. Dado que la señal eléctrica 
obtenida suele tener amplitud muy baja, se realiza una etapa preamplificadora seguida de un filtrado 
activo para adecuar la señal en su espectro de frecuencia, y así pueda ser registrada y grabada en el PC, 
como lo indica el diagrama de la figura 4. 
 
 
Fig. 4. Digrama en Bloques. 
 
A. Acondicionamiento de la señal 
 
En esta etapa se utilizan amplificadores de instrumentación, los cuales son componentes de gran 
importancia en los sistemas de bioinstrumentación; sus características deben ajustarse a las condiciones 
impuestas por la señal a amplificar y al entorno físico de aplicación. 
 
Para preamplificar y amplificar estas señales fue utilizado el amplificador de instrumentación AD620, 
el cual es un amplificador de bajo ruido y alta relación de rechazo en modo común CMRR (mínimo 
100dB a una G=10) (ver figura 5). Este amplificador de instrumentación está basado en la 
configuración de tres amplificadores operacionales. La ganancia que proporciona el AD620 se ajusta 
mediante una resistencia externa entre el pin 1 y 8. 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 5. Amplificador de Instrumentación 
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Al hacer la implementación del filtro diseñado, se obtuvo una muy buena respuesta; ésta se puede 
observar en las siguientes gráficas (figuras 6, 7, 8 y 9) obtenidas en el osciloscopio, en las que se 
muestra el comportamiento del filtro a frecuencias de 10Hz, 29Hz, 2kHz y 2,9KHz. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 6. Respuesta a Frecuencia de 10Hz 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 7. Respuesta a Frecuencia de 29Hz 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 8. Respuesta a Frecuencia de 2kHz 
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Fig. 9. Respuesta a Frecuencia de 2.9KHz 
 
Al implementarse el circuito y al auscultar la señal cardiaca, estas fueron las señales resultantes 
obtenidas en el osciloscopio (ver figuras 10 y 11): 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 10. Señal fonocardiografíca obtenida 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 11. Señal fonocardiografíca en osciloscopio digital 
 
Al ser comparadas estas señales adquiridas con un patrón de señal fonocardiográfica (figura 12), se 
obtienen resultados satisfactorios. Se calibró la ganancia del amplificador de instrumentación con 
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varias muestras tomadas de niños, mujeres, hombres (jóvenes) y adultos mayores para ajustar 
adecuadamente la señal. 
 
 
 
 
 
 
Fig. 12.  Patrón de Señal fonocardiografíca 
 
B. Diseño Software 
 
Se desarrolló una interfaz gráfica en el software LabView, que brinda la posibilidad de almacenamiento 
de signos vitales (sonidos) primarios en el PC, lo cual permite la reproducción, amplificación o 
reducción del sonido cuando el médico lo requiera; a su vez, se observa el patrón de la señal en el 
tiempo y frecuencia, lo que permite extraer una mayor información de la señal auscultada.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig 13. Etapa de Registro 
 
Como se observa en la figura 13, esta interfaz se encarga de adquisición de datos del paciente como: 
nombre, apellidos, sexo, cédula, edad, peso, fecha, hora del registro, la zona auscultar y el diagnóstico 
médico. 
 
C. Adquisición 
 
En esta etapa, como se puede ver en la figura 14, la señal es capturada y filtrada automáticamente de 
acuerdo al tipo de auscultación y al tipo de sensor seleccionado en el registro del paciente. Estos datos 
son almacenados en un archivo de extensión .wav; Una vez grabada, puede ser reproducida y/o 
almacenada para un análisis posterior. 
 
 
 
 
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Fig. 14. Etapa de Adquisición 
 
D. Análisis 
Para analizar la señal auscultada se indica la ruta en la cual está almacenado el archivo .wav del 
paciente a analizar, se verifica el volumen del audio y se selecciona el tipo de sonido a escuchar, para 
que de esta forma se filtre la señal de acuerdo a su rango de frecuencia. Luego, oprimiendo el botón 
reproducir, se activa la señal acústica con su respectiva gráfica en tiempo y en frecuencia para facilitar 
el análisis y el diagnóstico de la señal auscultada. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig 15. Etapa de Análisis 
 
Se realizó una comparación de las señales cardiacas normales adquiridas con el prototipo diseñado, con 
una muestra de una señal cardiaca normal tomada por el fonendoscopio electrónico Littmann 4000 y 
registrado por el software de análisis del mismo llamado 3M Littmann (ver figura 16). Esta 
comparación refleja una alta similitud con las señales cardiacas normales adquiridas con este prototipo, 
como se puede observar en las gráficas 16 y 17. Además de esta comparación, se contó con la opinión 
de un cardiólogo, quien después de observar el comportamiento del prototipo, destacó la utilidad de 
éste para el pre-diagnóstico médico y para aplicaciones de telemedicina.   
 
 
 
 
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Fig 16. Señal fonocardiográfica por el fonendoscopio electrónico Littmann 4000 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig 17. Señal fonocardiográfica por el prototipo fonendoscopio 
 
IV. CONCLUSIONES 
 
Se diseñó e implementó un prototipo de fonendoscopio digital capaz de capturar sonidos cardiacos. 
 
Se logró que la técnica auscultatoria sea objetivada mediante el registro, almacenamiento, visualización 
y análisis de la señal recogida mediante el circuito diseñado, lo cual permite aumentar la confiabilidad 
del diagnóstico.  
 
Se diseñó una herramienta de ayuda médica en la toma de decisiones relativas al pre-diagnóstico, la 
remisión del paciente al especialista y la priorización de las listas de espera para eco-cardiografía. 
 
Este software diseñado puede ser utilizado tanto para registrar el paciente, adquirir la auscultación y 
analizar la señal, como para leer el registro recibido y analizar la señal enviada por un médico a través 
de un punto remoto en aplicaciones de telemedicina. 
 
 
 
 
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REFERENCIAS 
 
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págs. 42-46. Escuela de Ingeniería de Antioquia–Universidad CES, Medellín, Colombia.  
 
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Detección de Soplos Cardíacos. http://pisis.unalmed.edu.co. Bogotá Colombia. Diciembre de 2007 
 
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Disponible en: www.fmrp.usp.br/revista/2004/vol37n3e4/3ausculta_cardiaca.pdf 
 
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www.bioinstrumentacion.eia.edu.co/docs/bio/2006/Cap1.FdtosBioinstrumentacionDoc.pdf  
 
[8] HUMPHRE Y, Watts. Proceso de desarrollo en bioingeniería. Disponible en 
www.herrera.unt.edu.ar/bioingenieria/sabi/cd_2001/Resumen/031R_Ramos.pdf 


Prototipo de fonendoscopio digital

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