Osciloscopio

Qué es el osciloscopio

El nombre une el latín oscillare, balancearse u oscilar, con el griego skopein, observar o examinar: literalmente, un instrumento para observar oscilaciones. En su pantalla, el eje vertical representa la magnitud de la señal y el horizontal, el tiempo transcurrido, de modo que cualquier fenómeno que pueda traducirse en una variación de tensión, desde una corriente eléctrica hasta un latido cardiaco, se convierte en una forma de onda visible.

Por dentro, el modelo clásico se apoya en el tubo de rayos catódicos: un cañón dispara un haz de electrones que dos pares de placas desvían, en sentido vertical y horizontal, según la señal que se quiere representar. El haz incide sobre una pantalla fluorescente y traza así la forma de onda. Los modelos actuales sustituyen el tubo por pantallas digitales y convierten la señal analógica en datos que un procesador almacena, mide y representa.

De la física a la fisiología

En 1897, en Estrasburgo, el físico alemán Karl Ferdinand Braun construyó el primer tubo de rayos catódicos y con él el primer osciloscopio; por ese trabajo, entre otros sobre la telegrafía sin hilos, compartió el Premio Nobel de Física de 1909. Durante más de dos décadas el instrumento quedó confinado a los laboratorios de electricidad. Su salto a la biología llegó de la mano del fisiólogo Herbert Gasser, que a partir de la década de 1920 lo empleó, junto con Joseph Erlanger, para registrar los potenciales de acción de los nervios: impulsos eléctricos tan fugaces que los métodos gráficos previos, pensados para fenómenos que duraban segundos, resultaban inútiles para captarlos.

El galvanómetro de cuerda de Einthoven, que por entonces ya permitía registrar el electrocardiograma, medía bien los milivoltios; fallaba, sin embargo, cuando la unidad de tiempo relevante era el milisegundo. Gasser y Erlanger lograron amplificar y visualizar el potencial de acción del nervio ciático de una rana, y ese trabajo les valió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina de 1944. Desde entonces, el osciloscopio se convirtió en instrumento habitual de la investigación electrofisiológica.

Su lugar en la tecnología médica actual

Pocos aparatos médicos incorporan hoy un osciloscopio como pieza independiente. Su función, sin embargo, sigue presente dentro de otros muchos: el electrocardiógrafo, el electroencefalógrafo y el electromiógrafo son, en esencia, osciloscopios especializados, con circuitos de amplificación y filtrado ajustados a la señal biológica que registran y con un software que interpreta el trazado en lugar de limitarse a mostrarlo. Fuera de la práctica clínica diaria, el osciloscopio de banco conserva un papel propio en la investigación biomédica y en el mantenimiento de equipos electromédicos, donde permite comprobar que una señal se genera o se transmite con la forma esperada.

Tipos de osciloscopio

La distinción principal separa los equipos analógicos, que dibujan la señal en tiempo real sobre un tubo de rayos catódicos, de los digitales, que la muestrean, la convierten en valores numéricos y la almacenan en memoria. Dentro de los digitales existen variantes de almacenamiento (DSO), de fósforo digital y de muestreo de alta frecuencia, cada una pensada para un tipo distinto de señal. Un osciloscopio de dos canales permite comparar dos señales a la vez; los de varios canales, habituales en electrofisiología, registran múltiples derivaciones de forma simultánea.

Preguntas frecuentes

¿Quién inventó el osciloscopio?

El físico alemán Karl Ferdinand Braun, en 1897, al construir el primer tubo de rayos catódicos capaz de visualizar tensiones variables. Recibió el Premio Nobel de Física en 1909, compartido con Guglielmo Marconi, por sus contribuciones a la radiotelegrafía.

¿Qué relación tiene con la medicina?

Fue el instrumento que permitió, por primera vez, registrar con precisión fenómenos eléctricos tan breves como el potencial de acción de un nervio. Herbert Gasser y Joseph Erlanger lo emplearon con ese fin y recibieron por ello el Premio Nobel de Fisiología o Medicina de 1944, un hito que abrió el camino a toda la electrofisiología posterior.

¿Es lo mismo que un monitor de constantes vitales?

No exactamente. Un monitor incorpora, entre otros componentes, un circuito de tipo osciloscopio para mostrar la señal, pero añade alarmas, procesamiento automático y visualización de parámetros calculados que el osciloscopio, por sí solo, no ofrece.

¿En qué se diferencia un osciloscopio analógico de uno digital?

El analógico dibuja la señal en tiempo real sobre un tubo de rayos catódicos, sin almacenarla. El digital la muestrea, la convierte en datos numéricos y puede guardarla, ampliarla o analizarla después. Esta capacidad de almacenamiento es la que ha hecho del osciloscopio digital el estándar actual, tanto en electrónica como en los laboratorios de investigación biomédica.

Referencias

1. Gasser. Irish Journal of Psychological Medicine, Cambridge University Press.
2. The 1909 Nobel Prize in Physics: Marconi and Braun. Rendiconti Lincei. Scienze Fisiche e Naturali, Springer.
3. Herbert Spencer Gasser. Wikipedia.
4. Osciloscopios. RS Components.