Оңой автоматташтырылган ЭКГ (1 күчөткүч, 2 чыпка): 7 кадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:40

Электрокардиограмма (ЭКГ) теринин үстүнө коюлган ар кандай электроддордун жардамы менен жүрөктүн электрдик активдүүлүгүн өлчөйт жана көрсөтөт. ЭКГ приборлордун күчөткүчтөрүн, оюк чыпкаларын жана төмөн өтүү чыпкаларын колдонуп түзүлүшү мүмкүн. Акырында, чыпкаланган жана күчөтүлгөн сигналды LabView программасынын жардамы менен элестетүүгө болот. LabView ошондой эле сигналдын келген жыштыгын колдонуп, адамдын предметинин жүрөгүнүн согуусун эсептейт. Курулган приборлордун күчөткүчү дененин кичинекей сигналын кабыл алып, 1 В чейин күчөтүүдө ийгиликтүү болду, ошондуктан аны LabView аркылуу компьютерде көрүүгө болот. Ноч жана төмөн өтүү чыпкалары энергия булактарынан 60 Гц ызы -чууну азайтууда жана 350 Гцтен жогору сигналдарга тоскоолдук кылууда ийгиликтүү болушту. Тынчтыкта жүрөктүн согушу 75 м / сек, ал эми беш мүнөт катуу машыгуудан кийин 137 сокку болуп өлчөнгөн. Курулган ЭКГ реалдуу баалуулуктарда жүрөктүн согуусун өлчөп, типтүү ЭКГ толкун формасынын ар кандай компоненттерин элестете алган. Келечекте, бул ЭКГ 60 Гц тегерегиндеги ызы -чууну азайтуу үчүн, чыпкадагы пассивдүү баалуулуктарды өзгөртүү аркылуу жакшыртылышы мүмкүн.

1 -кадам: Аспаптык күчөткүчтү түзүңүз

Сизге керек болот: LTSpice (же башка райондук визуалдаштыруу программасы)

Аспаптык күчөткүч сигналдын көлөмүн жогорулатуу үчүн түзүлгөн, ал көрүнүп турат жана толкун формасын талдоого мүмкүндүк берет.

R1 = 3.3k ohm, R2 = 33k ohms, R3 = 1k ohms, R4 = 48 ohms колдонуу менен X пайда болот. Пайда = -R4/R3 (1+R2/R1) = -47k/1k (1- (33k/3.3k)) = -1008

Акыркы оп -ампта сигнал инверттөөчү пинге кирип кеткендиктен, киреше 1008. Бул дизайн LTSpiceде түзүлгөн, андан кийин 1 -ден 1кГцке чейин AC сыпыруу менен симуляцияланган, он күнүнө 100 упай AC айнымалуу амплитудасы үчүн..

Биз кирешебиз окшош киреше экенин текшердик. Графиктен биз Gain = 10^(60/20) = 1000 таптык, бул биздин 1008 кирешебизге жетиштүү.

2 -кадам: Notch чыпкасын түзүү

Сизге керек болот: LTSpice (же башка райондук визуалдаштыруу программасы)

Ночной чыпка - бул белгилүү бир жыштыктагы жок кылуу үчүн жогорку өтүү чыпкасынын артынан өтүүчү чыпканын белгилүү бир түрү. 60 Гцте турган бардык электрондук түзмөктөр чыгарган ызы -чууну жок кылуу үчүн оюк чыпкасы колдонулат.

Пассивдүү баалуулуктар эсептелген: C =.1 uF (мааниси тандалган) 2C =.2 uF (.22 uF конденсатору колдонулган)

AQ коэффициенти 8 колдонулат: R1 = 1/(2*Q*2*pi*f*C) = 1/(2*8*2*3.14159*60*.1E-6) = 1.66 кОм (1.8 кОм колдонулган) R2 = 2Q/(2*pi*f*C) = (2*8)/(60 Гц*2*3.14159*.1E-6 F) = 424 кОм (390 кОм + 33 кОм = 423 кОм болгон колдонулган) Voltage бөлүмү: Rf = R1 * R2 / (R1 + R2) = 1.8 kOhm * 423 kOhm / (1.8 kOhm + 423 kOhm) = 1.79 kOhm (1.8 kOhm колдонулган)

Бул чыпканын дизайны 1ге ээ, демек күчөтүүчү касиеттери жок.

Пассивдүү баалуулуктарды туташтыруу жана AC шыпыруу менен LTSpiceде симуляциялоо жана 1 кГц AC жыштыгы менен 0.1 В синус толкунунун кирүү сигналы тиркелген bode участогуна алып келет.

60 Гц тегерегинде жыштыкта сигнал эң төмөнкү чыңалууга жетет. Чыпка кирүү чыңалуусу 0,1 В болгондуктан, байкалбай турган чыңалууга 60 Гц ызы -чууну алып салууда жана 1 кирешени камсыздоодо ийгиликтүү.

3 -кадам: Low Pass чыпкасын түзүү

Сизге керек болот: LTSpice (же башка райондук визуалдаштыруу программасы)

Төмөн өтүү чыпкасы ЭКГ сигналын камтыган кызыкчылыктын чегинен жогору сигналдарды алып салуу үчүн түзүлгөн. Кызыгуунун босогосу 0 - 350Гц ортосунда болгон.

Конденсатордун мааниси.1 uF деп тандалган. Керектүү каршылык 335 Гц жогорку кесүү жыштыгы үчүн эсептелет: C = 0.1 uF R = 1/(2pi*0.1*(10^-6)*335 Hz) = 4.75 kOhm (4.7 kOhm колдонулган)

Пассивдүү баалуулуктарды туташтыруу жана AC Lip менен 1 ЛГц диапазонунда 1 кГц жыштыгы бар 0.1 В синус толкунунун кириш сигналы менен LTSpice боюнча симуляциялоо тиркелген bode участогуна алып келет.

4 -кадам: Нан тактасында схеманы түзүңүз

Сизге керек болот: ар кандай баалуулуктагы резисторлор, ар кандай баалуулуктагы конденсаторлор, UA 471 оперативдүү күчөткүчтөр, секиргич кабелдер, нан тактасы, туташтыруу кабелдери, энергия булагы же 9 В батарейкасы

Эми сиз өзүңүздүн схемаңызды окшоштурдуңуз, аны нан тактасына курууга убакыт келди. Эгерде сизде так көрсөтүлгөн баалуулуктар жок болсо, сизде бар нерселерди колдонуңуз же резисторлор менен конденсаторлорду бириктирип, керектүү баалуулуктарды жасаңыз. Нан тактаңызды 9 вольттуу батареяны же DC кубаттуулугун колдонууну унутпаңыз. Ар бир күчөткүч оң жана терс чыңалуу булагына муктаж.

5 -кадам: LabView чөйрөсүн орнотуңуз

Сизге керек болот: LabView программасы, компьютер

Толкун формасын көрсөтүүнү жана жүрөктүн кагышын эсептөөнү автоматташтыруу үчүн LabView колдонулган. LabView - бул маалыматтарды визуалдаштыруу жана талдоо үчүн колдонулган программа. ЭКГ схемасынын чыгышы LabView үчүн кириш болуп саналат. Маалыматтар төмөндө иштелип чыккан блок -схеманын негизинде киргизилет, графикке түшүрүлөт жана анализделет.

Биринчиден, DAQ жардамчысы схемадан аналогдук сигналды алат. Тандоо көрсөтмөлөрү бул жерде орнотулган. Тандоо ылдамдыгы секундасына 1к үлгүлөрдү жана интервал 3к мс болгон, демек, толкун формасындагы графикте 3 секунд. Waveform Graph DAQ жардамчысынан маалыматтарды алды, андан кийин аны алдыңкы панелдин терезесинде пландаштырды. Блок -схеманын төмөнкү бөлүгү жүрөктүн кагышын эсептөөнү камтыйт. Алгач толкундун максимуму жана минимуму өлчөнөт. Андан кийин, бул амплитудалык өлчөөлөр максималдуу амплитудасынын 95% ы катары аныкталган чокулар болуп жаткандыгын аныктоо үчүн колдонулат, эгер болсо, анда убакыт чекити жазылат. Чокулар аныкталгандан кийин, амплитудасы жана убакыт чекити массивдерде сакталат. Андан кийин чокулар/ секунддардын саны мүнөткө айландырылат жана алдыңкы панелде көрсөтүлөт. Алдыңкы панель толкун формасын жана мүнөтүнө согуусун көрсөтөт.

Район LabVIEWга Улуттук Инструменттер ADC аркылуу жогорудагы сүрөттө көрсөтүлгөндөй туташкан. Функция генератору симуляцияланган ЭКГ сигналын ADCге киргизди, ал маалыматтарды графикалык жана анализдөө үчүн LabViewге өткөрүп берди. Кошумча, BPM LabVIEWде эсептелгенден кийин, сандык индикатор 2 -сүрөттө көрүнүп тургандай, толкун формасынын графасынын капталында колдонмонун алдыңкы панелинде ошол маанини басып чыгаруу үчүн колдонулган.

6 -кадам: Функция генераторун колдонуу менен тесттик схема

Сизге керек болот: панельдеги схема, туташтыруу кабелдери, электр менен камсыздоо же 9 В батарея, National Instruments ADC, LabView Software, компьютер

LabView приборлорун текшерүү үчүн окшоштурулган ЭКГ схемага киргизилген жана схеманын чыгышы National Instruments ADC аркылуу LabView менен туташкан. Адегенде 1Гцде 20мВпп сигналы эс алуу жүрөгүнүн согуусун тууроо үчүн схемага киргизилген. LabView алдыңкы панели төмөнкү сүрөттө көрсөтүлгөн. P, T, U толкуну жана QRS комплекси баары көрүнүп турат. BMP туура эсептелген жана сандык индикатордо көрсөтүлөт. Тизме осциллографка туташтырылганда биз көргөн нерсеге окшош болгон схема аркылуу болжол менен 8 V/0.02 V = 400 пайда болот. Жыйынтыктын LabView сүрөтү тиркелет. Андан кийин, мисалы, машыгуу учурунда көтөрүлгөн жүрөктүн согуусун тууроо үчүн, схемага 2 Гцте 20 мВпп сигналы киргизилген. Жүрөктүн кагышын эс алууда тестке салыштырмалуу пайда болду. Толкундун формасынын астынкы бөлүгү мурдагыдай эле ылдамыраак ылдамдыкта бүтүндөй бирдей бөлүктөргө ээ. Жүрөктүн кагышы сандык индикатордо эсептелет жана көрсөтүлөт жана биз күтүлгөн 120 BPMди көрөбүз.

7 -кадам: Адамдын предметин колдонуу менен тестирлөө

Сизге керек болот: панельдеги схема, туташтыруу кабелдери, энергия булагы же 9 В батареясы, National Instruments ADC, LabView Software, компьютер, электроддор (жок дегенде үчөө), адам темасы

Акыр -аягы, схема адамдын предмети ЭКГ менен тестирлөөнү өткөрдү жана схеманын чыгышы LabViewге кирет. Чыныгы сигналды алуу үчүн темага үч электрод коюлган. Электроддор эки билегине жана оң бутуна коюлган. Оң билек оң кириш, сол билек терс жана таман жер. Кайра маалымат иштетүү үчүн LabViewге киргизилген. Электрод конфигурациясы сүрөт катары тиркелет.

Биринчиден, субъекттин эс алып жаткан ЭКГ сигналы көрсөтүлүп, анализделди. Эс алып жатканда, теманын болжол менен 75 сокку согушу болгон. Андан кийин субъект 5 мүнөт бою катуу физикалык көнүгүүлөргө катышты. Тема кайра туташты жана көтөрүлгөн сигнал жазылды. Жүрөктүн кагышы кыймылдан кийин болжол менен 137 сокку болду. Бул сигнал кичирээк жана көбүрөөк ызы -чуу болгон. Электроддор эки билегине жана оң бутуна коюлган. Оң билек оң кириш, сол билек терс жана таман жер. Кайра иштетүү үчүн маалыматтар LabViewге киргизилген.

Орточо бир адамдын ЭКГ сигналы болжол менен 1мВ. Биздин күтүлгөн кирешебиз болжол менен 1000 болчу, андыктан 1В чыңалуусун күтөбүз. XX сүрөттө көргөн эс алуудагы жазуудан QRS комплексинин амплитудасы болжол менен (-0.7)-(-1.6) = 0.9 V. Бул 10% ката кетирет. (1-0.9)/1*100 = 10% Стандарттык адамдын жүрөгүнүн кагышы 60, өлчөнгөнү болжол менен 75 болчу, бул өндүрөт | 60-75 |*100/60 = 25% ката. Стандарттык адамдын жүрөгүнүн кагышы 120, өлчөнгөнү болжол менен 137, бул | 120-137 |*100/120 = 15% ката кетирет.

Куттуктайм! Сиз азыр өзүңүздүн автоматташтырылган ЭКГңызды курдуңуз.