Өзүңүздүн электрокардиограммаңызды жасаңыз (ЭКГ): 6 кадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:42

ЭСКЕРТҮҮ:

Бул медициналык аппарат эмес. Бул симуляцияланган сигналдарды колдонуу менен, билим берүү максатында гана. Эгерде бул схеманы реалдуу ЭКГ өлчөө үчүн колдонуп жатсаңыз, чынжыр менен прибордун байланыштары батарея кубатын жана башка туура изоляциялоо ыкмаларын колдонуп жаткандыгын текшериңиз.

[Сүрөт https://scienceprog.com/avr-dds-signal-generator-v… алынган]

1 -кадам: нерселериңизди билиңиз

Электрокардиограмма (ЭКГ) - жүрөктүн электрдик активдүүлүгүн көзөмөлдөө үчүн дарыгерлер тарабынан колдонулган маанилүү курал. Бул анормалдуу жүрөк ритмдеринен жылуулук жетишсиздигин диагностикалоого чейин баарын тартууда пайдалуу. Бул Нускаманы аткаруу менен, сиз жөнөкөй эле нан табуу көндүмдөрүн жана жалпы электроника лабораториясынын жабдууларын колдонуп, адамдын электрокардиограммасын көрсөтүүчү аппаратты кура аласыз. Жакшы сигнал чыккандан кийин, сиз ушул сигналды жүрөктүн кагышын эсептөө үчүн же микроконтроллерди колдонуу менен башка кызыктуу метрика менен колдоно аласыз.

-

Эгер ЭКГ эмне экенин билбесеңиз, бул жөн гана жүрөктүн ишинин жазуусу. Жүрөктүн жыйрылуусунун электрдик табиятынан улам териге электроддорду коюп, сигналды иштетүү аркылуу чыңалуунун өзгөрүшүн жазууга болот. Убакыттын өтүшү менен бул чыңалуулардын схемасы электрокардиограмма (кыскача ЭКГ) деп аталат. ЭКГ, адатта, жүрөк жетишсиздигинин ар кандай түрлөрүн диагностикалоо үчүн же пациенттин стресстин пассивдүү мониторинги үчүн колдонулат. Дени сак ЭКГ адамдардын арасында универсалдуу болгон өзгөчөлүктөргө ээ. (Буга P-толкуну, Q-толкуну, R-толкуну, S-толкуну, T-толкуну жана QRS комплекси кирет.) Мен жүрөктүн тиешелүү реакциясы менен ЭКГнын жөнөкөйлөтүлгөн схемасын бергем.

-

Көңүл бургула, жүрөктүн нервдеринде пайда болгон ар бир электрдик окуя, булчуң ткандарында пайда болгон физикалык окуяга туура келет жана жүрөктүн бир бөлүгү жыйрылып жатканда, башка бөлүктөрү эс алышат. Ошентип, электрдик сигналдардын убактысы жүрөктө абдан маанилүү, бул ЭКГны жүрөктүн ден соолугун өлчөөдө абдан күчтүү курал кылат.

-

Чыныгы ЭКГны жазуу үчүн, сигналдын өлчөмү, дененин калган бөлүгүнөн чыккан ызы -чуу жана айлана -чөйрөдөн чыккан ызы -чуу сыяктуу көптөгөн логистикалык маселелер ойнойт. Мунун ордун толтуруу үчүн биз 3 бөлүктөн турган схеманы иштеп чыгуудабыз: биздин сигналдын көлөмүн көбөйтүү үчүн дифференциалдык күчөткүч, жогорку жыштыктагы сигналдардын ызы -чуусун жок кылуу үчүн аз өткөрмө чыпкасы жана 60 Гц ызы -чууну жок кылуу үчүн оюк чыпкасы. дайыма AC кубаты менен камсыздалган имараттарда болот. Мен бул кадамдардын саатын төмөндө сизге деталдуу түрдө сүрөттөп берем.

[Сүрөт https://courses.lumenlearning.com/ap2/chapter/card… алынган]

2 -кадам: Берилиштериңизди чогултуңуз

Бул долбоор үчүн сизге керек болот:

- 1 чоң нан (2 же андан көп болушу жакшы болот)

- 5 жалпы багыттагы оп-ампер

(Мен UA741ди +-15 В менен колдондум, жөн гана сиз тандагандар 15 вольтту иштете алаарына көзүңүз жетсин, антпесе пассивдүү компоненттериңиздин маанилерин тууралашыңыз керек болот жана азыраак күчөтүүгө туура келет)

Резисторлор

o 2x 165 Ом

o 3x 1k ohm

o 2x 15k ohm

o 2x 33k Ом

1x 42k Ом

o 2x 60k Ом

Конденсаторлор

o 2x 22nF

o 2x 1μF

o 1x 2Μf

- көп же секирүүчү зымдар

- DC чыңалуусу булагы +-15 В.

- Функция генератору жана осциллограф (негизинен мүчүлүштүктөрдү оңдоо үчүн)

- ЭКГны жазууну пландап жатсаңыз, жок дегенде үч жабышчаак электрод

- Булардын бардыгын туташтыруу үчүн жетиштүү кабелдер

- схемалар, оп-амперлер жана нан менен иштөө тажрыйбасы жөнүндө бекем түшүнүк.

Эгерде сиз туулган күнүңүзгө нан табакчаңызды алып, аны менен бир нерсе жасоону каалап жатсаңыз, муну сынап көрүүдөн мурун жок дегенде бир нече жөнөкөй конструкция жасаңыз.

-

3 -кадам: Дифференциалдык күчөткүчтү куруңуз

Дифференциалдык күчөткүч - бул биздин жазылган сигналды масштабда же экранда көрсөтүлө турган деңгээлге чейин күчөтүүчү нерсе. Бул схема дизайны эки киргизүү электродунан чыңалуу айырмасын алат жана аны күчөтөт. Бул ызы -чууну басаңдатуу үчүн жасалат, анткени электроддордун ортосундагы жалпы ызы -чуу жок кылынат. ЭКГ сигналы жазуу электроддорунун жана жеке адамдын жайгашуусуна жараша амплитудада өзгөрөт, бирок, адатта, билектен жаздырууда бир нече милливольтко чейин болот. (Бул орнотуу үчүн кереги жок болсо да, сигналдын амплитудасын электроддорду көкүрөккө коюу менен көбөйтүүгө болот, бирок соодалашуу өпкө кыймылынан чыккан ызы-чуу.)

-

Мен орнотуунун схемасын коштум. Сүрөттөгү схема сигналыңызды ~ 1000 эсе күчөтүшү керек. Сиз муну колдонууну чечкен оп-амптын түрүнө жараша тууралашыңыз керек болот. Муну оңдоонун тез жолу - R1дин маанисин өзгөртүү. R1дин маанисин эки эсе кыскартуу менен, өндүрүштүн кирешесин эки эсе көбөйтөсүз жана тескерисинче.

-

Менимче, көпчүлүгүңүз бул схеманы нан тактасына которо аласыз, ошентсе да мен процессти жөнөкөйлөтүү жана оңдоо убактыңызды кыскартуу үчүн нан тактасынын орнотуу схемасын киргиздим. Мен сизге ыңгайлуу болушу үчүн UA741 (же LM741) пинутунун сүрөтүн коштум. (Сиздин максаттарыңыз үчүн сизге 1, 5 же 8 төөнөгүчтөрдүн кереги жок болот) Оп-амптагы V + жана V-пиндер сиздин +15 В жана -15 В тутумуңузга тийиштүү түрдө туташат. -15V жерге окшош эмес! Сиз менин нан тактамдагы конденсаторлорду этибарга албай койсоңуз болот. Алар AC ызы -чууну кетирүү үчүн арналган айланып өтүүчү конденсаторлор, бирок артка кылчайганда бул аракетке арзыбайт.

-

Мен ар бир этапты көйгөйдү чечүү үчүн бүтүрүп көрүүнү сунуштайм. Район көрсөткөндөй, сиз кирүүлөрдүн бирин жерге, экинчисин күчөтүүнү текшерүү үчүн кичинекей DC булагына туташтыра аласыз. (<15 мВ киргизгениңизди текшериңиз, антпесе сиз оп-амперди каныктырасыз). Эгерде сиз тестирлөө үчүн кирешеңизди азайтышыңыз керек болсо, терикпеңиз, 500 эсе жогору болгон нерсе биздин максаттар үчүн көп болот. Анын үстүнө, эгер сиз схемаңызды 1000ге ээ болуу үчүн курсаңыз жана ал 800 гана кирешени көрсөтсө, анда бул дүйнөнүн акыры эмес, так саны маанилүү эмес.

-

4 -кадам: Notch чыпкасын куруңуз

Эми биз сигналды күчөтө алабыз, аны тазалоону карап көрөлү. Эгерде сиз азыр электроддорду биздин схемага туташтырсаңыз, анда 60 Гц үнү болушу мүмкүн. Себеби, көпчүлүк имараттар 60 Гц AC ток менен зымдуу болгондуктан, сөзсүз чоң ызы -чуу сигналдарын жаратат. Муну оңдоо үчүн биз 60 Гц ылдамдыктагы чыпканы курабыз. Чыпка чыпкасы өтө белгилүү бир жыштыктарды басаңдатуу жана башка жыштыктарды тийбөө үчүн иштелип чыккан; 60 Гц ызы -чуудан кутулуу үчүн идеалдуу.

-

Мурдагыдай эле, мен схеманын схемасын, нан тактасын орнотууну жана өзүмдүн схемамды коштум. Белгилей кетчү нерсе, фильтрди куруу салыштырмалуу оңой этап болсо да, менин иштешим үчүн эң узак убакыт талап кылынган. Менин киргизүүм жакшы өчүрүлүп жатты, бирок 60 Гцтин ордуна 63 Гцте, бул аны кесип салбайт. Эгерде сиз дагы ушундай көйгөйгө туш болсоңуз, анда R14 наркыңызды өзгөртүүнү сунуштайм. (R14 каршылыгын жогорулатуу сиздин өчүрүү жыштыгыңызды төмөндөтөт жана тескерисинче). Эгерде сизде өзгөрмөлүү резистордук кутуча болсо, аны R14 алмаштыруу үчүн колдонуңуз, андан кийин каршылык мааниси бар оюнчук эң жакшы иштегенин билүү үчүн колдонулат, анткени ал бир Ом тартибиндеги өзгөрүүлөргө сезимтал болот. Мен 175 ом R14 менен аяктадым, бирок теориялык жактан R12ге дал келгени жакшы иштейт.

-

Дагы, сиз бул этапты 60 Гц синус толкунун киргизүү жана генерацияңызды осциллографка жазуу үчүн функция генератору аркылуу текшере аласыз. Сиздин чыгаруу болжол менен -20 дБ же 10% киргизүү амплитудасы болушу керек. Мен мурда айткандай, оптимизация үчүн жакын жыштыктарды текшере аласыз.

-

5-кадам: Low-Pass чыпкасын куруу

Жогоруда айтылгандай, дагы бир маанилүү фактор - бул сиздин денеңиздеги ызы -чууну басаңдатуу жана сиз жаткан бөлмөңүздү башка нерселер менен жабуу. Төмөн өтүү чыпкасы муну жакшы жасайт, анткени сигналдарга караганда сиздин жүрөктүн согушу абдан жай. Төмөн өтүү чыпкасы менен биздин максат-ЭКГдан жогору жыштыктарды камтыган бардык сигналдарды жок кылуу. Бул үчүн биз "чектөө жыштыгын" белгилешибиз керек. Биздин учурда, бул жыштыктан жогору турган нерселердин баарын жок кылгыбыз келет жана бул жыштыктан төмөн болгондордун бардыгын сактап калгыбыз келет. Жүрөктүн согушу 1ден 3 Герцке чейин болуп жатканда, биздин ЭКГны түзгөн жеке толкун формалары мындан алда канча жогору жыштыктардан турат; 1ден 50гө чейин Герц. Ушундан улам, мен 80 Гц кесилиш жыштыгын тандадым. Анын бардык керектүү компоненттерин сигналда кармап туруу үчүн жетишерлик бийик, бирок дагы эле кийинки бөлмөдө болгон HAM радиосунун үнүн жок кылат.

-

Мен аз өтмө чыпка боюнча эч кандай акылман кеңешим жок, бул башка этаптарга салыштырмалуу абдан жөнөкөй. Күчөткүчкө окшоп, 80 Гцте так чекитти алуудан кабатыр болбоңуз; бул маанилүү эмес жана реалдуу болбойт. Ошентсе да, сиз функцияны генератордун жардамы менен анын чыгышын текшеришиңиз керек. Эреже катары, синус толкуну 10 Гцте тийбеген фильтр аркылуу өтүшү керек жана жарымы 130 Гцке кыскартылышы керек.

-

6 -кадам: Аны туташтырыңыз

Эгерде сиз бул жерге чейин жетсеңиз, куттуктайм! Сизде ЭКГнын бардык компоненттери бар. ЭКГңызды көрүү үчүн аларды бириктирип, электроддорго чаап, осциллографка илип коюңуз!

-

Эгерде сиз электроддорду кантип коюуну билбей жатсаңыз, анда мен киргизүү электроддорун билектериңизге (ар бир билекке) жана бутуңузга жерге электродду туташтырууну сунуштайм (сүрөт жардам бериши мүмкүн.) күчөткүчтөгү оп-амптерге оң киришүү. (Бул симуляция максатында райондук схемада гана негизделген)

-

Туташкандан кийин, аз өтмө фильтрдин чыгышын осциллографко туташтырып, өзүңүз менен сыймыктаныңыз! Балдарыңыздын баарына электроддорду коюп, жүрөктүн кагышын караңыз. Хек, кошуналарыңды сынап көр. Эгерде сизде кошумча мотивация болсо, жүрөктүн кагышын эсептөө үчүн микроконтроллерге туташтырыңыз. (Балким, сиз муну жасоодон мурун күчөтүүнү төмөндөткүңүз келет, ал сиз колдонгон тактайды куурушу мүмкүн). Эмнеси болсо да, курулуш менен куттуктайм жана бактылуу бол!

[Сүрөт https://www.medicwiz.com/medtech/diagnostics/10-ty… алынган]