ЭКГ схемасы: 7 кадам

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

ЭКГ - жүрөктүн ритмин жана активдүүлүгүн жазуу аркылуу жүрөктүн электрдик активдүүлүгүн өлчөөчү тест. Бул электрокардиографка туташтырылган коргошундарды колдонуу менен жүрөктөн сигналдарды алуу жана окуу аркылуу иштейт. Бул көрсөтмө жүрөктүн биоэлектрдик сигналын жазуучу, чыпкалоочу жана көрсөтүүчү схеманы кантип курууну көрсөтөт. Бул медициналык аппарат эмес. Бул симуляцияланган сигналдарды колдонуу менен билим берүү максатында. Эгерде бул схеманы чыныгы ЭКГ өлчөө үчүн колдонуп жатсаңыз, чынжыр менен прибордун туташуулары туура изоляциялоо ыкмаларын колдонуп жатканына ишениңиз.

Бул схема LabView программасы менен катар үч башка этапты камтыйт. Аспаптык күчөткүчтөгү резисторлор жүрөктөн чыккан кичинекей сигналдардын дагы эле схеманы алуусун камсыз кылуу үчүн 975 кирешеси менен эсептелген. Чыпка чыпкасы дубалдагы розеткадан 60 Гц ызы -чууну чыгарат. Төмөн өтүү чыпкасы сигналды жакшыраак аныктоо үчүн схемадан жогорку жыштыктагы ызы -чуунун алынышын камсыздайт.

Бул Нускаманы баштоодон мурун, uA741 Жалпы Максаттуу Ыкчам Күчөткүч менен таанышуу пайдалуу болмок. Оп-амптын ар кандай казыктары ар кандай максаттарга ээ жана эгер алар туура эмес туташса, схема иштебейт. Пинди нанга туура эмес туташтыруу, оп-ампты кууруунун жана иштебей турган оңой жолу. Төмөндөгү шилтеме бул инструкциядагы оп-ампер үчүн колдонулган схеманы камтыйт.

Сүрөт булагы:

1 -кадам: материалдарды чогултуу

Чыпканын бардык 3 этаптары үчүн керектүү материалдар:

• Осциллограф
• Милдети генератор
• Электр менен камсыздоо (+15V, -15V)
• Лансыз нан
• Ар кандай банан кабелдери жана аллигатор клиптери
• ЭКГ электрод чаптамалары
• Ар кандай секирүүчү зымдар

Аспаптык күчөткүч:

• 3 Оп-ампер (uA741)

• Резисторлор:

  • 1 kΩ x 3
  • 12 kΩ x 2
  • 39 kΩ x 2

Notch чыпкасы:

• 1 Op-amp (uA741)

• Резисторлор:

  • 1.6 kΩ x 2
  • 417 kΩ

• Конденсаторлор:

  • 100 nF x 2
  • 200 nF

Төмөн өтүү чыпкасы:

• 1 Оп-Амп (uA741)

• Резисторлор:

  • 23,8 kΩ
  • 43 kΩ

• Конденсаторлор:

  • 22 nF
  • 47 nF

2 -кадам: Инструменталдык күчөткүчтү куруңуз

Биологиялык сигналдар көбүнчө 0,2 жана 2 мВ [2] ортосундагы чыңалуусун гана чыгарат. Бул чыңалуу осциллографта анализдөө үчүн өтө кичине, андыктан күчөткүчтү куруу керек болчу.

Сиздин схема курулгандан кийин, Voutтагы чыңалууну өлчөө менен анын туура иштеп жатканына ынануу үчүн текшериңиз (жогорудагы сүрөттө түйүн 2 катары көрсөтүлгөн). Биз приборлордун күчөткүчүнө кирүү амплитудасы 20 мВ болгон синус толкунун жөнөтүү үчүн функция генераторун колдондук. Мунун үстүнөн өтө эле жогору турган нерсе сизге издеп жаткан натыйжаңызды бербейт, анткени оп -амперлер -15 жана +15 В белгилүү бир кубаттуулукту гана алышкан. 1000 В.га жакын киреше издеңиз (Vout/Vin 1000ге жакын болушу керек).

Көйгөйлөрдү чечүү үчүн кеңеш: Бардык резисторлор kΩ диапазонунда экенин текшериңиз.

[2] “Жогорку өндүрүмдүү электрокардиограмма (ЭКГ) Сигнал Кондиционери | Билим | Аналогдук түзмөктөр.” [Онлайн]. Жеткиликтүү: https://www.analog.com/en/education/education-library/articles/high-perf-electrocardiogram-signal-conditioning.html. [Барылган: 10-Дек-2017].]

3 -кадам: Notch чыпкасын куруңуз

Биздин чыпкасы 60 Гц жыштыгын чыпкалоо үчүн иштелип чыккан. Биз 60 Гцти сигналыбыздан чыпкалоону каалайбыз, анткени бул электр розеткаларында орун алган өзгөрмө токтун жыштыгы.

Чыпка чыпкасын сыноодо, кирүү жана чыгуу графиктеринин ортосундагы чоку-чокуга болгон катышын өлчөө. 60 Гцте -20 дБ же андан жакшы катыш болушу керек. Бул -20 дБ болгондо, чыгуу чыңалуусу негизинен 0В, бул сиз сигналды 60 Гцте ийгиликтүү фильтрлегениңизди билдирет! Башка жыштыктар кокусунан чыпкаланып кетпешине ынануу үчүн 60 Гц тегерегиндеги тест жыштыктары.

Маселени чечүү үчүн кеңеш: Эгерде сиз 60 Гцте так -20dB ала албасаңыз, анда бир резисторду тандап, каалаган натыйжага жеткенге чейин бир аз өзгөртүңүз. Биз каалаган натыйжаларга жеткенге чейин R2дин баасы менен ойношубуз керек болчу.

4 -кадам: Low Pass чыпкасын куруңуз

Биздин төмөн өтүү чыпкасы 150 Гц кесүү жыштыгы менен иштелип чыккан. Биз бул чектөөнү тандап алдык, анткени ЭКГнын эң кеңири диагностикалык диапазону 0,05 Гц - 150 Гц, кыймылсыз жана аз ызы -чуу чөйрөсүн эске алганда [3]. Төмөн өтүү чыпкасы булчуңдардан же дененин башка бөлүктөрүнөн келген жогорку жыштыктагы ызы -чуудан арыла алат [4].

Бул чынжырдын туура иштеп жаткандыгын текшерүү үчүн, Voutту өлчөө (схемада 1 -түйүн катары көрсөтүлгөн). 150 Гцте чыгуу сигналынын амплитудасы кириш сигналдын амплитудасынан 0,7 эсе көп болушу керек. Биздин чыгаруу 150 Гцте 0,7 болушу керек экенин оңой көрүү үчүн, биз 1В кирүү сигналын колдондук.

Мүчүлүштүктөрдү оңдоо боюнча кеңештер: сиздин кесүү жыштыгы бир нече Гц 150 Гц чегинде болсо, сиздин схемаңыз дагы эле иштеши керек. Биздин чектөө 153 Гц менен аяктады. Биологиялык сигналдардын диапазону денеде бир аз өзгөрөт, андыктан сиз бир нече Гцтен ашык эмес болсоңуз, сиздин схемаңыз дагы эле иштеши керек.

[3] “ЭКГ чыпкалары | MEDTEQ. " [Онлайн]. Жеткиликтүү: https://www.medteq.info/med/ECGFilters. [Киргизилген: 10-Дек-2017].

[4] K. L. Venkatachalam, J. E. Herbrandson жана S. J. Asirvatham, "Сигналдар жана сигналдарды иштетүү үчүн электрофизиолог: I бөлүк: Электрограмманы алуу," Цирк. Аритмия Электрофизиол., Т. 4, жок. 6, б. 965–973, декабрь 2011.

5 -кадам: LabView программасын түзүү

[5] "BME 305 Дизайн лабораториясынын долбоору" (Күз 2017).

Бул лабораториялык блок диаграмма программа аркылуу өтүп жаткан сигналды талдоо, ЭКГ чокуларын аныктоо, чокулар ортосундагы убакыт айырмасын чогултуу жана BPMди математикалык эсептөө үчүн иштелип чыккан. Ал ошондой эле ЭКГ толкун формасынын графигин чыгарат.

6 -кадам: Бардык үч этапты туташтырыңыз

Аспаптык күчөткүчтүн чыгымын фильтрдин киришине жана төмөн чыпканын киришине оюк чыпкасынын чыгышын туташтыруу менен бардык үч схеманы катарынан туташтырыңыз. Төмөн өтүү чыпкасынын чыгышын DAQ жардамчысына туташтырыңыз жана DAQ жардамчысын компьютерге туташтырыңыз. Микросхемаларды бириктиргенде, ар бир нан үчүн электр тилкелери туташтырылганын жана жер тилкелери бир эле жер терминалына туташканын текшериңиз.

Аспаптык күчөткүчтө, экинчи оп-ампти негизсиз болушу керек, андыктан сыналуучу затка туташкан эки электрод фильтрдин биринчи этабында ар бири башка оп-ампка туташа алат.

7 -кадам: Адамдын сыноо предметинен сигналдарды алыңыз

Ар бир билекке бир электрод чаптамасы, ал эми бирөөсү жер үчүн томукка илиниши керек. Аллигатор клиптерин колдонуп, эки билек электроддорун приборлордун күчөткүчүнүн киришине жана бутуңузду жерге туташтырыңыз. Даяр болгондо LabView программасында "иштетүү" баскычын чыкылдатыңыз жана экрандан жүрөктүн кагышын жана ЭКГсын көрүңүз!