Жөнөкөй ЭКГ жазуу микросхемасы жана LabVIEW Жүрөктүн Урушунун Монитору: 5 кадам

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

Бул медициналык аппарат эмес. Бул билим берүү максатында гана окшоштурулган сигналдарды колдонуу үчүн. Эгерде бул схеманы чыныгы ЭКГ өлчөө үчүн колдонсоңуз, чынжыр менен прибордун туташуусу туура изоляциялоо ыкмаларын колдонуп жатканына ишениңиз

Заманбап саламаттыкты сактоонун эң негизги аспектилеринин бири - ЭКГ же электрокардиограмма аркылуу жүрөк толкунун басып алуу жөндөмү. Бул техникалар жүрөктөн чыккан ар кандай электрдик үлгүлөрдү өлчөө үчүн жер үстүндөгү электроддорду колдонот, андыктан жүрөктүн жана өпкөнүн шарттарын диагностикалоо үчүн тахикардиянын ар кандай формалары, бутак блокасы жана гипертрофия сыяктуу диагноз коюуга болот. Бул шарттарды диагноздоо үчүн, чыгуунун толкун формасы кадимки ЭКГ сигналы менен салыштырылат.

ЭКГнын толкун формасын ала турган системаны түзүү үчүн сигналды алгач күчөтүп, андан соң ызы -чууну жок кылуу үчүн тийиштүү түрдө чыпкалоо керек. Бул үчүн үч баскычтуу схеманы OP амперлерин колдонуу менен курууга болот.

Бул Instructable жер үстүндөгү электроддорду колдонуу менен ЭКГ сигналын жазууга жөндөмдүү, анан андан ары иштетүү жана анализдөө үчүн бул сигналды чыпкалоо жөндөмүнө ээ болгон жөнөкөй схеманы долбоорлоо жана куруу үчүн зарыл болгон маалыматтарды берет. Мындан тышкары, бул Нускамада схеманын чыгышынын графикалык түрүн түзүү үчүн ошол сигналды талдоо үчүн колдонулган бир техника, ошондой эле ЭКГнын толкун формасынын схемасынан жүрөктүн кагышын эсептөө методу баяндалат.

Эскертүү: ар бир этапты иштеп чыгууда, каалаган схеманын жүрүм -турумун камсыз кылуу үчүн, ACны эксперименталдык түрдө жана симуляция аркылуу аткарууну унутпаңыз.

1 -кадам: Аспаптык күчөткүчтү долбоорлоо жана куруу

Бул ЭКГ схемасынын биринчи баскычы - бул үч ОР күчөткүчтөн турган приборлордун күчөткүчү. Алгачкы эки ОП күчөткүчтөрү буфердик киргизүүлөр болуп саналат, алар дифференциалдык күчөткүч катары иштеген үчүнчү ОР күчөткүчкө берилет. Организмден келген сигналдар буферлениши керек, антпесе дене азайып кетет, анткени дене көп ток бере албайт. Дифференциалдык күчөткүч потенциалдуу айырмачылыкты камсыз кылуу үчүн эки кирүүчү булактын ортосундагы айырманы алып жатат, ошол эле учурда жалпы ызы -чууну жокко чыгарат. Бул этапта типтүү мВны окула турган чыңалууга чейин көбөйтүп, 1000 пайдасы бар.

Приборлордун күчөткүчүнүн 1000 схемасынын кирешеси көрсөтүлгөн теңдемелер менен эсептелет. Аспаптык күчөткүчтүн 1 -стадиядагы кирешеси (2), ал эми прибордун күчөткүчүнүн 2 -этаптагы кирешеси (3) менен эсептелет. K1 жана K2 бири -биринен 15тен ашык айырма болбошу үчүн эсептелген.

1000 киреше алуу үчүн, K1ди 40ка, К2ди 25ке коюуга болот. Резистордун бардык маанилерин эсептөөгө болот, бирок бул өзгөчө приборлордун күчөткүчү төмөндөгү резистордун маанилерин колдонгон:

R1 = 40 кОм

R2 = 780 кОм

R3 = 4 кОм

R4 = 100 кОм

2 -кадам: Дизайн жана Notch чыпкасын куруу

Кийинки этап - бул электр розеткасынан келген 60 Гц сигналды жок кылуу үчүн нук чыпкасы.

Чыпка чыпкасында R1 каршылыгынын мааниси (4), R2нин мааниси (5), R3тин мааниси (6) менен эсептелет. Райондун сапаттык фактору Q 8ге коюлган, анткени бул реалдуу так болгондо акылга сыярлык ката берет. Q мааниси (7) менен эсептелиши мүмкүн. Нот чыпкасынын акыркы башкаруучу теңдемеси өткөрүү жөндөмдүүлүгүн эсептөө үчүн колдонулат жана (8) менен сүрөттөлөт. 8 сапат факторунан тышкары, чыпка башка дизайн өзгөчөлүктөрүнө ээ болгон. Бул чыпка сигналды өзгөртпөй турган 1ге ээ болуу үчүн иштелип чыккан, ал эми 60 Гц сигналын жок кылат.

Ошол теңдемелерге ылайык, R1 = 11.0524 кОм, R2 = 2.829 МОм, R3 = 11.009 кОм жана С1 = 15 нФ

3-кадам: 2nd Order Butterworth Low-Pass чыпкасын долбоорлоо жана куруу

Акыркы этап-бул ЭФГ толкунунун эң жогорку жыштык компонентинин үстүндө боло турган бардык сигналдарды, мисалы, WiFi ызы-чууну жана кызыкчылыктын сигналынан алаксыткан башка чөйрө сигналдарын алып салуу үчүн аз өтүүчү чыпка. Бул этаптын -3dB чекити болжол менен 150 Гцке жакын болушу керек, анткени ЭКГ толкундарынын стандарттык диапазону 0,05 Гцтен 150 Гцке чейин.

Аз өтүүчү экинчи даражадагы Баттерворт чыпкасын иштеп чыгууда, схема дагы 1ге ээ болот, бул схеманын жөнөкөй дизайнын түзүүгө мүмкүндүк берет. Башка эсептөөлөрдү жүргүзүүдөн мурун, төмөн өтүү чыпкасынын керектүү үзгүлтүк жыштыгы 150 Гцке коюлганын белгилей кетүү маанилүү. Баштоо үчүн эң оңой 2, C2 конденсаторунун маанисин эсептөө менен баштоо, анткени башка теңдемелер бул мааниге көз каранды. C2 (9) менен эсептесе болот. C2 эсептөөнүн негизинде, C1 (10) менен эсептесе болот. Бул аз өтүү чыпкасында, a жана b коэффициенттери a = 1.414214 жана b = 1. R1дин каршылыгынын мааниси (11), ал эми R2дин каршылыгынын мааниси (12) менен аныкталат..

Төмөнкү баалуулуктар колдонулган:

R1 = 13.842kΩ

R2 = 54.36kΩ

C1 = 38 nF

C1 = 68 nF

4 -кадам: Маалыматтарды алуу жана талдоо үчүн колдонулган LabVIEW программасын орнотуңуз

Андан кийин, LabView компьютердик программасы ЭКГ сигналынан жүрөктүн кагышынын графикалык өкүлчүлүгүн түзө турган тапшырманы түзүү үчүн колдонулушу мүмкүн жана ошол эле сигналдан жүрөктүн кагышын эсептөө. LabView программасы муну адегенде DAQ тактасынан аналогдук киргизүүнү кабыл алуу менен ишке ашырат, ал ошондой эле санарипке алмаштыргыч катары иштейт. Бул санарип сигнал андан ары анализделет жана чийилет, мында сюжет DAQ тактасына киргизилип жаткан сигналдын графикалык өкүлчүлүгүн көрсөтөт. Сигналдын толкун формасы кабыл алынган санариптик сигналдын максималдуу маанисинин 80% алуу менен анализделет, андан кийин сигналдын бул чокуларын аныктоо үчүн чокунун детекторунун функциясын колдонот. Ошол эле учурда, программа толкун формасын алат жана толкун формасынын чокуларынын ортосундагы убакыт айырмасын эсептейт. Чокуну аныктоо 1 же 0 коштоочу баалуулуктар менен коштолот, мында 1 чокулардын жайгашуу индексин түзүү үчүн чокуну билдирет жана бул көрсөткүч чокулар ортосундагы убакыт айырмасы менен конъюнктурада жүрөктүн кагышын математикалык түрдө эсептөө үчүн колдонулат. мүнөтүнө сокку (BPM). LabView программасында колдонулган блок -схема көрсөтүлгөн.

5 -кадам: Толук жыйын

Бардык схемаңызды жана LabVIEW программасын түзүп, баары туура иштеп жатканына ынангандан кийин, сиз ЭКГ сигналын жаздырууга даярсыз. Сүрөттө толук схема тутумунун мүмкүн болгон схемасы келтирилген.

Оң электродду оң билегиңизге жана тегеректелген приборлордун күчөткүчтөрүнүн бирине туташтырыңыз, терс электрод сизге сол билегине жана сүрөттөгүдөй башка приборлордун күчөткүчүнүн киришине. Электрод киргизүү тартибинин мааниси жок. Акыр -аягы, бутуңузга жерге электрод коюп, чынжырыңыздагы жерге туташтырыңыз. Куттуктайбыз, сиз ЭКГ сигналын жазуу жана керектүү бардык кадамдарды аткардыңыз.