ЭКГнын санарип мониторун жана схемасын долбоорлоо: 5 кадам

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

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 долбоордун максаты - электрокардиограмма деп да аталган ЭКГ сигналын күчөтүүчү жана чыпкалоочу схеманы куруу. ЭКГ жүрөктүн кагышын жана жүрөктүн ритмин аныктоо үчүн колдонулушу мүмкүн, анткени ал жүрөктүн циклинин ар кандай стадиясында жүрөктүн ар кайсы бөлүктөрү аркылуу өткөн электрдик сигналдарды аныктай алат. Бул жерде биз ЭКГны күчөтүү жана чыпкалоо үчүн приборлордун күчөткүчүн, оюк чыпкасын жана аз өтмө чыпканы колдонобуз. Андан кийин, LabView колдонуп, мүнөтүнө сокку эсептелип, ЭКГнын графикалык көрсөтүлүшү көрсөтүлөт. Даяр продукт жогоруда көрүүгө болот.

1 -кадам: Аспаптык күчөткүч

Приборлордун күчөткүчтөрү үчүн керектүү пайда 1000 В/В. Бул алда канча кичирээк келген сигналды жетишерлик күчөтүүгө мүмкүндүк берет. Приборлордун күчөткүчү эки бөлүккө бөлүнөт, 1 -этап жана 2 -этап. Ар бир этаптын (K) кирешеси окшош болушу керек, ошондуктан бирге көбөйтүлгөндө киреше 1000дин тегерегинде болот. Төмөндөгү теңдемелер пайданы эсептөө үчүн колдонулат.

K1 = 1 + ((2*R2)/R1)

K2 = -R4/R3

Бул теңдемелерден R1, R2, R3 жана R4 мааниси табылган. Сүрөттөрдө көрсөтүлгөн схеманы куруу үчүн, үч uA741 ыкчам күчөткүчтөрү жана резисторлору колдонулган. Оп ампери 15В менен туруктуу электр энергиясынан иштейт. Аспаптык күчөткүчтүн кириши Функция Генераторуна жана чыгышы Осциллографка туташкан. Андан кийин, AC тазалагычы алынды жана Аспаптык Күчөткүчтүн пайдасы табылды, муну жогорудагы "Аспаптардын Күчөткүчүнүн Кирешеси" участогунда көрүүгө болот. Акыр -аягы, схема LabViewде кайра пайда болду, ал жерде кирешенин симуляциясы иштетилди, муну жогорудагы кара участоктон көрүүгө болот. Натыйжалар чынжырдын туура иштегенин тастыктады.

2 -кадам: Notch Filter

Нот чыпкасы 60 Гцте пайда болгон ызы -чууну жок кылуу үчүн колдонулат. Төмөнкү теңдемелердин жардамы менен компоненттердин баалуулуктарын эсептесе болот. Сапат коэффициенти (Q) 8 колдонулат. C жеткиликтүү конденсаторлорду эске алуу менен тандалып алынган.

R1 = 1/(2*Q*ω*C)

R2 = 2*Q/(ω*C)

R3 = (R1*R2)/(R1+R2)

Резистор менен конденсатордун мааниси табылып, жогорудагы схема курулган, эсептелген баалуулуктарды ошол жерден көрүүгө болот. Ыкчам күчөткүч DC энергиясы менен камсыздалган, анын кириши Функция генераторуна жана чыгышы осциллографка туташкан. AC Тазалоону иштетүү жогоруда "Notch Filter AC Sweep" участогуна алып келди, бул 60 Гц жыштыгы алынып салынганын көрсөтөт. Муну ырастоо үчүн, жыйынтыктарды тастыктаган LabView симуляциясы иштетилди.

3 -кадам: Low Pass чыпкасы

Экинчи даражадагы Баттерворт 250 Гц жыштык чыпкасы колдонулат. Резистор менен конденсатордун маанилерин чечүү үчүн төмөндөгү теңдемелер колдонулган. Бул теңдемелер үчүн Гц боюнча чектин жыштыгы рад/сек менен өзгөртүлгөн, ал 1570,8 деп табылган. K = 1 кирешеси колдонулду. A жана b мааниси тиешелүүлүгүнө жараша 1.414214 жана 1 болуп жеткирилген.

R1 = 2 / (wc (a C2 + sqrt (a^2 + 4 b (K - 1)) C2^2 - 4 b C1 C2))

R2 = 1/ (b C1 C2 R1 wc^2)

R3 = K (R1 + R2) / (K - 1)

R4 = K (R1 + R2)

C1 = (C2 (a^2 + 4 b (K-1)) / (4 b)

C2 = (10 / fc)

Маанилер эсептелгенден кийин, схема жогорудагы сүрөттөрдүн биринен көрүнүп турган баалуулуктар менен курулган. Белгилей кетсек, 1 кирешеси колдонулгандыктан, R3 ачык схемага, R4 кыска туташууга алмаштырылган. Район чогултулгандан кийин, оп -ампер 15В менен туруктуу электр энергиясынан иштейт. Башка компоненттерге окшоп, киргизүү жана чыгаруу тиешелүү түрдө Функция генераторуна жана осциллографка туташкан. AC тазалоо сюжети жогорудагы "Low Pass Filter AC Sweep" бөлүмүндө түзүлгөн. Жыйынтыгын тастыктаган схеманын LabView симуляциясындагы кара түстөгү сюжет.

4 -кадам: LabVIEW

Сүрөттө көрсөтүлгөн LabVIEW программасы мүнөтүнө соккуларды эсептөө үчүн жана ЭКГнын кирүү көрүнүшүн көрсөтүү үчүн колдонулат. DAQ жардамчысы кирүү сигналын алат жана тандоо параметрлерин коет. Толкун формасынын графиги DAQ колдонуучуга көрсөтүү үчүн интерфейсте DAQ алган маалыматты киргизет. Киргизилген маалыматтар боюнча бир нече талдоо жүргүзүлөт. Киргизүү маалыматтарынын максималдуу мааниси Max/Min Identifier аркылуу табылат, жана чокуларды аныктоо үчүн параметрлер Peak Detection аркылуу коюлат. Чокулар жайгашкан жерлердин индекси массивин, Убакытты өзгөртүү компоненти тарабынан берилген максималдуу маанилердин ортосундагы убакытты жана ар кандай арифметикалык амалдарды колдонуу менен БПМ сандык чыгаруу катары эсептелет жана көрсөтүлөт.

5 -кадам: Толтурулган Circuit

Бардык компоненттер туташкандан кийин, толук система симуляцияланган ЭКГ сигналы менен сыналган. Андан кийин, схема жогоруда айтылган LabView программасы аркылуу көрсөтүлгөн натыйжалар менен адамдын ЭКГын чыпкалоо жана күчөтүү үчүн колдонулган. Электроддор оң билекке, сол билекке жана сол чурайга бекитилген. Сол билек жана оң билек приборлордун күчөткүчүнүн киришине, ал эми сол буту жерге туташтырылган. Аз өтүүчү чыпканын чыгышы андан кийин DAQ жардамчысына туташкан. Мурдагы эле LabView блок -схемасын колдонуу менен, программа иштетилген. Адам ЭКГнын өтүшү менен толук системанын чыгышынан ачык жана туруктуу сигнал көрүндү, муну жогорудагы сүрөттө көрүүгө болот.