ЭКГ жана Жүрөктүн Урушунун Монитору: 7 Кадам (Сүрөттөр менен)

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. Эгерде бул схеманы чыныгы ЭКГ өлчөө үчүн колдонуп жатсаңыз, чынжыр менен прибордун туташуулары туура изоляциялоо ыкмаларын колдонуп жатканына ишениңиз.

Бул шарттарды аныктоо үчүн колдонулган эң маанилүү диагностикалык каражаттардын бири - электрокардиограмма (ЭКГ). Электрокардиограмма электрдик импульсту жүрөгүңүз аркылуу байкап, кайра машинага берүү менен иштейт [1]. Сигнал денеге коюлган электроддордон алынат. Электроддорду жайгаштыруу физиологиялык сигналдарды алуу үчүн өтө маанилүү, анткени алар денедеги потенциалдын айырмасын жазуу менен иштешет. Электроддордун стандарттык жайгашуусу Einthoven үч бурчтугун колдонуу болуп саналат. Бул жерде бир электрод оң колго, сол колго жана сол бутка коюлат. Сол бут электроддор үчүн негиз катары кызмат кылат жана денедеги жыштык ызы -чууну алат. Оң колунда терс электрод жана сол жагында позитивдүү электрод көкүрөктөгү потенциалдуу айырмачылыкты эсептеп чыгат, ошондуктан жүрөктөн электр энергиясын алат [2]. Бул долбоордун максаты ийгиликтүү ээ боло турган түзүлүштү түзүү болгон. ЭКГ сигналы жана сигналды ызы -чуусуз жана жүрөктүн кагышын өлчөө менен так кайра чыгарат.

1 -кадам: материалдар жана инструменттер

• Ар кандай резисторлор жана конденсаторлор
• Breadboard
• Милдети генератор
• Осциллограф
• DC электр менен камсыздоо
• Оп-амп
• LABView орнотулган компьютер
• BNC кабели
• DAQ жардамчысы

2 -кадам: Инструменталдык күчөткүчтү куруңуз

Биоэлектрдик сигналды адекваттуу түрдө күчөтүү үчүн, эки баскычтуу приборлордун күчөткүчүнүн жалпы кирешеси 1000 болушу керек. Ар бир этап жалпы пайданы алуу үчүн көбөйтүлөт жана жеке этаптарды эсептөө үчүн колдонулган теңдемелер төмөндө көрсөтүлгөн.

1 -этап: К1 = 1+2*R2/R1 2 -этап: К2 = -R4/R3

Жогорудагы теңдемелерди колдонуп, биз колдонгон резистордун мааниси R1 = 10kΩ, R2 = 150kΩ, R3 = 10kΩ жана R4 = 33kΩ болгон. Бул баалуулуктар каалаган өндүрүштү камсыз кылыш үчүн, сиз аны интернетте окшоштура аласыз же физикалык күчөткүчтү кургандан кийин осциллографтын жардамы менен текшере аласыз.

Тандалган резисторлорду жана панельдеги оп-амптерди туташтыргандан кийин, сиз DC-энергия булагынан оп-амперди ± 15В иштетүүңүз керек болот. Андан кийин, функция генераторун приборлордун күчөткүчүнүн киришине жана осциллографтын чыгышына туташтырыңыз.

Жогорудагы сүрөттө приборлордун күчөткүчү нандын тактайындагыдай көрүнөт. Туура иштеп жаткандыгын текшерүү үчүн, функция генераторун 1 кГц чыңдыгында 20 мВ амплитудасынын чокусу менен синус толкунун чыгарууга орнотуңуз. Осциллографта күчөткүчтүн чыгышы 20 В амплитудасынын чокусуна жетиши керек, анткени эгерде ал туура иштеп жаткан болсо, 1000 кирешеси бар.

3 -кадам: Notch чыпкасын куруңуз

Электр чубалгысынын ызы -чуусунан улам, чыңалуу 60 Гцте чыпкалоо үчүн керек болчу, бул Кошмо Штаттардагы электр линиясынын ызы -чуусу. Белгилүү бир жыштыкты чыпкалагандыктан, оюк чыпкасы колдонулган. Төмөнкү теңдемелер резистордун маанилерин эсептөө үчүн колдонулган. 8дин сапаттык фактору (Q) жакшы иштеди жана 0.1uF конденсатордук баалуулуктары курулуштун оңойлугу үчүн тандалды. Теңдемелердеги жыштык (w катары сүрөттөлгөн) 60Гц ылдамдыгы 2π менен көбөйтүлөт.

R1 = 1/(2QwC)

R2 = 2Q/(wC)

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

Жогорудагы теңдемелерди колдонуп, биз колдонгон резистордун мааниси R1 = 1.5kΩ, R2 = 470kΩ жана R3 = 1.5kΩ болгон. Бул баалуулуктар каалаган өндүрүштү камсыз кылыш үчүн, сиз аны интернетте окшоштура аласыз же физикалык күчөткүчтү кургандан кийин осциллографтын жардамы менен текшере аласыз.

Жогорудагы сүрөттө бүктөлгөн чыпка чыпкасы панелде кандай болорун көрсөтөт. Оп-амперди орнотуу приборлордун күчөткүчү менен бирдей жана функция генератору азыр 1 кГцте синус толкунун чыгарууга орнотулушу керек, анын чокусу амплитудасы 1В. Эгерде сиз AC Тазалоону аткарсаңыз, 60 Гц тегерегиндеги жыштыктар чыпкаланганын текшере аласыз.

4 -кадам: Low Pass чыпкасын куруңуз

ЭКГга тиешеси жок жогорку жыштыктагы чууну чыпкалоо үчүн 150 Гц чектүү жыштыгы бар аз өткөргүч чыпка түзүлдү.

R1 = 2/(w [aC2+sqrt (a2+4b (K-1)) C2^2-4b*C1*C2)

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

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

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

R4 = K (R1+R2)

Жогорудагы теңдемелерди колдонуп, биз колдонгон резистордун мааниси R1 = 12kΩ, R2 = 135kΩ, C1 = 0.01 µF жана C2 = 0.068 µF болгон. R3 жана R4 үчүн баалуулуктар нөлгө жетти, анткени биз чыпканын кирешеси нөлгө барабар болушун кааладык, ошондуктан физикалык орнотууда бул жерде резистордун ордуна зымдарды колдондук. Бул баалуулуктар каалаган өндүрүштү камсыз кылыш үчүн, сиз аны интернетте окшоштура аласыз же физикалык күчөткүчтү кургандан кийин осциллографтын жардамы менен текшере аласыз.

Физикалык чыпканы куруу үчүн схемада көрсөтүлгөндөй тандалган резисторлор менен конденсаторлорду оп-ампка туташтырыңыз. Оп-ампти кубаттаңыз жана функция генератору менен осциллографты мурунку кадамдарда айтылгандай эле туташтырыңыз. Функция генераторун 150 Гцте синус толкунун өндүрүүгө орнотуңуз жана чокусунан амплитудасы болжол менен 1 В. 150 Гц кесүү жыштыгы болушу керек, эгер чыпка туура иштеп жатса, бул жыштыктагы чоңдук 3dB болушу керек. Бул чыпкасы туура орнотулганын айтып берет.

5 -кадам: Бардык компоненттерди бириктирүү

Ар бир компонентти кургандан жана аларды өзүнчө текшергенден кийин, алардын бардыгын катар туташтырса болот. Функция генераторун приборлордун күчөткүчүнүн киришине туташтырыңыз, андан кийин анын чыгышын оюк чыпкасынын киришине туташтырыңыз. Муну дагы бир жолу чыпкалуу чыпканын чыгымын аз өтмө чыпканын киришине туташтыруу менен жасаңыз. Аз өтүүчү чыпканын чыгышы ошондо осциллографка туташуусу керек.

6 -кадам: LabVIEW орнотуу

ЭКГнын жүрөктүн согуу толкуну DAQ жардамчысы жана LabView аркылуу тартылган. DAQ жардамчысы аналогдук сигналдарды алат жана тандалма параметрлерин аныктайт. DAQ жардамчысын арка жүрөк сигналын чыгаруучу функция генераторуна жана LabView менен компьютерге туташтырыңыз. LabView программасын жогоруда көрсөтүлгөн схемага ылайык орнотуңуз. DAQ жардамчысы функция генераторунан жүрөк толкунун алып келет. Графикти көрүү үчүн толкун формасынын графигин LabView орнотууңузга кошуңуз. Максималдуу мааниге карата чекти коюу үчүн сандык операторлорду колдонуңуз. Схемада көрсөтүлгөн 80% колдонулган. Пик анализи чоку жайгашкан жерлерди табуу жана аларды убакыттын өзгөрүшү менен байланыштыруу үчүн да колдонулушу керек. Пик жыштыгын 60ка көбөйтүп, мүнөтүнө соккуларды эсептөө үчүн бул сан графиктин жанында чыгарылды.

7 -кадам: Эми ЭКГ жаздырсаңыз болот

[1] "Электрокардиограмма - Техас Жүрөк Институтунун Жүрөк Маалымат Борбору." [Онлайн]. Жеткиликтүү: https://www.texasheart.org/HIC/Topics/Diag/diekg.cfm. [Киргизилген: 09-Дек-2017].

[2] "ЭКГ жетектейт, полярдуулук жана Эйнтховен үч бурчтугу - Студент физиолог." [Онлайн]. Жеткиликтүү: https://thephysiologist.org/study-materials/the-ecg-leads-polarity-and-einthovens-triangle/. [Киргизилген: 10-Дек-2017].