ЭКГ жана Heart Rate Digital Monitor: 7 кадам (Сүрөттөр менен)

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

Электрокардиограмма, же ЭКГ, жүрөктүн ден соолугун өлчөө жана талдоо үчүн абдан эски ыкма. ЭКГдан окулган сигнал дени сак жүрөктү же бир катар көйгөйлөрдү көрсөтөт. Ишенимдүү жана так дизайн маанилүү, анткени ЭКГ сигналында деформацияланган толкун формасы же жүрөктүн согушу туура эмес болсо, адамга туура эмес диагноз коюлушу мүмкүн. Максаты - ЭКГ сигналын алууга, күчөтүүгө жана чыпкалоого жөндөмдүү ЭКГ схемасын түзүү. Андан кийин, ЭКГ сигналынын BPM реалдуу убакыт графигин жана жүрөктүн согушу үчүн A/D конвертери аркылуу Labviewга айландырыңыз. Чыгуу толкуну бул сүрөттө окшош болушу керек.

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

1 -кадам: схеманы долбоорлоо

Район ЭКГ сигналын алуу жана күчөтүү жөндөмүнө ээ болушу керек. Бул үчүн үч активдүү чыпканы бириктиребиз; инструменталдык күчөткүч, Экинчи даражадагы Баттерворт аз өткөрмө чыпкасы жана Ночной чыпкасы. Бул схемалардын дизайны сүрөттөрдөн көрүнүп турат. Биз алардын ар бирине бирден барабыз, андан кийин аларды толук схеманы бүтүрүү үчүн бириктиребиз.

2 -кадам: Аспаптык күчөткүч

Жакшы сигналды алуу үчүн приборлордун күчөткүчүнүн кирешеси 1000 В/В болушу керек. Аспаптык күчөткүч аркылуу күчөтүү эки этапта болот. Биринчи этап сол жактагы эки оптималдуу амперден жана R1 жана R2 каршылыгынан турат, ал эми күчөтүүнүн экинчи этабы оң жактагы оп -амптан жана R3 жана R4 каршылыгынан турат. 1 -этап жана 2 -этап үчүн пайда (күчөтүү) (1) жана (2) теңдемеде берилген.

1 -этап: К1 = 1 + (2R2/R1) (1)

2 -этап: К2 = R4/R3 (2)

Микросхемалардын пайдасы жөнүндө маанилүү эскертүү - бул көбөйтүүчү; мис. 2 -сүрөттөгү жалпы схеманын пайдасы K1*K2. Бул теңдемелер схемада көрсөтүлгөн баалуулуктарды чыгарат. Бул чыпка үчүн керектүү материалдар үч LM741 оппери, үч 1к Ом резистору, эки 24.7 кох резистору жана эки 20 кох резистору.

3 -кадам: Notch Filter

Кийинки этап 60 Гцте ызы -чууну жок кылуу үчүн Notch Filter. Бул жыштыкты өчүрүү керек, анткени электр чубалгыларынын кийлигишүүсүнөн улам 60 Гцте кошумча ызы -чуу көп болот, бирок ЭКГ сигналынан олуттуу эч нерсе чыгарбайт. Райондо колдонулган компоненттердин мааниси сиз чыпкаланган жыштыкка негизделген, бул учурда 60 Гц (377 рад/с). Компоненттин теңдемелери төмөнкүдөй

R1 = 1/ (6032*C)

R2 = 16 / (377*C)

R3 = (R1R2)/ (R1 + R2)

Бул үчүн керектүү материалдар бир LM741 op amp, 1658 ohm, 424.4 kohm жана 1651 ohms жана 3 конденсаторлуу үч резистор, экөө 100 nFте жана 200 nFте болгон.

4 -кадам: Low Pass чыпкасы

Акыркы этап-бул 250 Гц кесилиш жыштыгы бар Экинчи Тартип Баттерворт Төмөн өтмө чыпкасы. Бул чектин жыштыгы, анткени ЭКГ сигналы максималдуу 250 Гцке чейин жетет. Чыпкадагы компоненттердин маанилери үчүн теңдемелер төмөнкү теңдемелерде аныкталган:

R1 = 2/ (1571 (1.4C2 + сорттоо (1.4^2 * C2^2 - 4C1C2))))

R2 = 1 / (1571*C1*C2*R1)

C1 <(C2 *1.4^2) / 4

Бул чыпка үчүн керектүү материалдар бир LM741 оп -амп, 15.3 кохм жана 25.6 кох эки резистор жана 47 нФ жана 22 нФ эки конденсатор болгон.

Бардык үч этап иштелип чыгып, курулгандан кийин, акыркы схема фотого окшош болушу керек.

5 -кадам: Районду тестирлөө

Район курулгандан кийин, анын туура иштеп жаткандыгын текшерүү үчүн текшерүү керек. AC чыпкалануусу чыңалуу генераторунан 1 Гцде жүрөк сигналын колдонуу менен ар бир чыпкада иштеши керек. DBдеги чоңдуктун жооптору сүрөттөргө окшош болушу керек. Эгерде AC тазалоонун натыйжалары туура болсо, схема бүтүп, колдонууга даяр. Эгерде жооптор туура эмес болсо, анда мүчүлүштүктөрдү оңдоо керек. Баары жакшы байланышты камсыз кылуу үчүн бардык туташууларды жана кубаттуулукту текшерүүдөн баштаңыз. Эгерде бул көйгөйдү чечпесе, анда чыпкалардын компоненттери үчүн теңдемелерди колдонуп, резисторлордун жана конденсаторлордун маанилерин тууралоо үчүн керектүү жерге чыгаруу керек.

6 -кадам: Labview ичинде VUI түзүү

Labview - бул колдонуучуга VUI же виртуалдык колдонуучу интерфейсин иштеп чыгууга мүмкүндүк берген санарип маалыматтарды алуу программасы. DAQ тактасы - бул ЭКГ сигналын Labviewге айландыра турган A/D конвертер. Бул программаны колдонуп, ЭКГ сигналын сигналды так окуу үчүн амплитудага салыштырмалуу убакыт графигине салып, анан BPMде жүрөктүн кагышына айландырса болот. Бул үчүн эң биринчи талап кылынган нерсе - бул DAQ тактасы, ал маалыматтарды алат жана аны санариптик сигналга айлантат жана компьютердеги Labviewке жөнөтөт. Labview дизайнына кошулушу керек болгон биринчи нерсе DAQ жардамчысы болгон, ал DAQ тактасынан сигнал алат жана тандалма параметрлерин аныктайт. Кийинки кадам - VUI дизайнындагы DAQ жардамчысынын чыгуусуна толкун формасынын графигин туташтыруу, ал ЭКГ толкун формасын көрсөтүүчү ЭКГ сигналын пландаштырат. Эми толкун формасынын графиги бүткөндөн кийин, жүрөктүн кагышын сандык чыгаруу үчүн маалыматтарды да айландыруу керек. Бул эсептөөнүн биринчи кадамы max/min элементин VUIдеги DAQ маалыматтарынын чыгуусуна туташтыруу менен ЭКГ маалыматынын максимумун табуу, андан кийин муну чоку аныктоо деп аталган башка элементке жана аны таба турган элементке чыгаруу болгон. убакыттын өзгөрүшү dt деп аталат. Чокуну аныктоо элементине максимумдун минималдуу элементинин максимумун алуу жана.8ге көбөйтүү аркылуу максималдуу баллдын 80% ын табуу үчүн эсептелген max/min чеги керек болчу, андан кийин чокунун аныктоочу элементине киргизилет. Бул босого аныктоочу чокуга R толкунунун максимумун жана сигналдын башка чокуларын этибарга албаганда максимум болгон жерди табууга мүмкүндүк берди. Чокулар жайгашкан жерлер VUIге кийинки кошулган индекс массивинин элементине жөнөтүлдү. Индекстин массивинин элементи 0 менен башталган массивде сакталуу үчүн коюлган, андан кийин дагы 1 индекси менен башталат. Андан кийин, алар бири -биринен эки чоку жайгашкан жердин айырмасын табуу үчүн алынып салынган, бул санга туура келет. ар бир чокунун ортосундагы чекиттер. Ар бир чекиттин ортосундагы убакыт айырмачылыгына көбөйтүлгөн упайлардын саны, ар бир уруунун пайда болуу убактысын камсыздайт. Бул dt элементинин өндүрүмүн жана эки массивди алып салуунун эсебинен көбөйтүлдү. Бул сан 60ка бөлүнүп, мүнөтүнө соккуларды табуу үчүн, анан VUIдеги сандык индикатордун жардамы менен чыгарылды. Labviewдагы VUI дизайнын орнотуу Сүрөттө көрсөтүлгөн.

7 -кадам: Бардыгын бириктирүү

VUI Labviewда аяктагандан кийин, акыркы кадам схеманы DAQ тактасына туташтыруу, ошондуктан сигнал схема аркылуу өтөт, тактага, андан кийин Labview. Эгер баары туура иштесе, 1 Гц сигнал сүрөттө көрсөтүлгөн толкун формасын жана жүрөктүн согуусун 60 мүнөтүнө чыгарышы керек. Эми сизде ЭКГ жана Жүрөктүн Урушунун Санарип Монитору иштеп жатат.