O'zingizning elektrokardiogrammangizni qiling (EKG): 6 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:28

Ogohlantirish:

Bu tibbiy asbob emas. Bu simulyatsiya qilingan signallardan foydalangan holda, faqat ta'lim maqsadida. Agar bu sxemani haqiqiy EKG o'lchovlari uchun ishlatayotgan bo'lsangiz, iltimos, kontaktlarning zanglashiga olib keling va kontaktlarning zanglashiga olib kelishi uchun batareya quvvati va boshqa to'g'ri izolyatsiya texnikasi ishlatilgan.

[Rasm https://scienceprog.com/avr-dds-signal-generator-v… dan olingan]

1 -qadam: narsalaringizni bilib oling

Elektrokardiogramma (EKG) - shifokorlar tomonidan yurakning elektr faolligini kuzatish uchun ishlatiladigan muhim vosita. Bu g'ayritabiiy yurak ritmidan tortib, issiqlik etishmovchiligini aniqlashgacha hamma narsani yozib olishda foydalidir. Ushbu yo'riqnomaga amal qilib, siz oddiy elektrokardiogramma va umumiy elektronika laboratoriya uskunalari yordamida odamning elektrokardiogrammasini ko'rsatadigan qurilmani qura olasiz. Yaxshi signal chiqarilgandan so'ng, siz yurak urish tezligini hisoblash uchun xuddi shu signalni yoki mikrokontroldor yordamida boshqa qiziqarli ko'rsatkichni ishlatishingiz mumkin.

-

Agar siz EKG nima ekanligini bilmasangiz, bu shunchaki yurak faoliyatining yozuvi. Yurakning qisqarishining elektr tabiati tufayli elektrodlarni teriga qo'yish va signalni qayta ishlash orqali kuchlanish o'zgarishini qayd etish mumkin. Vaqt o'tishi bilan bu kuchlanishlarning chizig'i elektrokardiogramma (qisqacha EKG) deb ataladi. EKG odatda yurak etishmovchiligining turli shakllarini aniqlash yoki bemorning stressini passiv kuzatish uchun ishlatiladi. Sog'lom EKG odamlar o'rtasida universal bo'lgan o'ziga xos xususiyatlarga ega. (Bunga P-to'lqin, Q-to'lqin, R-to'lqin, S-to'lqin, T-to'lqin va QRS kompleksi kiradi.) Men yurakning tegishli reaksiyasi bilan EKGning soddalashtirilgan diagrammasini taqdim etdim.

-

E'tibor bering, yurak nervlarida sodir bo'ladigan har bir elektr hodisasi mushak to'qimasida sodir bo'ladigan jismoniy hodisaga to'g'ri keladi va yurakning bir qismi qisqarganda, qolgan qismi bo'shashadi. Shunday qilib, yurakda elektr signallarining vaqti juda muhim, bu esa EKGni yurak sog'lig'ini o'lchashda juda kuchli vositaga aylantiradi.

-

Haqiqiy EKGni yozib olishimiz uchun, signalning o'lchami, tananing qolgan qismidan keladigan shovqin miqdori va atrof -muhitdan keladigan shovqin kabi ko'plab logistika muammolari hal qilinadi. Buning o'rnini to'ldirish uchun biz 3 qismdan iborat sxemani loyihalashtirmoqdamiz: signalimiz hajmini oshirish uchun differentsial kuchaytirgich, yuqori chastotali signallarning shovqinini yo'q qilish uchun past o'tish filtri va 60 Gts shovqinni olib tashlash uchun chiziqli filtr. har doim o'zgaruvchan tok bilan ta'minlangan binolarda bo'ladi. Men sizga quyida ushbu qadamlarni batafsil tasvirlab beraman.

[Rasm https://courses.lumenlearning.com/ap2/chapter/card… dan olingan]

2 -qadam: Materiallaringizni yig'ing

Ushbu loyiha uchun sizga kerak bo'ladi:

- 1 ta katta non taxtasi (2 yoki undan ko'prog'i yaxshiroq bo'lsa)

- 5 ta umumiy maqsadli op-amper

(Men UA741-ni +-15 V bilan ishlatardim, faqat siz tanlaganlar 15 voltli kuchlanishga ega ekanligiga ishonch hosil qiling, aks holda siz passiv komponentlaringiz qiymatlarini o'zgartirishingiz kerak bo'ladi va siz kamroq kuchaytirishga to'g'ri keladi).

Rezistorlar

2x 165 ohm

u 3x 1k ohm

2x 15k ohm

2x 33k ohm

1x 42k ohm

2x 60k ohm

Kondansatkichlar

o 2x 22nF

o 2x 1 mF

o 1x2Μf

- Ko'p yoki o'tish simlari

- +15 V kuchlanishli shahar kuchlanish manbai

- Funktsiya generatori va osiloskop (asosan muammolarni bartaraf etish uchun)

- Agar siz haqiqiy EKGni yozishni rejalashtirmoqchi bo'lsangiz, kamida uchta yopishqoq elektrod

- Bu bema'nilikni ulash uchun kabellar etarli

- sxemalar, op-amperlar va non taxtasi bilan ishlash tajribasi haqida aniq tushuncha.

Agar siz tug'ilgan kuningiz uchun non taxtasini oldingiz va u bilan biror narsa qilishni xohlasangiz, buni sinab ko'rishdan oldin hech bo'lmaganda bir nechta oddiy tuzilmalarni qiling.

-

3 -qadam: Differentsial kuchaytirgichni yarating

Differentsial kuchaytirgich - bu bizning yozib olingan signalimizni miqyosda yoki ekranda ko'rsatiladigan darajaga ko'taradi. Ushbu sxema ikkita kirish elektrodidan kuchlanishdagi farqni oladi va uni kuchaytiradi. Bu shovqinni kamaytirish uchun qilingan, chunki elektrodlar orasidagi umumiy shovqin yo'q qilinadi. EKG signali yozuvchi elektrodlarning joylashishiga va odamga qarab o'zgaradi, lekin odatda bilakdan yozish paytida bir necha millivoltga to'g'ri keladi. (Bu sozlash uchun zarur bo'lmasa-da, elektrodlarni ko'kragiga qo'yish orqali signal amplitudasini oshirish mumkin, lekin bu o'pka harakatidan shovqin.)

-

Men o'rnatish sxemasini qo'shdim. Rasmdagi sxema sizning signalingizni ~ 1000 marta kuchaytirishi kerak. Siz buni ishlatishga qaror qilgan op-amp turiga qarab sozlashingiz kerak bo'lishi mumkin. Buni sozlashning tezkor usuli - R1 qiymatini o'zgartirish. R1 qiymatini yarmiga qisqartirib, siz ishlab chiqarish daromadini ikki barobar ko'paytirasiz va aksincha.

-

O'ylaymanki, ko'pchiligingiz ushbu sxemani non paneliga o'tkazishingiz mumkin, shunga qaramay men jarayonni soddalashtirish va muammolarni bartaraf etish vaqtini qisqartirish uchun non paneli o'rnatish sxemasini qo'shdim. Sizga qulay bo'lishi uchun men UA741 (yoki LM741) pinoutining rasmini ham qo'shdim. (sizning maqsadingiz uchun sizga 1, 5 yoki 8-pinlar kerak bo'lmaydi) Op-ampdagi V + va V-pinlar mos ravishda sizning +15 V va -15 V quvvat manbaiga ulanadi. -15V er bilan bir xil emas! Mening taxtamdagi kondansatkichlarni e'tiborsiz qoldirishingiz mumkin. Ular AC shovqinini olib tashlash uchun mo'ljallangan bypass kondansatörleridir, lekin orqaga qarab, bu harakatlarga arzimaydi.

-

Nosozliklarni tuzatish uchun har bir bosqichni tekshirishni tavsiya qilaman. O'chirishdan ko'rinib turibdiki, siz kuchlanishni tekshirish uchun kirishlardan birini erga, ikkinchisini esa kichik shahar manbaiga ulashingiz mumkin. (<15 mV kiritganingizga ishonch hosil qiling, aks holda siz op-amperlarni to'yingan bo'lasiz). Agar siz sinov uchun daromadingizni kamaytirishingiz kerak bo'lsa, shoshmang, 500 baravar yuqori daromad bizning maqsadlarimiz uchun mo'l-ko'l bo'ladi. Bundan tashqari, agar siz o'z davrangizni 1000 daromadga ega qilib qurgan bo'lsangiz va u faqat 800 daromadni ko'rsatgan bo'lsa, bu dunyoning oxiri emas, aniq soni muhim emas.

-

4 -qadam: Notch filtrini yarating

Endi biz signalimizni kuchaytirishimiz mumkin, keling, uni tozalashni ko'rib chiqaylik. Agar siz bizning davrimizga elektrodlarni ulagan bo'lsangiz, unda 60 gigagertsli shovqin bo'lishi mumkin. Buning sababi shundaki, ko'pgina binolar 60 Gts chastotali o'zgaruvchan tok bilan ulangan bo'lib, muqarrar ravishda katta shovqin signallarini keltirib chiqaradi. Buni tuzatish uchun biz 60 Gts chastotali filtr o'rnatamiz. Chiziqli filtr juda aniq chastotalarni susaytirish va boshqa chastotalarni tegmagan holda qoldirish uchun mo'ljallangan; 60 Gts chastotali shovqinlardan xalos bo'lish uchun juda mos keladi.

-

Oldin bo'lgani kabi, men sxemaning rasmini, non taxtasini o'rnatish va o'z sxemamni qo'shdim. Eslatib o'tamiz, chiziqli filtrni qurish ancha oson bosqich bo'lsa -da, men ishlashim uchun eng uzoq vaqt kerak bo'ldi. Mening kirishim yaxshi susaytirildi, lekin 60 Gts o'rniga 63 Gts, bu uni kesmaydi. Agar siz ham xuddi shunday muammoga duch kelsangiz, R14 qiymatini o'zgartirishingizni maslahat beraman. (R14 qarshiligining oshishi sizning susayish chastotangizni pasaytiradi va aksincha). Agar sizda o'zgarmaydigan rezistorli quti bo'lsa, uni R14 o'rnini bosish uchun ishlating, so'ngra qarshilik qiymatlari bo'lgan o'yinchoq aynan nima ishlashini aniqlang, chunki u bitta ohm tartibidagi o'zgarishlarga sezgir bo'ladi. Men 175 ohmli R14 bilan tugadim, lekin nazariy jihatdan u R12 ga mos keladi.

-

Shunga qaramay, siz 60 gigagertsli sinus to'lqinni kiritish va chiqishingizni osiloskopga yozish uchun funktsiyali generator yordamida bu bosqichni sinab ko'rishingiz mumkin. Sizning chiqishingiz -20 dB yoki kirish amplitudasining 10% bo'lishi kerak. Yuqorida aytganimdek, optimallashtirish uchun yaqin atrofdagi chastotalarni tekshirishingiz mumkin.

-

5-qadam: past o'tish filtrini yarating

Yuqorida aytib o'tganimizdek, yana bir muhim omil - bu tanadagi shovqinni va siz o'tirgan xonani siqib chiqaradigan boshqa narsalarni kamaytirishdir. Buni past o'tish filtri yaxshi bajaradi, chunki signallarga ko'ra, sizning yurak urishingiz juda sekin. Past o'tkazgichli filtr bilan bizning maqsadimiz EKGdan yuqori chastotali signallarni yo'q qilishdir. Buning uchun biz "kesish chastotasini" belgilashimiz kerak. Bizning holatimizda, biz ushbu chastotadan yuqori bo'lgan hamma narsani yo'q qilmoqchimiz va bu chastotadan past bo'lgan hamma narsani saqlamoqchimiz. Yurak urishi 1 dan 3 gerttsgacha bo'lgan vaqtda sodir bo'lganda, bizning EKGni tashkil etuvchi individual to'lqin shakllari bundan ancha yuqori chastotalardan iborat; 1 dan 50 Gts gacha. Shuning uchun men 80 Gts chastotani tanladim. Bu signal barcha kerakli komponentlarni ushlab turish uchun yetarli darajada baland, lekin siz hali ham keyingi xonadagi HAM radiosining shovqinini o'chiradi.

-

Men past o'tish filtri bo'yicha hech qanday dono maslahatim yo'q, boshqa bosqichlarga qaraganda bu juda oddiy. Kuchaytirgichga o'xshab, 80 Gts chastotada aniq chegarani olishdan xavotir olmang; bu muhim emas va haqiqatda bo'lmaydi. Shunga qaramay, siz funktsional generator yordamida uning chiqishini tekshirishingiz kerak. Qoida tariqasida, sinus to'lqin 10 gts chastotada tegmagan filtrdan o'tishi kerak va uni 130 gts chastotada ikkiga bo'lish kerak.

-

6 -qadam: ulang

Agar siz hozirgacha shunday qilgan bo'lsangiz, tabriklaymiz! Sizda EKGning barcha komponentlari bor. EKGni ko'rish uchun ularni bir -biriga ulash, elektrodlarga urish va chiqishni osiloskopga ulash kifoya.

-

Agar siz elektrodlarni qanday qo'yishni bilmasangiz, men kirish elektrodlarini bilagingizga (har bir bilagiga bittadan) yopishtirishni va oyog'ingizga er elektrodini ulashni maslahat beraman (rasm yordam berishi mumkin.) Eslatib o'tamiz, har bir kirish elektrodini kuchaytirgichdagi op-amperlarga ijobiy kirish. (U simulyatsiya maqsadida faqat sxemaga asoslanadi)

-

Ulangach, past o'tkazgichli filtrning chiqishini osiloskopga ulang va o'zingiz bilan faxrlaning! Barcha bolalaringizga elektrod kiydirib, ularning yurak urishlariga qarang. Heck, qo'shnilaringizga kelishga harakat qiling. Agar siz qo'shimcha motivatsiyani his qilsangiz, yurak urish tezligini hisoblash uchun mikrokontrollerga ulang. (Ehtimol, siz buni qilishdan oldin kuchaytirgichni tushirishni xohlaysiz, bu siz foydalanayotgan taxtani qovurib yuborishi mumkin). Qanday bo'lmasin, qurilish bilan tabriklayman va baxtli ish!

[Rasm https://www.medicwiz.com/medtech/diagnostics/10-ty… dan olingan]