EKG davri: 7 qadam

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

EKG - bu yurak ritmi va faolligini yozib, yurakning elektr faolligini o'lchaydigan test. Bu elektrokardiograf mashinasiga ulangan simlar yordamida yurakdan signallarni qabul qilish va o'qish orqali ishlaydi. Bu ko'rsatma sizga yurakning bioelektrik signalini yozadigan, filtrlaydigan va ko'rsatadigan zanjirni qanday qurishni ko'rsatib beradi. Bu tibbiy asbob emas. Bu faqat simulyatsiya qilingan signallardan foydalangan holda ta'lim maqsadlari uchun. Agar bu sxemani haqiqiy EKG o'lchovlari uchun ishlatayotgan bo'lsangiz, iltimos, kontaktlarning zanglashiga olib kelishini va kontaktlarning zanglashiga olib kelishi uchun to'g'ri izolyatsiya usullaridan foydalanilganligiga ishonch hosil qiling.

Ushbu sxema LabView dasturi bilan ketma -ket bog'langan uch xil bosqichni o'z ichiga oladi. Asboblar kuchaytirgichidagi rezistorlar yurakdan keladigan kichik signallar hali ham sxemani qabul qilishini ta'minlash uchun 975 daromad bilan hisoblab chiqilgan. Chiziq filtri devordagi elektr manbaidan 60 Gts shovqinni chiqaradi. Kam o'tish filtri signalni yaxshiroq aniqlash uchun yuqori chastotali shovqinni o'chirishni ta'minlaydi.

Ko'rsatmani ishga tushirishdan oldin, uA741 umumiy maqsadli operatsion kuchaytirgichi bilan tanishish foydali bo'ladi. Op-amperdagi turli pinlar har xil maqsadga ega va agar ular noto'g'ri ulangan bo'lsa, sxema ishlamaydi. Pimlarni non paneliga noto'g'ri ulash, shuningdek, op-ampni qovurishning oson usuli va uni ishlamasligi. Quyidagi havola amperlar uchun qo'llaniladigan sxemani o'z ichiga oladi.

Rasm manbasi:

1 -qadam: materiallarni yig'ish

Filtrning 3 bosqichi uchun zarur bo'lgan materiallar:

• Osiloskop
• Funktsiya generatori
• Quvvat manbai (+15V, -15V)
• Lehimsiz non paneli
• Har xil banan kabellari va alligator qisqichlari
• EKG elektrod stikerlari
• Har xil o'tish simlari

Ko'rsatkich kuchaytirgichi:

• 3 ta op-amper (uA741)

• Rezistorlar:

  • 1 kΩ x 3
  • 12 kΩ x 2
  • 39 kΩ x 2

Nish filtri:

• 1 Op-amp (uA741)

• Rezistorlar:

  • 1,6 kΩ x 2
  • 417 kΩ

• Kondensatorlar:

  • 100 nF x 2
  • 200 nF

Kam o'tish filtri:

• 1 Op-Amp (uA741)

• Rezistorlar:

  • 23,8 kΩ
  • 43 kΩ

• Kondensatorlar:

  • 22 nF
  • 47 nF

2 -qadam: asboblar kuchaytirgichini yarating

Biologik signallar ko'pincha faqat 0,2 dan 2 mV gacha bo'lgan kuchlanishlarni chiqaradi [2]. Bu kuchlanishlar osiloskopda tahlil qilish uchun juda kichik, shuning uchun bizga kuchaytirgich qurish kerak edi.

Sizning sxemangiz qurilgandan so'ng, Vout kuchlanishini o'lchash orqali uning to'g'ri ishlashini tekshiring (yuqoridagi rasmda 2 -tugun sifatida ko'rsatilgan). Biz asboblar kuchaytirgichiga kirish amplitudasi 20 mV bo'lgan sinus to'lqinni yuborish uchun funksiya generatoridan foydalandik. Bundan yuqori bo'lgan har qanday narsa sizga kerakli natijani bermaydi, chunki operatsion kuchaytirgichlar faqat -15 va +15 V kuchga ega bo'lgan. 1000 V ga yaqin daromadni qidiring (Vout/Vin 1000 ga juda yaqin bo'lishi kerak).

Muammolarni bartaraf etish bo'yicha maslahat: Barcha rezistorlar kΩ oralig'ida ekanligiga ishonch hosil qiling.

[2] “Yuqori samarali elektrokardiogramma (EKG) signalini sozlash | Ta'lim | Analog qurilmalar.” [Onlayn]. Mavjud: https://www.analog.com/en/education/education-library/articles/high-perf-electrocardiogram-signal-conditioning.html. [Kirish: 10-Dekabr-2017].]

3 -qadam: Notch filtrini yarating

Bizning filtrimiz 60 Gts chastotani filtrlash uchun mo'ljallangan. Biz 60 Gts signalimizni filtrdan o'tkazmoqchimiz, chunki bu elektr tok manbaidagi o'zgaruvchan tokning chastotasi.

Chiziq filtrini sinovdan o'tkazishda kirish va chiqish grafiklari orasidagi tepalik-tepalik nisbatini o'lchang. 60 Gts chastotada -20 dB yoki undan yuqori nisbat bo'lishi kerak. Buning sababi shundaki, -20 dB da chiqish voltaji asosan 0V, ya'ni siz signalni 60 Gts chastotasida muvaffaqiyatli filtrladingiz! Boshqa chastotalar tasodifan filtrlanmaganligiga ishonch hosil qilish uchun 60 Gts atrofida bo'lgan chastotalarni sinab ko'ring.

Nosozliklarni tuzatish bo'yicha maslahat: Agar siz 60 Gts chastotada -20 dB aniq olmasangiz, bitta rezistorni tanlang va kerakli natijalarga erishmaguningizcha uni ozgina o'zgartiring. Biz kerakli natijalarga erishmagunimizcha, R2 qiymati bilan o'ynashimiz kerak edi.

4 -qadam: past o'tish filtrini yarating

Bizning past o'tkazgichli filtrimiz 150 Gts kesish chastotasi bilan yaratilgan. Biz bu chegarani tanladik, chunki EKG uchun diagnostikaning eng keng diapazoni 0,05 - 150 Gts, harakatsiz va past shovqinli muhitni hisobga olgan holda [3]. Past o'tish filtri mushaklardan yoki tananing boshqa qismlaridan chiqadigan yuqori chastotali shovqinlardan xalos bo'lishga qodir [4].

To'g'ri ishlashini tekshirish uchun ushbu sxemani sinab ko'rish uchun Voutni o'lchang (elektron diagrammada 1 -tugun sifatida ko'rsatilgan). 150 Gts chastotada chiqish signalining amplitudasi kirish signalining amplitudasidan 0,7 marta katta bo'lishi kerak. Bizning chiqishimiz 150 Gtsda 0,7 bo'lishi kerakligini ko'rish uchun biz 1V kirish signalidan foydalanganmiz.

Nosozliklarni tuzatish bo'yicha maslahatlar: sizning uzilish chastotangiz 150 Gts dan bir necha Gts gacha bo'lsa, sizning kontaktingiz hali ham ishlashi kerak. Bizning uzilishimiz 153 Gts edi. Biologik signallar diapazoni tanada biroz o'zgarib turadi, shuning uchun siz bir necha Hz dan oshmasangiz, sizning davringiz hali ham ishlashi kerak.

[3] “EKG filtrlari | MEDTEQ.” [Onlayn]. Mavjud: https://www.medteq.info/med/ECGFilters. [Kirish: 10-Dekabr-2017].

[4] K. L. Venkatachalam, J. E. Herbrandson va S. J. Asirvatham, "Elektrofizyolog uchun signallar va signallarni qayta ishlash: I qism: Electrogram sotib olish", Circ. Aritmiya elektrofiziol., Vol. 4, yo'q. 6, 965-973 betlar, 2011 yil dekabr.

5 -qadam: LabView dasturini yarating

[5] "BME 305 Dizayn laboratoriyasi loyihasi" (2017 yil kuzi).

Ushbu laboratoriya ko'rish sxemasi dastur orqali o'tadigan signalni tahlil qilish, EKG cho'qqilarini aniqlash, cho'qqilar orasidagi vaqt farqini yig'ish va BPMni matematik hisoblash uchun mo'ljallangan. U, shuningdek, EKG to'lqin shakli grafigini chiqaradi.

6 -qadam: Barcha uch bosqichni ulang

Barcha uch sxemani ketma -ket ulang, asboblar kuchaytirgichining chiqishini tishli filtrning kirish qismiga va pastdagi filtrning chiqishini past o'tkazgichli filtrning kirishiga ulang. Past o'tish filtrining chiqishini DAQ yordamchisiga ulang va DAQ yordamchisini kompyuterga ulang. Zanjirlarni bir -biriga ulashda, har bir non paneli uchun elektr tarmoqlari ulanganligiga va topraklama chiziqlari bir xil topraklama terminaliga ulanganligiga ishonch hosil qiling.

Asboblar kuchaytirgichida, ikkinchi op-amperni topraklanmagan bo'lishi kerak, shunda sinov predmetiga ulangan ikkita elektrod simlari filtrning birinchi bosqichida har birining boshqa op kuchaytirgichiga ulanishi mumkin.

7 -qadam: Inson testidan signal oling

Har bir bilagiga bitta elektrodli stiker, boshqasini esa oyoq Bilagi to'pig'iga joylashtirish kerak. Alligator qisqichlaridan foydalanib, ikkita bilak elektrodini asboblar kuchaytirgichining kirishiga va to'pig'ini erga ulang. Tayyor bo'lgach, LabView dasturidagi "ishga tushirish" tugmasini bosing va yurak urish tezligi va EKGni ekranda ko'ring!