Oddiy EKG yozish davri va LabVIEW yurak urish tezligi monitor: 5 qadam

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

"Bu tibbiy asbob emas. Bu faqat simulyatsiya qilingan signallardan foydalangan holda o'qitish uchun. Agar bu sxemani haqiqiy EKG o'lchovlari uchun ishlatsangiz, iltimos, kontaktlarning zanglashiga olib keling va kontaktlarning zanglashiga olib kelishi mumkin."

Zamonaviy sog'liqni saqlashning eng muhim jihatlaridan biri bu EKG yoki elektrokardiogram yordamida yurak to'lqinini ushlab turish qobiliyatidir. Bu usullar yurakdan chiqadigan turli xil elektr naqshlarini o'lchash uchun sirt elektrodlaridan foydalanadi, shuning uchun chiqishni taxikardiya, filial bloklari va gipertrofiyaning turli shakllari kabi yurak va o'pka kasalliklarini tashxislash uchun diagnostika vositasi sifatida ishlatish mumkin. Bu holatlarga tashxis qo'yish uchun chiqish to'lqin shakli oddiy EKG signaliga qiyoslanadi.

EKG to'lqin shaklini oladigan tizimni yaratish uchun avval signalni kuchaytirish, so'ngra shovqinni olib tashlash uchun mos ravishda filtrlash kerak. Buning uchun OP kuchaytirgichlari yordamida uch bosqichli sxemani qurish mumkin.

Bu ko'rsatma sirt elektrodlari yordamida EKG signalini yozib oladigan, so'ngra qayta ishlash va tahlil qilish uchun filtrlaydigan oddiy sxemani loyihalash va qurish uchun zarur ma'lumotlarni beradi. Bundan tashqari, ushbu yo'riqnomada elektron chiqishining grafik tasvirini yaratish uchun ushbu signalni tahlil qilish uchun ishlatiladigan bitta texnikani, shuningdek, EKG to'lqin shaklidagi elektron chiqishdan yurak urish tezligini hisoblash usulini tasvirlab beriladi.

E'tibor bering: har bir bosqichni loyihalashda, aylananing o'zgarishini ta'minlash uchun simulyatsiya orqali ham, eksperimental ravishda ham aylantiring.

1 -qadam: asboblar kuchaytirgichini loyihalash va qurish

Ushbu EKG sxemasining birinchi bosqichi asboblar kuchaytirgichi bo'lib, u uchta OP amperidan iborat. Birinchi ikkita OP kuchaytirgichlari buferli kirishlar bo'lib, ular differentsial kuchaytirgich vazifasini bajaradigan uchinchi OP kuchaytirgichiga uzatiladi. Tananing signallari tamponlangan bo'lishi kerak, aks holda chiqish kamayadi, chunki tanani ko'p tok bilan ta'minlay olmaydi. Differentsial kuchaytirgich o'lchash mumkin bo'lgan potentsial farqni ta'minlash uchun ikkita kirish manbasi o'rtasidagi farqni oladi va shu bilan birga umumiy shovqinni o'chiradi. Bu bosqich, shuningdek, 1000 mVga ega bo'lib, odatiy mVni o'qiladigan kuchlanishni kuchaytiradi.

Ko'rsatkichlar kuchaytirgichi uchun 1000 ta elektron daromad ko'rsatilgan tenglamalar bilan hisoblanadi. Asbob -uskunalar kuchaytirgichining 1 -bosqich daromadlari (2) bilan, asboblar kuchaytirgichining 2 -bosqich daromadlari (3) bilan hisoblanadi. K1 va K2 bir -biridan 15 qiymatidan oshmasligi uchun hisoblangan.

1000 daromad olish uchun K1 ni 40 ga, K2 ni 25 ga qo'yish mumkin edi. Rezistorlarning barcha qiymatlarini hisoblash mumkin, lekin bu maxsus asbob kuchaytirgichi quyidagi qarshilik qiymatlaridan foydalangan:

R1 = 40 kΩ

R2 = 780 kΩ

R3 = 4 kΩ

R4 = 100 kΩ

2 -qadam: Filtrni loyihalash va qurish

Keyingi bosqich - bu elektr rozetkasidan keladigan 60 Gts signalni o'chirish uchun chiziqli filtr.

Teshik filtrida R1 qarshilik qiymati (4), R2 qiymati (5), R3 qiymati (6) bilan hisoblanadi. O'chirishning sifat omili Q, 8 ga o'rnatildi, chunki bu haqiqatan ham aniq bo'lsa, xatolarning o'rtacha chegarasini beradi. Q qiymatini (7) yordamida hisoblash mumkin. Chiziq filtrining oxirgi boshqaruvchi tenglamasi tarmoqli kengligini hisoblash uchun ishlatiladi va (8) bilan tavsiflanadi. Sifat 8 omiliga qo'shimcha ravishda, chiziq filtri boshqa dizayn xususiyatlariga ega edi. Ushbu filtr signalni o'zgartirmasligi uchun 1 ga ega bo'lishi uchun mo'ljallangan, 60 gigagertsli signalni o'chiradi.

Bu tenglamalarga ko'ra, R1 = 11.0524 kΩ, R2 = 2.829 MΩ, R3 = 11.009 kΩ va C1 = 15 nF

3-qadam: Ikkinchi darajali Butterworth past o'tkazgichli filtrni loyihalash va qurish

Oxirgi bosqich-bu EKG to'lqinining yuqori chastotali komponentidan yuqori bo'lishi mumkin bo'lgan barcha signallarni, masalan, WiFi shovqini va qiziqish signalidan chalg'itadigan boshqa muhit signallarini olib tashlash uchun past o'tkazgichli filtr. Ushbu bosqich uchun -3dB nuqtasi taxminan 150 Gts atrofida bo'lishi kerak, chunki EKG to'lqinida signallarning standart diapazoni 0,05 dan 150 Gts gacha.

Ikkinchi darajali Butterworth filtrining past o'tkazgichli dizaynini tuzishda, kontaktlarning zanglashi yana 1 ga o'rnatiladi, bu esa sxemani yanada sodda tuzishga imkon beradi. Boshqa hisob -kitoblarni amalga oshirishdan oldin shuni ta'kidlash kerakki, past o'tish filtrining kerakli kesish chastotasi 150 Gts ga o'rnatiladi. 2, C2 kondansatörünün qiymatini hisoblashdan boshlash eng oson, chunki boshqa tenglamalar bu qiymatga bog'liq. C2 ni (9) yordamida hisoblash mumkin. C2 ni hisoblashdan kelib chiqib, C1 ni (10) yordamida hisoblash mumkin. Bu past o'tish filtri holatida a va b koeffitsientlari aniqlanadi, bu erda a = 1.414214, va b = 1. R1 rezistorining qiymati (11), R2 ning qarshilik qiymati esa (12) bilan hisoblanadi..

Quyidagi qiymatlar ishlatilgan:

R1 = 13.842kΩ

R2 = 54,36 kΩ

C1 = 38 nF

C1 = 68 nF

4 -qadam: Ma'lumot yig'ish va tahlil qilish uchun ishlatiladigan LabVIEW dasturini o'rnating

Keyinchalik, LabView kompyuter dasturidan foydalanib, EKG signalidan yurak urishining grafik tasvirini yaratadigan va shu signaldan yurak tezligini hisoblaydigan vazifani yaratish mumkin. LabView dasturi buni avval DAQ kartasidan analog kirishni qabul qilish orqali amalga oshiradi, u ham analog -raqamli konvertor vazifasini bajaradi. Bu raqamli signal keyinchalik tahlil qilinadi va chiziladi, bu erda DAQ kartasiga kiritilayotgan signalning grafik tasviri ko'rsatilgan. Signalning to'lqin shakli qabul qilingan raqamli signalning maksimal qiymatlarining 80% ni qabul qilib tahlil qilinadi va keyin signalning bu cho'qqilarini aniqlash uchun tepalik detektori funktsiyasidan foydalaniladi. Bir vaqtning o'zida dastur to'lqin shaklini oladi va to'lqin shaklining cho'qqilari orasidagi vaqt farqini hisoblab chiqadi. Cho'qqilarni aniqlash 1 yoki 0 qiymatlari bilan birlashtiriladi, bu erda cho'qqilarning joylashuvi indeksini yaratish uchun 1 tepalikni bildiradi va bu indikator yurak urish tezligini matematik hisoblash uchun cho'qqilar orasidagi vaqt farqi bilan kon'yunkturada ishlatiladi. daqiqada urish (BPM). LabView dasturida ishlatilgan blok -diagramma ko'rsatilgan.

5 -qadam: To'liq yig'ilish

Siz barcha sxemalar va LabVIEW dasturini tuzib, hamma narsa to'g'ri ishlashini ta'minlaganingizdan so'ng, siz EKG signalini yozib olishga tayyormiz. Rasmda to'liq elektron tizim yig'ilishining mumkin bo'lgan sxemasi ko'rsatilgan.

Ijobiy elektrodni o'ng bilagingizga va dumaloq asboblar kuchaytirgichining kirish qismiga, manfiy elektrod esa chap bilagingizga va rasmdagi boshqa asbob kuchaytirgichining kirishiga ulang. Elektrod kiritish tartibi muhim emas. Nihoyat, to'pig'ingizga er elektrodini joylashtiring va kontaktlarning zanglashiga ulang. Tabriklaymiz, siz EKG signalini yozib olish uchun zarur bo'lgan barcha qadamlarni bajardingiz.