EKG va yurak urish tezligi monitor: 7 qadam (rasmlar bilan)

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

Ogohlantirish: 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 holatni aniqlashning eng muhim diagnostik vositalaridan biri bu elektrokardiogramma (EKG). Elektrokardiogramma yurak impulsini kuzatib, uni mashinaga qaytarish orqali ishlaydi. Signal tanaga o'rnatilgan elektrodlardan olinadi. Elektrodlarning joylashishi fiziologik signallarni qabul qilishda hal qiluvchi ahamiyatga ega, chunki ular tanadagi potentsiallar farqini qayd etish orqali ishlaydi. Elektrodlarning standart joylashuvi - Einthoven uchburchagidan foydalanish. Bu erda bitta elektrod o'ng qo'l, chap qo'l va chap oyog'iga qo'yiladi. Chap oyoq elektrodlar uchun asos bo'lib xizmat qiladi va u tanadagi chastotali shovqinni qabul qiladi. O'ng qo'lda manfiy elektrod, chapda esa musbat elektrod bor, bu ko'kragidagi potentsial farqni hisoblab chiqadi va shuning uchun elektr energiyasini yurakdan oladi [2]. Bu loyihaning maqsadi muvaffaqiyatli sotib oladigan qurilmani yaratish edi. EKG signalini va signalni shovqinsiz va yurak urish tezligini o'lchash qo'shilishi bilan aniq takrorlash.

1 -qadam: Materiallar va asboblar

• Har xil rezistorlar va kondansatörler
• Non paneli
• Funktsiya generatori
• Osiloskop
• DC quvvat manbai
• Op-amperlar
• LABView o'rnatilgan kompyuter
• BNC kabellari
• DAQ yordamchisi

2 -qadam: asboblar kuchaytirgichini yarating

Bioelektrik signalni etarli darajada kuchaytirish uchun ikki bosqichli asbob kuchaytirgichining umumiy daromadi 1000 bo'lishi kerak. Har bir bosqich umumiy daromad olish uchun ko'paytiriladi va individual bosqichlarni hisoblash uchun ishlatiladigan tenglamalar quyida ko'rsatilgan.

1 -bosqich: K1 = 1+2*R2/R1 2 -bosqich: K2 = -R4/R3

Yuqoridagi tenglamalardan foydalanib, biz ishlatgan qarshilik qiymatlari R1 = 10kΩ, R2 = 150kΩ, R3 = 10kΩ va R4 = 33kΩ edi. Bu qiymatlar kerakli natijani berishini ta'minlash uchun siz uni Internetda simulyatsiya qilishingiz yoki jismoniy kuchaytirgichni qurganingizdan keyin osiloskop yordamida sinab ko'rishingiz mumkin.

Tanlangan rezistorlar va op-amperlarni non paneliga ulab bo'lgandan so'ng, siz doimiy tok manbaidan ± 15V op-amperni quvvatlantirishingiz kerak bo'ladi. Keyinchalik, funktsiya generatorini asbob kuchaytirgichining kirishiga va osiloskopni chiqishga ulang.

Yuqoridagi fotosuratda asboblar kuchaytirgichi tugmachadagi kabi ko'rinadi. To'g'ri ishlayotganini tekshirish uchun funksiya generatorini 1 kHz chastotali sinus to'lqin ishlab chiqaradigan qilib belgilang va amplitudasi tepalikdan 20 mV gacha. Osiloskopdagi kuchaytirgichning chiqishi tepalikdan tepaga amplitudasi 20 V bo'lishi kerak, chunki agar u to'g'ri ishlayotgan bo'lsa, 1000 ga teng.

3 -qadam: Notch filtrini yarating

Quvvat liniyasining shovqini tufayli 60 Gts chastotadagi shovqinni filtrlash uchun filtr kerak edi, bu AQShdagi elektr uzatish liniyasi shovqinidir. Chiziqli filtr ishlatilgan, chunki u ma'lum bir chastotani filtrlaydi. Rezistor qiymatlarini hisoblash uchun quyidagi tenglamalar ishlatilgan. Qurilish qulayligi uchun 8 ta sifatli omil (Q) yaxshi ishladi va 0,1uF kondansatör qiymatlari tanlandi. Tenglamalardagi chastota (w sifatida tasvirlangan) 60 gts chastotani 2π ga ko'paytiradi.

R1 = 1/(2QwC)

R2 = 2Q/(wC)

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

Yuqoridagi tenglamalardan foydalanib, biz ishlatgan qarshilik qiymatlari R1 = 1.5kΩ, R2 = 470kΩ va R3 = 1.5kΩ edi. Bu qiymatlar kerakli natijani berishini ta'minlash uchun siz uni Internetda simulyatsiya qilishingiz yoki jismoniy kuchaytirgichni qurganingizdan keyin osiloskop yordamida sinab ko'rishingiz mumkin.

Yuqoridagi rasmda tugallangan chiziq filtri non panelida qanday ko'rinishini ko'rsatadi. Op-amperlarni sozlash asboblar kuchaytirgichi bilan bir xil va funksiya generatori 1 kHz chastotadagi sinus to'lqinni ishlab chiqaradigan qilib o'rnatilishi kerak, tepalikdan tepaga amplitudasi 1V. Agar siz AC -ni tozalashni amalga oshirsangiz, siz 60 Gts atrofida chastotalar filtrlanganligini tekshirishingiz kerak.

4 -qadam: past o'tish filtrini yarating

EKG bilan bog'liq bo'lmagan yuqori chastotali shovqinlarni filtrlash uchun 150 Gts chastotali past chastotali filtr yaratildi.

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)

Yuqoridagi tenglamalardan foydalanib, biz ishlatgan qarshilik qiymatlari R1 = 12kΩ, R2 = 135kΩ, C1 = 0,01 mF va C2 = 0,068 mkF edi. R3 va R4 uchun qiymatlar nolga teng bo'ldi, chunki biz filtrning daromadini K ni nolga tenglashtirmoqchi bo'ldik, shuning uchun biz bu erda rezistorlar o'rniga simlarni ishlatdik. Bu qiymatlar kerakli natijani berishini ta'minlash uchun siz uni Internetda simulyatsiya qilishingiz yoki jismoniy kuchaytirgichni qurganingizdan keyin osiloskop yordamida sinab ko'rishingiz mumkin.

Jismoniy filtrni qurish uchun sxemada ko'rsatilganidek, tanlangan rezistorlar va kondansatkichlarni op-amperga ulang. Op-ampni quvvatlantiring va oldingi bosqichlarda tasvirlanganidek, generator va osiloskopni ulang. Sinus to'lqinini 150 Gts chastotali va taxminan 1 V ga yaqin bo'lgan sinus to'lqin ishlab chiqaradigan funksiya generatorini o'rnating, chunki 150 Gts kesish chastotasi bo'lishi kerak, agar filtr to'g'ri ishlayotgan bo'lsa, kattaligi bu chastotada 3dB bo'lishi kerak. Bu sizga filtr to'g'ri o'rnatilganligini aytadi.

5 -qadam: Barcha komponentlarni bir -biriga ulang

Har bir komponentni qurib, alohida sinovdan o'tkazgandan so'ng, ularni ketma -ket ulash mumkin. Funktsiya generatorini asboblar kuchaytirgichining kirishiga ulang, so'ngra chiqishni filtr filtrining kirishiga ulang. Chiziqli filtrning chiqishini past o'tkazgichli filtrning kirishiga ulab, buni yana bajaring. Keyin past o'tkazgichli filtrning chiqishi osiloskopga ulanishi kerak.

6 -qadam: LabVIEW -ni o'rnating

EKG yurak urishining to'lqin shakli DAQ yordamchisi va LabView yordamida olingan. DAQ yordamchisi analog signallarni oladi va namuna olish parametrlarini aniqlaydi. DAQ yordamchisini yurak signalini chiqaradigan funktsiya generatoriga va LabView yordamida kompyuterga ulang. LabView -ni yuqorida ko'rsatilgan sxema bo'yicha o'rnating. DAQ yordamchisi funktsiya generatoridan yurak to'lqinini olib keladi. Grafikni ko'rish uchun to'lqin shakli grafigini LabView sozlamalariga qo'shing. Maksimal qiymat chegarasini o'rnatish uchun raqamli operatorlardan foydalaning. Ko'rsatilgan sxemada 80% ishlatilgan. Shuningdek, tepalik joylarini topish va ularni vaqt o'zgarishi bilan bog'lash uchun cho'qqilarni tahlil qilish kerak. Maksimal chastotani 60 ga ko'paytiring va daqiqada urish sonini hisoblang va bu raqam grafik yonida chiqarildi.

7 -qadam: Endi siz EKGni yozib olishingiz mumkin

[1] "Elektrokardiogramma - Texas yurak instituti yurak axborot markazi." [Onlayn]. Mavjud: https://www.texasheart.org/HIC/Topics/Diag/diekg.cfm. [Kirish: 09-Dekabr-2017].

[2] "EKG etakchi, qutblilik va Einthoven uchburchagi - talaba fiziolog." [Onlayn]. Mavjud: https://thephysiologist.org/study-materials/the-ecg-leads-polarity-and-einthovens-triangle/. [Kirish: 10-Dekabr-2017].