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

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

Elektrokardiogramma yoki EKG - yurak sog'lig'ini o'lchash va tahlil qilishning juda eski usuli. EKGdan o'qiladigan signal sog'lom yurakni yoki bir qator muammolarni ko'rsatishi mumkin. Ishonchli va aniq dizayn muhim ahamiyatga ega, chunki agar EKG signalida to'lqin shakli buzilgan yoki yurak urishi noto'g'ri bo'lsa, odamga noto'g'ri tashxis qo'yish mumkin. Maqsad - EKG signalini olish, kuchaytirish va filtrlashga qodir bo'lgan EKG sxemasini loyihalash. Keyin, bu signalni A/D konvertori orqali EKG signalining BPM-da real vaqtda grafik va yurak urishini ishlab chiqarish uchun Labview-ga aylantiring. Chiqish to'lqin shakli bu rasmga o'xshash bo'lishi kerak.

"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."

1 -qadam: O'chirish sxemasini loyihalash

Zanjir EKG signalini olish va kuchaytirish imkoniyatiga ega bo'lishi kerak. Buning uchun biz uchta faol filtrni birlashtiramiz; asboblar kuchaytirgichi, Ikkinchi darajali Butterworth past o'tkazgichli filtr va chiziqli filtr. Ushbu sxemalarning dizaynini rasmlarda ko'rish mumkin. Biz birma -bir boramiz, keyin ularni to'liq sxemani bajarish uchun birlashtiramiz.

2 -qadam: asboblar kuchaytirgichi

Yaxshi signal olish uchun asbob kuchaytirgichining daromadi 1000 V/V bo'lishi kerak. Asbob kuchaytirgichi orqali kuchaytirish ikki bosqichda amalga oshiriladi. Birinchi bosqich chapdagi ikkita opa kuchaytirgichdan va R1 va R2 rezistoridan, ikkinchi bosqich esa kuchaytirgichning o'ng tomonidagi op kuchaytirgichdan va R3 va R4 rezistorlaridan iborat. 1 -bosqich va 2 -bosqich uchun daromad (kuchaytirish) (1) va (2) tenglamada berilgan.

1 -bosqich: K1 = 1 + (2R2/R1) (1)

2 -bosqich: K2 = R4/R3 (2)

O'chirish davridagi muhim eslatma - bu ko'paytma; masalan 2 -rasmdagi umumiy sxemaning daromadlari K1*K2. Bu tenglamalar sxemada ko'rsatilgan qiymatlarni beradi. Ushbu filtr uchun zarur bo'lgan materiallar - uchta LM741 op amper, uchta 1k ohmli rezistor, ikkita 24,7 kohmlik rezistor va ikkita 20 kohmli rezistor.

3 -qadam: filtr filtri

Keyingi bosqich - 60 gigagertsli shovqinni o'chirish uchun chiziqli filtr. Bu chastotani kesish kerak, chunki elektr uzatish shovqinlari tufayli 60 Gts chastotada qo'shimcha shovqin bor, lekin u EKG signalidan muhim narsani chiqarmaydi. Zanjirda ishlatiladigan komponentlar qiymatlari siz filtrlaydigan chastotaga asoslangan, bu holda 60 Hz (377 rad/s). Komponent tenglamalari quyidagicha

R1 = 1/ (6032*S)

R2 = 16 / (377*S)

R3 = (R1R2)/ (R1 + R2)

Buning uchun bitta LM741 op kuchaytirgichi, 1658 ohm, 424,4 kohm va 1651 ohmli uchta rezistor va 3 kondansatör, ikkitasi 100 nF va bittasi 200 nF.

4 -qadam: past o'tkazgichli filtr

Oxirgi bosqich-bu 250 Gts chastotali ikkinchi darajali Butterworth past o'tkazgichli filtr. Bu chegara chastotasi, chunki EKG signalining maksimal diapazoni 250 Gts. Filtrdagi komponentlarning qiymatlari uchun tenglamalar quyidagi tenglamalarda aniqlanadi:

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

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

C1 <(C2 *1.4^2) / 4

Ushbu filtr uchun zarur bo'lgan materiallar bitta LM741 op kuchaytirgichi, 15,3 kohm va 25,6 kohmlik ikkita rezistor va 47 nF va 22 nF ikkita kondansatör edi.

Uch bosqich ham loyihalashtirilgandan va qurilgandan so'ng, yakuniy sxema fotosuratga o'xshash bo'lishi kerak.

5 -qadam: O'chirish tizimini sinovdan o'tkazish

O'chirish tugagandan so'ng, uning to'g'ri ishlashini tekshirish uchun uni sinovdan o'tkazish kerak. Har bir filtrda kuchlanish generatoridan 1 Gts chastotali yurak kirish signali yordamida o'zgaruvchan tokni tozalash kerak. JB kattalikdagi javob tasvirlarga o'xshab ketishi kerak. Agar o'zgaruvchan tokni tozalash natijalari to'g'ri bo'lsa, sxema tugadi va foydalanishga tayyor. Agar javoblar noto'g'ri bo'lsa, sxemani tuzatish kerak. Hammasi yaxshi ulanganligiga ishonch hosil qilish uchun barcha ulanishlarni va quvvat manbalarini tekshirishdan boshlang. Agar bu muammoni hal qilmasa, rezistorlar va kondansatkichlarning qiymatlarini chiqish joyida bo'lgunga qadar sozlash uchun filtrlar komponentlarining tenglamalarini ishlating.

6 -qadam: Labview -da VUI yaratish

Labview - bu foydalanuvchiga VUI yoki virtual foydalanuvchi interfeysi yaratishga imkon beruvchi raqamli ma'lumotlarni yig'ish dasturi. DAQ taxtasi - bu EKG signalini Labview -ga o'zgartirishi va uzatishi mumkin bo'lgan A/D konvertori. Ushbu dasturiy ta'minot yordamida EKG signalini signalni aniq o'qish va keyin BPMda yurak urishiga aylantirish uchun amplituda va vaqt grafigiga chizish mumkin. Buning uchun kerak bo'lgan birinchi narsa - bu ma'lumotni oladigan va uni kompyuterda Labview -ga yuborish uchun raqamli signalga aylantiradigan DAQ kartasi. Labview dizayniga qo'shilishi kerak bo'lgan birinchi narsa DAQ Assistant edi, u DAQ kartasidan signal oladi va namuna olish parametrlarini aniqlaydi. Keyingi qadam, VUI dizaynidagi DAQ yordamchisining chiqishiga to'lqin shakli grafikasini ulash, u EKG to'lqin shaklini ko'rsatuvchi EKG signalini chizadi. Endi to'lqin shakli grafigi tugallangach, yurak urish tezligining sonini chiqarish uchun ma'lumotlarni ham aylantirish kerak. Bu hisob -kitobning birinchi bosqichi max/min elementini VUI -dagi DAQ ma'lumotlarining chiqishiga ulash orqali EKG ma'lumotlarining maksimal miqdorini topish va keyin uni tepalikni aniqlash deb nomlangan boshqa elementga va uni topadigan elementga chiqarish edi. dt deb nomlangan vaqtning o'zgarishi. Maksimal min elementidan maksimalni olish va uni.8 ga ko'paytirish orqali maksimal qiymatning 80% ni topish uchun tepalikni aniqlash elementiga maksimal/min chegarasi kerak edi. Bu chegara signalning boshqa cho'qqilarini e'tiborsiz qoldirib, R to'lqinining maksimal nuqtasini va maksimal sodir bo'lgan joyni topishga imkon beradi. Keyin cho'qqilarning joylashuvi VUI -ga keyingi qo'shilgan indeks qator elementiga yuborildi. Indeks qatori elementi 0 dan boshlanadigan va indeksli qatorda saqlanadigan qilib o'rnatildi, so'ngra boshqasi 1 indeksi bilan boshlanadi. So'ngra, bu raqamlar mos keladigan ikkita tepalik joyining farqini topish uchun bir -biridan olib tashlandi. har bir tepalik orasidagi nuqtalar. Har bir nuqta orasidagi vaqt farqiga ko'paytirilgan ballar soni, har bir zarba uchun zarur bo'lgan vaqtni beradi. Bunga dt elementining chiqishi va ikkita massivni ayirish natijasi ko'paytirildi. Keyin bu son 60 ga bo'linib, daqiqadagi zarbalarni topdi va keyin VUI raqamli ko'rsatkich elementi yordamida chiqarildi. Labview -da VUI dizaynini sozlash rasmda ko'rsatilgan.

7 -qadam: Hammasini bir joyga to'plang

VUI -ni Labview -da tugatgandan so'ng, oxirgi bosqich - bu sxemani DAQ kartasiga ulash, shuning uchun signal sxemadan o'tib, taxtaga, so'ng Labview -ga o'tadi. Agar hamma narsa to'g'ri ishlayotgan bo'lsa, 1 gigagertsli signal rasmda ko'rsatilgan to'lqin shaklini va yurak urish tezligi daqiqada 60 martani tashkil qilishi kerak. Endi sizda ishlaydigan EKG va yurak urish tezligi raqamli monitor mavjud.