გააკეთეთ ელექტროკარდიოგრაფი (ეკგ): 6 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:20

შენიშვნა:

ეს არ არის სამედიცინო მოწყობილობა. ეს არის მხოლოდ საგანმანათლებლო მიზნებისთვის, სიმულაციური სიგნალების გამოყენებით. თუ თქვენ იყენებთ ამ წრეს ეკგ-ს გაზომვისთვის, დარწმუნდით, რომ წრე და ინსტრუმენტთან კავშირი იყენებს ბატარეას და იზოლაციის სხვა ტექნიკას.

[სურათი აღებულია

ნაბიჯი 1: იცოდეთ თქვენი პერსონალი

ელექტროკარდიოგრაფია (ეკგ) არის მნიშვნელოვანი ინსტრუმენტი, რომელსაც ექიმები იყენებენ გულის ელექტრული აქტივობის მონიტორინგისთვის. ეს სასარგებლოა ყველაფრის აღსაწერად, არანორმალური გულის რითმიდან სითბოს უკმარისობის დიაგნოზირებამდე. ამ ინსტრუქციის დაცვით, თქვენ შეძლებთ ააწყოთ მოწყობილობა, რომელიც აჩვენებს პირის ელექტროკარდიოგრამას მხოლოდ პურბორდინგის ძირითადი უნარებისა და ელექტრონიკის ზოგადი ლაბორატორიული აღჭურვილობის გამოყენებით. მას შემდეგ რაც სიგნალის კარგი გამომუშავება გექნებათ, შეგიძლიათ გამოიყენოთ იგივე სიგნალი გულისცემის გამოსათვლელად, ან სხვა საინტერესო მაჩვენებელი მიკროკონტროლერის გამოყენებით.

-

თუ არ იცით რა არის ეკგ, ეს უბრალოდ გულის აქტივობის ჩაწერაა. გულის შეკუმშვების ელექტრული ხასიათის გამო, თქვენ შეგიძლიათ ჩაწეროთ ძაბვის ცვლილება კანზე ელექტროდების განთავსებით და სიგნალის დამუშავებით. დროთა განმავლობაში ამ ძაბვების დიაგრამას ეწოდება ელექტროკარდიოგრამა (შემოკლებით ეკგ). ელექტროკარდიოგრაფი ჩვეულებრივ გამოიყენება გულის უკმარისობის სხვადასხვა ფორმის დიაგნოსტირებისთვის, ან პაციენტის სტრესის პასიური მონიტორინგისთვის. ჯანმრთელ ეკგ -ს აქვს სპეციფიკური მახასიათებლები, რომლებიც უნივერსალურია ადამიანებს შორის. (ეს მოიცავს P ტალღას, Q ტალღას, R ტალღას, S ტალღას, T ტალღას და QRS კომპლექსს.) მე მოგაწოდეთ ეკგ-ს გამარტივებული დიაგრამა გულის შესაბამისი რეაქციით.

-

გაითვალისწინეთ, რომ თითოეული ელექტრული მოვლენა, რომელიც ხდება გულის ნერვებში, შეესაბამება ფიზიკურ მოვლენას, რომელიც ხდება კუნთების ქსოვილში, ხოლო სანამ გულის ერთი ნაწილი იკუმშება, სხვა ნაწილები მოდუნებულია. ამგვარად, ელექტრული სიგნალების დრო ძალიან მნიშვნელოვანია გულში, რაც ეკგ -ს ძალიან ძლიერ ინსტრუმენტად აქცევს გულის ჯანმრთელობის გაზომვაში.

-

ჩვენთვის ფაქტობრივი ეკგ -ს ჩაწერისთვის, ბევრი ლოგისტიკური საკითხი ამოქმედდება, როგორიცაა სიგნალის ზომა, სხეულის დანარჩენი ნაწილიდან ხმაურის რაოდენობა და გარემოდან მომდინარე ხმაურის რაოდენობა. ამის კომპენსაციისთვის, ჩვენ ვქმნით წრეს, რომელიც შედგება 3 ნაწილისგან: დიფერენციალური გამაძლიერებელი ჩვენი სიგნალის ზომის გასაზრდელად, დაბალი გამავლობის ფილტრი მაღალი სიხშირის სიგნალების ხმაურის აღმოსაფხვრელად და მაღალი დონის ფილტრი 60 ჰც -ის ხმაურის მოსაშორებლად. ყოველთვის არის შენობებში, რომლებიც მიეწოდება AC ენერგიას. ქვემოთ დეტალურად აღვწერ ამ ნაბიჯების ყურებას.

[სურათი აღებულია

ნაბიჯი 2: შეაგროვეთ თქვენი მარაგი

ამ პროექტისთვის დაგჭირდებათ:

- 1 დიდი პურის დაფა (2 ან მეტი მაინც უფრო ლამაზი იქნება)

- 5 ზოგადი დანიშნულების ოპ-ამპერი

(მე გამოვიყენე UA741 +-15 V- ით, უბრალოდ დარწმუნდით, რომ თქვენ მიერ არჩეულებს შეუძლიათ 15 ვოლტის გატარება, წინააღმდეგ შემთხვევაში თქვენ დაგჭირდებათ თქვენი პასიური კომპონენტების მნიშვნელობების მორგება და თქვენ მოგიწევთ ნაკლები ამპლიფიკაციისთვის დაკმაყოფილება)

რეზისტორები

o 2x 165 ohm

o 3x1k ohm

o 2x 15k ohm

o 2x 33k ohm

o 1x 42k ohm

o 2x 60k ohm

კონდენსატორები

o 2x 22nF

o 2x 1μF

o 1x 2 Μf

- მრავლობითი ან მხტუნავი მავთულები

- DC ძაბვის წყარო, რომელსაც შეუძლია უზრუნველყოს +-15 V

- ფუნქციის გენერატორი და ოსცილოსკოპი (ძირითადად პრობლემების მოსაგვარებლად)

- სულ მცირე სამი წებოვანი ელექტროდი, თუ გეგმავთ ფაქტობრივი ეკგ -ს ჩაწერას

- საკმარისი კაბელები ამ ყველა სისულელის დასაკავშირებლად

- სქემების, ოპ – ამპერებისა და პურის დაფაზე მუშაობის გამოცდილება.

თუ თქვენ უბრალოდ მიიღეთ პურის დაფა თქვენი დაბადების დღისთვის და ცდილობთ რაიმე მაგარი გააკეთოთ ამით, გააკეთეთ სულ მცირე რამდენიმე მარტივი კონსტრუქცია, სანამ ამას შეეცდებით.

-

ნაბიჯი 3: შექმენით დიფერენციალური გამაძლიერებელი

დიფერენციალური გამაძლიერებელი არის ის, რაც გააძლიერებს ჩვენს ჩაწერილ სიგნალს გამოსაყენებელ დონეზე, რათა გამოისახოს დიაპაზონში ან ეკრანზე. ამ სქემის დიზაინი მიიღებს ძაბვის სხვაობას ორი შეყვანის ელექტროდიდან და გააძლიერებს მას. ეს კეთდება ხმაურის შესამცირებლად, რადგან ელექტროდებს შორის საერთო ხმაური აღმოიფხვრება. ეკგ სიგნალი განსხვავდება ამპლიტუდაში, ჩაწერილი ელექტროდების ადგილმდებარეობისა და ინდივიდის მიხედვით, მაგრამ, როგორც წესი, ხელისგულიდან ჩაწერისას არის რამდენიმე მილივოლტი. (მიუხედავად იმისა, რომ ეს აუცილებელი არ არის, სიგნალის ამპლიტუდა შეიძლება გაიზარდოს ელექტროდების მკერდზე დაყენებით, მაგრამ კომპრომისი არის ფილტვების მოძრაობის ხმაური.)

-

მე ჩავრთე დაყენების სქემატური სქემა. სურათზე გამოსახულმა წრემ უნდა გააძლიეროს თქვენი სიგნალი ~ 1000 -ჯერ. შეიძლება დაგჭირდეთ ამის მორგება იმისდა მიხედვით, თუ რომელი ტიპის ოპ-გამაძლიერებელი გადაწყვიტეთ გამოიყენოთ. ამის კორექტირების სწრაფი გზა არის R1 მნიშვნელობის შეცვლა. R1- ის ღირებულების ნახევარით შემცირებით, თქვენ გააორმაგებთ გამომავალ მოგებას და პირიქით.

-

მე ვივარაუდებ, რომ თქვენ უმეტესობას შეუძლია ამ სქემის თარგმნა პურის დაფაზე, თუმცა მე ჩავრთე პურის დაფის დაყენების დიაგრამა პროცესის გასამარტივებლად და იმედია შეამცირებს თქვენი პრობლემების მოგვარების დროს. მე ასევე ჩავრთე UA741 (ან LM741) პინუტის სურათი თქვენი მოხერხებულობისთვის. (თქვენი მიზნებისათვის თქვენ არ დაგჭირდებათ ქინძისთავები 1, 5 ან 8) V + და V- პინები op-amp- ზე იქნება დაკავშირებული თქვენს +15 V და -15 V შესაბამისად. -15V არ არის იგივე როგორც მიწა! თქვენ შეგიძლიათ იგნორირება მოახდინოთ ჩემს ტაფაზე კონდენსატორებზე. ისინი შემოვლითი კონდენსატორები არიან, რომლებიც მიზნად ისახავს AC ხმაურის ამოღებას, მაგრამ რეტროსპექტული ძალისხმევა არ ღირს.

-

მე გირჩევთ შეამოწმოთ თითოეული ეტაპი, როგორც კი დაასრულებთ პრობლემის მოსაგვარებლად. როგორც სქემა გვიჩვენებს, თქვენ შეგიძლიათ დააკავშიროთ ერთი შეყვანა მიწასთან, ხოლო მეორე მცირე DC წყაროსთან, რათა შეამოწმოთ გამაძლიერებელი. (დარწმუნდით, რომ შეიყვანეთ <15 mV <წინააღმდეგ შემთხვევაში, თქვენ გაჯერებთ ოპ-ამპერებს). თუ თქვენ გჭირდებათ ტესტირებისთვის თქვენი მოგების შემცირება, ნუ იდარდებთ, 500-ჯერ მეტი მოგება იქნება ბევრი ჩვენი მიზნებისათვის. უფრო მეტიც, თუ თქვენ ააშენეთ თქვენი წრე ისე, რომ მიიღოთ მოგება 1000 და ის აჩვენებს მხოლოდ 800 – ს, ეს არ არის სამყაროს დასასრული, ზუსტი რიცხვი არა კრიტიკულია.

-

ნაბიჯი 4: შექმენით მაღალი დონის ფილტრი

ახლა, როდესაც ჩვენ შეგვიძლია გავაძლიეროთ ჩვენი სიგნალი, მოდით შევხედოთ მის გაწმენდას. თუ თქვენ ჩართავთ ელექტროდებს ჩვენს წრეზე ახლავე, მას სავარაუდოდ ექნება ტონა 60 ჰერცი ხმაური. ეს იმიტომ, რომ შენობების უმეტესობა მავთულხლართულია 60 Hz AC დენით, რაც იწვევს უცილობლად დიდ ხმაურის სიგნალებს. ამის გამოსასწორებლად, ჩვენ ავაშენებთ 60 Hz დონის ფილტრს. მაღალი დონის ფილტრი შექმნილია იმისთვის, რომ შეასუსტოს ძალიან კონკრეტული სიხშირეები და სხვა სიხშირეები ხელუხლებელი დატოვოს; იდეალურია 60 ჰც ხმაურისგან თავის დასაღწევად.

-

როგორც ადრე, მე ჩავრთე სქემის სქემატური სურათი, პურის დაფის დაყენება და ჩემი საკუთარი წრე. როგორც შენიშვნა, მიუხედავად იმისა, რომ მაღალი დონის ფილტრი შედარებით ადვილი ასაშენებელი ეტაპია, ყველაზე დიდი დრო დამჭირდა სამუშაოდ. ჩემი შეყვანა შესუსტდა კარგად, მაგრამ 63 ჰერცზე 60 ჰც -ის ნაცვლად, რაც არ შეწყვეტს მას. თუ თქვენ იგივე პრობლემას წააწყდებით, გირჩევთ შეცვალოთ თქვენი მნიშვნელობა R14. (R14– ის წინააღმდეგობის გაზრდა შეამცირებს თქვენს შესუსტების სიხშირეს და პირიქით). თუ თქვენ გაქვთ ცვლადი რეზისტენტული ყუთი, გამოიყენეთ იგი R14– ის შესაცვლელად, შემდეგ სათამაშო წინააღმდეგობის მნიშვნელობებით, რომ ზუსტად გაარკვიოთ რა მუშაობს საუკეთესოდ, რადგან ის იქნება მგრძნობიარე ცვლილებების მიმართ ერთი ომის მიხედვით. მე დავასრულე 175 ohm R14, მაგრამ თეორიულად ის საუკეთესოდ ემთხვევა R12.

-

კიდევ ერთხელ, თქვენ შეგიძლიათ შეამოწმოთ ეს ეტაპი ფუნქციის გენერატორის გამოყენებით 60 Hz სინუსური ტალღის შესაყვანად და ჩაწერეთ თქვენი გამომუშავება ოსცილოსკოპზე. თქვენი გამომავალი უნდა იყოს დაახლოებით -20 დბ ან შეყვანის ამპლიტუდის 10%. როგორც უკვე ვთქვი, თქვენ შეგიძლიათ შეამოწმოთ მიმდებარე სიხშირეები ოპტიმიზაციისთვის.

-

ნაბიჯი 5: შექმენით დაბალი გამავლობის ფილტრი

როგორც უკვე აღვნიშნეთ, კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი ფაქტორი არის თქვენი სხეულის ხმაურის შემცირება და რაც არ უნდა იყოს ზარალი თქვენს ოთახში. დაბალი გამავლობის ფილტრი ამას კარგად აკეთებს, რადგან რაც შეეხება სიგნალებს, თქვენი გულისცემა საკმაოდ ნელია. დაბალგამტარ ფილტრთან ჩვენი მიზანია აღმოფხვრას ყველა სიგნალი, რომელიც შეიცავს თქვენს ეკგ-ზე უფრო მაღალ სიხშირეს. ამისათვის ჩვენ უნდა გამოვყოთ "გათიშვის სიხშირე". ჩვენს შემთხვევაში, ყველაფერი, რაც ამ სიხშირეზე მაღლა გვინდა აღმოფხვრა და ყველაფერი, რაც ამ სიხშირის ქვემოთ არის, გვინდა შევინარჩუნოთ. მიუხედავად იმისა, რომ გულისცემა ხდება 1 -დან 3 ჰერცამდე, ინდივიდუალური ტალღის ფორმები, რომლებიც ჩვენს ეკგ -ს ქმნიან, ამაზე უფრო მაღალი სიხშირისგან შედგება; 1 -დან 50 ჰერცამდე. ამის გამო, მე ავირჩიე შეწყვეტის სიხშირე 80 ჰერცი. ის საკმარისად მაღალია იმისათვის, რომ შეინარჩუნოს ყველა სასარგებლო კომპონენტი სიგნალში, მაგრამ მაინც წყვეტს ხმაურს HAM რადიოდან, რომელიც გაქვთ შემდეგ ოთახში.

-

მე არ მაქვს ბრძენი რჩევა დაბალგამტარ ფილტრზე, ის ძალიან მარტივია სხვა ეტაპებთან შედარებით. ანალოგიურად გამაძლიერებლის მსგავსად, არ ინერვიულოთ 80 ჰც -ზე ზუსტი შეწყვეტის შესახებ; ეს არ არის გადამწყვეტი და რეალურად არ მოხდება. მიუხედავად ამისა, თქვენ უნდა შეამოწმოთ მისი გამომუშავება ფუნქციის გენერატორის გამოყენებით. როგორც წესი, სინუსური ტალღა უნდა გაიაროს ფილტრმა ხელუხლებლად 10 ჰერცზე და უნდა გაიყოს შუაზე 130 ჰერცით.

-

ნაბიჯი 6: მიამაგრეთ

თუ აქამდე მიაღწიეთ, გილოცავთ! თქვენ გაქვთ ეკგ -ს ყველა კომპონენტი. ყველაფერი რაც თქვენ გჭირდებათ რომ გააკეთოთ არის დააკავშიროთ ისინი ერთმანეთთან, დააკაკუნოთ ელექტროდებზე და მიამაგრეთ გამოსავალი ოსცილოსკოპზე, რომ ნახოთ თქვენი ეკგ!

-

იმ შემთხვევაში, თუ თქვენ არ ხართ დარწმუნებული, თუ როგორ უნდა დადოთ ელექტროდები, მე გირჩევთ, რომ დაიჭიროთ შეყვანის ელექტროდები თქვენს მაჯებზე (თითო თითოეულ მაჯაზე) და დააკავშიროთ მიწა ელექტროდი თქვენს ფეხს (სურათი შეიძლება დაგეხმაროთ.) შეგახსენებთ, რომ თითოეული შემავალი ელექტროდი უნდა გადადით პოზიტიურ შეყვანის შესახებ გამაძლიერებელში. (ის მხოლოდ სქემის დიაგრამაზეა დაფუძნებული სიმულაციური მიზნებისთვის)

-

დაკავშირებისთანავე შეაერთეთ დაბალი გამტარი ფილტრის გამოსავალი ოსცილოსკოპზე და იამაყეთ საკუთარი თავით! აიძულეთ ყველა თქვენს შვილს ჩაუდგეს ელექტროდები და შეხედოს მათ გულისცემას. ჯანდაბა, აიძულე შენი მეზობლები მოსინჯონ. თუ გრძნობთ დამატებით მოტივირებულს, მიამაგრეთ გამოსავალი მიკროკონტროლერთან, რათა გამოთვალოთ გულისცემა სინგლიდან. (თქვენ ალბათ გინდათ შეამციროთ გამაძლიერებელი სანამ ამას გააკეთებთ, მას შეუძლია დაფა, რომელსაც თქვენ იყენებთ). მიუხედავად ამისა, გილოცავთ მშენებლობას და გისურვებთ ბედნიერებას!

[სურათი აღებულია