ეკგ კოლექციის წრე: 5 ნაბიჯი

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

შენიშვნა: ეს არ არის სამედიცინო მოწყობილობა. ეს არის საგანმანათლებლო მიზნებისთვის მხოლოდ იმიტირებული სიგნალების გამოყენებით. თუ ამ სქემას იყენებთ ეკგ-ს რეალური გაზომვებისათვის, გთხოვთ დარწმუნდეთ, რომ წრე და ინსტრუმენტთან კავშირი იყენებს იზოლაციის სათანადო ტექნიკას

ალბათ ყველაზე გავრცელებული ფიზიოლოგიური გაზომვა დღევანდელ ჯანდაცვის ინდუსტრიაში არის ელექტროკარდიოგრაფია (ეკგ/ეკგ). ძნელია საავადმყოფოში ან სასწრაფო დახმარების ოთახში სიარული გულისცემის მონიტორის ტრადიციული "სიგნალის" გარეშე ან ეკგ -ს ტალღის ფორმის დანახვის გარეშე პაციენტის ოთახში. მაგრამ, რა არის ეს გაზომვა, რომელიც ასე ასოცირდება თანამედროვე ჯანდაცვასთან?

ელექტროკარდიოგრამა ხშირად ცდება გულის ფიზიკური აქტივობის ჩაწერაში, თუმცა, როგორც სახელი გვთავაზობს, ეს არის სინამდვილეში გულის კუნთის ელექტრული აქტივობის, დეპოლარიზაციისა და რეპოლარიზაციის ჩაწერა. ჩაწერილი ტალღის ფორმის გაანალიზებით, ექიმებს შეუძლიათ გაეცნონ გულის ელექტრული სისტემის ქცევას. ეკგ მონაცემებიდან მიღებული ზოგიერთი გავრცელებული დიაგნოზი მოიცავს: მიოკარდიუმის ინფარქტს, ფილტვის ემბოლიას, არითმიებს და AV ბლოკებს.

შემდეგი ინსტრუქცია ასახავს პროცესს და პრინციპებს, რომლებიც გამოიყენება ძირითადი ელექტრული წრის შესაქმნელად, რომელსაც შეუძლია შეაგროვოს ეკგ მარტივი ზედაპირული ელექტროდების გამოყენებით, როგორც ეს კეთდება საავადმყოფოებში.

ნაბიჯი 1: შეიმუშავეთ ინსტრუმენტების გამაძლიერებელი

პირველი წრიული ელემენტი, რომელიც საჭიროა ეკგ სიგნალის ჩასაწერად, არის ინსტრუმენტული გამაძლიერებელი. ამ გამაძლიერებელს აქვს ორი ეფექტი.

1. ის ქმნის ელექტრონულ ბუფერს ჩაწერის ელექტროდებსა და დანარჩენ წრეს შორის. ეს ამცირებს ელექტროდებისგან საჭირო დენის გაყვანას პრაქტიკულად ნულამდე. სიგნალის შეგროვების დაშვება ძალიან მცირე დამახინჯებით გამოწვეული შეყვანის წინაღობით.

2. ის დიფერენციალურად აძლიერებს ჩაწერილ სიგნალს. ეს ნიშნავს, რომ ორივე ელექტროდში გავრცელებული სიგნალი არ გაძლიერდება, ხოლო განსხვავებები (მნიშვნელოვანი ნაწილები) იქნება.

როგორც წესი, ეკგ -ს ზედაპირული ელექტროდების ჩანაწერები იქნება მილივოლტის დიაპაზონში. ამრიგად, ამ სიგნალის დიაპაზონში მისაღებად ჩვენ შეგვიძლია ვიმუშაოთ 1000 ვ/ვ -ის გამაძლიერებელი (K) შესაბამისი იქნება.

ზემოთ ილუსტრირებული გამაძლიერებლის მმართველი განტოლებებია:

K1 = 1 + 2*R2 / R1, ეს არის ეტაპის 1 მოგება

K2 = - R4/R3, ეს არის მეორე ეტაპის მოგება

გაითვალისწინეთ, რომ იდეალურ შემთხვევაში, K1 და K2 უნდა იყოს დაახლოებით თანაბარი და სასურველი გაძლიერების მისაღწევად K1 * K2 = 1000

ჩვენს წრედში გამოყენებული საბოლოო მნიშვნელობები იყო….

R1 = 6.5 kOhm

R2 = 100 kOhm

R3 = 3.17 kOhm

R4 = 100 kOhm

ნაბიჯი 2: შექმენით მაღალი დონის ფილტრი

სავარაუდოდ, თანამედროვე მსოფლიოში ელექტროკარდიოგრაფიის შეგროვება მოხდება სხვა ელექტრონული მოწყობილობების მახლობლად, ან თუნდაც შენობაში, რომელსაც ელექტროენერგია მიეწოდება ადგილობრივი ელექტროგადამცემი ხაზებიდან. სამწუხაროდ, მოწოდებული სიმძლავრის მაღალი ძაბვის და რხევის ხასიათი ნიშნავს იმას, რომ იგი გამოიმუშავებს დიდ რაოდენობას ელექტრო "ხმაურს" პრაქტიკულად მის მახლობლად არსებულ ნებისმიერ გამტარ მასალაში; ეს მოიცავს მავთულხლართებს და მიკროსქემის ელემენტებს, რომლებიც გამოიყენება ეკგ -ს შესაგროვებელი წრის შესაქმნელად.

ამის წინააღმდეგ საბრძოლველად, ნებისმიერი სიგნალი, რომლის სიხშირეც უდრის ხმაურის გამომუშავებას ადგილობრივი დენის წყაროს მიერ (რომელსაც ჰქვია მაგისტრალური ხმაური), უბრალოდ შეიძლება გაფილტრულიყო და არსებითად ამოღებულიყო. შეერთებულ შტატებში ელექტროენერგიის ქსელი ამარაგებს 110-120V სიხშირეს 60 ჰც. ამიტომ, ჩვენ უნდა გავფილტროთ ნებისმიერი სიგნალის კომპონენტი 60 ჰც სიხშირით. საბედნიეროდ, ეს არაერთხელ გაკეთებულა და უბრალოდ მოითხოვს მაღალი დონის ფილტრის დიზაინს (სურათები ზემოთ).

ამ ფილტრის მარეგულირებელი განტოლებებია….

R1 = 1 / (2 * Q * w * C)

R2 = (2 * Q) / (w * C)

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

Q = w / B

სადაც wc2 არის შეწყვეტის მაღალი სიხშირე, w2 დაბალი შეწყვეტის სიხშირე, w შეწყვეტის სიხშირე რადი/წმ -ში და Q ხარისხის ფაქტორი

გაითვალისწინეთ, რომ C არის მნიშვნელობა, რომლის თავისუფლად არჩევაც შესაძლებელია. შემდეგი მნიშვნელობები გამოიყენება ჩვენს წრედში:

R1 = 1.65 kOhm

R2 = 424.5 kOhm

Q = 8

w = 120 * პი რად/წმ

ნაბიჯი 3: დაბალი გამავლობის ფილტრი

ეკგ სიგნალებს აქვთ სიხშირე 0-150 Hz. იმისათვის, რომ თავიდან იქნას აცილებული მეტი ხმაური ამ სიგნალზე უფრო მაღალი სიხშირით, ვიდრე ამ დიაპაზონში, განხორციელდა მეორე რიგის დაბალი გამავლობის ButterWorth ფილტრი 150 ჰც -იანი გათიშვით, რათა ეკგ სიგნალმა მხოლოდ წრეში გაიაროს. იმის ნაცვლად, რომ დაუყოვნებლივ შევარჩიოთ კონდენსატორის ღირებულება, წინა კომპონენტების მსგავსად, პირველი კონდენსატორის მნიშვნელობა, C2, შეირჩა ქვემოთ ნაპოვნი ფორმულის საფუძველზე. ამ მნიშვნელობიდან გამომდინარე, ყველა სხვა კომპონენტის მნიშვნელობა შეიძლება გამოითვალოს და შემდეგ დაემატოს სქემას, ხოლო მოგება კვლავ შენარჩუნებულია 1V/V– ზე.

C2 ≈ 10/fc uf, სადაც fc არის შეწყვეტის სიხშირე (ამ შემთხვევაში 150 Hz).

შემდეგ, დარჩენილი მნიშვნელობები შეიძლება გამოითვალოს, როგორც ნაჩვენებია ცხრილში, რომელიც მოცემულია ამ სურათის მეორე სურათად.

საბოლოო მნიშვნელობები, რომლებიც გამოიყენება ზემოთ მოცემულ სქემაში, არის:

C2 = 66 nF

C1 = 33 nF

R1 = 22,47 კმ

R2 = 22.56 kOhm

ნაბიჯი 4: LabVIEW მომზადება

ეკგ-ს კოლექციის ამ ნაწილისათვის საჭირო მხოლოდ მასალებია Windows კომპიუტერი, რომელიც აღჭურვილია LabVIEW- ის 64-ბიტიანი ასლით და National Instruments Signal Conditioning Board () ერთი შეყვანის მოდულით. LabVIEW– ში ფუნქციონალური ბლოკის დიაგრამა უნდა იყოს აგებული შემდეგი წესით. დაიწყეთ ცარიელი ფუნქციური ბლოკის დიაგრამის გახსნით.

ჩადეთ DAQ ასისტენტის ბლოკი და შეცვალეთ პარამეტრები შემდეგში:

გაზომვა: ანალოგი → ძაბვა

რეჟიმი: RSE

შერჩევა: უწყვეტი შერჩევა

შეგროვებული ნიმუშები: 2500

შერჩევის მაჩვენებელი: 1000 / წმ

ამოიღეთ შეგროვებული ტალღის ფორმა ტალღის ფორმის გრაფაში. დამატებით, გამოთვალეთ მიმდინარე ტალღის ფორმის მონაცემების მაქსიმალური მნიშვნელობა. გაამრავლეთ ტალღის მაქსიმალური მნიშვნელობა ისეთი მნიშვნელობით, როგორიცაა.8, პიკის გამოვლენის ბარიერის შესაქმნელად, ეს მნიშვნელობა შეიძლება მორგებული იყოს სიგნალის შიგნით ხმაურის დონის მიხედვით. შესანახი პროდუქტი წინა საფეხურით, როგორც ბარიერი და ნედლი ძაბვის მასივი, როგორც მონაცემები "პიკის გამოვლენის" ფუნქციისთვის. შემდეგი, აიღეთ პიკის გამოვლენის მასივის "მდებარეობა" და გამოაკლეთ პირველი და მეორე მნიშვნელობები. ეს წარმოადგენს განსხვავებას ინდექსის მნიშვნელობებში ორი მწვერვალის საწყის მასივში. შემდეგ ეს შეიძლება გარდაიქმნას დროის სხვაობად, ღირებულების გამიჯვნა ნიმუშის მაჩვენებელზე, მაგალითად, ეს არის 1000 /წმ. დაბოლოს, აიღეთ ამ მნიშვნელობის შებრუნებული (Hz- ის მიცემა) და გამრავლდით 60 -ით, რომ მიიღოთ გულისცემა წუთში BPM წუთში. ამის საბოლოო ბლოკ -დიაგრამა უნდა დაემსგავსოს ამ ნაბიჯის სათაურის სურათს.

ნაბიჯი 5: სრული სისტემის ინტეგრაცია

ახლა, როდესაც ყველა კომპონენტი ინდივიდუალურად არის აგებული, დროა გავაერთიანოთ სავაჭრო ცენტრი. ეს შეიძლება გაკეთდეს ერთი მონაკვეთის გამომავალი უბრალოდ მიერთებით შემდეგი სეგმენტის შესასვლელთან. საფეხურები უნდა იყოს დაკავშირებული იმავე თანმიმდევრობით, როგორც ეს მოცემულია ამ ინსტრუქციებში. ბოლო ეტაპისთვის, ButterWorth– ის ფილტრისთვის, მისი შეყვანა უნდა იყოს მიმაგრებული სიგნალის კონდიცირების დაფის შემავალი მოდულიდან ერთ – ერთზე. ამ მოდულის სხვა ლიდერი უნდა დაერთოს სქემებს საერთო ადგილზე.

ინსტრუმენტული გამაძლიერებლისთვის, მისი ორი წამყვანი უნდა იყოს მიმაგრებული ეკგ/ეკგ ელექტროდზე. ეს ადვილად კეთდება ორი ალიგატორის სამაგრის გამოყენებით. შემდეგ, თითოეულ მაჯაზე მოათავსეთ ერთი ელექტროდი. დარწმუნდით, რომ მიკროსქემის ყველა სეგმენტი ერთმანეთთან არის დაკავშირებული და რომ LabVIEW VI მუშაობს და სისტემა უნდა გამოუშვას ტალღის ფორმის გრაფიკი LabVIEW ფანჯარაში.

გამომავალი უნდა გამოიყურებოდეს ამ სურათში მოცემული მეორე სურათის მსგავსი. თუ ეს არ არის მსგავსი, შეიძლება დაგჭირდეთ თქვენი წრის მნიშვნელობების მორგება. ერთი საერთო საკითხია ის, რომ მაღალი დონის ფილტრი არ იქნება ორიენტირებული უშუალოდ 60 ჰერცზე და შეიძლება იყოს ოდნავ მაღალი/დაბალი. ამის შემოწმება შესაძლებელია ფილტრის ბოდის ნაკვეთის შექმნით. იდეალურ შემთხვევაში, მაღალი დონის ფილტრს ექნება მინიმუმ 20 დბ დაქვეითება 60 ჰერცზე. ასევე შეიძლება სასარგებლო იყოს იმის შემოწმება, რომ თქვენი ადგილობრივი ენერგია მიეწოდება 60 ჰც. ეს არ არის იშვიათი შემთხვევები, როდესაც ზოგიერთ რაიონს აქვს 50 Hz AC მარაგი, ეს საჭიროებს ამ დონის გარშემო მაღალი დონის ფილტრის კონცენტრირებას.