როგორ ავაშენოთ ეკგ და გულისცემის ციფრული მონიტორი: 6 ნაბიჯი

2025 ავტორი: John Day | day@howwhatproduce.com. ბოლოს შეცვლილი: 2025-01-23 14:50

ელექტროკარდიოგრაფი (ეკგ) ზომავს გულისცემის ელექტრულ აქტივობას, რათა აჩვენოს რამდენად სწრაფად სცემს გული და ასევე მისი რიტმი. არსებობს ელექტრული იმპულსი, რომელიც ასევე ცნობილია როგორც ტალღა, რომელიც მიედინება გულში, რათა გულის კუნთმა ამოძრაოს სისხლი ყოველი დარტყმის დროს. მარჯვენა და მარცხენა წინაგულები ქმნიან პირველ P ტალღას, ხოლო მარჯვენა და მარცხენა ქვედა პარკუჭები ქმნიან QRS კომპლექსს. საბოლოო T ტალღა არის ელექტრული აღდგენიდან დასვენების მდგომარეობაში. ექიმები იყენებენ ეკგ -ს სიგნალებს გულის მდგომარეობის დასადგენად, ამიტომ მნიშვნელოვანია მკაფიო სურათების მიღება.

ამ ინსტრუქციის მიზანია ელექტროკარდიოგრამის (ეკგ) სიგნალის მოპოვება და გაფილტვრა ინსტრუმენტთა გამაძლიერებლის, მაღალი დონის ფილტრისა და დაბალგამტარ ფილტრის ჩართვაში წრეში. შემდეგ სიგნალები გაივლის A/D კონვერტორს LabView– ში, რათა შეიქმნას რეალურ დროში გრაფიკი და გულისცემა BPM– ში.

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

ნაბიჯი 1: შეიმუშავეთ ინსტრუმენტების გამაძლიერებელი

ინსტრუმენტული გამაძლიერებლის შესაქმნელად, ჩვენ გვჭირდება 3 ოპ ამპერი და 4 განსხვავებული რეზისტორი. ინსტრუმენტული გამაძლიერებელი ზრდის გამომავალი ტალღის მომატებას. ამ დიზაინისთვის, ჩვენ მიზნად ისახავდა 1000V– ის მომატებას კარგი სიგნალის მისაღებად. გამოიყენეთ შემდეგი განტოლებები შესაბამისი რეზისტორების გამოსათვლელად, სადაც K1 და K2 არის მოგება.

ეტაპი 1: K1 = 1 + (2R2/R1)

ეტაპი 2: K2 = -(R4/R3)

ამ დიზაინისთვის გამოყენებულია R1 = 20.02Ω, R2 = R4 = 10kΩ, R3 = 10Ω.

ნაბიჯი 2: შეიმუშავეთ მაღალი დონის ფილტრი

მეორეც, ჩვენ უნდა ავაშენოთ მაღალი დონის ფილტრი op გამაძლიერებლის, რეზისტორების და კონდენსატორების გამოყენებით. ამ კომპონენტის მიზანია ხმაურის გაფილტვრა 60 ჰერცზე. ჩვენ გვსურს გავფილტროთ ზუსტად 60 Hz– ზე, ასე რომ ყველაფერი ქვემოთ და ზემოთ ამ სიხშირეზე გაივლის, მაგრამ ტალღის ამპლიტუდა იქნება ყველაზე დაბალი 60 Hz. ფილტრის პარამეტრების დასადგენად, ჩვენ გამოვიყენეთ მოგება 1 და ხარისხის ფაქტორი 8. გამოიყენეთ ქვემოთ მოცემული განტოლებები შესაბამისი რეზისტორის მნიშვნელობების გამოსათვლელად. Q არის ხარისხის ფაქტორი, w = 2*pi*f, f არის ცენტრის სიხშირე (Hz), B არის გამტარობა (rad/sec), ხოლო wc1 და wc2 არის შეწყვეტის სიხშირეები (rad/sec).

R1 = 1/(2QwC)

R2 = 2Q/(wC)

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

Q = w/B

B = wc2 - wc1

ნაბიჯი 3: შეიმუშავეთ დაბალი გავლის ფილტრი

ამ კომპონენტის მიზანია სიხშირეების გაფილტვრა გარკვეული შეწყვეტის სიხშირეზე (wc), რაც არსებითად არ აძლევს მათ გავლის საშუალებას. ჩვენ გადავწყვიტეთ გავფილტროთ 250 ჰერც სიხშირეზე, რათა თავიდან ავიცილოთ ეკგ სიგნალის გასაზომად გამოყენებული საშუალო სიხშირეზე ძალიან ახლოს გაჭრა (150 ჰერცი). ამ კომპონენტისთვის გამოყენებული მნიშვნელობების გამოსათვლელად, ჩვენ გამოვიყენებთ შემდეგ განტოლებებს:

C1 <= C2 (a^2 + 4b (k-1)) / 4b

C2 = 10/შეწყვეტის სიხშირე (Hz)

R1 = 2 / (wc (a*C2 + (a^2 + 4b (k -1) C2^2 - 4b*C1*C2)^(1/2))

R2 = 1 / (b*C1*C2*R1*wc^2)

ჩვენ დავაყენებთ მოგებას, როგორც 1, ასე რომ R3 ხდება ღია წრე (არ არის რეზისტორი) და R4 ხდება მოკლე ჩართვა (მხოლოდ მავთული).

ნაბიჯი 4: შეამოწმეთ წრე

ფილტრის ეფექტურობის დასადგენად ხდება თითოეული კომპონენტისათვის AC გაწმენდა. AC გაწმენდა ზომავს კომპონენტის სიდიდეს სხვადასხვა სიხშირეზე. თქვენ ველით, რომ ნახავთ სხვადასხვა ფორმას კომპონენტის მიხედვით. AC გაწმენდის მნიშვნელობა იმაში მდგომარეობს, რომ დარწმუნდეს, რომ წრე აშენებულია, როგორც წესი. ამ ტესტის შესასრულებლად ლაბორატორიაში, უბრალოდ ჩაწერეთ Vout/Vin სიხშირის დიაპაზონში. ინსტრუმენტული გამაძლიერებლისთვის ჩვენ ვამოწმეთ 50 -დან 1000 ჰერცამდე ფართო დიაპაზონის მისაღებად. მაღალი დონის ფილტრისთვის, ჩვენ შევისწავლეთ 10 -დან 90 ჰც -მდე, რათა კარგად გვესმოდეს, თუ როგორ რეაგირებს კომპონენტი 60 ჰერცამდე. დაბალი გამავლობის ფილტრისთვის ჩვენ შევამოწმეთ 50 -დან 500 ჰც -მდე, რომ გავიგოთ, როგორ რეაგირებს წრე, როდესაც იგულისხმება გავლა და როდის იგულისხმება გაჩერება.

ნაბიჯი 5: ეკგ წრე LabView– ზე

შემდეგი, თქვენ გსურთ შექმნათ ბლოკ დიაგრამა LabView– ში, რომელიც ახდენს ეკგ სიგნალის სიმულაციას A/D გადამყვანის საშუალებით და შემდეგ ასახავს სიგნალს კომპიუტერში. ჩვენ დავიწყეთ DAQ დაფის სიგნალის პარამეტრების დაყენებით და განვსაზღვრეთ რა საშუალო გულისცემა ველოდით; ჩვენ ავირჩიეთ 60 დარტყმა წუთში. შემდეგ 1 კჰც სიხშირის გამოყენებით, ჩვენ შევძელით იმის დადგენა, რომ ჩვენ გვჭირდება დაახლოებით 3 წამის ჩვენება ტალღის ფორმის ნაკვეთში 2-3 ეკგ-ის მწვერვალების მისაღებად. ჩვენ ვაჩვენეთ 4 წამი, რათა უზრუნველვყოთ საკმარისი ეკგ -ის მწვერვალების აღება. ბლოკ -დიაგრამა წაიკითხავს შემომავალ სიგნალს და გამოიყენებს პიკის გამოვლენას, რათა დადგინდეს რამდენად ხშირად ხდება სრული გულისცემა.

ნაბიჯი 6: ეკგ და გულისცემა

ბლოკ -დიაგრამის კოდის გამოყენებით ეკგ გამოჩნდება ტალღის ფორმის ყუთში, ხოლო წუთში დარტყმები მის გვერდით. თქვენ ახლა გაქვთ გულისცემის მონიტორი! საკუთარი თავის კიდევ უფრო მეტად გამოწვევის მიზნით, სცადეთ გამოიყენოთ თქვენი წრე და ელექტროდები, რათა აჩვენოთ თქვენი გულისცემა რეალურ დროში!