ECG ወረዳ (PSpice ፣ LabVIEW ፣ የዳቦ ሰሌዳ) - 3 ደረጃዎች

2024 ደራሲ ደራሲ: John Day | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2024-01-30 07:33

ማሳሰቢያ - ይህ የሕክምና መሣሪያ አይደለም። ይህ ለትምህርት ዓላማዎች የማስመሰል ምልክቶችን በመጠቀም ብቻ ነው። ይህንን ወረዳ ለእውነተኛ የ ECG መለኪያዎች የሚጠቀሙ ከሆነ ፣ እባክዎን የወረዳውን እና የወረዳ-ወደ-መሣሪያ ግንኙነቶችን ትክክለኛ የመነጠል ቴክኒኮችን መጠቀማቸውን ያረጋግጡ።

ይህ አስተማሪ የኢሲጂ ምልክቶችን የሚወስድ ፣ የሚያጣራ እና የሚያጠናክር ወረዳን ለመምሰል ፣ ለመገንባት እና ለመፈተሽ የሚመራ መንገድ ነው። የዚህን ትምህርት ሙሉ በሙሉ ለመተግበር የወረዳዎች እና እና ጥቂት መሣሪያዎች መሰረታዊ ዕውቀት ያስፈልግዎታል።

ኤሌክትሮካርዲዮግራፊ (ኢ.ሲ.ጂ. ወይም ኢ.ኬ.ጂ) የልብን የኤሌክትሪክ እንቅስቃሴ የሚዘግብ እና በታካሚው ልብ ሁኔታ ላይ ግንዛቤ ለማግኘት የሚያገለግል ህመም የሌለው ወራሪ ያልሆነ ምርመራ ነው። የ ECG ንባብን በተሳካ ሁኔታ ለማስመሰል የግቤት የልብ ምልክቶች ማጉላት (የመሳሪያ ማጉያ) እና ማጣራት (ማሳወቂያ እና ዝቅተኛ ማለፊያ ማጣሪያዎች) ያስፈልጋቸዋል። እነዚህ አካላት በአካል እና በወረዳ አስመሳይ ላይ ተፈጥረዋል። እያንዳንዱ አካል ምልክቱን በትክክል ማጉላቱን ወይም ማጣራቱን ለማረጋገጥ ፣ የ AC መጥረጊያ PSpice ን በመጠቀም እና በሙከራ ሊከናወን ይችላል። እያንዳንዱን አካል በተናጠል በተሳካ ሁኔታ ከሞከረ በኋላ ፣ የልብ ምልክት ምልክቱ የመሣሪያ ማጉያውን ፣ የማሳወቂያ ማጣሪያን እና ዝቅተኛ የማለፊያ ማጣሪያን ባካተተ በተጠናቀቀ ወረዳ ውስጥ ሊገባ ይችላል። በኋላ ፣ የሰው ልጅ ECG ምልክት በ ECG እና LabVIEW በኩል ሊገባ ይችላል። የመግቢያ ምልክቱን በደቂቃ (ቢፒኤም) ለመቁጠር ሁለቱም አስመስሎ የተሠራው ሞገድ ቅርፅ እና የሰው የልብ ምልክት በ LabVIEW በኩል ሊሄዱ ይችላሉ። በአጠቃላይ ፣ የግብዓት የልብ ምልክት እና የሰው ምልክት የወረዳ ክህሎቶችን በመጠቀም ECG ን ማስመሰል ፣ ማሻሻል እና ማጣራት ፣ የመሣሪያ መሣሪያ ማጉያ ፣ የማሳወቂያ ማጣሪያ እና ዝቅተኛ የማለፊያ ማጣሪያ ወረዳን በተሳካ ሁኔታ ማጉላት እና ማጣራት መቻል አለበት።

ደረጃ 1 በኮምፒተር ላይ የወረዳ ማስመሰል

እኛ የምንፈጥረውን ወረዳ ለማስመሰል ያለዎትን ማንኛውንም ሶፍትዌር መጠቀም ይችላሉ። እኔ ዝርዝሩን የምገልፀው PSpice ን ነው ነገር ግን የአካላት እሴቶች (ተቃዋሚዎች ፣ capacitors ፣ ወዘተ) እና ዋናው የመውሰጃ መንገዶች ሁሉም ተመሳሳይ ናቸው ስለዚህ ሌላ ነገር ለመጠቀም ነፃነት ይሰማዎ (እንደ circuitlab.com).

የአካላት እሴቶችን ያስሉ

1. በመጀመሪያ ለመሣሪያ መሣሪያ ማጉያው እሴቶችን መወሰን (ሥዕሉን ይመልከቱ)። በስዕሉ ውስጥ ያሉት እሴቶች የሚፈለገው ትርፍ 1000 በማግኘት ነው የሚወሰነው። ይህ ማለት ይህንን የወረዳውን ክፍል የሚያቀርቡት የግብዓት ቮልቴጅ ምንም ቢሆን ይህንን በትርፍ እሴት ይህንን ያሰፋዋል ማለት ነው። ለምሳሌ እኔ እንዳደረግሁት 1V ካቀረቡ ውጤቱ 1000V መሆን አለበት። ለዚህ የመሣሪያ ማጉያ ሁለት ክፍሎች አሉ ፣ ስለዚህ ትርፉ በመካከላቸው ተከፋፍሏል K1 እና K2 ተብለው ተጠቅሰዋል። የተካተተውን ስዕል ይመልከቱ ፣ ጥቅሞቹ ቅርብ እንዲሆኑ እንፈልጋለን (ለዚህ ነው በስዕል ውስጥ ቀመር 2) ፣ በስዕሉ ውስጥ ያሉት ቀመሮች 2 እና 3 በመስቀለኛ ትንተና ተገኝተዋል ፣ ከዚያ የተቃዋሚ እሴቶቹ ሊሰሉ ይችላሉ (ሥዕሉን ይመልከቱ)።
2. ለዝርዝሩ ማጣሪያ የ resistor እሴቶች የጥራት ደረጃን ፣ ጥ ፣ ን ወደ 8 በማቀናበር እና ብዙ 0.022uF አቅም እንዳለን በማወቃችን ምክንያት እነዚህን ሁለት ሁኔታዎች በመጠቀም ስሌቶችን ወደ ፊት ቀጠልን። እሴቶቹን ለማስላት ከ 5 - 10 ቀመሮች ጋር ስዕሉን ይመልከቱ። ወይም R1 = 753.575Ω ፣ R2 = 192195Ω ፣ R3 = 750.643Ω ይጠቀሙ ፣ እኛ ያደረግነው!
3. ዝቅተኛ የማለፊያ ማጣሪያ ለ ECG የመቁረጫ ድግግሞሽ fo ፣ 250 Hz ን መጠቀም ጥሩ እንደሆነ በመስመር ላይ ካገኘነው ከተወሰነ ድግግሞሽ በላይ ጫጫታ ማስወገድ ነው። ከዚህ ድግግሞሽ እና እኩልታዎች 11-15 (ስዕሉን ይፈትሹ) ለዝቅተኛ ማለፊያ ማጣሪያዎ የተቃዋሚ እሴቶችን ያስሉ። የ K = 1. ትርፍ ለማግኘት R3 ን እንደ ክፍት ወረዳ እና R4 እንደ አጭር ወረዳ ያዙ። R1 = 15 ፣ 300 ohms ፣ R2 = 25 ፣ 600 ohms ፣ C1 = 0.022 uF ፣ C2 = 0.047 uF።

በ PSpice ላይ ይክፈቱ እና ይገንቡ

በእነዚህ ሁሉ እሴቶች PSPice ን ይጀምሩ - ‹OrCAD Capture CIS ›ን ይክፈቱ ፣ ለ Cadence Project Choices ብቅ ብቅ ካለ‘Allegro PCB Design CIS L’ን ይምረጡ ፣ ፋይል ይክፈቱ -> አዲስ ፕሮጀክት ፣ ለእሱ ብልጥ ስም ይተይቡ ፣ ፕሮጀክት ይፍጠሩ ይምረጡ የአናሎግ ወይም የተቀላቀለ ኤ/ዲን በመጠቀም ፣ ‹ባዶ ፕሮጀክት ይፍጠሩ› ን ይምረጡ ፣ ለፕሮጀክትዎ ፋይል አደረጃጀት ሥዕል ይመልከቱ ፣ በእያንዳንዱ ገጽ ውስጥ የእርስዎን ክፍል ለመገንባት ክፍሎችን (ተቃዋሚዎች ፣ capacitors ፣ ወዘተ) የሚያጠናቅቁበት ቦታ አለ። የሚፈልጉትን ወረዳ። በእያንዳንዱ ገጽ ላይ በመሣሪያ አሞሌው ላይ ከፊል ላይ ጠቅ ያድርጉ እና ተቃዋሚዎችን ፣ capacitors ፣ የአሠራር ማጉያዎችን እና የኃይል ምንጮችን የሚፈልጉባቸውን ክፍሎች ዝርዝር ለመክፈት ክፍልን ጠቅ ያድርጉ። እንዲሁም በቦታው ተቆልቋይ ውስጥ እርስዎ መጠቀም የሚፈልጓቸውን መሬት እና ሽቦ ያገኛሉ። እርስዎ ያሰሉዋቸውን እሴቶች በመጠቀም በተካተቱት ስዕሎች ውስጥ እንደሚታየው እያንዳንዱን ገጾችዎን ዲዛይን ያድርጉ።

እርስዎ እንደሚጠብቁት ማጣሪያው እና ማጉላቱ በትክክል እየተከናወነ መሆኑን ለማረጋገጥ AC Sweeps ን ያሂዱ

ለእነዚህ ማስመሰል ሁለት አሃዞችን ጨመርኩ። በ 60 Hz ያለውን ማሳከክ እና ከፍተኛ ድግግሞሾችን በማጣራት ያስተውሉ። የመስመር ቀለሞችን እና የተሰየሙ የመከታተያ መግለጫዎችን ልብ ይበሉ ፣ እኔ እርስዎ የሚጠብቁትን ሀሳብ ማግኘት እንዲችሉ መላውን ወረዳ አብሬያለሁ።

ለጠለፋዎች PSpice ን ይምረጡ ፣ PSpice ን ፣ አዲስ የማስመሰል መገለጫን ጠቅ ያድርጉ ፣ ወደ AC Sweep ይለውጡ እና የሚፈለጉትን ድግግሞሽዎች ለጅምር ፣ ለማቆም እና ለመጨመር እሴት ያዘጋጁ። በ PSpice ምናሌ ስር እኔ እንዲሁ ጠቋሚዎችን ፣ የላቀ እና የቮልቴጅ ዲቢያን መርጫለሁ እና ውጤቱን ለመለካት በፈለግኩበት ቦታ ላይ ምልክት አደረግኩ። ከዚያ እንደገና ወደ PSpice ምናሌ ቁልፍ ጠቅልለው ይሂዱ እና አሂድን ይምረጡ ወይም F11 ን ብቻ ይጫኑ። አስመሳዩ ሲከፈት ፣ አስፈላጊ ከሆነ - ዱካውን ጠቅ ያድርጉ ፣ ዱካውን ያክሉ ፣ እና ከዚያ የ opamp U6 ን ፒኤን ላይ ያለውን የቮልቴጅ ውፅዓት ለመለካት ከፈለጉ ተገቢውን የመከታተያ አገላለጽ ይምረጡ (U6: OUT)።

የመሣሪያ ማጉያ - ለሦስቱም ማጉያዎቹ uA741 ን ይጠቀሙ እና በስዕሎቹ ውስጥ ያሉት ማጉያዎች በየራሳቸው መለያ (U4 ፣ U5 ፣ U6) መሠረት እንደተጣቀሱ ልብ ይበሉ። በዚህ ሁኔታ ውስጥ የቮልቴጅ ውፅዓት ከትርፉ (1000) ጋር እኩል መሆን እንዲችል የወረዳውን ድግግሞሽ ምላሽ ከአንድ የቮልቴጅ ግብዓት ጋር ለማስላት የእርስዎን የ AC ጠረግ በ PSpice ላይ ያሂዱ።

ማሳወቂያ ማጣሪያ - በስዕሉ እና በአሠራር ማጉያው uA741 ላይ እንደሚታየው አንድ voltage ልቴጅ የ AC የኃይል ምንጭ ይጠቀሙ እና የሚጠቀሙባቸውን እያንዳንዱን ኦፕሬተር (በ 15 ቪ ዲሲ የተጎላበተ) ኃይል ማግኘቱን ያረጋግጡ። የኤሲ ፍተሻውን ያካሂዱ ፣ የኤሌክትሪክ ምልክቶችን የሚያጣራውን በ 60 Hz ደረጃውን ለማረጋገጥ ከ 30 እስከ 100 Hz በ 10 Hz ጭማሪዎችን እመክራለሁ።

ዝቅተኛ የማለፊያ ማጣሪያ - uA741 የአሠራር ማጉያውን ይጠቀሙ (የእኛን U1 እንደተሰየመ ስዕሉን ይመልከቱ) እና ወረዳውን አንድ ቮልት ኤሲ ኃይል ያቅርቡ። የኦፕ አምፖሎችን በዲሲ 15 ቮልት ኃይል ያብሩ እና በስዕሉ ላይ ከሚታየው ሽቦ ጋር በሚገናኝ በ U1 ፒን 6 ላይ ለኤሲ መጥረጊያ ውጤቱን ይለኩ። የ AC መጥረግ የወረዳውን ድግግሞሽ ምላሽ ለማስላት እና እርስዎ ባዘጋጁት አንድ የቮልቴጅ ግብዓት የቮልቴጅ ውፅዓት ከትርፍ 1 ጋር እኩል መሆን አለበት።

ደረጃ 2 - በመጋገሪያ ሰሌዳ ላይ አካላዊ ወረዳውን ይገንቡ

ይህ ፈታኝ ሊሆን ይችላል ግን በአንተ ላይ ሙሉ እምነት አለኝ! ይህንን በመጋገሪያ ሰሌዳ ላይ ለመገንባት የፈጠሯቸውን እና የፈተኗቸውን እሴቶች እና መርሃግብሮች ይጠቀሙ (እርስዎ ለወረዳ አስመሳይ ምስጋና እንደሚሰሩ ተስፋ ያደርጋሉ ብለው ተስፋ ያደርጋሉ)። መላውን ወረዳ ለመፈተሽ ኃይልን (1 Vp-p በተግባር ጀነሬተር) መጀመሪያ ላይ በሁሉም ደረጃዎች ላይ ብቻ መተግበርዎን ያረጋግጡ ፣ መላውን ወረዳ ለመፈተሽ እያንዳንዱን ክፍል (የመሣሪያ ማጉያ ማጣሪያን ወደ ዝቅተኛ ማለፊያ ለማሳወቅ) ያገናኙ ፣ ያረጋግጡ ለእያንዳንዱ ኦፕሬተር V+ እና V- (15V) ያቅርቡ ፣ እና እንደ ማጣራት ያሉ ነገሮች እየሠሩ መሆናቸውን ለማረጋገጥ በተለያዩ ድግግሞሽዎች ላይ ውፅዓትን በመለካት የግለሰቦችን ደረጃዎች መሞከር ይችላሉ። መላውን ወረዳ አንድ ላይ ሲሞክሩ አብሮ የተሰራውን የልብ ሞገድ ቅርፅን በተግባሩ ጄኔሬተር ላይ መጠቀም ይችላሉ እና ከዚያ እንደተጠበቀው የ QRS ሞገድ ቅርፅን ያያሉ። በትንሽ ብስጭት እና ጽናት ይህንን በአካል መገንባት መቻል አለብዎት!

እንዲሁም በ PSpice ውስጥ ካልታዩት የኦፕ አምፖች ኃይሎች ጋር በትይዩ የ 0.1uF ባንድ capacitor አክለናል።

የግለሰቦችን አካላት በሚገነቡበት ጊዜ አንዳንድ ምክሮች እዚህ አሉ

ለመሣሪያ ማጉያው ፣ የስህተቱን ምንጭ ለማግኘት የሚቸገሩ ከሆነ ፣ እያንዳንዱን የሦስቱ ኦፕ-አምፖች ውፅዓት ይፈትሹ። በተጨማሪም ፣ የኃይል ምንጩን እና ግብዓቱን በትክክል መስጠቱን ያረጋግጡ። የኃይል ምንጭ ከፒን 4 እና 7 ፣ እና የቮልቴጅ ግቤት እና ውፅዓት ከመጀመሪያው ደረጃ ኦፕ-አምፖች 3 ጋር መገናኘት አለበት።

ለኖክ ማጣሪያ ፣ ማጣሪያውን በ 60 Hz ድግግሞሽ ላይ ለማጣራት ለተቃዋሚ እሴቶች አንዳንድ ማስተካከያዎች መደረግ ነበረባቸው። ማጣሪያው ከ 60 Hz ከፍ ብሎ ከተከሰተ ከተከላካዮቹ አንዱን መጨመር (2 ን አስተካክለን) የማጣሪያውን ድግግሞሽ ወደ ታች (ለመጨመር ተቃራኒ) ለማምጣት ይረዳል።

ለዝቅተኛ ማለፊያ ማጣሪያ ፣ ቀላል የተከላካይ እሴቶችን (ቀድሞ ያለዎት ተቃዋሚዎች) ማረጋገጥ ስህተትን በእጅጉ ይቀንሳል!

ደረጃ 3 ፦ LabVIEW ECG ማዕበልን ለማሴር እና የልብ ምጣኔን ለማስላት (በደቂቃዎች የሚመታ)

በላብቪው ላይ የኤግጂ ሞገድ ቅርፅን እንደ የጊዜ ተግባር የሚያሳየው እና የዲጂታል የልብ ምት ቁጥርን የሚያሳየው ክፍል የማገጃ ንድፍ እና የተጠቃሚ በይነገጽ ይፈጥራሉ። አስፈላጊዎቹን ክፍሎች ለማግኘት የፍለጋ አሞሌውን መጠቀም የሚችሉት በቤተ ሙከራ ላይ ምን እንደሚገነባ ስዕል አያይዘዋለሁ። በዚህ ታገሱ እንዲሁም ስለ እያንዳንዱ ቁራጭ ለማንበብ እገዛውን መጠቀም ይችላሉ።

ወረዳዎን ከኮምፒዩተር ጋር ለማገናኘት አካላዊ DAQ ን መጠቀምዎን ያረጋግጡ። በ DAQ ረዳት ላይ ናሙናዎን ወደ ቀጣይ እና 4 ኪ ይለውጡ።

ስዕላዊ መግለጫውን ስለመገንባት አንዳንድ ምክሮች እነሆ-

• የ DAQ ረዳት ግንኙነት ከ “ውሂብ” እና “አቁም” እየወጣ ነው።
• DAQ ረዳት በደቂቃ ቢበዛ ላይ ‹ማዕበል› ለማድረግ።
• በስዕሉ ላይ ለሚታየው ቁጥር በቀኝ ጠቅ ያድርጉ ፣ ይፍጠሩ እና ቋሚ ይምረጡ።
• በቀኝ ጠቅ ያድርጉ ፣ ንጥል ይምረጡ ፣ dt ፣ ይህ t0 ን ወደ dt መለወጥ ነው
• ከፍተኛው ማወቂያ በ “ሲግናል” ፣ “ደፍ” እና “ስፋት” ላይ ግንኙነቶች አሉት
• ወደ “ድርድር” እና ቋሚዎቹ ወደ “መረጃ ጠቋሚ” ይገናኙ
• በ DAQ ረዳት ውስጥ የመረጡት ፒን (ማለትም አናሎግ 8) አካላዊ DAQ ሰሌዳ (ማለትም ምስሉን ይመልከቱ) ያረጋግጡ (ሥዕሉን ይመልከቱ)

የተካተተው ቪዲዮ ‹IMG_9875.mov› የላቪቪው VI የተጠቃሚ በይነገጽን የሚያሳይ የ ECVI ሞገድ ቅርፅን እና በግብዓት ላይ ተመስርቶ በደቂቃ የሚመታ (ድግግሞሽ ምን እንደሚቀየር ሲታወቅ ያዳምጡ)።

የ 1Hz ድግግሞሽ ግብዓት በመላክ ንድፍዎን ይፈትሹ እና ንፁህ የሞገድ ቅርፅ አለው (ለማወዳደር ስዕሉን ይመልከቱ) ግን በደቂቃ 60 ድብደባዎችን ማንበብ መቻል አለብዎት!

ይህ የሕክምና መሣሪያ ስላልሆነ እርስዎ የሰሩት ነገር እንዲሁ ለመዝናናት ብቻ የሰውን ECG ምልክት ለማንበብ ሊያገለግል ይችላል። አሁን ለዲዛይን ከሚቀርበው ጋር አሁንም ጥንቃቄ ማድረግ አለብዎት። ተያይዘዋል የገጸ ምድር ኤሌክትሮዶች - ወደ ግራ ቁርጭምጭሚቱ ፣ ወደ ቀኝ አንጓ አሉታዊ ፣ እና መሬት ወደ ቀኝ ቁርጭምጭሚት ያያይዙ። የላብራቶሪ እይታዎን ያሂዱ እና የግራፉ ቅርፅ በግራፉ ላይ ሲታይ ማየት እና በደቂቃዎች ምቶች እንዲሁ በዲጂታል ማሳያ ሳጥን ውስጥ ብቅ ይላሉ።