ኤሌክትሮካርዲዮግራም (ኢሲጂ) ወረዳ 7 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።

እኛ በባዮሜዲካል ኢንጂነሪንግ ውስጥ ሁለት ተማሪዎች ነን እና የመጀመሪያ ወረዳዎቻችንን ክፍል ከወሰድን በኋላ በጣም ተደስተን ጠቃሚ ነገር ለማድረግ የተማርናቸውን መሠረታዊ ነገሮች ለመጠቀም ወሰንን -ECG ን ማሳየት እና የልብ ምት ማንበብ። ይህ እኛ ገና የገነባነው በጣም ውስብስብ ወረዳ ይሆናል!

በ ECG ላይ አንዳንድ ዳራ

ብዙ የኤሌክትሪክ መሣሪያዎች በሰው አካል ውስጥ ባዮሎጂያዊ እንቅስቃሴን ለመለካት እና ለመመዝገብ ያገለግላሉ። አንደኛው መሣሪያ በልብ የሚመነጩትን የኤሌክትሪክ ምልክቶች የሚለካው ኤሌክትሮካርዲዮግራም ነው። እነዚህ ምልክቶች ስለ ልብ አወቃቀር እና ተግባር ተጨባጭ መረጃ ይሰጣሉ። ECG ለመጀመሪያ ጊዜ የተገነባው በ 1887 ሲሆን ለሐኪሞች የልብ ውስብስቦችን ለመመርመር አዲስ መንገድ ሰጣቸው። ECGs የልብ ምት ፣ የልብ ምት ፣ የልብ ድካም ፣ በቂ ያልሆነ የደም እና የኦክስጂን አቅርቦት ለልብ እና የመዋቅር እክሎች መለየት ይችላሉ። ቀላል የወረዳ ንድፍን በመጠቀም እነዚህን ሁሉ ነገሮች የሚከታተል ECG ሊሠራ ይችላል።

ደረጃ 1: ቁሳቁሶች

ወረዳውን መገንባት

ወረዳውን ለመገንባት የሚያስፈልጉ መሠረታዊ ቁሳቁሶች በስዕሎች ውስጥ ይታያሉ። እነሱ ያካትታሉ:

• የዳቦ ሰሌዳ

• የአሠራር ማጉያዎች

  • በዚህ ወረዳ ውስጥ ጥቅም ላይ የዋሉ ሁሉም የኦፕ አምፖች LM741 ናቸው።
  • ለተጨማሪ መረጃ የውሂብ ሉህውን ይመልከቱ
• ተከላካዮች
• ተቆጣጣሪዎች
• ሽቦዎች

• ተለጣፊ ኤሌክትሮዶች

  በእውነተኛው ሰው ላይ ወረዳውን ለመሞከር ከወሰኑ እነዚህ ብቻ ያስፈልጋሉ።

ጥቅም ላይ የዋለው ሶፍትዌር የሚከተሉትን ያጠቃልላል

• LabVIEW 2016
• እሴቶችን ለመፈተሽ CircuitLab ወይም PSpice

• ኤክሴል

  ማንኛውንም የወረዳዎን ባህሪዎች መለወጥ ከፈለጉ ይህ በጣም ይመከራል። እንዲሁም በቀላሉ የሚገኙትን resistor እና capacitor እሴቶችን እስኪያገኙ ድረስ በቁጥሮች መጫወት ያስፈልግዎታል። የብዕር እና የወረቀት ስሌቶች ለዚህ ተስፋ ቆረጡ! ሀሳብ ለመስጠት የተመን ሉህ ስሌቶቻችንን አያይዘናል።

ወረዳውን መሞከር

እንዲሁም አንዳንድ ትላልቅ የኤሌክትሮኒክስ መሣሪያዎች ያስፈልግዎታል

• የዲሲ የኃይል አቅርቦት
• የ DAQ ቦርድ ወረዳውን ወደ ላብቪኤይ ለማቀናጀት
• ወረዳውን ለመፈተሽ የተግባር ጀነሬተር
• የወረዳ ለመፈተሽ Oscilloscope

ደረጃ 2 - የመሣሪያ ማጉያ

ለምን ያስፈልገናል?

ከሰውነት የሚለካውን ትንሽ ስፋት ለማጉላት የመሣሪያ ማጉያ እንሠራለን። በመጀመሪያው ደረጃችን ሁለት ማጉያዎችን በመጠቀም በሰውነታችን የተፈጠረውን ጫጫታ (በሁለቱም ኤሌክትሮዶች ተመሳሳይ ይሆናል) እንድንሰርዝ ያስችለናል። ስለ እኩል ትርፍ ሁለት ደረጃዎችን እንጠቀማለን - ይህ ሁሉም ትርፍ በአንድ ቦታ እንዳይከሰት ሲስተሙ ከአንድ ሰው ጋር ከተገናኘ ተጠቃሚውን ይከላከላል። የ ECG ምልክት የተለመደው ስፋት ከ 0.1 እስከ 5 ሜጋ ባይት በመሆኑ የመሣሪያ ማጉያው ትርፍ 100 ገደማ እንዲሆን እንፈልጋለን። በትርፉ ላይ ተቀባይነት ያለው መቻቻል 10%ነው።

እንዴት እንደሚገነባ: -

እነዚህን መመዘኛዎች እና በሰንጠረ seen ውስጥ የታዩትን እኩልታዎች (ተያይዘዋል ስዕሎች) በመጠቀም ፣ የእኛ የተቃዋሚ እሴቶች R1 = 1.8 ኪሎኦኤምኤስ ፣ R2 = 8.2 ኪኦኤም ፣ R3 = 1.5 ኪሎኦኤም እና R4 = 15 ኪሎኦኤምስ ሆነው አግኝተናል። K1 የመጀመሪያው ደረጃ (OA1 እና OA2) ፣ እና K2 የሁለተኛው ደረጃ (OA3) ትርፍ ነው። ድምጽን ለማስወገድ በእንቅስቃሴ ማጉያዎቹ የኃይል አቅርቦቶች ላይ የእኩል አቅም ማቋረጫ capacitors ጥቅም ላይ ይውላሉ።

እሱን እንዴት እንደሚፈትሹ

ወደ መሣሪያ መሣሪያ ማጉያው ውስጥ የሚገባ ማንኛውም ምልክት በ 100 ሊጨምር ይገባል። dB = 20log (Vout/Vin) ይህ ማለት የ 40 dB ጥምርታ ነው። ይህንን በ PSpice ወይም CircuitLab ውስጥ ማስመሰል ወይም አካላዊ መሣሪያውን ወይም ሁለቱንም መሞከር ይችላሉ!

የተያያዘው የአ oscilloscope ምስል የ 1000. ትርፍ ያሳያል። ለእውነተኛ ECG ይህ በጣም ከፍተኛ ነው!

ደረጃ 3 የኖክ ማጣሪያ

ለምን ያስፈልገናል?

በዩናይትድ ስቴትስ ውስጥ በሁሉም የኃይል አቅርቦቶች ውስጥ ያለውን የ 60 Hz ጫጫታ ለማስወገድ የኖክ ማጣሪያ እንጠቀማለን።

እንዴት እንደሚገነባ: -

የጥራት ደረጃውን Q ን 8 እንዲሆን እናደርጋለን ፣ ይህም የአካባቢያዊ እሴቶችን በተቻለው ክልል ውስጥ በማስቀመጥ ተቀባይነት ያለው የማጣሪያ ውፅዓት ይሰጣል። እንዲሁም ስሌቶች በተከላካዮቹ ላይ ብቻ ተጽዕኖ እንዲያሳድሩ የካፒቴን እሴቱ 0.1 μF እንዲሆን እናዘጋጃለን። የተሰላ እና ጥቅም ላይ የዋሉ የተቃዋሚ እሴቶች በሰንጠረ in (በስዕሎች) ወይም ከዚህ በታች ሊታዩ ይችላሉ

• ጥ = ወ/ለ

  Q ን ወደ 8 ያዘጋጁ (ወይም በራስዎ ፍላጎት መሠረት የራስዎን ይምረጡ)

• w = 2*pi*ረ

  f = 60 Hz ይጠቀሙ

• ሐ

  ወደ 0.1 uF ተቀናብሯል (ወይም ከሚገኙ capacitors የራስዎን እሴት ይምረጡ)

• R1 = 1/(2*ጥ*ወ*ሲ)

  ያሰሉ። የእኛ ዋጋ 1.66 kohm ነው

• R2 = 2*ጥ/(ወ*ሲ)

  ያሰሉ። የእኛ ዋጋ 424.4 kohm ነው

• R3 = R1*R2/(R1+R2)

  ያሰሉ። የእኛ ዋጋ 1.65 kohm ነው

እሱን እንዴት መሞከር እንደሚቻል

የማሳወቂያ ማጣሪያው በ 60 Hz አካባቢ ካሉ በስተቀር ሁሉንም ድግግሞሽ ሳይለወጥ ማለፍ አለበት። ይህ በኤሲ መጥረግ ሊረጋገጥ ይችላል። በ 60 Hz በ -20 ዲቢ ትርፍ ያለው ማጣሪያ እንደ ጥሩ ይቆጠራል። ይህንን በ PSpice ወይም CircuitLab ውስጥ ማስመሰል ወይም አካላዊ መሣሪያውን ወይም ሁለቱንም መሞከር ይችላሉ!

ይህ ዓይነቱ የኖክ ማጣሪያ በተመስለው የ AC መጥረጊያ ውስጥ ጥሩ ደረጃን ሊያመነጭ ይችላል ፣ ነገር ግን አካላዊ ሙከራ እንደሚያሳየው የመጀመሪያዎቹ እሴቶቻችን ከታሰበው በታች በዝቅተኛ ድግግሞሽ ደረጃን እንደፈጠሩ ያሳያል። ይህንን ለማስተካከል R2 ን በ 25 kohm ገደለናል።

የ oscilloscope ምስል ማጣሪያው በ 60 Hz የግብዓት ምልክት መጠንን በእጅጉ ይቀንሳል። ግራፉ ከፍተኛ ጥራት ላለው የማጣሪያ ማጣሪያ የ AC መጥረጊያ ያሳያል።

ደረጃ 4 ዝቅተኛ ማለፊያ ማጣሪያ

ለምን ያስፈልገናል?

የመሣሪያው የመጨረሻው ደረጃ ንቁ ዝቅተኛ ማለፊያ ማጣሪያ ነው። የ ECG ምልክት በብዙ የተለያዩ ሞገዶች የተሠራ ነው ፣ እያንዳንዳቸው የራሳቸው ድግግሞሽ አላቸው። ያለ ከፍተኛ ድግግሞሽ ጫጫታ እነዚህን ሁሉ ለመያዝ እንፈልጋለን። ለኤች.ጂ.ጂ የ 150 Hz ተቆጣጣሪዎች መደበኛ የመቁረጥ ድግግሞሽ ተመርጧል። (ከፍ ያሉ መቆራረጦች አንዳንድ ጊዜ ለተወሰኑ የልብ ችግሮች ለመከታተል ይመረጣሉ ፣ ግን ለፕሮጀክታችን የተለመደው መቋረጥን እንጠቀማለን።)

ቀለል ያለ ወረዳ ለመሥራት ከፈለጉ ፣ ተገብሮ ዝቅተኛ ማለፊያ ማጣሪያን መጠቀምም ይችላሉ። ይህ የኦፕ አምፕን አያካትትም ፣ እና በተከታታይ ከካፒታተር ጋር አንድ ተከላካይ ብቻ ይይዛል። የውጤት ቮልቴጁ በ capacitor ላይ ይለካል።

እንዴት እንደሚገነባ: -

እኛ እንደ ሁለተኛ ቅደም ተከተል Butterworth ማጣሪያ ፣ እሱ ተባባሪዎችን ሀ እና ለ ከ 1.414214 እና 1 ጋር በቅደም ተከተል እናቀርባለን። ትርፉን ወደ 1 ማቀናበር የአሠራር ማጉያውን ወደ የቮልቴጅ ተከታይ ያደርገዋል። የተመረጡት እኩልታዎች እና እሴቶች በሰንጠረ in (በስዕሎች) እና ከታች ይታያሉ።

• w = 2*pi*ረ

  አዘጋጅ f = 150 Hz

• C2 = 10/ረ

  ያሰሉ። የእኛ ዋጋ 0.067 uF ነው

• C1 <= C2*(ሀ^2)/(4 ለ)

  ያሰሉ። የእኛ ዋጋ 0.033 uF ነው

• R1 = 2/(w*(aC2+sqrt (ሀ^2*C2^2-4b*C1*C2)))

  ያሰሉ። የእኛ ዋጋ 18.836 kohm ነው

• R2 = 1/(ለ*C1*C2*R1*w^2)

  ያሰሉ። የእኛ ዋጋ 26.634 kohm ነው

እሱን እንዴት መሞከር እንደሚቻል

ማጣሪያው ከመቆረጡ በታች ያልተለወጠ ድግግሞሾችን ማለፍ አለበት። ይህ የ AC መጥረጊያ በመጠቀም ሊሞከር ይችላል። ይህንን በ PSpice ወይም CircuitLab ውስጥ ማስመሰል ወይም አካላዊ መሣሪያውን ወይም ሁለቱንም መሞከር ይችላሉ!

የአ oscilloscope ምስል የማጣሪያውን ምላሽ በ 100 Hz ፣ 150 Hz እና 155 Hz ያሳያል። የአካላዊ ዑደታችን በ -3 ዲቢ ጥምርታ ወደ 155 Hz የተጠጋ መቆራረጥ ነበረው።

ደረጃ 5: ከፍተኛ ማለፊያ ማጣሪያ

ለምን ያስፈልገናል?

ከፍ ያለ ማለፊያ ማጣሪያ ጥቅም ላይ የሚውለው ከተወሰነ የመቁረጫ እሴት በታች ያሉት ድግግሞሾች እንዳይመዘገቡ ፣ ንፁህ ምልክት እንዲተላለፍ ያስችለዋል። የመቁረጫው ድግግሞሽ 0.5 Hz (ለ ECG ማሳያዎች መደበኛ እሴት) ይመረጣል።

እንዴት እንደሚገነባ: -

ይህንን ለማሳካት የሚያስፈልጉት የ resistor እና capacitor እሴቶች ከዚህ በታች ይታያሉ። የእኛ ትክክለኛ ተቃውሞ 318.2 kohm ነበር።

• R = 1/(2*pi*f*C)

  • አዘጋጅ f = 0.5 Hz ፣ እና C = 1 uF
  • አስል አር የእኛ ዋጋ 318.310 kohm ነው

እሱን እንዴት መሞከር እንደሚቻል

አጣሩ ከመቆረጡ በላይ ሳይለወጡ ድግግሞሾችን ማለፍ አለበት። ይህ የ AC መጥረጊያ በመጠቀም ሊሞከር ይችላል። ይህንን በ PSpice ወይም CircuitLab ውስጥ ማስመሰል ወይም አካላዊ መሣሪያውን ወይም ሁለቱንም መሞከር ይችላሉ!

ደረጃ 6 - LabVIEW ን ማቀናበር

ወራጅ ገበታው ምልክቱን በከፍተኛ ናሙና ደረጃ የሚመዘግብ እና የልብ ምት (ቢፒኤም) እና ኤሲጂን የሚያሳየውን የፕሮግራሙ የላብቪኤው ክፍል የንድፍ ፅንሰ -ሀሳብ ያወጣል። የእኛ የ LabView ወረዳ የሚከተሉትን ክፍሎች ይ DAል- DAQ ረዳት ፣ የመረጃ ጠቋሚ ድርድር ፣ የሂሳብ አሠሪዎች ፣ ከፍተኛ ማወቂያ ፣ የቁጥር አመልካቾች ፣ የሞገድ ቅርፅ ግራፍ ፣ የጊዜ ለውጥ ፣ ከፍተኛ/ደቂቃ መለያ እና የቁጥር ቋሚዎች። የ DAQ ረዳት በ 3 kk እና 5, 000 ናሙናዎች መካከል ለከፍተኛ መፈለጊያ እና ለምልክት ግልፅነት ዓላማዎች በ 3 kHz እና በ 1000 ናሙናዎች መካከል በመቀየር ቀጣይ ናሙናዎችን በ 1 kHz ፍጥነት እንዲወስድ ተዘጋጅቷል።

በላቪቪ ውስጥ የት እንዳሉ ለማንበብ በወረዳ ዲያግራም ውስጥ በተለያዩ ክፍሎች ላይ አይጥ!

ደረጃ 7 - ውሂብ መሰብሰብ

አሁን ወረዳው ተሰብስቧል ፣ የሚሰራ ከሆነ ለማየት መረጃ መሰብሰብ ይችላል! በ 1 Hz በወረዳው በኩል አስመስሎ የተሰራ ECG ይላኩ። ውጤቱም የ QRS ውስብስብ ፣ የ P ሞገድ እና የቲ ሞገድ በግልጽ የሚታይበት የ ECG ምልክት መሆን አለበት። የልብ ምት እንዲሁ በደቂቃ 60 ምቶች (bpm) ማሳየት አለበት። ወረዳውን እና የላብቪው ማዋቀሩን የበለጠ ለመፈተሽ ድግግሞሹን ወደ 1.5 Hz እና 0.5 Hz ይለውጡ። የልብ ምት በየደቂቃው 90 ቢፒኤም እና 30 ቢኤም መሆን አለበት።

ቀርፋፋ የልብ ምቶች በትክክል እንዲታዩ በግራፍ ተጨማሪ ሞገዶችን ለማሳየት የ DAQ ቅንብሮችን ማስተካከል ያስፈልግዎታል። የናሙናዎችን ቁጥር በመጨመር ይህ ሊከናወን ይችላል።

መሣሪያውን በሰው ላይ ለመሞከር ከመረጡ ለኦፕ አምፖች የሚጠቀሙት የኃይል አቅርቦት የአሁኑን በ 0.015 mA እንደሚገድብ ያረጋግጡ! በርካታ ተቀባይነት ያላቸው የእርሳስ ውቅረቶች አሉ ነገር ግን በአዎንታዊው ምስል ላይ እንደሚታየው አዎንታዊውን ኤሌክትሮክ በግራ ቁርጭምጭሚቱ ላይ ፣ አሉታዊውን ኤሌክትሮድ በቀኝ አንጓ ላይ ፣ እና በመሬት ላይ ያለውን ኤሌክትሮድ በቀኝ ቁርጭምጭሚቱ ላይ ለማስቀመጥ መርጠናል።

አንዳንድ መሠረታዊ የወረዳ ፅንሰ -ሀሳቦችን እና የሰውን ልብ እውቀታችንን በመጠቀም እንዴት አስደሳች እና ጠቃሚ መሣሪያን መፍጠር እንደሚችሉ እናሳይዎታለን። በትምህርታችን እንደተደሰቱ ተስፋ እናደርጋለን!