ዲጂታል ECG እና የልብ ምት መቆጣጠሪያ - 8 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 የባትሪ ኃይልን እና ሌሎች ተገቢ የመገለል ዘዴዎችን እየተጠቀሙ መሆናቸውን ያረጋግጡ።

ኤሌክትሮካርዲዮግራም (ኢሲጂ) በልብ ዑደት ወቅት የኤሌክትሪክ ምልክቶችን ይመዘግባል። ልብ በሚመታ ቁጥር የ myocardial ሕዋሳት የመበስበስ እና የሃይፐር ፖላራይዜሽን ዑደት አለ። ዲፖሎራይዜሽን እና ሃይፐር ፖላራይዜሽን በኤሌክትሮዶች ሊቀረጽ ይችላል ፣ እናም ዶክተሮች ልብ እንዴት እንደሚሠራ የበለጠ ለማወቅ ያንን መረጃ ያነባሉ። አንድ ኢ.ሲ.ጂ የልብ ምት ፣ የልብ ምት ወይም የአ ventricular fibrillation ፣ tachycardia እና bradycardia [1] ሊወስን ይችላል። ከ ECG ችግሩ ምን እንደሆነ ከወሰኑ በኋላ ሐኪሞች በሽተኛውን በተሳካ ሁኔታ መመርመር እና ማከም ይችላሉ። የራስዎን የኤሌክትሮክካዮግራም መቅጃ መሣሪያ እንዴት እንደሚሠሩ ለማወቅ ከዚህ በታች ያሉትን ደረጃዎች ይከተሉ!

ደረጃ 1: ቁሳቁሶች

የወረዳ ክፍሎች:

• አምስት UA741 የአሠራር ማጉያዎች
• ተከላካዮች
• ተቆጣጣሪዎች
• ዝላይ ሽቦዎች
• DAQ ቦርድ
• LabVIEW ሶፍትዌር

የሙከራ መሣሪያዎች;

• የተግባር ጀነሬተር
• የዲሲ የኃይል አቅርቦት
• ኦስሴስኮስኮፕ
• BNC ኬብሎች እና ቲ-ማከፋፈያ
• ዝላይ ገመዶች
• የአዞ ክሊፖች
• የሙዝ መሰኪያዎች

ደረጃ 2 - የመሣሪያ ማጉያ

የወረዳው የመጀመሪያ ደረጃ የመሳሪያ ማጉያ ነው። የ ECG የተለያዩ ክፍሎች እንዲለዩ ይህ የባዮሎጂያዊ ምልክትን ያሰፋዋል።

ለመሣሪያ ማጉያው የወረዳ ዲያግራም ከላይ ይታያል። የዚህ ወረዳ የመጀመሪያ ደረጃ ትርፍ K1 = 1 + 2*R2 / R1 ተብሎ ይገለጻል። የወረዳው ሁለተኛ ደረጃ ትርፍ K2 = R4 / R3 ተብሎ ይገለጻል። የመሳሪያ ማጉያው አጠቃላይ ትርፍ K1 * K2 ነው። ለዚህ ፕሮጀክት የሚፈለገው ትርፍ በግምት 1000 ነበር ፣ ስለሆነም K1 31 ለመሆን ተመርጧል እና K2 33 እንዲሆን ተደርጓል። ከላይ የሚታየውን የተከላካይ እሴቶችን መጠቀም ይችላሉ ፣ ወይም የሚፈልጉትን ትርፍ ለማሟላት እሴቶቹን ማሻሻል ይችላሉ።

አንዴ የእቃዎ እሴቶችን ከመረጡ በኋላ ወረዳው በመጋገሪያ ሰሌዳ ላይ ሊሠራ ይችላል። በዳቦ ሰሌዳው ላይ የወረዳ ግንኙነቶችን ለማቃለል ፣ ከላይ ያለው አሉታዊ አግዳሚ ባቡር እንደ መሬት ተዘጋጅቷል ፣ ከታች ያሉት ሁለት አግድም ሀዲዶች በቅደም ተከተል +/- 15V እንዲሆኑ ተደርገዋል።

ለቀሩት ክፍሎች ሁሉ ቦታን ለመተው የመጀመሪያው ኦፕ አምፖል በዳቦ ሰሌዳው ግራ በኩል ተተክሏል። አባሪዎቹ በፒኖቹ ቅደም ተከተል ቅደም ተከተል ተጨምረዋል። ይህ ምን ቁርጥራጮች እንደታከሉ ወይም እንዳልታከሉ ለመከታተል ቀላል ያደርገዋል። አንዴ ሁሉም ፒኖች ለኦፕ አምፕ 1 ከተጠናቀቁ ፣ ቀጣዩ የኦፕ አምፕ ሊቀመጥ ይችላል። እንደገና ፣ ቦታን ለመተው በአንፃራዊነት ቅርብ መሆኑን ያረጋግጡ። የመሳሪያ ማጉያው እስኪያልቅ ድረስ ለሁሉም የኦፕ አምፖች ተመሳሳይ የዘመን ቅደም ተከተል ሂደት ተጠናቀቀ።

በኤሌክትሪክ ሽቦዎች ውስጥ የ AC ትስስርን ለማስወገድ የማለፊያ መያዣዎች ከወረዳ ዲያግራም በተጨማሪ ተጨምረዋል። እነዚህ capacitors ከዲሲው የቮልቴጅ አቅርቦት ጋር በትይዩ የተቀመጡ እና በላይኛው አግድም አሉታዊ ባቡር ላይ የተመሠረተ ነበር። እነዚህ መያዣዎች ከ 0.1 እስከ 1 ማይክሮፋራድ ክልል ውስጥ መሆን አለባቸው። እያንዳንዱ የኦፕ አምፕ ሁለት የማለፊያ መያዣዎች አሉት ፣ አንዱ ለፒን 4 እና አንዱ ለፒን 7. በእያንዳንዱ ኦፕሬተር ላይ ያሉት ሁለቱ capacitors ተመሳሳይ ዋጋ ሊኖራቸው ይገባል ፣ ነገር ግን ከኦፕ አምፕ እስከ ኦፕ አምፕ ሊለያይ ይችላል።

ማጉያውን ለመፈተሽ የተግባር ጀነሬተር እና ኦስቲልስኮስኮፕ የማጉያውን ግብዓት እና ውፅዓት በቅደም ተከተል ተያይዘዋል። የግብዓት ምልክቱ እንዲሁ ከአ oscilloscope ጋር ተገናኝቷል። ማጉላትን ለመወሰን ቀለል ያለ የሲን ሞገድ ጥቅም ላይ ውሏል። የተግባር ጀነሬተር ውፅዓት በመሣሪያ መሣሪያ ማጉያው ሁለት የግቤት ተርሚናሎች ውስጥ ያስገቡ። የውጤት ምልክት ወደ ግብዓት ምልክት ጥምርታ ለመለካት ኦስቲልስኮፕን ያዘጋጁ። በዲሲቢሎች ውስጥ የወረዳ ትርፍ Gain = 20 * log10 (Vout / Vin) ነው። ለ 1000 ትርፍ በዲሲቤል ውስጥ ያለው ትርፍ 60 ዲቢቢ ነው። የ oscilloscope ን በመጠቀም ፣ የተገነባው ወረዳዎ ትርፍ የእርስዎን ዝርዝር መግለጫዎች የሚያሟላ መሆኑን ወይም ወረዳዎን ለማሻሻል አንዳንድ የመቋቋም እሴቶችን መለወጥ ከፈለጉ መወሰን ይችላሉ።

አንዴ የመሣሪያ ማጉያው በትክክል ተሰብስቦ እና ሥራውን ከሠራ በኋላ ወደ ማሳያው ማጣሪያ መቀጠል ይችላሉ።

** ከላይ ባለው የወረዳ ንድፍ ፣ R2 = R21 = R22 ፣ R3 = R31 = R32 ፣ R4 = R41 = R42

ደረጃ 3 የኖክ ማጣሪያ

የማሳያው ማጣሪያ ዓላማ ከ 60 Hz ግድግዳ የኃይል አቅርቦት ጫጫታ ለማስወገድ ነው። የማሳያ ማጣሪያ በተቆራጩ ድግግሞሽ ላይ ምልክቱን ያዳክማል ፣ እና ከእሱ በላይ እና ከዚያ በታች ድግግሞሾችን ያስተላልፋል። ለዚህ ወረዳ የሚፈለገው የመቁረጥ ድግግሞሽ 60 Hz ነው።

ከላይ ለሚታየው የወረዳ ዲያግራም የአስተዳደር እኩልታዎች R1 = 1 / (2 * Q * w * C) ፣ R2 = 2 * Q / (w * C) ፣ እና R3 = R1 * R2 / (R1 + R2) ፣ ጥ የጥራት ሁኔታ እና w 2 * pi * (የመቁረጥ ድግግሞሽ) ነው። የ 8 የጥራት ደረጃ ምክንያታዊ በሆነ ክልል ውስጥ resistor እና capacitor እሴቶችን ይሰጣል። የ capacitor እሴቶች ሁሉም ተመሳሳይ እንደሆኑ መገመት ይችላሉ። ስለዚህ ፣ በኪስዎ ውስጥ የሚገኝ የካፒቴን እሴት መምረጥ ይችላሉ። ከላይ ባለው ወረዳ ውስጥ የሚታየው የተከላካይ እሴቶች ለ 60 Hz የመቁረጥ ድግግሞሽ ፣ የጥራት ደረጃ 8 እና 0.22 uF የካፒቴን እሴት ናቸው።

Capacitors በትይዩ ውስጥ ስለሚጨምሩ ፣ የተመረጠው እሴት ሐ ሁለት capacitors 2C ን እሴት ለማሳካት በትይዩ ተቀምጠዋል። እንዲሁም ማለፊያ capacitors ወደ ኦፕሬተሩ ታክለዋል።

የኖክ ማጣሪያውን ለመፈተሽ ፣ ውጤቱን ከተግባሩ ጄኔሬተር ወደ የማሳያው ማጣሪያ ግብዓት ያገናኙ። በኦስቲሲስኮፕ ላይ የወረዳውን ግቤት እና ውፅዓት ይመልከቱ። ውጤታማ የኖክ ማጣሪያ እንዲኖርዎት ፣ በተቆራጩ ድግግሞሽ ከ -20 ዲቢ ያነሰ ወይም እኩል የሆነ ትርፍ ሊኖርዎት ይገባል። ክፍሎቹ ተስማሚ ስላልሆኑ ይህ ለማሳካት አስቸጋሪ ሊሆን ይችላል። የተሰላው resistor እና capacitor እሴቶች የተፈለገውን ትርፍ ላይሰጡዎት ይችላሉ። ይህ በተከላካዩ እና በ capacitor እሴቶች ላይ ለውጦችን ማድረግ ያስፈልግዎታል።

ይህንን ለማድረግ በአንድ አካል ላይ በአንድ ጊዜ ላይ ያተኩሩ። ሌላውን ሳይቀይር የአንድ አካል ዋጋን ይጨምሩ እና ይቀንሱ። ይህ በወረዳ ትርፍ ላይ የሚያሳድረውን ተጽዕኖ ይመልከቱ። የተፈለገውን ትርፍ ለማግኘት ይህ ብዙ ትዕግስት ሊጠይቅ ይችላል። ያስታውሱ ፣ የተከላካይ እሴቶችን ለመጨመር ወይም ለመቀነስ በተከታታይ resistors ማከል ይችላሉ። የእኛን ትርፍ በጣም ያሻሻለው ለውጥ ከካፒታተሮች አንዱን ወደ 0.33 uF ማሳደግ ነበር።

ደረጃ 4 ዝቅተኛ የማለፊያ ማጣሪያ

ዝቅተኛ የማለፊያ ማጣሪያ በ ECG ምልክት ላይ ጣልቃ የሚገባ ከፍተኛ ድግግሞሽ ጫጫታ ያስወግዳል። የ ECG ማዕበል መረጃን ለመያዝ የ 40 Hz ዝቅተኛ ማለፊያ መቀነስ በቂ ነው። ሆኖም ፣ አንዳንድ የ ECG ክፍሎች ከ 40 Hz ይበልጣሉ። የ 100 Hz ወይም 150 Hz መቆራረጥ እንዲሁ ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል [2]።

የተገነባው ዝቅተኛ የማለፊያ ማጣሪያ ሁለተኛ ትዕዛዝ Butterworth ማጣሪያ ነው። የወረዳችን ትርፍ በመሳሪያ ማጉያው የሚወሰን በመሆኑ ለዝቅተኛው ማለፊያ ማጣሪያ በባንዱ ውስጥ 1 ትርፍ ማግኘት እንፈልጋለን። ለ 1 ትርፍ ፣ ራ አጭር ዙር እና አርቢ ከላይ ባለው የወረዳ ዲያግራም ውስጥ ተዘዋውሯል [3]። በወረዳው ውስጥ C1 = 10 / (fc) uF ፣ የት fc የመቁረጥ ድግግሞሽ ነው። C1 ከ C2 * a^2 / (4 * ለ) ያነሰ ወይም እኩል መሆን አለበት። ለሁለተኛ ትዕዛዝ Butterworth ማጣሪያ ፣ a = sqrt (2) እና b = 1. ለ እና ለ እሴቶችን መሰካት ፣ ለ C2 ያለው ቀመር ከ C1 / 2. ያነሰ ወይም እኩል ያደርገዋል ፣ ከዚያ R1 = 2 / [w * (ሀ * C2 + sqrt (ሀ^2 * C2^2 - 4 * b * C1 * C2))] እና R2 = 1 / (ለ * C1 * C2 * R1 * w^2) ፣ የት w = 2 * pi * fc. የ 40 HHz መቋረጥን ለማቅረብ የዚህ ወረዳ ስሌቶች ተጠናቀዋል። እነዚህን መመዘኛዎች የሚያሟሉ የ Resistor እና capacitor እሴቶች ከላይ ባለው የወረዳ ዲያግራም ውስጥ ይታያሉ።

ከእሱ በኋላ ሌሎች አካላት ስለማይጨመሩ ኦፕሬተሩ በዳቦ ሰሌዳው በስተቀኝ በኩል ተተክሏል። ወረዳውን ለማጠናቀቅ ተቃዋሚዎች እና capacitors ወደ ኦፕሬተሩ ተጨምረዋል። የማለፊያ መያዣዎች እንዲሁ ወደ ኦፕ አምፕ ተጨምረዋል። ግብዓቱ ከጫፍ ማጣሪያ ውፅዓት ምልክት ስለሚመጣ የግቤት ተርሚናል ባዶ ሆኖ ቀረ። ሆኖም ፣ ለሙከራ ዓላማዎች ፣ ዝቅተኛ የማለፊያ ማጣሪያውን ለይቶ በተናጠል ለመሞከር እንዲቻል በግብዓት ፒን ላይ ሽቦ ተተክሏል።

ከተግባሩ ጄኔሬተር የኃጢአት ሞገድ እንደ የግብዓት ምልክት ሆኖ በተለያዩ ድግግሞሽ ተስተውሏል። በኦስቲሲስኮፕ ላይ ሁለቱንም የግብዓት እና የውጤት ምልክቶችን ይመልከቱ እና የወረዳውን ትርፍ በተለያዩ ድግግሞሽ ይወስኑ። ለዝቅተኛ ማለፊያ ማጣሪያ ፣ በተቆረጠው ድግግሞሽ ላይ ያለው ትርፍ -3 ዲቢ መሆን አለበት። ለዚህ ወረዳ ፣ መቆራረጡ በ 40 Hz መከሰት አለበት። ከ 40 Hz በታች ያሉ ድግግሞሽዎች በማዕበል ቅርፃቸው ውስጥ እምብዛም ማነስ የለባቸውም ፣ ነገር ግን ድግግሞሹ ከ 40 Hz በላይ ሲጨምር ትርፉ መቋረጡን መቀጠል አለበት።

ደረጃ 5 የወረዳ ደረጃዎችን መሰብሰብ

አንዴ የወረዳውን እያንዳንዱን ደረጃ ከገነቡ እና ለየብቻ ከፈተኗቸው ፣ ሁሉንም ማገናኘት ይችላሉ። የመሳሪያ ማጉያው ውፅዓት ከኖክ ማጣሪያ ግብዓት ጋር መገናኘት አለበት። የ notch ማጣሪያ ውፅዓት ከዝቅተኛው ማለፊያ ማጣሪያ ግብዓት ጋር መገናኘት አለበት።

ወረዳውን ለመፈተሽ የተግባር ጀነሬተር ግቤትን ከመሳሪያ ማጉያ ደረጃው ግቤት ጋር ያገናኙ። በ oscilloscope ላይ የወረዳውን ግቤት እና ውፅዓት ይመልከቱ። ከተግባር ጀነሬተር ወይም ከሲን ሞገድ ጋር በቅድመ-መርሃግብር በተሰራው ECG ሞገድ መሞከር እና የወረዳዎን ውጤቶች መመልከት ይችላሉ። ከላይ ባለው የአ oscilloscope ምስል ውስጥ ፣ ቢጫ ኩርባው የግቤት ሞገድ ቅርፅ ነው ፣ እና አረንጓዴ ኩርባው ውጤት ነው።

አንዴ ሁሉንም የወረዳ ደረጃዎችዎን ካገናኙ እና በትክክል እንደሚሰራ ካሳዩ ፣ የወረዳዎን ውጤት ከ DAQ ቦርድ ጋር ማገናኘት እና በ LabVIEW ውስጥ ፕሮግራምን መጀመር ይችላሉ።

ደረጃ 6: LabVIEW ፕሮግራም

የላቪቪው ኮድ ከተመሳሳይ የኢሲጂ ሞገድ በተለያየ ድግግሞሽ ላይ ድብደባዎችን በአንድ ሜትር መለየት ነው። በላብራቪቭ ውስጥ ፕሮግራም ለማድረግ በመጀመሪያ ሁሉንም አካላት መለየት አለብዎት። የውሂብ ማግኛ (DAQ) ቦርድ በመባልም የሚታወቀው አናሎግ ወደ ዲጂታል መለወጫ ማዋቀር እና ያለማቋረጥ እንዲሠራ መደረግ አለበት። ከወረዳው የሚወጣው የውጤት ምልክት ከ DAQ ቦርድ ግቤት ጋር ተገናኝቷል። በ LabVIEW ፕሮግራም ውስጥ ያለው የሞገድ ቅርፅ ግራፍ በቀጥታ ከ DAQ ረዳት ውጤት ጋር ተገናኝቷል። ከ DAQ ውሂብ የሚወጣው ውጤት ወደ ከፍተኛ/ደቂቃ መለያም ይሄዳል። ከዚያ ምልክቱ በማባዛት የሂሳብ አሠሪ በኩል ይሄዳል። የ 0.8 ቁጥራዊ አመላካች የደረጃ እሴቱን ለማስላት ጥቅም ላይ ይውላል። ምልክቱ ከ 0.8*ሲበልጥ ፣ ከፍተኛው ተገኝቷል። ይህ እሴት በተገኘበት በማንኛውም ጊዜ በመረጃ ጠቋሚ ድርድር ውስጥ ተከማችቷል። ሁለቱ የውሂብ ነጥቦች በመረጃ ጠቋሚ ድርድር ውስጥ ተከማችተው ወደ ተቀናሽ ሂሳብ ኦፕሬተር ገብተዋል። የጊዜ ለውጥ በእነዚህ ሁለት እሴቶች መካከል ተገኝቷል። ከዚያ ፣ የልብ ምት ለማስላት ፣ 60 በጊዜ ልዩነት ተከፋፍሏል። ከውጤቱ ግራፍ ቀጥሎ የሚታየው የቁጥር አመላካች ፣ የግቤት ምልክቱን በደቂቃ (ቢኤምኤም) የልብ ምት ይመታል። መርሃግብሩ አንዴ ከተዋቀረ ፣ ሁሉም በሉፕ ውስጥ በተከታታይ ውስጥ መቀመጥ አለበት። የተለያዩ ድግግሞሽ ግብዓቶች የተለያዩ የ bpm እሴቶችን ይሰጣሉ።

ደረጃ 7 - የ ECG ውሂብ ይሰብስቡ

አሁን የተመሳሰለ የ ECG ምልክትን በወረዳዎ ውስጥ ማስገባት እና በላብራቪቭ ፕሮግራምዎ ውስጥ ውሂብ መመዝገብ ይችላሉ! የተመዘገበ ውሂብዎን እንዴት እንደሚነካው ለማየት የማስመሰል ECG ን ድግግሞሽ እና ስፋት ይለውጡ። ድግግሞሽ ሲቀይሩ ፣ በተሰላው የልብ ምት ላይ ለውጥ ማየት አለብዎት። የ ECG እና የልብ ምት መቆጣጠሪያን በተሳካ ሁኔታ ንድፍ አውጥተዋል!

ደረጃ 8 - ተጨማሪ ማሻሻያዎች

የተገነባው መሣሪያ የማስመሰል ECG ምልክቶችን ለማግኘት በደንብ ይሠራል። ሆኖም ፣ ባዮሎጂያዊ ምልክቶችን መቅዳት ከፈለጉ (ተገቢ የደህንነት ጥንቃቄዎችን መከተልዎን እርግጠኛ ይሁኑ) ፣ የምልክት ንባቡን ለማሻሻል በወረዳዎቹ ላይ ተጨማሪ ለውጦች መደረግ አለባቸው። የዲሲ ማካካሻ እና ዝቅተኛ ድግግሞሽ እንቅስቃሴ ቅርሶችን ለማስወገድ ከፍተኛ የማለፊያ ማጣሪያ መታከል አለበት። ለላቪቪ እና ለኦፕ አምፖች በሚጠቀሙበት ክልል ውስጥ ለመቆየት የመሣሪያ ማጉያው ትርፍ እንዲሁ በአሥር እጥፍ መቀነስ አለበት።

ምንጮች

[1] ኤስ ሜክ እና ኤፍ ሞሪስ ፣ “መግቢያ። II-መሠረታዊ የቃላት አገባብ። ፣”ቢኤምጄ ፣ ጥራዝ። 324 ፣ አይደለም። 7335 ፣ ገጽ 470–3 ፣ ፌብሩዋሪ 2002።

[2] ቺአ-ሁንግ ሊን ፣ የድግግሞሽ-ጎራ ባህሪዎች ግራጫ ግንኙነትን በመተንተን ላይ የተመሠረተ ክላሲፋየርን በመጠቀም በኮምፒተር እና ሂሳብ ከማመልከቻዎች ጋር ፣ ጥራዝ 55 ፣ እትም 4 ፣ 2008 ፣ ገጾች 680-690 ፣ አይኤስኤስ 0898-1221 ፣

[3] “ሁለተኛ ትዕዛዝ ማጣሪያ | ሁለተኛ ትዕዛዝ ዝቅተኛ ማለፊያ ማጣሪያ ንድፍ።” መሰረታዊ የኤሌክትሮኒክስ ትምህርቶች ፣ 9 ሴፕቴምበር 2016 ፣ www.electronics-tutorials.ws/filter/second-order-…