EKQ Monitoru: 8 addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:48

DİQQƏT: Bu tibbi cihaz deyil. Bu yalnız simulyasiya edilmiş siqnallardan istifadə edərək təhsil məqsədləri üçündür. Bu dövrəni real EKQ ölçmələri üçün istifadə edirsinizsə, zəhmət olmasa dövrənin və dövrə-cihaz əlaqələrinin düzgün izolyasiya üsullarından istifadə etdiyinə əmin olun.

Elektrokardioqrafiya, ürəyin fəaliyyəti haqqında məlumat əldə etmək üçün xəstənin ürəyi tərəfindən yaranan elektrik siqnallarını qeyd etmək prosesidir. Elektrik siqnalının təsirli bir şəkildə tutulması üçün elektrik komponentləri vasitəsilə süzülməli və gücləndirilməlidir. Məlumat da istifadəçiyə aydın və təsirli şəkildə təqdim edilməlidir.

Aşağıdakı Təlimat, gücləndirici/süzgəc sistemini və istifadəçi interfeysini necə quracağınızı göstərir. LabVIEW -da bir alət gücləndiricisi, bir çentik filtri, aşağı keçid filtri və bir istifadəçi interfeysi qurmaq daxildir.

Prosesdə ilk addım analoq dövrənin tələblərini müəyyən etməkdir. Tələblər müəyyən edildikdən sonra dövrəni hansı əsas komponentlərin təşkil edəcəyi ilə bağlı qərarlar verilir. Daha sonra, bu əsas komponentlərin xüsusiyyətləri ilə əlaqədar daha kiçik detallara toxunulur və nəhayət, dövrədəki hər bir rezistorun və kondansatörün dəqiq dəyərlərinin təyin edilməsi ilə dövrənin dizayn mərhələsi başa çatır.

Addım 1: Tələblərin və Əsas Komponentlərin Müəyyən edilməsi

Dövrün vəzifəsi xəstənin yaratdığı EKQ siqnalını gücləndirmək və əlaqəli bütün səsləri süzməkdir. Xam siqnal, maksimum amplitudu təxminən 2 mV olan kompleks dalğa formasından və QRS kompleksində 100 Hz -dən 250 Hz aralığında olan tezlik komponentlərindən ibarətdir. Bu, gücləndirilməli və qeyd edilməli olan siqnaldır.

Bu maraq siqnalının üstündə səs -küy bir neçə mənbədən çıxarılır. Enerji təchizatı 60 Hz səs -küy yaradır və xəstə hərəkəti 1 Hz -dən az olan artefaktlar yaradır. Daha yüksək tezlikli səs-küy, cib telefonları və simsiz internet kimi fon radiasiyasından və telekommunikasiya siqnallarından gəlir. Bu səs -küy toplusu süzülmək üçün bir siqnaldır.

Dövrə əvvəlcə xam siqnalını gücləndirməlidir. Daha sonra 60 Hz səs -küyünü və 160 Hz -dən yuxarı olan digər səsləri süzgəcdən keçirməlidir. Xəstənin hərəkəti ilə əlaqəli aşağı tezlikli səs-küyün süzülməsi lazımsız sayılır, çünki xəstəyə hərəkətsiz qalması barədə göstəriş verilə bilər.

Siqnal xəstənin üzərində yerləşən iki elektrod arasındakı potensial fərq olaraq ölçüldüyündən, gücləndirmə bir cihaz gücləndiricisindən istifadə etməklə əldə edilir. Sadə bir fərq gücləndiricisi də istifadə edilə bilər, ancaq cihaz gücləndiriciləri səs -küyün rədd edilməsi və tolerantlıq baxımından daha yaxşı işləyir. 60 Hz süzgəci bir çentikli filtrdən, qalan hissəsi isə yüksək tezlikli filtrdən aşağı keçidli filtrdən istifadə etməklə əldə edilir. Bu üç element bütün analog dövrəni təşkil edir.

Dövrün üç elementini bilməklə, komponentlərin qazancları, kəsilmə tezlikləri və bant genişliyi ilə bağlı daha kiçik detallar təyin edilə bilər.

Cihazın gücləndiricisi 670-ə yüksəldiləcək. Bu, kiçik bir EKQ siqnalını qeyd etmək üçün kifayət qədər böyükdür, eyni zamanda 20 mV-ə yaxın siqnallarla dövrə sınayarkən op-amperlərin xətti diapazonunda davranmasını təmin etmək üçün kifayət qədər kiçikdir. bəzi funksiya generatorlarında minimumdur.

Çentik filtri 60 Hz -də ortalanacaq.

Aşağı keçid filtrinin kəsmə tezliyi 160 Hz olacaq. Bu hələ də QRS kompleksinin əksəriyyətini ələ keçirməli və yüksək tezlikli fon səs-küyünü rədd etməlidir.

Addım 2: Alət Gücləndiricisi

Yuxarıdakı sxemlər alət gücləndiricisini təsvir edir.

Gücləndiricinin iki mərhələsi var. Birinci mərhələ yuxarıdakı şəkillərin solundakı iki op-ampdən, ikinci mərhələ isə sağdakı tək op-ampdən ibarətdir. Bunların hər birinin mənfəəti istədiyi kimi tənzimlənə bilər, ancaq 670 V/V qazancla qurmağa qərar verdik. Buna aşağıdakı müqavimət dəyərləri ilə nail olmaq olar:

R1: 100 Ohm

R2: 3300 Ohm

R3: 100 Ohm

R4: 1000 Ohm

Addım 3: Çentik Filtri

Yuxarıdakı sxemlər çentik filtrini təsvir edir. Bu aktiv bir filtrdir, buna görə də istəsək bir siqnalın gücləndirilməsini və ya zəiflədilməsini seçə bilərik, ancaq artıq lazım olan bütün gücləndiriciləri əldə etmişik, ona görə də bu op-amp üçün bir qazanc seçirik. Mərkəzin tezliyi 60 Hz, keyfiyyət faktoru isə 8 olmalıdır. Buna aşağıdakı komponent dəyərləri ilə nail olmaq olar:

R1: 503 Ohm

R2: 128612 Ohm

R3: 503 Ohm

C: 0.33 microFarads

Addım 4: Aşağı keçid filtri

Yenə də bu aktiv bir filtrdir, buna görə də istədiyimiz qazancı seçə bilərik, amma 1 -i seçəcəyik. Bu, yuxarıdakı R4 -ü qısa dövrə, R3 -ü açıq dövrə çevirməklə əldə edilir. Qalanları, digər komponentlərdə olduğu kimi, fərdi element dəyərlərini əldə etmək üçün sxemləri tənzimləyən tənliklər ilə birlikdə əvvəllər müəyyən edilmiş tələblərimizdən istifadə etməklə əldə edilir:

R1: 12056 Ohm

R2: 19873.6 Ohm

C1: 0.047 microFarads

C2: 0.1 microFarads

Addım 5: Virtual olaraq Tam Dövrə Dizaynı

PSPICE kimi bir virtual dövrə qurma proqramında bir dövrə dizaynı, həqiqi analog dövrə istehsalına keçməzdən əvvəl səhvləri tutmaq və planları möhkəmləndirməkdə çox faydalı ola bilər. Bu nöqtədə, hər şeyin plana uyğun hərəkət etməsini təmin etmək üçün dövrənin AC süpürgələrini çəkə bilərsiniz.

Addım 6: Tam Dövrə qurun

Dövrə istədiyiniz şəkildə qurula bilər, ancaq bu iş üçün bir çörək taxtası seçildi.

Çörək taxtasına montaj etmək tövsiyə olunur, çünki lehimdən daha asandır, lakin lehimləmə daha çox dayanıqlıq verəcəkdir. Güc mənbəyinə paralel olaraq 0,1 microFarad bypass kondansatörünün yerə yerləşdirilməsi də tövsiyə olunur, çünki bu daimi gücdən istənməyən sapmaları aradan qaldırmağa kömək edir.

Addım 7: LabVIEW İstifadəçi Arayüzü

LabVIEW istifadəçi interfeysi analoq siqnallardan istifadəçinin şərh etməsi asan olan EKQ siqnalının vizual və rəqəmsal təsvirlərinə çevrilmə vasitəsidir. Siqnalın analoqdan rəqəmsala çevrilməsi üçün DAQ lövhəsi istifadə olunur və məlumatlar LabVIEW -a idxal olunur.

Proqram, məlumatların işlənməsinə və interfeys yaradılmasına kömək edən obyekt əsaslı bir proqramdır. Məlumatlar əvvəlcə vizual olaraq qrafiklə təmsil olunur və sonra ürək döyüntüsünün tezliyini təyin etmək üçün qrafikin yanında göstərilə bilmək üçün bəzi siqnal işlənməsi aparılır.

Ürək döyüntüsünün tezliyini təyin etmək üçün ürək döyüntülərini aşkar etmək lazımdır. Bu, Lab VIEW -in pik aşkarlama obyekti ilə həyata keçirilə bilər. Obyekt, alınan məlumatlar sırasındakı zirvələrin indekslərini çıxardır, daha sonra ürək atışları arasında keçən vaxtı təyin etmək üçün hesablamalarda istifadə edilə bilər.

LabVIEW təfərrüatları tamamilə fərqli bir təlimat ola biləcəyi üçün detalları başqa bir mənbəyə buraxacağıq. Proqramın dəqiq işini yuxarıda göstərilən blok diaqramda görmək olar.

Addım 8: LabVIEW Son İstifadəçi Arayüzü

Son istifadəçi interfeysi gücləndirilmiş, süzülmüş, çevrilmiş və işlənmiş siqnalı, dəqiqədə atışlarla ürək tezliyinin oxunmasını göstərir.