EKQ və Nəbz Rəqəmsal Monitoru necə qurmaq olar: 6 addım

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

Elektrokardioqram (EKQ), ürəyin nə qədər sürətlə döyündüyünü və ritmini göstərmək üçün ürək döyüntüsünün elektrik fəaliyyətini ölçür. Ürək əzələlərinin hər vuruşda qan çıxarmasını təmin etmək üçün ürəkdən keçən bir dalğa olaraq da bilinən bir elektrik impulsu var. Sağ və sol atriya ilk P dalğasını, sağ və sol alt ventriküllər isə QRS kompleksini yaradır. Son T dalğası elektrik bərpasından istirahət vəziyyətinə keçir. Həkimlər ürək xəstəliklərinin diaqnozu üçün EKQ siqnallarından istifadə edirlər, buna görə də aydın görüntülər əldə etmək vacibdir.

Bu təlimatın məqsədi, bir dövrə içərisində bir alət gücləndiricisi, çentik filtri və aşağı keçid filtrini birləşdirərək elektrokardioqram (EKQ) siqnalı əldə etmək və süzməkdir. Sonra siqnallar BPM-də real vaxt qrafiki və ürək döyüntüsü yaratmaq üçün A/D çeviricisindən LabView-ə keçəcək.

"Bu tibbi bir cihaz deyil. Bu, yalnız simulyasiya edilmiş siqnallardan istifadə etməklə təhsil məqsədlidir. Bu dövrəni real EKQ ölçmələri üçün istifadə edirsinizsə, zəhmət olmasa dövrənin və dövrə-cihaz əlaqələrinin düzgün izolyasiya üsullarından istifadə etdiyinə əmin olun."

Addım 1: Alət Gücləndiricisi dizayn edin

Bir alət gücləndiricisi qurmaq üçün 3 op amperə və 4 fərqli rezistora ehtiyacımız var. Bir alət gücləndiricisi çıxış dalğasının qazancını artırır. Bu dizayn üçün yaxşı bir siqnal əldə etmək üçün 1000V qazanmağı hədəflədik. K1 və K2 -nin qazanc olduğu uyğun müqavimətçiləri hesablamaq üçün aşağıdakı tənliklərdən istifadə edin.

Mərhələ 1: K1 = 1 + (2R2/R1)

Mərhələ 2: K2 = -(R4/R3)

Bu dizayn üçün R1 = 20.02Ω, R2 = R4 = 10kΩ, R3 = 10Ω istifadə edilmişdir.

Addım 2: Çentik filtri dizayn edin

İkincisi, bir op amp, rezistorlar və kondansatörlərdən istifadə edərək bir çentik filtri qurmalıyıq. Bu komponentin məqsədi 60 Hz -də səs -küyü süzməkdir. Tam olaraq 60 Hz -də süzmək istəyirik, buna görə də bu tezliyin altında və üstündəki hər şey keçəcək, ancaq dalğa formasının amplitudası 60 Hz -də ən aşağı olacaq. Filtrin parametrlərini təyin etmək üçün 1 qazanc və 8 keyfiyyət əmsalından istifadə etdik. Müvafiq müqavimət dəyərlərini hesablamaq üçün aşağıdakı tənliklərdən istifadə edin. Q keyfiyyət faktorudur, w = 2*pi*f, f - mərkəz tezliyi (Hz), B - bant genişliyi (rad/saniyə), wc1 və wc2 - kəsilmə tezlikləri (rad/san).

R1 = 1/(2QwC)

R2 = 2Q/(wC)

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

Q = B/B

B = wc2 - wc1

Addım 3: Aşağı keçid filtri hazırlayın

Bu komponentin məqsədi, müəyyən bir kəsmə tezliyindən (wc) yuxarı olan tezlikləri süzməkdir, əslində onların keçməsinə icazə vermir. EKQ siqnalını ölçmək üçün istifadə olunan orta tezliyə (150 Hz) çox yaxınlaşmamaq üçün 250 Hz tezliyində süzgəcdən keçirmək qərarına gəldik. Bu komponent üçün istifadə edəcəyimiz dəyərləri hesablamaq üçün aşağıdakı tənliklərdən istifadə edəcəyik:

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

C2 = 10/kəsilmə tezliyi (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)

Qazancı 1 olaraq təyin edəcəyik, buna görə R3 açıq dövrə (rezistor yoxdur) və R4 qısa dövrə (sadəcə bir tel) halına gəlir.

Addım 4: Dövrəni yoxlayın

Filtrin səmərəliliyini müəyyən etmək üçün hər bir komponent üçün AC süpürgəsi aparılır. AC süpürgəsi, müxtəlif tezliklərdə komponentin böyüklüyünü ölçür. Komponentdən asılı olaraq fərqli formalar görməyi gözləyirsiniz. AC süpürgəsinin əhəmiyyəti, dövrənin düzgün qurulduğundan əmin olmaqdır. Bu testi laboratoriyada yerinə yetirmək üçün sadəcə Vout/Vin -ni bir sıra tezliklərdə qeyd edin. Alət gücləndiricisi üçün geniş diapazon əldə etmək üçün 50 ilə 1000 Hz arasında sınaqdan keçirdik. Çentik filtri üçün, komponentin 60 Hz ətrafında necə reaksiya verdiyini bilmək üçün 10 ilə 90 Hz arasında sınaqdan keçirdik. Aşağı keçid filtri üçün, dövrənin keçməli olduğu zaman və dayanması lazım olduğu zaman dövrənin necə reaksiya verdiyini anlamaq üçün 50 ilə 500 Hz aralığında test etdik.

Addım 5: LabView -də EKQ Dövrü

Sonra LabView -də A/D çeviricisi vasitəsi ilə EKQ siqnalını simulyasiya edən və sonra siqnalı kompüterdə quran bir blok diaqram yaratmaq istəyirsiniz. DAQ lövhəsi siqnalımızın parametrlərini, gözlədiyimiz orta ürək dərəcəsini təyin edərək başladıq; dəqiqədə 60 vuruş seçdik. Sonra 1kHz tezliyindən istifadə edərək dalğa formasında 2-3 EKQ zirvəsi əldə etmək üçün təxminən 3 saniyə göstərməyimiz lazım olduğunu müəyyən edə bildik. Kifayət qədər EKQ zirvələrini tutduğumuzdan əmin olmaq üçün 4 saniyə göstərdik. Blok diaqramı gələn siqnalı oxuyacaq və tam ürək döyüntüsünün nə qədər tez -tez baş verdiyini təyin etmək üçün pik aşkarlamadan istifadə edəcək.

Addım 6: EKQ və Nəbz

Blok diaqramdakı kodu istifadə edərək, dalğa forması qutusunda EKQ görünəcək və yanında dəqiqədə vuruşlar göstəriləcək. İndi işləyən ürək dərəcəsi monitorunuz var! Özünüzə daha çox meydan oxumaq üçün, dövrə və elektrodlarınızı istifadə edərək real vaxt nəbzinizi göstərin!