EKQ və Nəbz Rəqəmsal Monitor: 7 Adım (Şəkillərlə birlikdə)

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

Elektrokardioqram və ya EKQ ürək sağlamlığını ölçmək və analiz etmək üçün çox köhnə bir üsuldur. EKQ -dən oxunan siqnal sağlam ürək və ya bir sıra problemləri göstərə bilər. Etibarlı və dəqiq bir dizayn vacibdir, çünki EKQ siqnalı deformasiya edilmiş dalğa formasını və ya ürək döyüntüsünü səhv göstərirsə, bir insana səhv diaqnoz qoyula bilər. Məqsəd, EKQ siqnalını əldə edə, gücləndirə və süzə bilən bir EKQ dövrəsi dizayn etməkdir. Daha sonra, EKQ siqnalının BPM-də real vaxt qrafiki və ürək döyüntüsü yaratmaq üçün bu siqnalı A/D çeviricisi vasitəsi ilə Labview-a çevirin. Çıxış dalğası bu görüntüyə bənzəməlidir.

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: Dövrün dizaynı

Dövrə bir EKQ siqnalını əldə edə və gücləndirə bilməlidir. Bunu etmək üçün üç aktiv filtri birləşdirəcəyik; Alət Gücləndiricisi, İkinci Sifariş Butterworth Low-Pass filtri və Çentik Filtri. Bu sxemlərin dizaynını şəkillərdən görmək olar. Onları tək -tək gəzəcəyik, sonra tam dövrəni tamamlamaq üçün bir araya gətirəcəyik.

Addım 2: Alət Gücləndiricisi

Yaxşı bir siqnal əldə etmək üçün cihaz gücləndiricisinin qazancı 1000 V/V olmalıdır. Alət gücləndiricisi vasitəsilə gücləndirmə iki mərhələdə baş verir. Birinci mərhələ soldakı iki op amperdən və R1 və R2 müqavimətindən, ikinci gücləndirmə mərhələsi isə sağdakı op ampdən və R3 və R4 rezistorlarından ibarətdir. Mərhələ 1 və mərhələ 2 üçün qazanc (gücləndirmə) (1) və (2) tənliklərində verilir.

Mərhələ 1 Qazanc: K1 = 1 + (2R2/R1) (1)

Mərhələ 2 Qazanc: K2 = R4/R3 (2)

Dövrlərdəki qazancla bağlı vacib bir qeyd, çarpımdır; məs. Şəkil 2 -də ümumi dövrənin qazancı K1*K2 -dir. Bu tənliklər sxemdə göstərilən dəyərləri verir. Bu filtr üçün lazım olan materiallar üç LM741 op amper, üç 1k ohm rezistor, iki 24.7 kohm rezistor və iki 20 kohm rezistordur.

Addım 3: Çentik Filtri

Növbəti mərhələ 60 Hz -də səs -küyü kəsmək üçün bir çentik filtridir. Elektrik xətti müdaxiləsi səbəbindən 60 Hz -də çoxlu əlavə səs -küy olduğu üçün bu tezliyi kəsmək lazımdır, ancaq EKQ siqnalından əhəmiyyətli bir şey çıxarmayacaq. Dövrdə istifadə olunan komponentlərin dəyərləri süzülmək istədiyiniz tezliyə əsaslanır, bu halda 60 Hz (377 rad/s). Komponent tənlikləri aşağıdakı kimidir

R1 = 1/ (6032*C)

R2 = 16 / (377*C)

R3 = (R1R2)/ (R1 + R2)

Bunun üçün lazım olan materiallar bir LM741 op amp, 1658 ohm, 424.4 kohm və 1651 ohm üç rezistor və ikisi 100 nF -də və biri 200 nF -də 3 kondansatör idi.

Addım 4: Aşağı keçid filtri

Son mərhələ, 250 Hz kəsmə tezliyi olan İkinci Sifariş Butterworth Low-pass filtridir. EKQ siqnalı yalnız maksimum 250 Hz aralığında olduğu üçün bu kəsilmə tezliyi. Filtrdəki komponentlərin dəyərləri üçün tənliklər aşağıdakı tənliklərdə təyin olunur:

R1 = 2/ (1571 (1.4C2 + çeşid (1.4^2 * C2^2 - 4C1C2))))

R2 = 1 / (1571*C1*C2*R1)

C1 <(C2 *1.4^2) / 4

Bu filtr üçün lazım olan materiallar bir LM741 op amp, 15.3 kohm və 25.6 kohm iki rezistor və 47 nF və 22 nF iki kondansatör idi.

Hər üç mərhələ dizayn edildikdən və qurulduqdan sonra, son dövrə fotoşəkilə bənzəməlidir.

Addım 5: Dövrəni yoxlayın

Dövrə qurulduqdan sonra, düzgün işlədiyini yoxlamaq üçün test edilməlidir. Gərginlik generatorundan 1 Hz -də ürək giriş siqnalı istifadə edərək hər filtrdə bir AC süpürgəsi işə salınmalıdır. DB -də böyüklüyün cavabı şəkillərə bənzəməlidir. AC süpürgəsinin nəticələri doğru olarsa, dövrə bitmiş və istifadəyə hazırdır. Cavablar düzgün deyilsə, dövrə düzəldilməlidir. Hər şeyin yaxşı bir əlaqəyə malik olmasını təmin etmək üçün bütün əlaqələri və güc girişlərini yoxlayaraq başlayın. Bu problemi həll etmirsə, çıxışın olması lazım olan yerə qədər müqavimət və kondansatörlərin dəyərlərini tənzimləmək üçün filtrlərin komponentlərinin tənliklərindən istifadə edin.

Addım 6: Labview -da VUI qurmaq

Labview, istifadəçinin VUI və ya virtual istifadəçi interfeysi dizayn etməsinə imkan verən rəqəmsal məlumat toplama proqramdır. DAQ lövhəsi, EKQ siqnalını Labview -a çevirə və ötürə bilən A/D çeviricisidir. Bu proqramdan istifadə edərək, EKQ siqnalı, siqnalı aydın şəkildə oxumaq və sonra siqnalı BPM -də ürək döyüntüsünə çevirmək üçün amplituda və zaman qrafiki üzərində qurula bilər. Bunun üçün lazım olan ilk şey, məlumatları əldə edən və kompüterdəki Labview -a göndərmək üçün rəqəmsal bir siqnala çevirən DAQ lövhəsidir. Labview dizaynına əlavə edilməli olan ilk şey DAQ lövhəsindən siqnal alan və nümunə götürmə parametrlərini təyin edən DAQ köməkçisi idi. Növbəti addım, EKQ dalğa formasını göstərən EKQ siqnalını çəkən VUI dizaynındakı DAQ köməkçisinin çıxışına dalğa şəkli qrafiki bağlamaqdır. Dalğa şəkli qrafiki tamamlandıqdan sonra, ürək dərəcəsinin ədədi çıxışı üçün məlumatların da çevrilməsi lazımdır. Bu hesablamanın ilk addımı, max/min elementini VUI -də DAQ məlumatlarının çıxışına bağlayaraq EKQ məlumatlarının maksimumunu tapmaq və sonra bunu pik aşkarlama adlı başqa bir elementə və onu tapacaq bir elementə çıxarmaq idi. dt adlanan zaman dəyişikliyi. Pik aşkarlama elementi, maksimum dəyərin 80% -ni tapmaq üçün maksimum min elementdən maksimum götürülüb və.8 ilə vurularaq hesablanan max/min həddinə də ehtiyac duydu, sonra pik aşkarlama elementinə daxil edildi. Bu eşik, zirvənin aşkarlama elementinin R dalğasının maksimumunu və siqnalın digər zirvələrini görməməzlikdən gəldikdə maksimumun meydana gəldiyi yeri tapmasına imkan verdi. Zirvələrin yerləri daha sonra VUI -nin yanına əlavə edilmiş bir indeks array elementinə göndərildi. İndeks array elementi 0 -dan başlayaraq indeksdə və sonra indeksi 1 -dən başlayaraq dizidə saxlamaq üçün qurulmuşdu. Sonra, bu rəqəmə uyğun gələn iki pik yerin fərqini tapmaq üçün bir -birindən çıxarıldı. hər zirvə arasındakı nöqtələr. Hər bir nöqtə arasındakı vaxt fərqi ilə vurulan xalların sayı, hər vuruşun baş vermə müddətini təmin edir. Bu, dt elementinin çıxışı və iki serialın çıxarılmasının çıxışı ilə çoxaldıldı. Bu rəqəm daha sonra dəqiqədə vuruşları tapmaq üçün 60 -a bölündü və sonra VUI -də rəqəmsal bir göstərici elementi istifadə edərək çıxarıldı. Labview -da VUI dizaynının qurulması Şəkildə göstərilmişdir.

Addım 7: Hamısını bir araya gətirin

VUI Labview -da bitdikdən sonra, son addım dövrəni DAQ lövhəsinə bağlamaqdır, buna görə siqnal dövrə boyunca, lövhəyə, sonra isə Labview -a keçir. Hər şey düzgün işləyirsə, 1 Hz siqnalı şəkildə göstərilən dalğa formasını və dəqiqədə 60 vuruş ürək döyüntüsünü yaratmalıdır. İndi işləyən bir EKQ və Nəbz Rəqəmsal Monitorunuz var.