Mzunguko wa Ukusanyaji wa ECG: Hatua 5

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:54

ILANI: Hii sio kifaa cha matibabu. Hii ni kwa madhumuni ya kielimu tu kwa kutumia ishara zilizoigwa. Ikiwa unatumia mzunguko huu kwa vipimo halisi vya ECG, tafadhali hakikisha mzunguko na unganisho la mzunguko-kwa-chombo zinatumia mbinu sahihi za kujitenga

Labda kipimo cha kisaikolojia kilichoenea zaidi katika tasnia ya huduma ya afya ya leo ni Electrocardiogram (ECG / EKG). Ni ngumu kutembea kupitia hospitali au chumba cha dharura bila kusikia "beep" ya jadi ya mfuatiliaji wa kiwango cha moyo au kuona umbo la mawimbi la ECG likizunguka kwenye skrini kwenye chumba cha mgonjwa. Lakini, ni nini kipimo hiki ambacho kimehusishwa sana na huduma ya kisasa ya afya?

Electrocardiogram mara nyingi hukosewa kwa kurekodi shughuli za mwili, hata hivyo, kama jina linavyosema ni kweli kurekodi shughuli za umeme, kupungua kwa nguvu na urekebishaji wa misuli ya moyo. Kwa kuchanganua umbo la wimbi lililorekodiwa, waganga wanaweza kupata ufahamu juu ya tabia ya mfumo wa umeme wa moyo. Baadhi ya uchunguzi wa kawaida uliotengenezwa kutoka kwa data ya ECG ni pamoja na: infarction ya myocardial, embolism ya mapafu, arrhythmias, na vizuizi vya AV.

Agizo linalofuata litaelezea mchakato na kanuni zinazotumiwa kujenga mzunguko wa msingi wa umeme ambao una uwezo wa kukusanya ECG na matumizi ya elektroni rahisi za uso kama inavyofanyika hospitalini.

Hatua ya 1: Buni Amplifier ya Ala

Kipengele cha kwanza cha mzunguko kinachohitajika kurekodi ishara ya ECG ni kipaza sauti cha vifaa. Amplifier hii ina athari mbili.

1. Inaunda bafa ya elektroniki kati ya elektroni za kurekodi na mzunguko wote. Hii inapunguza mchoro wa sasa unaohitajika kutoka kwa elektroni hadi sifuri. Kuruhusu ukusanyaji wa ishara na upotoshaji mdogo sana unaosababishwa na impedance ya pembejeo.

2. Inakua tofauti kwa ishara iliyorekodiwa. Hiyo inamaanisha kuwa ishara yoyote ya kawaida katika elektroni zote mbili haitaongezwa, wakati tofauti (sehemu muhimu) zitakuwa.

Kwa kawaida rekodi za elektroni za uso kwa ECG zitakuwa katika anuwai ya milliVolt. Kwa hivyo, kupata ishara hii katika anuwai tunaweza kufanya kazi na ukuzaji (K) wa 1000 V / V itakuwa sahihi.

Hesabu zinazosimamia amplifier zilizoonyeshwa hapo juu ni:

K1 = 1 + 2 * R2 / R1, hii ni faida ya hatua ya 1

K2 = - R4 / R3, hii ndio faida ya hatua ya 2

Kumbuka kuwa kwa kweli, K1 na K2 zinapaswa kuwa sawa sawa na kufikia ukuzaji unaohitajika K1 * K2 = 1000

Maadili ya mwisho yaliyotumika katika mzunguko wetu yalikuwa….

R1 = 6.5 kOhm

R2 = 100 kOhm

R3 = 3.17 kOhm

R4 = 100 kOhm

Hatua ya 2: Kubuni Kichujio cha Notch

Inawezekana katika ulimwengu wa kisasa kuwa mkusanyiko wa ECG utafanywa karibu na vifaa vingine vya elektroniki, au hata katika jengo ambalo linapewa umeme kutoka kwa umeme wa ndani. Kwa bahati mbaya, hali ya nguvu-juu na ya kusisimua ya nguvu iliyotolewa inamaanisha itazalisha kiwango kikubwa cha "kelele" ya umeme kwa karibu vifaa vyovyote vilivyo karibu nayo; hii ni pamoja na waya na vitu vya mzunguko kutumika kujenga mzunguko wetu wa ukusanyaji wa ECG.

Ili kupambana na hii, ishara yoyote iliyo na masafa sawa na kelele inayotokana na usambazaji wa umeme wa ndani (inayoitwa mains hum) inaweza kuchujwa nje na kutolewa kimsingi. Nchini Merika, gridi ya umeme hutoa 110-120V na masafa ya 60 Hz. Kwa hivyo, tunahitaji kuchuja sehemu yoyote ya ishara na masafa ya 60 Hz. Kwa bahati nzuri, hii imefanywa mara nyingi hapo awali na inahitaji tu muundo wa kichujio cha notch (picha hapo juu).

Usawa unaosimamia kichujio hiki ni….

R1 = 1 / (2 * Q * w * C)

R2 = (2 * Q) / (w * C)

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

Q = w / B

ambapo wc2 ni frequency ya juu ya cutoff, w2 frequency cutoff ya chini, w frequency ya cutoff katika rad / sec, na Q sababu ya ubora

Kumbuka kuwa C ni thamani ambayo inaweza kuchaguliwa kwa hiari. Thamani zifuatazo zilizotumiwa katika mzunguko wetu zilikuwa:

R1 = 1.65 kOhm

R2 = 424.5 kOhm

Swali = 8

w = 120 * pi rad / sec

Hatua ya 3: Kichujio cha Pass-Pass

Ishara za ECG zina mzunguko wa karibu 0 - 150Hz. Ili kuzuia kelele zaidi kutoka kwa kushikamana na ishara kutoka kwa vitu vyenye masafa ya juu kuliko safu hii, amri ya pili ya kupitisha chujio cha chini cha ButterWorth na cutoff ya 150Hz ilitekelezwa ili kuruhusu tu ishara ya ECG kupita kwenye mzunguko. Badala ya kuchagua mara moja thamani ya capacitor inayopatikana kwa urahisi, kama vifaa vya awali, thamani ya kwanza ya capacitor, C2, ilichaguliwa kulingana na fomula inayopatikana hapo chini. Kutoka kwa thamani hiyo, maadili mengine yote ya sehemu yanaweza kuhesabiwa na kisha kuongezwa kwenye mzunguko wakati wa kuweka faida tena kwa 1V / V.

C2 -10 / fc uf, ambapo fc ni masafa ya cutoff (150 Hz kwa kesi hii).

Kisha, maadili yaliyosalia yanaweza kuhesabiwa kama inavyoonyeshwa kwenye jedwali iliyojumuishwa kama picha ya pili katika hatua hii.

Thamani za mwisho zilizowekwa kuwekwa kwenye skimu hapo juu ni:

C2 = 66 nF

C1 = 33 nF

R1 = 22.47 kOhm

R2 = 22.56 kOhm

Hatua ya 4: Maandalizi ya LabVIEW

Vifaa pekee vinavyohitajika kwa sehemu hii ya mkusanyiko wa ECG ni kompyuta ya Windows iliyo na nakala ya 64-bit ya LabVIEW na Bodi ya Hali ya Ishara ya Vyombo vya Kitaifa () na moduli moja ya kuingiza. Mchoro wa kuzuia kazi ndani ya LabVIEW unapaswa kujengwa kwa njia ifuatayo. Anza kwa kufungua Mchoro wazi wa Kizuizi cha Kazi.

Ingiza kizuizi cha Msaidizi wa DAQ na urekebishe mipangilio kuwa yafuatayo:

Upimaji: Analog → Voltage

Njia: RSE

Sampuli: Sampuli inayoendelea

Sampuli Zilizokusanywa: 2500

Kiwango cha Sampuli: 1000 / sec

Pato umbizo la mawimbi lililokusanywa kwa grafu ya umbo la wimbi. Kwa kuongeza, hesabu thamani ya juu ya data ya sasa ya wimbi. Ongeza thamani ya juu ya wimbi kwa thamani kama vile.8 kuunda kizingiti cha kugundua kilele, thamani hii inaweza kubadilishwa kulingana na kiwango cha kelele ndani ya ishara. Lisha katika bidhaa ya hatua ya awali kama kizingiti na safu mbichi ya voltage kama data ya kazi ya "Utambuzi wa Kilele". Ifuatayo, chukua pato la "Mahali" la safu ya kugundua kilele na uondoe maadili ya kwanza na ya pili. Hii inawakilisha tofauti katika viwango vya faharisi ya vilele viwili katika safu ya kwanza. Hii inaweza kubadilishwa kuwa tofauti ya wakati kwa kugawanya thamani na kiwango cha sampuli, kwa mfano kesi hii ni 1000 / sec. Mwishowe, chukua ubadilishaji wa thamani hii (kutoa Hz) na uzidishe kwa 60 kupata kiwango cha moyo kwa beats kwa dakika BPM. Mchoro wa mwisho wa hii unapaswa kufanana na picha ya kichwa cha hatua hii.

Hatua ya 5: Ujumuishaji wa Mfumo Kamili

Sasa kwa kuwa vifaa vyote vimejengwa kibinafsi, ni wakati wa kuweka maduka pamoja. Hii inaweza kufanywa kwa kuweka wiring pato la sehemu moja kwa pembejeo ya sehemu ifuatayo. Hatua hizo zinapaswa kushonwa kwa mpangilio ule ule ambazo zinaonekana katika hii inayoweza kufundishwa. Kwa hatua ya mwisho, kichujio cha ButterWorth, pembejeo yake inapaswa kushikamana na moja ya risasi mbili kwenye moduli ya pembejeo ya bodi ya hali ya ishara. Mwongozo mwingine kutoka kwa moduli hii unapaswa kushikamana na nyaya za kawaida.

Kwa kipaza sauti cha vifaa, miongozo yake miwili inapaswa kila kushikamana na elektroni ya ECG / EKG. Hii inafanywa kwa urahisi na matumizi ya klipu mbili za alligator. Kisha, weka elektroni moja kwenye kila mkono. Hakikisha sehemu zote za mzunguko zimeunganishwa na kwamba LabVIEW VI inaendesha na mfumo unapaswa kutoa grafu ya umbo la mawimbi kwenye dirisha la LabVIEW.

Pato linapaswa kuonekana sawa na picha ya pili iliyotolewa katika hatua hii. Ikiwa haifanani, maadili ya mzunguko wako yanaweza kuhitaji kurekebishwa. Maswala moja ya kawaida ni kwamba kichujio cha notch hakitazingatia moja kwa moja kwa 60 Hz na inaweza kuwa kidogo hadi juu / chini. Hii inaweza kupimwa kwa kuunda njama ya bode ya kichungi. Kwa kweli, kichujio cha notch kitakuwa na upunguzaji wa dB 20 kwa 60 Hz. Inaweza pia kuwa muhimu kuangalia kuwa nguvu yako ya ndani hutolewa kwa 60 Hz. Sio kawaida kwa maeneo mengine kuwa na vifaa vya AC Hz 50, hii itahitaji kuangazia kichungi cha notch karibu na thamani hii.