Ufuatiliaji wa Kiwango cha ECG na Moyo: Hatua 6

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

Electrocardiogram, pia inaitwa ECG, ni mtihani ambao hugundua na kurekodi shughuli za umeme za moyo wa binadamu. Inagundua mapigo ya moyo na nguvu na muda wa msukumo wa umeme unaopita kila sehemu ya moyo, ambayo inaweza kutambua shida za moyo kama vile mshtuko wa moyo na arrhythmia. ECG katika hospitali zinajumuisha elektroni kumi na mbili kwa ngozi kwenye kifua, mikono na miguu. Katika hali hii isiyoweza kusumbuliwa, tunatumia elektroni tatu tu, moja kwa kila mkono kama tovuti mbili za kurekodi na moja kwa kifundo cha mguu wa kulia kama ardhi. Ni muhimu kutambua kwamba 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.

Ili kupata na kuchambua ishara ya ECG ya kibinadamu, tunahitaji kifaa cha kuongeza sauti ambacho huongeza ishara ya kuingiza na 1000, kichujio cha notch ambacho huondoa kelele za sasa zinazobadilika (60 Hz) na kichujio cha chini ambacho huchuja kelele zingine juu ya 250 Hz. Kukatwa kwa 250Hz hutumiwa kwa sababu masafa ya ECG ya binadamu ni kati ya 0-250Hz

Hatua ya 1: Vifaa

Kazi jenereta, Ugavi wa umeme, Oscilloscope, Breadboard.

Resistors: 1k - 500k ohm

Capacitors: 20 - 100 nF

Amplifier ya kazi x5 (UA741)

Hatua ya 2: Jenga Amplifier ya Ala

Akizungumzia mzunguko na equations ya amplifier ya vifaa. Kwanza tunahitaji kuhesabu maadili sahihi ya kupinga. Kwa kuwa amplifier ya vifaa ina hatua 2 kuna faida mbili tofauti, k1 na k2. Kwa kuwa tunahitaji faida ya 1000, k1 kuzidisha kwa k2 inapaswa kuwa sawa na elfu. Katika mafunzo haya tulitumia maadili yafuatayo, jisikie huru kubadilisha maadili haya ikiwa hauna vipinga anuwai.

R1 = 1000Ω, R2 = 15000Ω kwa hivyo, K1 = 1 + (2 * 15000) / 1000 = 31R3 = 1000Ω, R4 = 32000 kutoka hapo, K2 = 32000/1000 = 32

Sasa kwa kuwa unajua ni nini maadili ya kupinga unayohitaji, endelea na ufanye mzunguko.

Ili kujaribu amplifier ya vifaa, unaweza kutumia jenereta ya kazi kutengeneza wimbi la sine na amplitude inayojulikana, kuiunganisha na pembejeo ya mzunguko na unganisha pato la kipaza sauti kwa oscilloscope, unapaswa kuona wimbi la sine na amplitude kubwa mara 1000 kuliko wimbi la pembejeo ya sine

Hatua ya 3: Jenga Kichujio cha Notch

Sawa na kipaza sauti cha vifaa, rejelea mzunguko na hesabu kupata maadili ya sehemu inayofaa. Tunajua kuwa katika kichujio hiki cha notch, tunahitaji kukata masafa ya 60Hz kwa hivyo f0 ni 60Hz, pia tutatumia sababu ya ubora wa 8 ambayo itatupa usahihi mzuri. Kutumia maadili haya sasa tunaweza kupata maadili ya sehemu inayofaa:

C = 100 nF, Q = 8, w0 = 2ℼf = 2 * pi * 60 = 120pi

R1 = 1 / (2 * 8 * 120 * pi * 100 * 10 ^ -9) = 1658Ω

R2 = (2 * 8) / (120 * pi * 100 * 10 ^ -9) = 424kΩ

R3 = (1658 * 424000) / (1658 + 424000) = 1651Ω

Sasa kwa kuwa unajua maadili ya vifaa ambavyo unahitaji kwenda mbele na kujenga mzunguko. Sio kwamba unaweza kutumia vipinga kwa sambamba au mfululizo ili kupata maadili karibu iwezekanavyo kwa maadili yanayohitajika.

Ili kujaribu kichujio cha notch, unaweza kufanya kufagia kwa masafa. Ingiza wimbi la sine na amplitude ya 0.5V na ubadilishe masafa. Angalia jinsi ukubwa wa pato ambalo limeunganishwa na oscilloscope hubadilika wakati unakaribia 60Hz. Kwa mfano wakati mzunguko uko chini ya 50 au zaidi ya 70 unapaswa kuona ishara ya pato sawa na pembejeo lakini unakaribia zaidi kwa 60Hz amplitude inapaswa kupungua. Ikiwa hii haitatokea angalia mzunguko wako na uhakikishe kuwa umetumia maadili sahihi ya kontena.

Hatua ya 4: Jenga Kichujio cha Pili cha Butterworth

Aina ya kichujio cha chini ambacho tumetumia ni agizo la pili la kazi. Kichungi hiki kinatumika kwa sababu kinatupa usahihi wa kutosha na ingawa inahitaji nguvu lakini utendaji ni bora. Kichungi kimeundwa kukata masafa zaidi ya 250 Hz. Hii ni kwa sababu ishara ya ECG ina sehemu tofauti ya masafa ambayo ni kati ya sifuri na 250 Hz na ishara yoyote iliyo na masafa ya juu ya 250 Hz itazingatiwa kama kelele. Picha ya kwanza inaonyesha muundo wa kichujio cha chini na maadili yote sahihi ya kontena (Kumbuka kuwa R7 inapaswa kuwa 25632Ω badala ya 4kΩ). Picha ya pili ni pamoja na hesabu zote ambazo unaweza kutumia kuhesabu maadili ya sehemu mwenyewe.

Ili kujaribu Kichujio cha chini, tumia jenereta ya kazi kutengeneza wimbi la sine na amplitude ya 0.5V. Wakati wa kuingiza masafa chini ya 250Hz, unapaswa kuona pato sawa na pembejeo lakini kubwa unayopata baada ya 250Hz pato linapaswa kuwa dogo na mwishowe liwe karibu kabisa na sifuri.

Hatua ya 5: Weka yote pamoja

Baada ya kumaliza kujenga hatua tatu, ziweke pamoja kwa kuweka kipaza sauti cha vifaa, ikifuatiwa na kichujio cha notch, na kisha chujio cha chini. Mzunguko wako unapaswa kuonekana sawa na picha hii.

Hatua ya 6: Kupima Mzunguko Mzima

Kutumia jenereta ya kazi, ingiza ishara holela ya ECG na saizi isiyo kubwa kuliko 15mV kwa pembejeo ya kipaza sauti cha vifaa. Unganisha pato la kichujio cha kupita cha chini kwenye oscilloscope. Unapaswa kupata pato sawa na picha hii. Ishara ya kijani ni pato la bodi na ishara ya manjano ni ishara ya kuingiza kwenye mzunguko. Unaweza pia kupima kiwango cha moyo kwa kupata masafa kwa kutumia oscilloscope na kuzidisha idadi hiyo kwa 60.

Kumbuka kuwa ikiwa ungependa kupima ishara yako mwenyewe ya ECG unaweza kufanya hivyo kwa kuunganisha pembejeo mbili za kipaza sauti kwa kila moja ya mikono yako kwa kutumia elektroni na kutuliza mguu wako. Endelea katikati tu kabla ya kufanya hivyo hakikisha uunganisho wa mzunguko na chombo unatumia mbinu sahihi za kujitenga.