Jinsi ya Kuunda ECG na Monitor ya Kiwango cha Moyo: 6 Hatua

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

Electrocardiogram (ECG) hupima shughuli za umeme za mapigo ya moyo kuonyesha jinsi moyo unavyopiga kwa kasi na mdundo wake. Kuna msukumo wa umeme, unaojulikana pia kama wimbi, ambao husafiri kupitia moyo kufanya misuli ya moyo kusukuma damu kwa kila kipigo. Atria ya kulia na kushoto huunda wimbi la kwanza la P, na ventrikali za kulia na kushoto chini hufanya QRS kuwa ngumu. Wimbi la mwisho la T ni kutoka kwa ahueni ya umeme hadi hali ya kupumzika. Madaktari hutumia ishara za ECG kugundua hali ya moyo, kwa hivyo ni muhimu kupata picha wazi.

Lengo la kufundisha hii ni kupata na kuchuja ishara ya elektrokardiogram (ECG) kwa kuchanganya kipaza sauti cha vifaa, kichungi cha notch, na kichujio cha kupitisha chini kwenye mzunguko. Kisha ishara zitapitia kibadilishaji cha A / D kwenye LabView ili kutoa grafu ya wakati halisi na mapigo ya moyo katika BPM.

"Hiki 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 kifaa-kifaa kinatumia mbinu sahihi za kujitenga."

Hatua ya 1: Buni Amplifier ya Ala

Ili kujenga kipaza sauti cha vifaa, tunahitaji opps 3 na vipinga 4 tofauti. Amplifier ya vifaa huongeza faida ya wimbi la pato. Kwa muundo huu, tulilenga kupata faida ya 1000V kupata ishara nzuri. Tumia hesabu zifuatazo kuhesabu vipinga sahihi ambapo K1 na K2 ndio faida.

Hatua ya 1: K1 = 1 + (2R2 / R1)

Hatua ya 2: K2 = - (R4 / R3)

Kwa muundo huu, R1 = 20.02Ω, R2 = R4 = 10kΩ, R3 = 10Ω zilitumika.

Hatua ya 2: Tengeneza Kichujio cha Notch

Pili, lazima tuunde kichujio cha notch kwa kutumia op amp, resistors, na capacitors. Madhumuni ya sehemu hii ni kuchuja kelele saa 60 Hz. Tunataka kuchuja haswa saa 60 Hz, kwa hivyo kila kitu chini na juu ya mzunguko huu kitapita, lakini ukubwa wa muundo wa wimbi utakuwa chini kabisa kwa 60 Hz. Kuamua vigezo vya kichujio, tulitumia faida ya 1 na sababu ya ubora wa 8. Tumia hesabu zilizo hapa chini kuhesabu maadili yanayofaa ya kupinga. Q ni sababu ya ubora, w = 2 * pi * f, f ni masafa ya katikati (Hz), B ni upelekaji (rad / sec), na wc1 na wc2 ni masafa ya cutoff (rad / sec).

R1 = 1 / (2QwC)

R2 = 2Q / (wC)

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

Q = w / B

B = wc2 - wc1

Hatua ya 3: Buni Kichujio cha Kupita Chini

Kusudi la sehemu hii ni kuchuja masafa juu ya masafa fulani ya cutoff (wc), haswa kuwaruhusu kupita. Tuliamua kuchuja kwa mzunguko wa 250 Hz ili kuzuia kukata karibu sana na wastani wa wastani uliotumiwa kupima ishara ya ECG (150 Hz). Kuhesabu maadili tutakayotumia kwa sehemu hii, tutatumia hesabu zifuatazo:

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

C2 = 10 / cutoff frequency (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)

Tutaweka faida kama 1, kwa hivyo R3 inakuwa mzunguko wazi (hakuna kontena) na R4 inakuwa mzunguko mfupi (waya tu).

Hatua ya 4: Jaribu Mzunguko

Kufagia AC kunafanywa kwa kila sehemu kuamua ufanisi wa kichungi. Ufagio wa AC hupima ukubwa wa sehemu hiyo kwa masafa tofauti. Unatarajia kuona maumbo tofauti kulingana na sehemu. Umuhimu wa kufagia AC ni kuhakikisha kuwa mzunguko unafanya kazi vizuri baada ya kujengwa. Ili kufanya jaribio hili kwenye maabara, andika tu Vout / Vin kwa masafa anuwai. Kwa kipaza sauti cha vifaa tulijaribu kutoka 50 hadi 1000 Hz kupata anuwai. Kwa kichujio cha notch, tulijaribu kutoka 10 hadi 90 Hz kupata wazo nzuri la jinsi sehemu hiyo inavyogusa karibu 60 Hz. Kwa kichujio cha kupitisha cha chini, tulijaribu kutoka 50 hadi 500 Hz ili kuelewa jinsi mzunguko unavyoshughulikia wakati inastahili kupita na wakati inastahili kusimama.

Hatua ya 5: Mzunguko wa ECG kwenye LabView

Ifuatayo, unataka kuunda mchoro wa kuzuia kwenye LabView ambayo inaiga ishara ya ECG kupitia kibadilishaji cha A / D na kisha inaunda ishara kwenye kompyuta. Tulianza kwa kuweka vigezo vya ishara yetu ya bodi ya DAQ kwa kuamua ni kiwango gani cha wastani cha moyo tulichokuwa tunatarajia; tulichagua viboko 60 kwa dakika. Halafu tukitumia masafa ya 1kHz, tuliweza kubaini kuwa tunahitaji kuonyesha takribani sekunde 3 kupata kilele cha 2-3 ECG katika njama ya umbo la wimbi. Tumeonyesha sekunde 4 ili kuhakikisha tunakamata vilele vya kutosha vya ECG. Mchoro wa block utasoma ishara inayoingia na kutumia utambuzi wa kilele ili kubaini ni mara ngapi pigo kamili la moyo linatokea.

Hatua ya 6: ECG na Kiwango cha Moyo

Kutumia nambari kutoka kwa mchoro wa kuzuia, ECG itaonekana kwenye sanduku la umbizo la mawimbi, na beats kwa dakika itaonyeshwa karibu nayo. Sasa unayo mfuatiliaji wa kiwango cha moyo anayefanya kazi! Ili kujipa changamoto hata zaidi, jaribu kutumia mzunguko wako na elektroni kuonyesha kiwango cha moyo wako wa wakati halisi!