Ufuatiliaji wa dijiti wa ECG na Kiwango cha Moyo: Hatua 7 (na Picha)

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

Electrocardiogram, au ECG, ni njia ya zamani sana ya kupima na kuchambua afya ya moyo. Ishara ambayo inasomwa kutoka kwa ECG inaweza kuonyesha moyo wenye afya au shida anuwai. Ubunifu wa kuaminika na sahihi ni muhimu kwa sababu ikiwa ishara ya ECG inaonyesha umbo la mawimbi lenye kasoro au mapigo ya moyo yasiyofaa, mtu anaweza kugunduliwa vibaya. Lengo ni kubuni mzunguko wa ECG ambao unaweza kupata, kukuza na kuchuja ishara ya ECG. Kisha, badilisha ishara hiyo kupitia kibadilishaji cha A / D kuwa Labview ili kutoa grafu ya wakati halisi na mapigo ya moyo katika BPM ya ishara ya ECG. Fomu ya wimbi la pato inapaswa kuonekana kama picha hii.

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: Kubuni Mzunguko

Mzunguko unahitaji kuwa na uwezo wa kupata na kukuza ishara ya ECG. Ili kufanya hivyo, tutaunganisha vichungi vitatu vya kazi; Kiboreshaji cha Vifaa, Kichujio cha Pili cha Butterworth Low-Pass na Kichujio cha Notch. Ubunifu wa nyaya hizi unaweza kuonekana kwenye picha. Tutakwenda ingawa moja kwa moja, kisha tuziweke pamoja kukamilisha mzunguko kamili.

Hatua ya 2: Amplifier ya vifaa

Faida ya amplifier ya vifaa inahitaji kuwa 1000 V / V ili kupata ishara nzuri. Amplification kupitia amplifier ya vifaa hufanyika katika hatua mbili. Hatua ya kwanza inajumuisha amps mbili upande wa kushoto na kinzani R1 na R2 na hatua ya pili ya kukuza inajumuisha op amp upande wa kulia na vipinga R3 na R4. Faida (kukuza) kwa hatua ya 1 na hatua ya 2 hutolewa kwa equation (1) na (2).

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

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

Ujumbe muhimu juu ya faida katika nyaya ni kwamba ni kuzidisha; mf. faida ya mzunguko wa jumla kwenye Kielelezo 2 ni K1 * K2. Hesabu hizi hutoa maadili yaliyoonyeshwa kwenye skimu. Vifaa vinavyohitajika kwa kichujio hiki ni amps tatu za LM741, vipinga vitatu vya 1k ohm, vipingaji viwili vya 24.7 kohm na vipingaji 20 vya kohm 20.

Hatua ya 3: Kichujio cha Notch

Hatua inayofuata ni Kichujio cha Notch kukata kelele saa 60 Hz. Mzunguko huu unahitaji kukatwa kwa sababu kuna kelele nyingi za ziada kwa 60 Hz kwa sababu ya kuingiliwa kwa laini ya umeme, lakini haitachukua chochote muhimu kutoka kwa ishara ya ECG. Thamani za vifaa vilivyotumika kwenye mzunguko zinategemea masafa unayotaka kuchujwa, katika kesi hii 60 Hz (377 rad / s). Viwango vya sehemu ni kama ifuatavyo

R1 = 1 / (6032 * C)

R2 = 16 / (377 * C)

R3 = (R1R2) / (R1 + R2)

Vifaa vinahitajika kwa hii ni moja ya LM741 op amp, vipinga vitatu vyenye maadili 1658 ohm, 424.4 kohm na 1651 ohms na capacitors 3, mbili kwa 100 nF na moja kwa 200 nF.

Hatua ya 4: Kichujio cha Kupita Chini

Hatua ya mwisho ni kichujio cha kupita cha Butterworth Low-pass na frequency ya cutoff ya 250 Hz. Hii ni masafa ya kukata kwa sababu ishara ya ECG ni kati tu hadi upeo wa 250 Hz. Usawa wa maadili ya vifaa kwenye kichungi hufafanuliwa katika hesabu zifuatazo:

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

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

C1 <(C2 * 1.4 ^ 2) / 4

Vifaa vinavyohitajika kwa kichujio hiki ni moja ya LM741 op amp, vipinga viwili vya 15.3 kohm na 25.6 kohm, na capacitors mbili za 47 nF na 22 nF.

Mara tu hatua zote tatu zinapoundwa na kujengwa, mzunguko wa mwisho unapaswa kuonekana kama picha.

Hatua ya 5: Kupima Mzunguko

Baada ya mzunguko kujengwa, inahitaji kupimwa ili kuhakikisha inafanya kazi vizuri. Zoa ya AC inahitaji kuendeshwa kwenye kila kichungi kwa kutumia ishara ya kuingiza moyo kwa 1 Hz kutoka kwa jenereta ya voltage. Jibu la ukubwa katika dB linapaswa kuonekana kama picha. Ikiwa matokeo kutoka kwa kufagia AC ni sahihi, mzunguko umekamilika na uko tayari kutumika. Ikiwa majibu sio sahihi, mzunguko unahitaji kutatuliwa. Anza kwa kuangalia viunganisho vyote na pembejeo za nguvu ili kuhakikisha kila kitu kina unganisho mzuri. Ikiwa hii haitatatua shida, tumia hesabu kwa vifaa vya vichungi kurekebisha maadili ya vipinga na vitendaji kama inahitajika hadi pato lilipotakiwa kuwa.

Hatua ya 6: Kuunda VUI katika Labview

Labview ni programu ya upatikanaji wa data ya dijiti ambayo inamruhusu mtumiaji kubuni VUI, au kiolesura cha mtumiaji halisi. Bodi ya DAQ ni kibadilishaji cha A / D ambacho kinaweza kubadilisha na kusambaza ishara ya ECG kuwa Labview. Kutumia programu hii, ishara ya ECG inaweza kupangwa kwenye amplitude dhidi ya grafu ya wakati kusoma wazi ishara hiyo na kisha kubadilisha ishara kuwa mapigo ya moyo katika BPM. Jambo la kwanza linalohitajika kwa hii ni bodi ya DAQ ambayo hupata data na kuibadilisha kuwa ishara ya dijiti kutuma kwa Labview kwenye kompyuta. Jambo la kwanza ambalo lilihitajika kuongezwa kwenye muundo wa Labview ilikuwa Msaidizi wa DAQ, ambaye hupata ishara kutoka kwa bodi ya DAQ na kufafanua vigezo vya sampuli. Hatua inayofuata ni kuunganisha grafu ya umbizo la mawimbi na pato la msaidizi wa DAQ kwenye muundo wa VUI ambao unapanga ishara ya ECG inayoonyesha umbo la wimbi la ECG. Sasa kwa kuwa grafu ya umbo la wimbi imekamilika, data pia inahitaji kubadilishwa ili kutoa pato la nambari la kiwango cha moyo. Hatua ya kwanza katika hesabu hii ilikuwa kupata kiwango cha juu cha data ya ECG kwa kuunganisha kipengee cha max / min kwenye pato la data ya DAQ kwenye VUI, na kisha kutoa hii kwa kitu kingine kinachoitwa kugundua kilele na kitu ambacho kitapata badilika kwa wakati uitwao dt. Kipengele cha kugundua kilele pia kilihitaji kizingiti kutoka kwa max / min ambayo ilihesabiwa kwa kuchukua kiwango cha juu kutoka kwa kiwango cha juu cha max na kuizidisha kwa.8, kupata 80% ya kiwango cha juu, kisha kuingizwa kwenye kipengee cha kugundua kilele. Kizingiti hiki kiliruhusu kipengee cha kugundua kilele kupata upeo wa wimbi la R na eneo ambalo max ilitokea wakati wa kupuuza kilele kingine cha ishara. Maeneo ya kilele hicho yalitumwa kwa kipengee cha safu ya orodha iliyoongezwa baadaye kwenye VUI. Sehemu ya safu ya faharisi iliwekwa kuhifadhi kwenye safu na faharisi kuanzia 0, na kisha nyingine kuanza na faharisi ya 1. Kisha, hizi ziliondolewa kutoka kwa kila mmoja ili kupata tofauti ya maeneo mawili ya kilele, ambayo inalingana na nambari ya alama kati ya kila kilele. Idadi ya alama zilizozidishwa na tofauti ya wakati kati ya kila nukta hutoa wakati inachukua kwa kila kipigo kutokea. Hii ilikamilishwa kwa kuzidisha pato kutoka kwa kitu cha dt na pato kutoka kwa kutoa kwa safu mbili. Nambari hii iligawanywa na 60, kupata beats kwa dakika, na kisha ikatolewa kwa kutumia kipengee cha kiashiria cha nambari kwenye VUI. Usanidi wa muundo wa VUI katika Labview umeonyeshwa kwenye Kielelezo.

Hatua ya 7: Weka yote pamoja

Mara tu VUI itakapomalizika kwenye Labview, hatua ya mwisho ni kuunganisha mzunguko na bodi ya DAQ, kwa hivyo ishara hutembea kupitia mzunguko, ndani ya bodi, kisha kwa Labview. Ikiwa kila kitu kinafanya kazi vizuri, ishara ya 1 Hz inapaswa kutoa muundo wa wimbi ulioonyeshwa kwenye takwimu na mapigo ya moyo ya viboko 60 kwa dakika. Sasa una ECG inayofanya kazi na Monitor ya kiwango cha Moyo.