EKG dhe Monitor i Rrahjeve të Zemrës: 6 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:27

Elektrokardiogrami, i quajtur edhe EKG, është një test që zbulon dhe regjistron aktivitetin elektrik të zemrës së njeriut. Ai zbulon rrahjet e zemrës dhe fuqinë dhe kohën e impulseve elektrike që kalojnë nëpër secilën pjesë të zemrës, e cila është në gjendje të identifikojë problemet e zemrës, siç janë sulmet në zemër dhe aritmia. EKG -të në spitale përfshijnë dymbëdhjetë elektroda në lëkurë në gjoks, krahë dhe këmbë. Në këtë të vështirë, ne po përdorim vetëm tre elektroda, një për secilin dore si dy vende regjistrimi dhe një për kyçin e këmbës së djathtë si tokë. Shtë e rëndësishme të theksohet se kjo nuk është një pajisje mjekësore. Kjo është për qëllime edukative vetëm duke përdorur sinjale të simuluara. Nëse përdorni këtë qark për matjet e vërteta të EKG-së, ju lutemi sigurohuni që qarku dhe lidhjet qark-instrument të përdorin teknikat e duhura të izolimit.

Për të marrë dhe analizuar një sinjal të EKG -së njerëzore, ne kemi nevojë për një përforcues instrumentesh që përforcon sinjalin hyrës me 1000, një filtër të nivelit që heq zhurmën e rrymës alternative (60 Hz) dhe një filtër me kalim të ulët që filtron zhurmat e tjera mbi 250 Hz. Një ndërprerje 250Hz përdoret sepse diapazoni i frekuencës së një EKG njerëzore është midis 0-250Hz

Hapi 1: Materialet

Gjenerator funksionesh, Furnizim me energji, Osciloskop, Breadboard.

Rezistentët: 1k - 500k اهم

Kondensatorët: 20 - 100 nF

Përforcues operacional x5 (UA741)

Hapi 2: Ndërtoni Amplifikatorin e Instrumentacionit

Duke iu referuar qarkut dhe ekuacioneve të amplifikatorit të instrumenteve. Së pari duhet të llogarisim vlerat e sakta të rezistencës. Meqenëse përforcuesi i instrumenteve ka 2 faza, ka dy përfitime të ndara, k1 dhe k2. Meqenëse kemi nevojë për një fitim prej 1000, k1 shumëzuar me k2 duhet të jetë e barabartë me një mijë. Në këtë tutorial ne kemi përdorur vlerat e mëposhtme, mos ngurroni t'i ndryshoni këto vlera nëse nuk keni një gamë të gjerë të rezistencave.

R1 = 1000Ω, R2 = 15000Ω pra, K1 = 1+(2*15000)/1000 = 31R3 = 1000Ω, R4 = 32000Ωh, K2 = 32000/1000 = 32

Tani që e dini se cilat vlera të rezistencës keni nevojë, shkoni përpara dhe bëni qarkun.

Për të testuar amplifikatorin e instrumenteve, mund të përdorni një gjenerator të funksionit për të gjeneruar një valë sinus me një amplitudë të njohur, ta lidhni atë me hyrjen e qarkut dhe të lidhni daljen e amplifikatorit me një oshiloskop, duhet të shihni një valë sinusale me një amplitudë një 1000 herë më e madhe se vala e sinusit hyrës

Hapi 3: Ndërtoni filtrin e nivelit

Ngjashëm me përforcuesin e instrumenteve, referojuni qarkut dhe ekuacioneve për të gjetur vlerat e duhura të komponentit. Ne e dimë se në këtë filtër të nivelit, ne duhet të shkurtojmë frekuencat 60Hz prandaj f0 është 60Hz, ne gjithashtu do të përdorim një faktor cilësor prej 8 i cili do të na jepte një saktësi të mirë. Duke përdorur këto vlera tani mund të gjejmë vlerat e duhura të komponentit:

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

Tani që i dini vlerat e përbërësve që ju nevojiten, vazhdoni dhe ndërtoni qarkun. Jo se mund të përdorni rezistorë paralelisht ose seri në mënyrë që të merrni vlerat sa më afër vlerave të nevojshme.

Për të testuar filtrin e nivelit, mund të bëni një spastrim frekuence. Futni një valë sinus me amplitudë 0.5V dhe ndryshoni frekuencën. Shikoni se si ndryshon amplituda e daljes që lidhet me një oshiloskop kur i afroheni 60Hz. Për shembull, kur frekuenca juaj është nën 50 ose mbi 70, duhet të shihni një sinjal dalës të ngjashëm me hyrjen, por sa më shumë që të afroheni në 60Hz, amplituda duhet të ulet. Nëse kjo nuk ndodh, kontrolloni qarkun tuaj dhe sigurohuni që keni përdorur vlerat e sakta të rezistencës.

Hapi 4: Ndërtoni filtrin e rendit të dytë Butterworth

Lloji i filtrit të kalimit të ulët që kemi përdorur është i rendit të dytë aktiv. Ky filtër përdoret sepse na jep një saktësi mjaft të mirë dhe megjithëse kërkon energji, por performanca është më e mirë. Filtri është krijuar për të ndërprerë frekuencat mbi 250 Hz. Kjo ndodh sepse një sinjal EKG ka përbërës të ndryshëm të frekuencës që është midis zero dhe 250 Hz dhe çdo sinjal me një frekuencë mbi 250 Hz do të konsiderohej si zhurmë. Imazhi i parë tregon skemën e filtrit të kalimit të ulët me të gjitha vlerat e sakta të rezistencës. (Vini re se R7 duhet të jetë 25632Ω në vend të 4kΩ). Imazhi i dytë përfshin të gjitha ekuacionet që mund të përdorni për të llogaritur vetë vlerat e komponentit.

Për të testuar Filtrin me kalim të ulët, përdorni funksionin gjenerator për të gjeneruar një valë sinus me një amplitudë prej 0.5V. Kur futni frekuenca nën 250Hz, duhet të shihni një dalje të ngjashme me hyrjen, por sa më e madhe që merrni pas 250Hz dalja duhet të bëhet më e vogël dhe përfundimisht të bëhet vërtet afër zeros.

Hapi 5: Vendosini të gjitha së bashku

Pasi të keni përfunduar ndërtimin e tre shkallëve, vendosini të gjitha së bashku duke vendosur amplifikuesin e instrumenteve, i ndjekur nga filtri i nivelit, dhe pastaj filtri i kalimit të ulët. Qarku juaj duhet të duket i ngjashëm me këtë imazh.

Hapi 6: Testimi i të gjithë qarkut

Duke përdorur një gjenerator funksionesh, futni një sinjal arbitrar të EKG -së me një amplitudë jo më të madhe se 15mV në hyrjen e amplifikatorit të instrumenteve. Lidhni daljen e filtrit të kalimit të ulët me një oshiloskop. Ju duhet të merrni një dalje të ngjashme me këtë imazh. Sinjali jeshil është dalja e tabelës dhe sinjali i verdhë është sinjali hyrës në qark. Ju gjithashtu mund të matni rrahjet e zemrës duke fituar frekuencën duke përdorur oshiloskop dhe duke e shumëzuar atë numër me 60.

Vini re se nëse dëshironi të matni sinjalin tuaj të EKG -së, mund ta bëni këtë duke lidhur dy hyrjet e amplifikatorit të instrumenteve me secilën nga kyçet e dorës duke përdorur një elektrodë dhe duke vendosur tokën në këmbë. Mbani vetëm në mes para se ta bëni këtë sigurohuni që qarku dhe lidhjet qark-në-instrument të përdorin teknikat e duhura të izolimit.