ЭКГ мониторы: 8 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:27

ЕСКЕРТУ: Бұл медициналық құрылғы емес. Бұл тек имитациялық сигналдарды қолдану арқылы білім беру мақсатында. Егер бұл тізбекті ЭКГ-ны нақты өлшеу үшін қолданатын болсаңыз, онда тізбек пен құрылғы арасындағы байланыс оқшаулаудың тиісті әдістерін қолданатынына көз жеткізіңіз.

Электрокардиография - бұл науқастың жүрегінің қызметі туралы ақпарат алу үшін шығаратын электр сигналдарын тіркеу процесі. Электрлік сигналды тиімді ұстау үшін оны электрлік компоненттер арқылы сүзіп, күшейту керек. Ақпарат пайдаланушыға анық және тиімді түрде ұсынылуы тиіс.

Келесі Нұсқаулықта күшейту/сүзу схемасын, сондай -ақ пайдаланушы интерфейсін құру жолдары көрсетілген. Ол LabVIEW бағдарламасында құралдардың күшейткішін, ойық сүзгісін, төмен өту сүзгісін және пайдаланушы интерфейсін құруды қамтиды.

Процестегі бірінші қадам - аналогтық схеманың талаптарын анықтау. Талаптарды анықтағаннан кейін тізбекті қандай негізгі компоненттер құрайтыны туралы шешім қабылданады. Кейінірек осы негізгі компоненттердің сипаттамаларына қатысты кішігірім мәліметтер қарастырылады, және соңында тізбектегі әр резистор мен конденсатордың нақты мәндерін анықтау арқылы тізбекті жобалау кезеңі аяқталады.

1 -қадам: талаптар мен негізгі компоненттерді анықтау

Тізбектің міндеті - пациент шығаратын ЭКГ сигналын күшейту және барлық байланысты шуды сүзу. Шикі сигнал максималды амплитудасы шамамен 2 мВ болатын күрделі толқын формасынан және QRS кешенінде 100 Гц -тен 250 Гц дейінгі жиілік компоненттерінен тұрады. Бұл күшейтуге және жазуға болатын сигнал.

Қызығушылық сигналының үстіне шу бірнеше көздерден шығарылады. Қуат көздері 60 Гц шу шығарады, ал пациенттердің қозғалысы 1 Гц -тен аз артефакт шығарады. Ұялы телефондар мен сымсыз интернет сияқты фондық радиация мен телекоммуникациялық сигналдардан жоғары жиілікті шу шығарылады. Бұл шу жинағы - бұл сүзуге болатын сигнал.

Схема алдымен шикі сигналды күшейтуі керек. Содан кейін ол 60 Гц шуды және 160 Гц жоғары кез келген басқа шуды сүзуі керек. Науқастың қозғалысына байланысты төмен жиілікті шуды сүзу қажет емес деп есептеледі, себебі пациентке қозғалыссыз ұстауға нұсқау берілуі мүмкін.

Сигнал пациентте орналасқан екі электрод арасындағы потенциалдар айырмасы ретінде өлшенетіндіктен, күшейтуге аспаптық күшейткішті қолдану арқылы қол жеткізіледі. Қарапайым айырмашылық күшейткішті де қолдануға болады, бірақ аспаптық күшейткіштер шуды қабылдамау мен төзімділікке қатысты жақсы жұмыс істейді. 60 Гц фильтрлеу ойық сүзгіні қолдану арқылы жүзеге асады, ал қалған жоғары жиілікті сүзу төмен өткізгішті қолдану арқылы жүзеге асады. Бұл үш элемент аналогтық тізбекті құрайды.

Схеманың үш элементін біле отырып, компоненттердің кірістері, жиіліктері мен өткізу қабілеттілігі туралы кішігірім мәліметтерді анықтауға болады.

Құралдың күшейткіші 670-ке жетеді. Бұл шағын ЭКГ сигналын жазу үшін жеткілікті үлкен, бірақ 20 мВ-қа жақын сигналдары бар тізбекті сынау кезінде оп-амперлердің сызықтық диапазонында әрекет етуін қамтамасыз ету үшін жеткілікті үлкен. кейбір функционалды генераторлардағы минимум.

Шұңқырлы фильтрдің ортасы 60 Гц болады.

Төмен өту сүзгісі 160 Гц шектеу жиілігіне ие болады. Бұл әлі де QRS кешенінің көпшілігін тартып алуы және жоғары жиілікті фондық шуды қабылдамауы керек.

2 -қадам: аспаптық күшейткіш

Жоғарыда келтірілген схемалар аспаптық күшейткішті сипаттайды.

Күшейткіш екі кезеңнен тұрады. Бірінші кезең жоғарыдағы суреттердің сол жағындағы екі оп-амперден тұрады, ал екінші кезең оң жақтағы жалғыз оп-амперден тұрады. Олардың әрқайсысының пайдасын қалауымызша өзгертуге болады, бірақ біз оны 670 В/В күшімен құруға шешім қабылдадық. Бұған келесі қарсылық мәндері арқылы қол жеткізуге болады:

R1: 100 Ом

R2: 3300 Ом

R3: 100 Ом

R4: 1000 Ом

3 -қадам: ойық сүзгісі

Жоғарыда келтірілген схемалар тісті сүзгіні сипаттайды. Бұл белсенді сүзгі, сондықтан егер біз қаласақ, сигналды күшейтуді немесе әлсіретуді таңдауға болар еді, бірақ біз қажетті күшейтуге қол жеткіздік, сондықтан біз осы оп-амп үшін біреуінің пайдасын таңдаймыз. Орталық жиілігі 60 Гц, ал сапа коэффициенті 8 болуы керек. Бұған келесі компонент мәндерінің көмегімен қол жеткізуге болады:

R1: 503 Ом

R2: 128612 Ом

R3: 503 Ом

С: 0,33 микрофарад

4 -қадам: төмен өту сүзгісі

Тағы да, бұл белсенді сүзгі, сондықтан біз кез келген пайданы таңдай аламыз, бірақ біз 1 -ді таңдаймыз. Бұл жоғарыдағы R4 қысқа тұйықталуға, ал R3 ашық схемаға айналдыру арқылы жүзеге асады. Қалғандары, басқа компоненттер сияқты, жеке элементтердің жеке мәндерін алу үшін тізбектерді реттейтін теңдеулермен бірге біздің бұрын анықталған талаптарды қолдану арқылы қол жеткізіледі:

R1: 12056 Ом

R2: 19873.6 Ом

С1: 0,047 микрофарад

С2: 0,1 микрофарад

5 -қадам: Толық тізбекті виртуалды түрде жасаңыз

PSPICE сияқты виртуалды схеманы құрудың бағдарламалық жасақтамасында схеманы құру аналогтық схеманы нақты өндіруге көшпес бұрын қателерді анықтауға және жоспарларды бекітуге өте пайдалы болуы мүмкін. Бұл кезде бәрі жоспарға сай әрекет етуін қамтамасыз ету үшін тізбектің айнымалы токтарын түсіруге болады.

6 -қадам: Толық схеманы құру

Схеманы қалағаныңызша салуға болады, бірақ бұл жағдайда нан тақтасы таңдалды.

Пісіру тақтасында құрастыру ұсынылады, себебі ол дәнекерлеуге қарағанда оңай, бірақ дәнекерлеу беріктігін береді. Қуат көзіне параллель 0,1 microFarad айналып өтетін конденсаторды жерге қосу ұсынылады, себебі бұл тұрақты қуаттан қажетсіз ауытқуларды жоюға көмектеседі.

7 -қадам: LabVIEW пайдаланушы интерфейсі

LabVIEW қолданушы интерфейсі - бұл аналогтық сигналдардан ЭКГ сигналының визуалды және сандық көріністеріне түрлендіру құралы, ол пайдаланушыға оңай түсіндіреді. DAQ тақтасы сигналды аналогтан цифрға түрлендіру үшін қолданылады, ал деректер LabVIEW -ге импортталады.

Бағдарламалық қамтамасыз ету-бұл деректерді өңдеуге және интерфейсті құруға көмектесетін объектіге негізделген бағдарлама. Деректер алдымен графикпен визуалды түрде бейнеленеді, содан кейін жүрек соғу жиілігін анықтау үшін оны графиктің жанында көрсетуге болатындай кейбір сигналды өңдеу жүргізіледі.

Жүрек соғу жиілігін анықтау үшін жүрек соғуын анықтау қажет. Мұны Lab VIEW шыңын анықтау объектісінің көмегімен жасауға болады. Нысан алынған мәліметтер массивіндегі шыңдардың индекстерін шығарады, оны есептеулерде жүрек соғуының арасындағы уақытты анықтау үшін пайдалануға болады.

LabVIEW мәліметтері мүлдем басқа нұсқаулық болғандықтан, біз мәліметтерді басқа дереккөзге қалдырамыз. Бағдарламаның нақты жұмысын жоғарыда көрсетілген блок -схемадан көруге болады.

8 -қадам: LabVIEW соңғы пайдаланушы интерфейсі

Соңғы пайдаланушы интерфейсі минутына соққылармен жүрек жиілігін оқуымен бірге күшейтілген, сүзілген, түрлендірілген және өңделген сигналды көрсетеді.