Энгийн ЭКГ бичлэгийн хэлхээ ба LabVIEW зүрхний цохилтын хяналт: 5 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:05

Энэ бол эмнэлгийн төхөөрөмж биш. Энэ нь зөвхөн дууриамал дохиог ашиглах зорилгоор боловсролын зориулалттай. Хэрэв та энэ хэлхээг ЭКГ-ийн бодит хэмжилтэд ашиглаж байгаа бол хэлхээ ба хэлхээний хоорондох холболт зөв тусгаарлах аргыг ашиглаж байгаа эсэхийг шалгаарай

Орчин үеийн эрүүл мэндийн тусламж үйлчилгээний хамгийн чухал талуудын нэг бол зүрхний долгионыг ЭКГ эсвэл электрокардиограм ашиглан авах чадвар юм. Энэхүү техник нь зүрхнээс ялгарах янз бүрийн цахилгаан хэв маягийг хэмжихийн тулд гадаргуугийн электродуудыг ашигладаг бөгөөд ингэснээр гаралтыг янз бүрийн хэлбэрийн тахикарди, салбар блок, гипертрофи зэрэг зүрх, уушгины эмгэгийг оношлох оношлогооны хэрэгсэл болгон ашиглаж болно. Эдгээр нөхцлийг оношлохын тулд гаралтын долгионы хэлбэрийг ердийн ЭКГ дохиотой харьцуулдаг.

ЭКГ -ийн долгионы хэлбэрийг олж авах системийг бий болгохын тулд эхлээд дохиог олшруулж, дараа нь дуу чимээг арилгахын тулд зохих ёсоор шүүнэ. Үүнийг хийхийн тулд OP ампер ашиглан гурван үе шаттай хэлхээг барьж болно.

Энэхүү зааварчилгаа нь гадаргуугийн электрод ашиглан ЭКГ -ийн дохиог бүртгэх, дараа нь боловсруулах, дүн шинжилгээ хийх зорилгоор шүүж өгөх энгийн хэлхээг зохион бүтээхэд шаардлагатай мэдээллийг өгөх болно. Нэмж дурдахад энэхүү зааварчилгаа нь хэлхээний гаралтын график дүрслэлийг бий болгохын тулд энэхүү дохиог шинжлэхэд ашигладаг нэг техник, мөн ЭКГ долгионы хэлбэрийн хэлхээний гаралтаас зүрхний цохилтыг тооцоолох аргыг тоймлон харуулах болно.

Анхаарна уу: үе шат бүрийг төлөвлөхдөө хүссэн хэлхээний зан төлөвийг хангахын тулд туршилтын болон симуляци ашиглан аль аль нь AC цэвэрлэгээ хийхээ мартуузай.

Алхам 1: Хэмжих хэрэгслийн өсгөгчийг зохион бүтээх

ЭКГ -ийн энэ хэлхээний эхний үе шат нь гурван OP ампераас бүрдэх багаж хэрэгслийн өсгөгч юм. Эхний хоёр OP өсгөгч нь буфер оролт бөгөөд дараа нь дифференциал өсгөгчөөр ажилладаг гурав дахь OP өсгөгч рүү тэжээгддэг. Бие махбодоос ирж буй дохиог буфер хийх ёстой, эс тэгвээс бие нь маш их гүйдэл өгч чадахгүй тул гаралт буурах болно. Дифференциал өсгөгч нь хоёр оролтын эх үүсвэрийн ялгааг хэмжиж болзошгүй потенциалын ялгааг гаргаж өгдөг бөгөөд нэгэн зэрэг нийтлэг дуу чимээг арилгадаг. Энэ үе шат нь 1000 mV -тэй бөгөөд ердийн mV -ийг илүү унших боломжтой хүчдэл болгон нэмэгдүүлдэг.

Хэмжих хэрэгслийн өсгөгчийн хэлхээний ашиг 1000 -ийг үзүүлсэн тэгшитгэлээр тооцоолно. Хэмжих хэрэгслийн өсгөгчийн 1 -р үе олзыг (2), багажийн өсгөгчийн 2 -р шатны олзыг (3) -аар тооцоолно. K1 ба K2 -ийг бие биенээсээ 15 -аас дээш утгаар ялгахгүй байхаар тооцоолсон.

1000 -ийн ашиг олохын тулд K1 -ийг 40, K2 -ийг 25 болгож тохируулж болно. Эсэргүүцлийн утгыг бүгдийг нь тооцоолж болно, гэхдээ энэ тусгай багажны өсгөгч нь доорх эсэргүүцлийн утгыг ашигласан болно.

R1 = 40 кОм

R2 = 780 кОм

R3 = 4 кОм

R4 = 100 кОм

Алхам 2: Ховилын шүүлтүүрийг зохион бүтээх

Дараагийн шат бол цахилгаан залгуураас ирж буй 60 Гц дохиог зайлуулах ховилын шүүлтүүр юм.

Ховилын шүүлтүүрт R1 эсэргүүцлийн утгыг (4), R2 -ийн утгыг (5), R3 -ийн утгыг (6) -аар тооцоолно. Энэ хэлхээний чанарын коэффициент Q -ийг 8 болгож тохируулсан бөгөөд энэ нь алдааны боломжит хязгаарыг өгдөг бөгөөд үнэн зөв байдаг. Q утгыг (7) ашиглан тооцоолж болно. Ховилын шүүлтүүрийн хамгийн сүүлийн зохицуулах тэгшитгэлийг зурвасын өргөнийг тооцоолоход ашигладаг бөгөөд үүнийг (8) дүрсэлсэн болно. Чанарын 8 хүчин зүйлээс гадна ховилын шүүлтүүр нь дизайны бусад үзүүлэлтүүдийг агуулсан болно. Энэхүү шүүлтүүр нь 1 -ийн ашигтай байхаар хийгдсэн бөгөөд ингэснээр дохиог өөрчлөхгүй бөгөөд 60 Гц давтамжтай дохиог арилгадаг.

Эдгээр тэгшитгэлийн дагуу R1 = 11.0524 kΩ, R2 = 2.829 MΩ, R3 = 11.009 kΩ, C1 = 15 nF

Алхам 3: Баттервортын 2-р зэргийн бага нэвтрүүлэх шүүлтүүрийг зохион бүтээх

Эцсийн шат бол ЭКГ долгионы хамгийн өндөр давтамжийн бүрэлдэхүүн хэсгээс дээш гарч болох бүх дохиог, тухайлбал WiFi-ийн дуу чимээ, сонирхлын дохиогоос сатааруулж болох бусад орчны дохиог арилгахын тулд бага нэвтрүүлэх шүүлтүүр юм. ЭКГ долгионд 0.05 Гц -ээс 150 Гц хооронд хэлбэлздэг стандарт дохионы хүрээ нь энэ үе шатанд -3dB цэг нь ойролцоогоор 150 Гц орчим байх ёстой.

Бага давтамжтай Butterworth шүүлтүүрийг зохион бүтээхдээ хэлхээг дахин 1 болгож тохируулсан бөгөөд энэ нь хэлхээний загварыг илүү энгийн болгох боломжийг олгосон юм. Нэмэлт тооцоо хийхээс өмнө бага нэвтрүүлэх шүүлтүүрийн хүссэн таслах давтамжийг 150 Гц болгож тохируулсан болохыг анхаарах нь чухал юм. Бусад тэгшитгэлүүд энэ утгаас хамаардаг тул 2, C2 конденсаторын утгыг тооцоолж эхлэх нь хамгийн хялбар байдаг. С2 -ийг (9) ашиглан тооцоолж болно. C2 -ийг тооцоолохдоо C1 -ийг (10) -аар тооцоолж болно. Энэхүү бага нэвтрүүлэх шүүлтүүрийн хувьд a ба b коэффициентүүдийг a = 1.414214, b = 1. R1 эсэргүүцлийн утгыг (11), R2 эсэргүүцлийн утгыг (12) -ээр тооцоолно..

Дараахь утгыг ашигласан болно.

R1 = 13.842kΩ

R2 = 54.36кΩ

C1 = 38 nF

C1 = 68 nF

Алхам 4: Мэдээлэл цуглуулах, дүн шинжилгээ хийхэд ашигладаг LabVIEW програмыг тохируулна уу

Дараа нь LabView компьютерийн програмыг ашиглан ЭКГ -ийн дохионоос зүрхний цохилтын график дүрслэлийг гаргаж, зүрхний цохилтыг ижил дохиогоор тооцоолох боломжтой болно. LabView програм нь үүнийг эхлээд дижитал хөрвүүлэгчийн үүрэг гүйцэтгэдэг DAQ самбараас аналог оролтыг хүлээн авснаар гүйцэтгэдэг. Дараа нь энэхүү дижитал дохиог цаашид шинжилж, диаграмм хийх бөгөөд уг диаграм нь DAQ самбарт оруулах дохионы график дүрслэлийг харуулдаг. Дохионы долгионы хэлбэрийг хүлээн авсан тоон дохионы хамгийн их утгын 80% -ийг ашиглан дүн шинжилгээ хийж, дараа нь оргил илрүүлэгч функцийг ашиглан дохионы эдгээр оргилуудыг илрүүлдэг. Үүний зэрэгцээ програм нь долгионы хэлбэрийг авч, долгионы хэлбэрийн оргилуудын хоорондох хугацааны зөрүүг тооцдог. Оргил илрүүлэлтийг 1 эсвэл 0 гэсэн дагалдах утгуудтай хослуулдаг бөгөөд 1 нь оргилуудын байршлын индексийг бий болгох оргилыг илэрхийлдэг бөгөөд энэ индексийг оргилуудын хоорондох хугацааны зөрүүтэй хамт зүрхний цохилтыг математикаар тооцоолоход ашигладаг. минутанд цохилт (BPM). LabView програмд ашигласан блок диаграммыг харуулав.

Алхам 5: Бүрэн угсралт

Та бүх хэлхээ, LabVIEW програмаа хийж, бүх зүйл хэвийн ажиллаж байгаа эсэхийг шалгасны дараа та ЭКГ дохиог бичихэд бэлэн болно. Зураг дээр бүрэн хэлхээний системийн угсралтын схемийг харуулав.

Эерэг электродыг баруун гарын бугуйнд болон тойрог багажны өсгөгчийн нэг оролттой холбож, сөрөг электродыг зүүн бугуйнд, нөгөө багажны өсгөгчийн оролтыг зураг дээр үзүүлэв. Электродын оролтын дараалал нь хамаагүй. Эцэст нь газардуулгын электродыг шагай дээрээ тавиад хэлхээндээ газардуу холбоно уу. Баяр хүргэе, та бичлэг хийх, ЭКГ дохио өгөхөд шаардлагатай бүх алхмуудыг хийлээ.