ԷՍԳ մոնիտոր `8 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:51

NOTԱՆՈԹՈԹՅՈՆ. Սա բժշկական սարք չէ: Սա կրթական նպատակների համար է `միայն մոդելավորված ազդանշանների օգտագործմամբ: Եթե այս սխեման օգտագործում եք ԷՍԳ իրական չափումների համար, համոզվեք, որ միացումն ու գործիքը միացումն օգտագործում են մեկուսացման համապատասխան տեխնիկա:

Էլեկտրասրտագրությունը հիվանդի սրտի կողմից առաջացած էլեկտրական ազդանշանների գրանցման գործընթացն է ՝ սրտի գործունեության մասին տեղեկատվություն ստանալու համար: Էլեկտրական ազդանշանը արդյունավետ գրավելու համար այն պետք է զտվի և ուժեղացվի էլեկտրական բաղադրիչների միջոցով: Տեղեկատվությունը նույնպես պետք է օգտագործողին ներկայացվի հստակ և արդյունավետ եղանակով:

Ստորև բերված Ուղեցույցը ներկայացնում է, թե ինչպես կարելի է կառուցել ուժեղացման/զտման սխեմաները, ինչպես նաև օգտագործողի միջերեսը: Այն ներառում է գործիքավորման ուժեղացուցիչի, խազի ֆիլտրի, ցածր անցման ֆիլտրի և օգտագործողի միջերեսի ստեղծում LabVIEW- ում:

Գործընթացի առաջին քայլը անալոգային սխեմայի պահանջների սահմանումն է: Պահանջները սահմանելուց հետո որոշումներ են կայացվում այն մասին, թե որ հիմնական բաղադրիչներն են կազմելու շրջանը: Հետագայում, ավելի փոքր մանրամասներ կներկայացվեն այս հիմնական բաղադրիչների բնութագրերի վերաբերյալ, և, ի վերջո, սխեմայի նախագծման փուլն ավարտվում է `սահմանելով սխեմայի յուրաքանչյուր դիմադրության և կոնդենսատորի ճշգրիտ արժեքները:

Քայլ 1. Պահանջների և հիմնական բաղադրիչների սահմանում

Շղթայի խնդիրն է ուժեղացնել հիվանդի կողմից առաջացած ԷԿԳ ազդանշանը և զտել դրա հետ կապված բոլոր աղմուկները: Չմշակված ազդանշանը բաղկացած է մոտ 2 մՎ առավելագույն ամպլիտուդով համալիր ալիքի ձևից և QRS համալիրում 100 Հց -ից մինչև 250 Հց միջակայքի հաճախականության բաղադրիչներով: Սա ազդանշան է, որը պետք է ուժեղացվի և գրանցվի:

Հետաքրքրության այդ ազդանշանի վրա աղմուկ է առաջանում մի քանի աղբյուրներից: Էլեկտրաէներգիայի աղբյուրները 60 Հց աղմուկ են առաջացնում, իսկ հիվանդի շարժումը արտադրում է 1 Հց -ից պակաս միջակայքի արտեֆակտներ: Ավելի բարձր հաճախականությամբ աղմուկ է առաջանում ֆոնային ճառագայթման և հեռահաղորդակցության ազդանշաններից, ինչպիսիք են բջջային հեռախոսները և անլար ինտերնետը: Աղմուկի այս հավաքածուն ազդանշան է, որը պետք է զտվի:

Շղթան նախ պետք է ուժեղացնի չմշակված ազդանշանը: Այնուհետև այն պետք է զտվի 60 Հց աղմուկից և 160 Հց -ից բարձր ցանկացած այլ աղմուկ: Patientածր հաճախականության աղմուկի զտումը, որը կապված է հիվանդի շարժման հետ, համարվում է ավելորդ, քանի որ հիվանդին պարզապես կարելի է հրահանգել անշարժանալ:

Քանի որ ազդանշանը չափվում է որպես պոտենցիալի տարբերություն հիվանդի վրա տեղակայված երկու էլեկտրոդների միջև, ուժեղացումն իրականացվում է գործիքային ուժեղացուցիչի միջոցով: Կարող է օգտագործվել նաև պարզ տարբերության ուժեղացուցիչ, բայց գործիքային ուժեղացուցիչները հաճախ ավելի լավ են գործում աղմուկի մերժման և հանդուրժողականության առումով: 60 Հց ֆիլտրացումն իրականացվում է խազ ֆիլտրի միջոցով, իսկ մնացած բարձր հաճախականությամբ զտումը `ցածր անցման ֆիլտրի միջոցով: Այս երեք տարրերը կազմում են ամբողջ անալոգային սխեման:

Իմանալով շրջանի երեք տարրերը, ավելի փոքր մանրամասներ կարող են սահմանվել `կապված բաղադրիչների շահումների, անջատումների հաճախականությունների և թողունակության հետ:

Գործիքների ուժեղացուցիչը կկազմի 670 շահույթ: Սա բավականաչափ մեծ է ԷՍԳ-ի փոքր ազդանշան ձայնագրելու համար, բայց նաև այնքան փոքր, որ ապահովի, որ օպ-ամպերը իրենց վարեն իրենց գծային տիրույթում, երբ 20 մՎ-ով մոտ ազդանշաններ են ստուգում, որոշ գործառույթների գեներատորների վրա նվազագույնն է:

Notանապարհային զտիչը կկենտրոնանա 60 Հց հաճախականության վրա:

Ածրանցանելի ֆիլտրը կունենա 160 Հց անջատման հաճախականություն: Սա դեռ պետք է գրավի QRS համալիրի մեծամասնությունը և մերժի բարձր հաճախականության ֆոնային աղմուկը:

Քայլ 2: Գործիքների ուժեղացուցիչ

Վերոնշյալ սխեմաները նկարագրում են գործիքավորման ուժեղացուցիչը:

Ուժեղացուցիչն ունի երկու փուլ. Առաջին փուլը բաղկացած է վերևում պատկերների ձախ կողմում գտնվող երկու op-amps- ից, իսկ երկրորդ փուլը `մեկ op-amp- ից` աջ կողմում: Սրանցից յուրաքանչյուրի շահույթը կարող է ձևավորվել ըստ ցանկության, բայց մենք որոշել ենք այն կառուցել 670 V/V շահույթով: Դա կարելի է ձեռք բերել դիմադրության հետևյալ արժեքներով.

R1: 100 Օմ

R2: 3300 Օմ

R3: 100 Օմ

R4: 1000 Օմ

Քայլ 3: Notch զտիչ

Վերոնշյալ սխեմաները նկարագրում են խազ ֆիլտրը: Սա ակտիվ զտիչ է, ուստի մենք կարող ենք ընտրել այն, եթե ցանկանանք ուժեղացնել կամ թուլացնել ազդանշանը, բայց մենք արդեն հասել ենք անհրաժեշտ բոլոր ուժեղացումներին, ուստի այս op-amp- ի համար ընտրում ենք մեկի շահույթը: Կենտրոնի հաճախականությունը պետք է լինի 60 Հց, իսկ որակի գործոնը `8. Դա կարելի է հասնել հետևյալ բաղադրիչ արժեքներով.

R1: 503 Օմ

R2: 128612 Օմ

R3: 503 Օմ

C: 0.33 միկրոֆարադ

Քայլ 4: Passածր փոխանցման զտիչ

Կրկին, սա ակտիվ զտիչ է, ուստի մենք կարող ենք ընտրել ցանկացած շահույթ, որը ցանկանում ենք, բայց մենք կընտրենք 1. Սա իրականացվում է ՝ վերևի R4- ը կարճ միացման վերածելով, իսկ R3- ը `բաց միացման: Մնացածը, ինչպես մյուս բաղադրիչներով, ձեռք է բերվում ՝ օգտագործելով մեր նախկինում սահմանված պահանջները ՝ սխեմաները կառավարող հավասարումների հետ համատեղ ՝ տարրի առանձին տարրերի արժեքներ ստանալու համար.

R1: 12056 Օմ

R2: 19873,6 Օմ

C1: 0.047 միկրոֆարադներ

C2: 0.1 միկրոֆարադ

Քայլ 5. Նախագծեք ամբողջական սխեման վիրտուալ ձևով

Վիրտուալ միացում ստեղծող ծրագրաշարը, ինչպիսին է PSPICE- ը, կարող է շատ օգտակար լինել սխալները որսալու և ծրագրերն ամրապնդելու համար ՝ նախքան անալոգային սխեմաների իրական արտադրությանը անցնելը: Այս պահին կարելի է գրավել շրջանի փոփոխական հոսքերը `ապահովելու համար, որ ամեն ինչ վարվում է ըստ ծրագրի:

Քայլ 6: Կառուցեք ամբողջական միացում

Շղթան կարող է կառուցվել այնպես, ինչպես ցանկանում եք, բայց այս գործի համար ընտրվել է հացահատիկ:

Հացահատիկի վրա հավաքելը խորհուրդ է տրվում, քանի որ այն ավելի հեշտ է, քան զոդելը, բայց եռակցումը ավելի երկարատևություն կտա: Խորհուրդ է տրվում նաև էներգիայի աղբյուրին զուգահեռ 0,1 միկրոֆարադի շրջանցման կոնդենսատոր տեղադրել գետնին, քանի որ դա օգնում է վերացնել մշտական ուժից անցանկալի շեղումները:

Քայլ 7: LabVIEW օգտագործողի միջերես

LabVIEW ինտերֆեյսը անալոգային ազդանշաններից ԷԿԳ ազդանշանի տեսողական և թվային ներկայացումների փոխակերպման միջոց է, որոնք օգտագործողի համար հեշտ է մեկնաբանել: Ազդանշանն անալոգայինից թվային փոխակերպելու համար օգտագործվում է DAQ տախտակ, իսկ տվյալները ներմուծվում են LabVIEW:

Softwareրագիրը օբյեկտների վրա հիմնված ծրագիր է, որն օգնում է տվյալների մշակմանը և ինտերֆեյսի ստեղծմանը: Տվյալները նախ տեսողականորեն ներկայացված են գրաֆիկով, այնուհետև կատարվում է ազդանշանի որոշ մշակում `սրտի բաբախման հաճախականությունը որոշելու համար, որպեսզի այն ցուցադրվի գրաֆիկի կողքին:

Սրտի հաճախության որոշման համար պետք է հայտնաբերել սրտի բաբախյունը: Դա կարելի է իրականացնել Lab VIEW- ի գագաթնակետային հայտնաբերման օբյեկտի միջոցով: Օբյեկտը դուրս է բերում ստացված տվյալների զանգվածի գագաթների ինդեքսները, որոնք այնուհետև կարող են օգտագործվել հաշվարկներում `սրտի բաբախումների միջև ընկած ժամանակը որոշելու համար:

Քանի որ LabVIEW- ի մանրամասները միանգամայն այլ Ուսուցողական կլինեն, մենք մանրամասները կթողնենք մեկ այլ աղբյուրի: Exactրագրի ճշգրիտ աշխատանքը կարելի է տեսնել վերը ներկայացված բլոկ -դիագրամում:

Քայլ 8: LabVIEW վերջնական օգտագործողի միջերես

Վերջնական ինտերֆեյսը ցուցադրում է ուժեղացված, զտված, փոխակերպված և մշակված ազդանշան, ինչպես նաև սրտի հաճախության ընթերցում րոպեում