Vienkāršs EKG un sirdsdarbības sensors: 10 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:57

PIEZĪME: Šī nav medicīniska ierīce. Tas ir paredzēts tikai izglītojošiem mērķiem, izmantojot simulētus signālus. Ja izmantojat šo shēmu reāliem EKG mērījumiem, lūdzu, pārliecinieties, ka ķēde un ķēdes un instrumenta savienojumi izmanto pareizas izolācijas metodes

Šodien mēs apskatīsim pamata elektrokardiogrāfijas (EKG) shēmas dizainu un izveidosim ķēdi, lai pastiprinātu un filtrētu sirds elektrisko signālu. Pēc tam mēs varam izmērīt sirdsdarbības ātrumu, izmantojot labVIEW programmatūru. Visā procesā es sniegšu detalizētus norādījumus par shēmas projektēšanas elementiem un to rašanās iemesliem, kā arī nelielu bioloģijas pamatinformāciju. Nosaukuma attēls ir no manas sirds elektriskā signāla. Līdz šīs pamācības beigām jūs varēsiet izmērīt arī savu. Sāksim!

EKG ir noderīgs diagnostikas līdzeklis medicīnas speciālistiem. To var izmantot, lai diagnosticētu daudzus sirds stāvokļus, sākot no pamata sirdslēkmes (miokarda infarkta) un beidzot ar progresējošiem sirdsdarbības traucējumiem, piemēram, priekškambaru mirdzēšanu, ko cilvēki var pavadīt lielāko daļu savas dzīves nemanot. Katra sirdsdarbība, jūsu autonomā nervu sistēma smagi strādā, lai jūsu sirds pukstu. Tas sūta elektriskos signālus uz sirdi, kas no SA mezgla virzās uz AV mezglu, un pēc tam sinhroni uz kreiso un labo kambaru, un visbeidzot no endokarda uz epikarda un purkinje šķiedrām, kas ir sirds pēdējā aizsardzības līnija. Šai sarežģītajai bioloģiskajai ķēdei var būt problēmas jebkurā vietā, un šo problēmu diagnosticēšanai var izmantot EKG. Es varētu runāt par bioloģiju visu dienu, bet par šo tēmu jau ir grāmata, tāpēc iepazīstieties ar "EKG diagnostika klīniskajā praksē", ko veidojuši Nikolass Pīterss, Maikls Gatzoulis un Romeo Vehts. Šī grāmata ir ļoti viegli lasāma un parāda EKG pārsteidzošo lietderību.

Lai izveidotu EKG, jums būs nepieciešami šādi komponenti vai pieņemami aizstājēji.

• Ķēdes projektēšanai:

  • Maizes dēlis
  • OP pastiprinātāji x 5
  • Rezistori
  • Kondensatori
  • Vadi
  • Alligator Clips vai citas stimulēšanas un mērīšanas metodes
  • BNC kabeļi
  • Funkciju ģenerators
  • Osciloskops
  • Līdzstrāvas barošanas avots vai baterijas, ja jums tas ir pa rokai

• Sirdsdarbības noteikšanai:

  • LabView
  • DAQ valde

• Bioloģisko signālu mērīšanai*

  • Elektrodi
  • Aligatora skavas vai elektrodu vadi

*Ievietoju iepriekš brīdinājuma piezīmi, un vēl mazliet apspriedīšu elektrisko komponentu bīstamību cilvēka ķermenim. Nepievienojiet šo EKG sev, ja neesat pārliecinājies, ka izmantojat pareizas izolācijas metodes. Ja strāvas padeves ierīces, piemēram, barošanas avoti, osciloskopi un datori tiek pievienoti tieši ķēdei, strāvas pārsprieguma gadījumā caur ķēdi var plūst lielas strāvas. Lūdzu, izolējiet ķēdi no strāvas tīkla, izmantojot akumulatora enerģiju un citas izolācijas metodes.

Nākamais 'Es apspriedīšu jautro daļu; Shēmas dizaina elementi!

1. darbība: shēmas dizaina specifikācijas

Tagad es runāšu par shēmas dizainu. Es neapspriedīšu shēmas shēmas, jo tās tiks sniegtas pēc šīs sadaļas. Šī sadaļa ir paredzēta cilvēkiem, kuri vēlas saprast, kāpēc mēs izvēlējāmies komponentus.

Augšējais attēls, kas ņemts no manas Purdue universitātes laboratorijas rokasgrāmatas, sniedz mums gandrīz visu, kas mums jāzina, lai izveidotu pamata EKG ķēdi. Tas ir nefiltrēta EKG signāla frekvences sastāvs ar vispārēju "amplitūdu" (y ass), kas salīdzināšanas nolūkos attiecas uz skaitli bez dimensijas. Tagad parunāsim par dizainu!

A. Instrumentu pastiprinātājs

Instrumentu pastiprinātājs būs ķēdes pirmais posms. Šis daudzpusīgais rīks buferē signālu, samazina parasto režīmu troksni un pastiprina signālu.

Mēs uztveram signālu no cilvēka ķermeņa. Dažas shēmas ļauj izmantot mērīšanas avotu kā barošanas avotu, jo ir pieejams atbilstošs uzlādes līmenis bez bojājumu riska. Tomēr mēs nevēlamies ievainot mūsu cilvēkus, tāpēc mums ir jābloķē signāls, kuru mēs esam ieinteresēti izmērīt. Instrumentu pastiprinātāji ļauj buferizēt bioloģiskos signālus, jo Op pastiprinātāju ieejām teorētiski ir bezgalīga pretestība (praksē tas tā nav, bet pretestība parasti ir pietiekami augsta), kas nozīmē, ka ieejā nevar ieplūst strāva (teorētiski) termināli.

Cilvēka ķermenī ir troksnis. Signāli no muskuļiem var izraisīt šo troksni EKG signālos. Lai samazinātu šo troksni, mēs varam izmantot atšķirību pastiprinātāju, lai samazinātu kopējā režīma troksni. Būtībā mēs vēlamies atņemt troksni, kas ir jūsu apakšdelma muskuļos divos elektrodu izvietojumos. Instrumentu pastiprinātājs ietver atšķirību pastiprinātāju.

Signāli cilvēka ķermenī ir mazi. Mums ir jāpastiprina šie signāli, lai tos varētu izmērīt ar atbilstošu izšķirtspēju, izmantojot elektriskās mērierīces. Lai to izdarītu, instrumentālais pastiprinātājs nodrošina nepieciešamo pastiprinājumu. Plašāku informāciju par instrumentu pastiprinātājiem skatiet pievienotajā saitē.

www.electronics-tutorial.net/amplifier/instrumentation-amplifier/index.html

B. Izgriezuma filtrs

Elektrolīnijas ASV rada "elektrotīkla troksni" vai "elektrolīnijas troksni" tieši 60 Hz frekvencē. Citās valstīs tas notiek 50 Hz frekvencē. Mēs varam redzēt šo troksni, aplūkojot augšējo attēlu. Tā kā mūsu EKG signāls joprojām ir interesējošā diapazonā, mēs vēlamies noņemt šo troksni. Lai novērstu šo troksni, var izmantot iecirtuma filtru, kas samazina pastiprinājumu frekvencē iecirtuma robežās. Dažus cilvēkus, iespējams, neinteresē EKG spektra augstākās frekvences, un viņi var izvēlēties izveidot zemas caurlaidības filtru ar ierobežojumu zem 60 Hz. Tomēr mēs gribējām kļūdīties drošā pusē un saņemt pēc iespējas vairāk signāla, tāpēc tā vietā tika izvēlēts iecirtuma filtrs un zemas caurlaidības filtrs ar augstāku izslēgšanas frekvenci.

Plašāku informāciju par iecirtuma filtriem skatiet pievienotajā saitē.

www.electronics-tutorials.ws/filter/band-st…

C. Otrās kārtas Butterworth VCVS zemas caurlaides filtrs

EKG signāla frekvences sastāvs ir tikai līdz šim. Mēs vēlamies novērst signālus augstākās frekvencēs, jo mūsu nolūkos tie ir vienkārši troksnis. Signāli no jūsu mobilā tālruņa, zilo zobu ierīces vai klēpjdatora ir visur, un šie signāli radītu nepieņemamu troksni EKG signālā. Tos var novērst ar Butterworth Low-Pass filtru. Mūsu izvēlētā robežfrekvence bija 220 Hz, kas, vēlāk skatoties, bija nedaudz augsta. Ja es vēlreiz izveidotu šo ķēdi, es izvēlētos daudz zemāku robežfrekvenci un varbūt pat eksperimentētu ar robežfrekvenci zem 60 Hz un tā vietā izmantotu augstākas kārtas filtru!

Šis filtrs ir otrās kārtas. Tas nozīmē, ka pieaugums "izslēdzas" ar ātrumu 40 db desmitgadē, nevis 20 db desmitgadē, kā tas būtu pirmās kārtas filtram. Šis straujākais nolaišanās nodrošina lielāku augstfrekvences signāla mazināšanu.

Butterworth filtrs tika izvēlēts, jo tas ir "maksimāli plakans" caurlaides joslā, kas nozīmē, ka caurlaides joslā nav izkropļojumu. Ja jūs interesē, šī saite satur lielisku informāciju par otrās kārtas filtru pamata dizainu:

www.electronics-tutorials.ws/filter/second-…

Tagad, kad esam runājuši par shēmas projektēšanu, mēs varam sākt būvniecību.

2. darbība: izveidojiet instrumentu pastiprinātāju

Šī shēma buferizēs ievadi, atņems parasto režīmu troksni un pastiprinās signālu ar pastiprinājumu 100. Ķēdes shēma un pievienotie projektēšanas vienādojumi ir parādīti iepriekš. Tas tika izveidots, izmantojot OrCAD Pspice dizaineru un simulēts, izmantojot Pspice. Shēma ir nedaudz izplūdusi, kopējot to no OrCAD, tāpēc es atvainojos par to. Esmu rediģējis attēlu, lai, cerams, padarītu dažas skaidrākas rezistoru vērtības.

Atcerieties, ka, veidojot ķēdes, jāizvēlas saprātīgas pretestības un kapacitātes vērtības, lai tiktu ņemta vērā sprieguma avota praktiskā pretestība, sprieguma mērīšanas ierīces praktiskā pretestība un rezistoru un kondensatoru fiziskais izmērs.

Dizaina vienādojumi ir uzskaitīti iepriekš. Sākotnēji mēs vēlējāmies, lai instrumentu pastiprinātāja ieguvums būtu x1000, un mēs izveidojām šo shēmu, lai mēs varētu pastiprināt simulētos signālus. Tomēr, piestiprinot to pie ķermeņa, drošības apsvērumu dēļ mēs vēlējāmies samazināt pastiprinājumu līdz 100, jo maizes dēļi nav gluži visstabilākās shēmas saskarnes. To veica ar karstās maiņas rezistoru 4, lai to samazinātu desmitkārtīgi. Ideālā gadījumā jūsu ieguvums no katra instrumentālā pastiprinātāja posma būtu vienāds, bet tā vietā mūsu ieguvums kļuva par 31.6 1. posmam un 3.16 2. posmam, tādējādi iegūstot 100. Es esmu pievienojis shēmas shēmu, lai iegūtu 100 pieaugumu 1000 vietā jūs joprojām redzēsit simulētus un bioloģiskus signālus, kas ir lieliski piemēroti šādam pastiprinājuma līmenim, taču tas var nebūt ideāli piemērots digitālajiem komponentiem ar zemu izšķirtspēju.

Ņemiet vērā, ka shēmas shēmā man ir vārdi "zemes ievade" un "pozitīva ievade", kas uzzīmēti oranžā tekstā. Es nejauši ievietoju funkciju ievadi vietā, kur vajadzētu būt zemei. Lūdzu, ielieciet zemi vietā, kur ir atzīmēta "zemējuma ievade", un funkciju, kur atzīmēta "pozitīva ievade".

• Kopsavilkums

  • Ieguvums 1. posmā - 31.6
  • 2. posma ieguvums - 3.16 drošības apsvērumu dēļ

3. darbība: izveidojiet iecirtuma filtru

Šis iecirtuma filtrs novērš 60 Hz troksni no ASV elektrolīnijām. Tā kā mēs vēlamies, lai šis filtrs iecirtos tieši 60 Hz frekvencē, ir svarīgi izmantot pareizās pretestības vērtības.

Dizaina vienādojumi ir uzskaitīti iepriekš. Tika izmantots kvalitātes koeficients 8, kas vājināšanas frekvencē rada straujāku virsotni. Tika izmantota 60 Hz centra frekvence (f0) ar joslas platumu (beta) 2 rad/s, lai nodrošinātu vājināšanos frekvencēs, kas nedaudz atšķiras no centra frekvences. Atgādinām, ka grieķu burts omega (w) ir rad/s vienībās. Lai pārvērstu no Hz uz rad/s, mums jāreizina mūsu centrālā frekvence 60 Hz ar 2*pi. Beta tiek mērīta arī rados.

• Dizaina vienādojumu vērtības

  • w0 = 376,99 rad/s
  • Beta (B) = 2 rad/s
  • Q = 8
• No šejienes ķēdes izveidošanai tika izvēlētas saprātīgas pretestības un kapacitātes vērtības.

4. darbība: izveidojiet zemas caurlaidības filtru

Zemas caurlaidības filtru izmanto, lai novērstu augstas frekvences, kuras mēs neesam ieinteresēti mērīt, piemēram, mobilo tālruņu signālus, Bluetooth sakarus un WiFi troksni. Aktīvs otrās kārtas VCVS Butterworth filtrs nodrošina maksimāli plakanu (tīru) signālu joslas caurlaides apgabalā ar vājināšanas apgabalā nolaišanos -40 db/desmitgadē.

Dizaina vienādojumi ir uzskaitīti iepriekš. Šie vienādojumi ir nedaudz gari, tāpēc atcerieties pārbaudīt savu matemātiku! Ņemiet vērā, ka b un vērtības ir rūpīgi izvēlētas, lai nodrošinātu plakanu signālu basu apgabalā un vienmērīgu vājināšanos rullēšanas zonā. Lai iegūtu papildinformāciju par to, kā rodas šīs vērtības, skatiet saiti 2. darbības C sadaļā "Zemas caurlaides filtrs".

C1 specifikācija ir diezgan neskaidra, jo tā vienkārši ir mazāka par vērtību, kas balstīta uz C2. Es aprēķināju, ka tas ir mazāks vai vienāds ar 22 nF, tāpēc es izvēlējos 10 nF. Ķēde strādāja labi, un -3 db punkts bija ļoti tuvu 220 Hz, tāpēc es par to pārāk neuztraucos. Atgādinām, ka leņķiskā frekvence (wc) rad/s ir vienāda ar robežfrekvenci Hz (fc) * 2pi.

• Dizaina ierobežojumi

  • K (ieguvums) = 1
  • b = 1
  • a = 1,4142
  • Izslēgšanas frekvence - 220 Hz

Izslēgšanas frekvence 220 Hz šķita nedaudz augsta. Ja es to darītu vēlreiz, es, iespējams, tuvinātu to 100 Hz vai pat sajauktos ar augstākas pakāpes zemo caurlaidību ar 50 Hz robežu. Es aicinu jūs izmēģināt dažādas vērtības un shēmas!

5. darbība: pievienojiet instrumentu pastiprinātāju, iecirtuma filtru un zemas caurlaidības filtru

Tagad vienkārši pievienojiet instrumentu pastiprinātāja izeju iecirtuma filtra ieejai. Pēc tam pievienojiet iecirtuma filtra izeju zemfrekvences filtra ieejai.

Esmu arī pievienojis apvada kondensatorus no līdzstrāvas barošanas avota zemei, lai novērstu troksni. Šiem kondensatoriem vajadzētu būt vienādai vērtībai katram Op-Amp un vismaz 0,1 uF, bet, izņemot to, droši izmantojiet jebkuru saprātīgu vērtību.

Es mēģināju izmantot nelielu aploksnes shēmu, lai "izlīdzinātu" trokšņaino signālu, taču tas nedarbojās, kā paredzēts, un man bija maz laika, tāpēc es atmetu šo ideju un izmantoju digitālo apstrādi. Tas būtu foršs papildu solis, ja jūs interesē!

6. darbība: ieslēdziet ķēdi, ievadiet viļņu formu un izmēriet

Norādījumi ķēdes barošanai un mērījumu veikšanai. Tā kā katra cilvēka aprīkojums ir atšķirīgs, es nevaru vienkārši pateikt, kā ievadīt un izmērīt. Šeit es sniedzu pamata norādījumus. Iestatīšanas piemēru skatiet iepriekšējā diagrammā.

1. Pievienojiet funkciju ģeneratoru instrumentu pastiprinātājam.

   • Pozitīvs klips pie apakšējā Op-Amp instrumentu pastiprinātāja diagrammā
   • Negatīvs klips pie zemes.
   • Instrumentu pastiprinātāja diagrammā saīsiniet augšējā Op-Amp ieeju zemē. Tas sniegs atsauci uz ienākošo signālu. (Bioloģiskajos signālos šī ieeja būs elektrods ar nolūku samazināt kopējā režīma troksni.)

2. Pievienojiet osciloskopa pozitīvo klipu izvadam pēdējā posmā (zemas caurlaidības filtra izeja).

   • pozitīvs klips izvadīšanai pēdējā posmā
   • negatīvs klips pie zemes
3. Pievienojiet līdzstrāvas barošanas avotu sliedēm, nodrošinot, ka katra Op-Amp strāvas padeve ir īssavienojuma sliede, kurai tā atbilst.

4. Pievienojiet līdzstrāvas barošanas avota zemējumu atlikušajai apakšējai sliedei, nodrošinot atskaites signālu.

   saīsiniet apakšējās sliedes zemi ar augšējo sliedes zemi, kas ļaus jums tīrīt ķēdi

Sāciet ievadīt vilni un izmantojiet osciloskopu mērījumu veikšanai! Ja jūsu ķēde darbojas kā paredzēts, jums vajadzētu redzēt 100 pieaugumu. Tas nozīmētu, ka maksimālajam un maksimālajam spriegumam jābūt 2 V 20 mV signālam. Ja jūs esat funkciju ģenerators kā izdomāta sirds viļņu forma, mēģiniet to ievadīt.

Jautājiet ar frekvencēm un ievadi, lai pārliecinātos, ka jūsu filtrs darbojas pareizi. Mēģiniet pārbaudīt katru posmu atsevišķi un pēc tam pārbaudīt ķēdi kopumā. Esmu pievienojis eksperimenta paraugu, kurā es analizēju iecirtuma filtra funkciju. Es pamanīju pietiekamu vājināšanos no 59,5 Hz līdz 60,5 Hz, bet es būtu gribējis, lai 59,5 un 60,5 Hz punktos būtu nedaudz lielāks vājinājums. Neskatoties uz to, laikam bija izšķiroša nozīme, tāpēc es gāju tālāk un sapratu, ka vēlāk varētu digitāli noņemt troksni. Šeit ir daži jautājumi, kurus vēlaties apsvērt savā ķēdē:

• Vai ieguvums ir 100?
• Pārbaudiet pastiprinājumu pie 220 Hz. Vai tas ir -3 db vai tuvu tam?
• Pārbaudiet vājinājumu pie 60 Hz. Vai tas ir pietiekami augsts? Vai tas joprojām nodrošina vājinājumu pie 60,5 un 59,5 Hz?
• Cik ātri jūsu filtrs nokrīt no 220 Hz? Vai tas ir -40 db desmitgadē?
• Vai kādā no ieejām notiek strāva? Ja tā, šī ķēde nav piemērota cilvēku mērījumiem, un, iespējams, kaut kas nav kārtībā ar jūsu dizainu vai sastāvdaļām.

Ja ķēde darbojas kā paredzēts, tad esat gatavs doties tālāk! Ja nē, jums ir jāveic dažas problēmu novēršanas darbības. Pārbaudiet katra posma izvadi atsevišķi. Pārliecinieties, vai jūsu Op-amp pastiprinātājs ir barots un funkcionāls. Pārbaudiet spriegumu katrā mezglā, līdz esat atradis ķēdes problēmu.

7. darbība: LabVIEW sirdsdarbības mērīšana

LabVIEW ļaus mums izmērīt sirdsdarbības ātrumu, izmantojot loģikas bloka diagrammu. Ņemot vērā vairāk laika, es labprātāk gribētu pats digitalizēt datus un izveidot kodu, kas noteiktu sirdsdarbības ātrumu, jo tam nebūtu nepieciešami datori ar instalētu labVIEW un dūšīgu DAQ plāksni. Turklāt skaitliskās vērtības programmā labVIEW nenāca intuitīvi. Neskatoties uz to, labVIEW apgūšana bija vērtīga pieredze, jo blokshēmas loģikas izmantošana ir daudz vienkāršāka nekā nepieciešamība kodēt savu loģiku.

Par šo sadaļu nav daudz ko teikt. Pievienojiet savas ķēdes izeju DAQ platei un pievienojiet DAQ plati datoram. Izveidojiet ķēdi, kas parādīta nākamajā attēlā, nospiediet "palaist" un sāciet vākt datus! Pārliecinieties, vai jūsu ķēde saņem viļņu formu.

Šeit ir daži svarīgi iestatījumi:

• paraugu ņemšanas frekvence 500 Hz un loga izmērs 2500 vienības nozīmē, ka mēs loga iekšienē uztveram datus par 5 sekundēm. Tam vajadzētu būt pietiekamam, lai redzētu 4–5 sirdspukstus miera stāvoklī un vairāk slodzes laikā.
• Sirdsdarbības noteikšanai pietika ar noteikto maksimumu 0,9. Lai gan izskatās, ka tas tiek pārbaudīts grafiski, patiesībā šīs vērtības iegūšanai bija vajadzīgs diezgan ilgs laiks. Jums vajadzētu sajaukt ar to, līdz esat precīzi aprēķinājis sirdsdarbību.
• Ar platumu "5" šķita pietiekams. Atkal šī vērtība tika pielietota, un šķita, ka tai nav intuitīvas jēgas.
• Skaitliskajā ievadē, lai aprēķinātu sirdsdarbības ātrumu, tiek izmantota vērtība 60. Katru reizi, kad tiek parādīts sirdsdarbības ātrums, tā iet caur zemākā līmeņa ķēdi un katru reizi, kad sirdspuksti tiek parādīti, atgriež 1. Ja mēs dalām šo skaitli ar 60, mēs būtībā sakām: "daliet 60 ar logā aprēķināto sitienu skaitu". Tas atgriezīs jūsu sirdsdarbības ātrumu sitienos minūtē.

Pievienotais attēls ir no manas sirdspuksta labVIEW. Tas noteica, ka mana sirds pukstēja pie 82 BPM. Es biju diezgan satraukti, ka beidzot šī ķēde darbojas!

8. solis: cilvēka mērīšana

Ja esat pierādījis sev, ka jūsu ķēde ir droša un funkcionāla, varat izmērīt savu sirdsdarbību. Izmantojot 3M mērīšanas elektrodus, novietojiet tos šādās vietās un pievienojiet tos ķēdei. Plaukstas vadi iet plaukstas iekšpusē, vēlams vietās, kur ir maz matu. Zemes elektrods iet uz potītes kaulainās daļas. Izmantojot aligatoru skavas, pievienojiet pozitīvo vadu pozitīvajai ieejai, negatīvo - negatīvajai ieejai un zemējuma elektrodu - pie zemes sliedes (pievērsiet uzmanību, ka tā nav negatīvā barošanas sliede)).

Pēdējā atkārtotā piezīme: "Šī nav medicīniska ierīce. Tas ir paredzēts tikai izglītojošiem mērķiem, izmantojot simulētus signālus. Ja izmantojat šo shēmu reāliem EKG mērījumiem, lūdzu, pārliecinieties, vai ķēde un ķēdes un instrumenta savienojumi izmanto pareizas izolācijas metodes. Jūs uzņematies jebkāda kaitējuma risku."

Pārliecinieties, vai osciloskops ir pareizi pievienots. Pārliecinieties, ka op pastiprinātājā neplūst strāva un ka zemējuma elektrods ir piestiprināts pie zemes. Pārliecinieties, vai osciloskopa logu izmēri ir pareizi. Es novēroju aptuveni 60 mV QRS kompleksu un izmantoju 5s logu. Pievienojiet aligatora skavas to attiecīgajiem pozitīvajiem, negatīvajiem un zemējuma elektrodiem. Jums vajadzētu sākt redzēt EKG viļņu formu pēc pāris sekundēm. Atpūsties; neveiciet nekādas kustības, jo filtrs joprojām var uztvert muskuļu signālus.

Pareizi iestatot ķēdi, iepriekšējā solī vajadzētu redzēt kaut ko līdzīgu šai izejai! Tas ir jūsu pašu EKG signāls. Tālāk es pieskaršos apstrādei.

PIEZĪME. Tiešsaistē redzēsit dažādus 3 elektrodu EKG iestatījumus. Tie arī darbotos, taču tie var radīt apgrieztas viļņu formas. Tā kā šajā ķēdē ir uzstādīts diferenciālais pastiprinātājs, šī elektrodu konfigurācija nodrošina tradicionālu pozitīva QRS kompleksa viļņu formu.

9. solis: signālu apstrāde

Tātad jūs esat pievienojies osciloskopam un redzat QRS kompleksu, taču signāls joprojām izskatās trokšņains. Iespējams, kaut kas līdzīgs pirmajam attēlam šajā sadaļā. Tas ir normāli. Mēs izmantojam ķēdi uz atvērtas maizes dēļa ar virkni elektrisko komponentu, kas būtībā darbojas kā mazas antenas. Līdzstrāvas barošanas avoti ir ļoti trokšņaini, un nav RF ekranējuma. Protams, signāls būs trokšņains. Es īsi mēģināju izmantot aploksnes izsekošanas shēmu, bet man pietrūka laika. Tomēr to ir viegli izdarīt digitāli! Vienkārši ņemiet slīdošo vidējo. Vienīgā atšķirība starp pelēko/zilo grafiku un melno/zaļo grafiku ir tāda, ka melnā/zaļā diagramma izmanto slīdošo vidējo spriegumu 3 ms logā. Tas ir tik mazs logs, salīdzinot ar laiku starp sitieniem, taču tas padara signālu daudz vienmērīgāku.

10. solis: nākamās darbības?

Šis projekts bija foršs, bet kaut ko vienmēr var izdarīt labāk. Šeit ir dažas manas domas. Jūtieties brīvi atstāt savu zemāk!

• Izmantojiet zemāku izslēgšanas frekvenci. Tam vajadzētu novērst daļu no ķēdē esošā trokšņa. Varbūt pat paspēlēsieties, izmantojot tikai zemas caurlaidības filtru ar stāvu nogriezni.
• Lodējiet komponentus un izveidojiet kaut ko pastāvīgu. Tam vajadzētu samazināt troksni, tā dzesētāju un drošāku.
• Digitalizējiet signālu un izvadiet to pats, novēršot nepieciešamību pēc DAQ plates un ļaujot rakstīt kodu, kas noteiks jūsu sirdsdarbību, nevis izmantot LabVIEW. Tas ļaus ikdienas lietotājam noteikt sirdsdarbību, neprasot jaudīgu programmu.

Nākotnes projekti?

• Izveidojiet ierīci, kas ievadīto informāciju parādīs tieši ekrānā (hmmmm aveņu pi un ekrāna projekts?)
• Izmantojiet komponentus, kas padarīs ķēdi mazāku.
• Izveidojiet daudzfunkcionālu pārnēsājamu EKG ar displeju un sirdsdarbības noteikšanu.

Ar to beidzas pamācība! Paldies par lasīšanu. Lūdzu, atstājiet visas domas vai ieteikumus zemāk.