كاشف بسيط لتخطيط القلب ومعدل ضربات القلب: 10 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:41

إشعار: هذا ليس جهازًا طبيًا. هذا للأغراض التعليمية فقط باستخدام إشارات محاكاة. في حالة استخدام هذه الدائرة لإجراء قياسات حقيقية لمخطط كهربية القلب ، يرجى التأكد من أن الدائرة والتوصيلات من الدائرة إلى الجهاز تستخدم تقنيات عزل مناسبة

اليوم ، سنتعرف على تصميم الدوائر الأساسية لتخطيط القلب (ECG) وننشئ دائرة لتضخيم الإشارة الكهربائية لقلبك وتصفيتها. بعد ذلك ، يمكننا قياس معدل ضربات القلب باستخدام برنامج labVIEW. خلال العملية ، سأقدم تعليمات مفصلة حول عناصر تصميم الدوائر وسبب حدوثها ، بالإضافة إلى القليل من الخلفية البيولوجية. صورة العنوان هي إشارة كهربائية لقلبي. بنهاية هذا التدريب ، ستكون قادرًا على قياسك أيضًا. هيا بنا نبدأ!

ECG هو أداة تشخيصية مفيدة للمهنيين الطبيين. يمكن استخدامه لتشخيص العديد من أمراض القلب ، بدءًا من النوبة القلبية الأساسية (احتشاء عضلة القلب) ، وصولاً إلى اضطرابات القلب الأكثر تقدمًا ، مثل الرجفان الأذيني ، والتي قد يمضي الأشخاص معظم حياتهم دون أن يلاحظوا ذلك. في كل نبضة قلب ، يعمل جهازك العصبي اللاإرادي بجد لجعل قلبك ينبض. يرسل إشارات كهربائية إلى القلب ، والتي تنتقل من العقدة الجيبية الأذينية إلى العقدة الأذينية البطينية ، ثم إلى البطينين الأيسر والأيمن بشكل متزامن ، وأخيراً من شغاف القلب إلى النخاب وألياف البركنجي ، خط دفاع القلب الأخير. يمكن أن تواجه هذه الدائرة البيولوجية المعقدة مشاكل في أي مكان على طول مسارها ، ويمكن استخدام مخطط كهربية القلب لتشخيص هذه المشكلات. يمكنني التحدث عن علم الأحياء طوال اليوم ، ولكن يوجد بالفعل كتاب حول هذا الموضوع ، لذا تحقق من "تشخيص تخطيط القلب في الممارسة السريرية" ، بقلم نيكولاس بيترز ، ومايكل جاتزوليس ، وروميو فيشت. هذا الكتاب سهل القراءة للغاية ويوضح الفائدة المذهلة لتخطيط القلب.

لإنشاء مخطط كهربية القلب ، ستحتاج إلى المكونات التالية أو البدائل المقبولة.

• لتصميم الدوائر:

  • اللوح
  • أمبير OP × 5
  • المقاومات
  • المكثفات
  • الأسلاك
  • مقاطع التمساح ، أو طرق التحفيز والقياس الأخرى
  • كابلات BNC
  • وظيفة المولد
  • راسم الذبذبات
  • التيار المستمر أو البطاريات إذا كنت في متناول يديك

• لاكتشاف معدل ضربات القلب:

  • LabView
  • مجلس دق

• لقياس الإشارة البيولوجية *

  • أقطاب كهربائية
  • مقاطع التمساح ، أو خيوط القطب

* لقد وضعت ملاحظة تحذيرية أعلاه ، وسأناقش أخطار المكونات الكهربائية على جسم الإنسان أكثر قليلاً. لا تقم بتوصيل مخطط كهربية القلب هذا بنفسك إلا إذا تأكدت من أنك تستخدم تقنيات عزل مناسبة. يمكن أن يؤدي توصيل الأجهزة التي تعمل بالطاقة الرئيسية مثل إمدادات الطاقة وأجهزة الذبذبات وأجهزة الكمبيوتر مباشرة إلى الدائرة إلى تدفق تيارات كبيرة عبر الدائرة في حالة حدوث زيادة في الطاقة. يرجى عزل الدائرة عن مصدر الطاقة الرئيسي باستخدام طاقة البطارية وتقنيات العزل الأخرى.

التالي سأناقش الجزء الممتع ؛ عناصر تصميم الدوائر!

الخطوة 1: مواصفات تصميم الدوائر

الآن سأتحدث عن تصميم الدوائر. لن أناقش مخططات الدوائر ، حيث سيتم تقديمها بعد هذا القسم. هذا القسم مخصص للأشخاص الذين يريدون فهم سبب اختيارنا للمكونات التي اخترناها.

الصورة أعلاه ، مأخوذة من كتيب مختبري في جامعة بوردو ، تعطينا تقريبًا كل ما نحتاج إلى معرفته لتصميم دائرة تخطيط كهربية القلب الأساسية. هذا هو تكوين التردد لإشارة ECG غير المفلترة ، مع "سعة" عامة (المحور y) تشير إلى رقم بلا أبعاد لأغراض المقارنة. الآن لنتحدث عن التصميم!

أ.مضخم الأجهزة

سيكون مكبر الصوت هو المرحلة الأولى في الدائرة. تعمل هذه الأداة متعددة الاستخدامات على تخزين الإشارة مؤقتًا وتقليل ضوضاء الوضع الشائع وتضخيم الإشارة.

نحن نأخذ إشارة من جسم الإنسان. تسمح لك بعض الدوائر باستخدام مصدر القياس الخاص بك كمصدر للطاقة ، حيث توجد شحنة كافية متاحة دون التعرض لخطر التلف. ومع ذلك ، لا نريد أن نؤذي البشر ، لذلك نحتاج إلى تخزين الإشارة التي نهتم بقياسها. تسمح لك مضخمات الأجهزة بتخزين الإشارات البيولوجية مؤقتًا ، نظرًا لأن مدخلات Op Amp لها مقاومة لانهائية نظريًا (ليس هذا هو الحال ، من الناحية العملية ، ولكن الممانعة عادة ما تكون عالية بما فيه الكفاية) مما يعني أنه لا يوجد تيار (نظريًا) يمكن أن يتدفق إلى المدخلات محطات.

ضجيج جسم الإنسان. يمكن أن تتسبب الإشارات من العضلات في ظهور هذه الضوضاء في إشارات تخطيط القلب. لتقليل هذه الضوضاء ، يمكننا استخدام مضخم اختلاف لتقليل ضوضاء الوضع الشائع. بشكل أساسي ، نريد استبعاد الضوضاء الموجودة في عضلات الساعد عند وضعين للقطب الكهربي. يشتمل مضخم الأجهزة على مضخم اختلاف.

الإشارات في جسم الإنسان صغيرة. نحتاج إلى تضخيم هذه الإشارات حتى يمكن قياسها بدقة مناسبة باستخدام أجهزة القياس الكهربائية. يوفر مضخم الأجهزة الكسب الضروري للقيام بذلك. انظر الرابط المرفق لمزيد من المعلومات حول مكبرات الصوت.

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

B. تصفية الشق

تنتج خطوط الكهرباء في الولايات المتحدة "همهمة رئيسية" أو "ضوضاء خط كهرباء" عند 60 هرتز بالضبط. في البلدان الأخرى يحدث هذا عند 50 هرتز. يمكننا رؤية هذه الضوضاء من خلال النظر إلى الصورة أعلاه. نظرًا لأن إشارة ECG الخاصة بنا لا تزال إلى حد ما ضمن نطاق الاهتمام ، فنحن نريد إزالة هذه الضوضاء. لإزالة هذه الضوضاء ، يمكن استخدام مرشح القطع ، مما يقلل الكسب عند الترددات داخل الشق. قد لا يهتم بعض الأشخاص بالترددات الأعلى في طيف مخطط كهربية القلب ، وقد يختارون إنشاء مرشح تمرير منخفض بقطع أقل من 60 هرتز. ومع ذلك ، أردنا أن نخطئ في الجانب الآمن ونستقبل أكبر قدر ممكن من الإشارة ، لذلك تم اختيار مرشح درجة وفلتر تمرير منخفض بتردد قطع أعلى بدلاً من ذلك.

انظر الرابط المرفق لمزيد من المعلومات حول مرشحات الشق.

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

C. مرشح الترددات المنخفضة بترورث VCVS من الدرجة الثانية

يمتد تكوين تردد إشارة ECG فقط حتى الآن. نريد التخلص من الإشارات عند الترددات الأعلى ، لأنها لأغراضنا ، هي مجرد ضوضاء. توجد إشارات من هاتفك الخلوي أو جهاز الأسنان الزرقاء أو الكمبيوتر المحمول في كل مكان ، وقد تتسبب هذه الإشارات في حدوث ضوضاء غير مقبولة في إشارة مخطط كهربية القلب. يمكن التخلص منها باستخدام مرشح Butterworth Low-Pass. كان تردد القطع المختار لدينا 220 هرتز ، والذي كان مرتفعًا بعض الشيء في الإدراك المتأخر. إذا كنت سأقوم بإنشاء هذه الدائرة مرة أخرى ، فسأختار تردد قطع أقل بكثير من ذلك ، وربما أجرب تردد قطع أقل من 60 هرتز واستخدم مرشح ترتيب أعلى بدلاً من ذلك!

هذا المرشح من الدرجة الثانية. هذا يعني أن الكسب "يتدحرج" بمعدل 40 ديسيبل / عقد بدلاً من 20 ديسيبل / عقد مثل مرشح الدرجة الأولى. يوفر هذا الانحدار الحاد تخفيفًا أكبر للإشارة عالية التردد.

تم اختيار مرشح Butterworth نظرًا لأنه "مسطح إلى أقصى حد" في نطاق التمرير ، مما يعني عدم وجود تشويه داخل نطاق التمرير. إذا كنت مهتمًا ، فإن هذا الرابط يحتوي على معلومات رائعة لتصميم مرشح الترتيب الثاني الأساسي:

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

الآن بعد أن تحدثنا عن تصميم الدوائر ، يمكننا البدء في البناء.

الخطوة 2: إنشاء مضخم الأجهزة

ستعمل هذه الدائرة على تخزين المدخلات ، وطرح ضوضاء النمط الشائع ، وتضخيم الإشارة عند كسب 100. وترد معادلات التصميم التخطيطي للدائرة والمرافقة أعلاه. تم إنشاء هذا باستخدام مصمم OrCAD Pspice وتمت محاكاته باستخدام Pspice. يظهر المخطط ضبابيًا بعض الشيء عند نسخه من OrCAD ، لذلك أعتذر عن هذا. لقد قمت بتحرير الصورة على أمل جعل بعض قيم المقاوم أكثر وضوحًا.

تذكر أنه عند إنشاء الدوائر ، يجب اختيار قيم المقاومة والسعة المعقولة بحيث يتم أخذ المعاوقة العملية لمصدر الجهد والمقاومة العملية لجهاز قياس الجهد والحجم المادي للمقاومات والمكثفات في الاعتبار.

تم سرد معادلات التصميم أعلاه. في البداية ، أردنا أن يكون كسب مضخم الأجهزة x1000 ، وأنشأنا هذه الدائرة حتى نتمكن من تضخيم الإشارات المحاكاة. ومع ذلك ، عند توصيله بجسمنا ، أردنا تقليل الكسب إلى 100 لأسباب تتعلق بالسلامة ، نظرًا لأن لوحات التجارب ليست بالضبط واجهات الدوائر الأكثر استقرارًا. تم القيام بذلك عن طريق المقاوم للتبديل السريع 4 ليتم تقليله بمقدار عشرة أضعاف. من الناحية المثالية ، سيكون مكاسبك من كل مرحلة من مراحل مضخم الأجهزة هو نفسه ، ولكن بدلاً من ذلك أصبح مكاسبنا 31.6 للمرحلة 1 و 3.16 للمرحلة 2 ، مما يعطي ربحًا قدره 100. لقد قمت بإرفاق مخطط الدائرة للحصول على ربح قدره 100 بدلاً من 1000. ستظل ترى إشارات محاكاة وبيولوجية جيدة تمامًا مع هذا المستوى من الكسب ، ولكنها قد لا تكون مثالية للمكونات الرقمية ذات الدقة المنخفضة.

لاحظ ، في مخطط الدائرة ، لدي الكلمتان "إدخال أرضي" و "إدخال إيجابي" مرسومة بنص برتقالي. لقد وضعت إدخال الوظيفة بطريق الخطأ حيث من المفترض أن تكون الأرض. يرجى وضع الأرض حيث يتم تدوين "المدخلات الأرضية" ، والوظيفة حيث يتم تسجيل "الإدخال الإيجابي".

• ملخص

  • كسب المرحلة 1 - 31.6
  • كسب المرحلة 2 - 3.16 لأسباب تتعلق بالسلامة

الخطوة 3: قم بإنشاء مرشح الشق

يزيل مرشح القطع هذا ضوضاء 60 هرتز من خطوط الطاقة الأمريكية. نظرًا لأننا نريد أن يبلغ هذا الفلتر 60 هرتز بالضبط ، فإن استخدام قيم المقاومة الصحيحة أمر بالغ الأهمية.

تم سرد معادلات التصميم أعلاه. تم استخدام عامل جودة 8 ، والذي ينتج عنه ذروة أكثر حدة عند تردد التوهين. تم استخدام تردد مركزي (f0) قدره 60 هرتز ، مع عرض نطاق (بيتا) يبلغ 2 راد / ثانية لتوفير التوهين عند ترددات تنحرف قليلاً عن التردد المركزي. تذكر أن الحرف اليوناني أوميغا (w) بوحدات راديان / ث. للتحويل من هرتز إلى راديان / ث ، يجب أن نضرب التردد المركزي ، 60 هرتز ، في 2 * باي. يقاس بيتا أيضًا بوحدة راديان / ثانية.

• قيم معادلات التصميم

  • ب 0 = 376.99 راديان / ثانية
  • بيتا (ب) = 2 راد / ثانية
  • س = 8
• من هنا ، تم اختيار قيم معقولة للمقاومة والسعة لبناء الدائرة.

الخطوة 4: قم ببناء مرشح الترددات المنخفضة

يتم استخدام مرشح الترددات المنخفضة للتخلص من الترددات العالية التي لا نرغب في قياسها ، مثل إشارات الهاتف الخلوي واتصالات البلوتوث وضوضاء WiFi. يوفر مرشح بتروورث النشط من الدرجة الثانية VCVS إشارة مسطحة (نظيفة) إلى أقصى حد في منطقة تمرير النطاق مع انخفاض قدره -40 ديسيبل / عقد في منطقة التوهين.

تم سرد معادلات التصميم أعلاه. هذه المعادلات طويلة بعض الشيء ، لذا تذكر أن تتحقق من الرياضيات! لاحظ أنه تم اختيار قيم b و a بعناية لتوفير إشارة مسطحة في منطقة الجهير والتوهين المنتظم في منطقة الانقلاب. لمزيد من المعلومات حول كيفية ظهور هذه القيم ، راجع الارتباط الموجود في الخطوة 2 ، القسم ج ، "مرشح المرور المنخفض".

مواصفات C1 غامضة جدًا ، لأنها ببساطة أقل من قيمة تستند إلى C2. حسبت أنه أقل من أو يساوي 22 nF ، لذلك اخترت 10 nF. عملت الدائرة بشكل جيد ، وكانت النقطة -3 ديسيبل قريبة جدًا من 220 هرتز ، لذلك لن أقلق بشأن هذا كثيرًا. تذكر مرة أخرى أن التردد الزاوي (wc) بوحدة راديان / ثانية يساوي تردد القطع بالهرتز (fc) * 2 نقطة في البوصة.

• قيود التصميم

  • ك (ربح) = 1
  • ب = 1
  • أ = 1.4142
  • تردد القطع - 220 هرتز

يبدو أن تردد القطع البالغ 220 هرتز مرتفع قليلاً. إذا كنت سأفعل هذا مرة أخرى ، فمن المحتمل أن أجعله أقرب إلى 100 هرتز ، أو حتى العبث بتمريرة منخفضة ذات ترتيب أعلى بقطع 50 هرتز. أنا أشجعك على تجربة قيم ومخططات مختلفة!

الخطوة 5: قم بتوصيل مضخم الأجهزة ، ومرشح الشق ، ومرشح المرور المنخفض

الآن ، ما عليك سوى توصيل خرج مضخم الأجهزة بإدخال مرشح الشق. ثم قم بتوصيل خرج مرشح الشق بإدخال مرشح التمرير المنخفض.

لقد أضفت أيضًا مكثفات تجاوز من مصدر طاقة التيار المستمر إلى الأرض لإزالة بعض الضوضاء. يجب أن تكون هذه المكثفات بنفس القيمة لكل Op-Amp و 0.1 uF على الأقل ، ولكن بخلاف ذلك ، لا تتردد في استخدام أي قيمة معقولة.

حاولت استخدام دائرة مغلف صغيرة "لتنعيم" الإشارة الصاخبة ، لكنها لم تكن تعمل على النحو المنشود ، ولم يكن الوقت مناسبًا ، لذلك ألغيت هذه الفكرة واستخدمت المعالجة الرقمية بدلاً من ذلك. ستكون هذه خطوة إضافية رائعة إذا كنت فضوليًا!

الخطوة 6: قم بتشغيل الدائرة ، أدخل شكل موجة ، وقم بالقياس

تعليمات لتشغيل الدائرة وأخذ القياسات. نظرًا لأن معدات كل شخص مختلفة ، فلا توجد طريقة بسيطة يمكنني من خلالها إخبارك بكيفية الإدخال والقياس. لقد أعطيت التعليمات الأساسية هنا. الرجوع إلى الرسم التخطيطي السابق للحصول على مثال الإعداد.

1. قم بتوصيل مولد الوظيفة بمضخم الأجهزة.

   • مقطع إيجابي إلى Op-Amp السفلي في مخطط مضخم الأجهزة
   • مقطع سلبي إلى الأرض.
   • قم باختصار مدخلات Op-Amp العلوي في مخطط مضخم الأجهزة إلى الأرض. سيوفر هذا مرجعًا للإشارة الواردة. (في الإشارات البيولوجية ، سيكون هذا الإدخال قطبًا كهربيًا بهدف تقليل ضوضاء الوضع الشائع.)

2. قم بتوصيل المقطع الموجب من الذبذبات بالمخرج في المرحلة النهائية (خرج مرشح التمرير المنخفض).

   • مقطع إيجابي للإخراج في المرحلة النهائية
   • مقطع سلبي إلى الأرض
3. قم بتوصيل مصدر طاقة التيار المستمر بالقضبان ، مع التأكد من أن كل مدخل طاقة Op-Amp مقصر على السكة التي يتوافق معها.

4. قم بتوصيل الأرض الأرضية الخاصة بمصدر طاقة التيار المستمر بالسكة السفلية المتبقية ، مما يوفر مرجعًا لك للإشارة.

   قم بتقصير أرضية السكة السفلية إلى أرض السكة العلوية ، مما يسمح لك بتنظيف الدائرة

ابدأ في إدخال موجة واستخدم مرسمة الذبذبات لأخذ القياسات! إذا كانت دائرتك تعمل على النحو المنشود ، فمن المفترض أن ترى زيادة قدرها 100. وهذا يعني أن الجهد من الذروة إلى الذروة يجب أن يكون 2 فولت لإشارة 20 مللي فولت. إذا كنت تعمل كمولد كشكل موجة قلبية خيالية ، فحاول إدخال ذلك.

العبث بالترددات والمدخلات للتأكد من أن المرشح الخاص بك يعمل بشكل صحيح. جرب اختبار كل مرحلة على حدة ، ثم اختبر الدائرة ككل. لقد أرفقت تجربة نموذجية حيث قمت بتحليل وظيفة مرشح الشق. لقد لاحظت توهينًا كافيًا من 59.5 هرتز إلى 60.5 هرتز ، لكنني كنت أفضل أن يكون هناك توهين أكثر قليلاً عند نقطتي 59.5 و 60.5 هرتز. ومع ذلك ، كان الوقت جوهريًا ، لذلك انتقلت وتوصلت إلى أنه يمكنني إزالة الضوضاء رقميًا لاحقًا. فيما يلي بعض الأسئلة التي تريد مراعاتها في دائرتك:

• هل المكسب 100؟
• تحقق من الكسب عند 220 هرتز. هل هو -3 ديسيبل أم قريب من ذلك؟
• تحقق من التوهين عند 60 هرتز. هل هي عالية بما فيه الكفاية؟ هل لا يزال يوفر بعض التوهين عند 60.5 و 59.5 هرتز؟
• ما مدى سرعة تنطلق الفلتر من 220 هرتز؟ هل هو -40 ديسيبل / عقد؟
• هل هناك أي تيار يدخل في أي من المدخلات؟ إذا كان الأمر كذلك ، فهذه الدائرة ليست مناسبة للقياس البشري ، ومن المحتمل أن يكون هناك خطأ ما في التصميم أو المكونات الخاصة بك.

إذا كنت تعمل الدائرة على النحو المنشود ، فأنت جاهز للمضي قدمًا! إذا لم يكن الأمر كذلك ، فلديك بعض استكشاف الأخطاء وإصلاحها للقيام به. تحقق من إخراج كل مرحلة على حدة. تأكد من تشغيل مضخمات الصوت وتشغيلها. افحص الجهد عند كل عقدة حتى تعثر على المشكلة في الدائرة.

الخطوة 7: LabVIEW قياس معدل ضربات القلب

سوف يسمح لنا LabVIEW بقياس معدل ضربات القلب باستخدام مخطط كتلة منطقية. بالنظر إلى مزيد من الوقت ، كنت أفضل رقمنة البيانات بنفسي وإنشاء كود يحدد معدل ضربات القلب ، لأنه لن يتطلب أجهزة كمبيوتر مثبت عليها labVIEW ولوحة DAQ ضخمة. بالإضافة إلى ذلك ، لم تأت القيم العددية في labVIEW بشكل حدسي. ومع ذلك ، كان تعلم labVIEW تجربة قيمة ، لأن استخدام منطق الرسم التخطيطي للكتل أسهل بكثير من الاضطرار إلى كتابة التعليمات البرمجية لمنطقك الخاص.

ليس هناك الكثير ليقال عن هذا القسم. قم بتوصيل خرج دائرتك بلوحة DAQ ، وقم بتوصيل لوحة DAQ بالكمبيوتر. قم بإنشاء الدائرة المعروضة في الصورة التالية ، واضغط على "تشغيل" ، وابدأ في جمع البيانات! تأكد من أن دائرتك تتلقى شكل موجة.

بعض الإعدادات المهمة في هذا هي:

• معدل أخذ العينات 500 هرتز وحجم النافذة 2500 وحدة يعني أننا نلتقط 5 ثوانٍ من البيانات داخل النافذة. يجب أن يكون هذا كافيًا لرؤية 4-5 نبضات قلب أثناء الراحة ، وأكثر أثناء التمرين.
• كانت ذروة الكشف عن 0.9 كافية للكشف عن معدل ضربات القلب. على الرغم من أن هذا يبدو وكأنه يتحقق من الناحية الرسومية ، فقد استغرق الأمر وقتًا طويلاً للوصول إلى هذه القيمة. يجب عليك العبث بهذا حتى تحسب بدقة ضربات القلب.
• يبدو أن عرض "5" كافٍ. مرة أخرى ، تم تعديل هذه القيمة ولا يبدو أنها منطقية.
• يستخدم الإدخال الرقمي لحساب معدل ضربات القلب القيمة 60. في كل مرة يتم فيها الإشارة إلى نبضة قلب ، فإنها تمر عبر دائرة المستوى الأدنى وترجع 1 في كل مرة ينبض فيها القلب. إذا قسمنا هذا الرقم على 60 ، فإننا نقسم أساسًا "اقسم 60 على عدد النبضات المحسوبة في النافذة". سيعيد هذا معدل ضربات قلبك ، في نبضة / دقيقة.

الصورة المرفقة هي من نبضات قلبي في labVIEW. حددت أن قلبي كان ينبض بسرعة 82 نبضة في الدقيقة. لقد كنت متحمسًا جدًا لأن هذه الدائرة تعمل أخيرًا!

الخطوة 8: القياس البشري

إذا أثبتت لنفسك أن دائرتك آمنة وعملية ، فيمكنك قياس ضربات قلبك. باستخدام أقطاب قياس 3M ، ضعها في المواقع التالية وقم بتوصيلها بالدائرة. تمتد خيوط الرسغ من الداخل من معصمك ، ويفضل أن يكون هناك القليل من الشعر أو لا يوجد شعر على الإطلاق. يذهب القطب الأرضي إلى الجزء العظمي من الكاحل. باستخدام مشابك التمساح ، قم بتوصيل الرصاص الموجب بالمدخل الإيجابي ، والرصاص السالب بالمدخل السالب ، والإلكترود الأرضي بالسكة الأرضية (انتبه جيدًا إلى أنه ليس سكة الطاقة السالبة)).

ملاحظة تكرار واحد أخير: "هذا ليس جهازًا طبيًا. هذا للأغراض التعليمية فقط باستخدام إشارات محاكاة. إذا كنت تستخدم هذه الدائرة لقياسات تخطيط كهربية القلب الحقيقية ، يرجى التأكد من أن الدائرة والتوصيلات من الدائرة إلى الجهاز تستخدم تقنيات عزل مناسبة. أنت تتحمل مخاطر حدوث أي ضرر ".

تأكد من أن الذبذبات الخاصة بك متصلة بشكل صحيح. تأكد من عدم تدفق أي تيار إلى المرجع أمبير ، وأن القطب الكهربائي الأرضي متصل بالأرض. تأكد من صحة أحجام نافذة راسم الذبذبات. لاحظت وجود مركب QRS بحوالي 60 مللي فولت واستخدمت نافذة 5 ثوانٍ. اربط مقاطع التمساح بالأقطاب الموجبة والسالبة والأرضية الخاصة بكل منها. يجب أن تبدأ في رؤية شكل موجة ECG بعد بضع ثوانٍ. الاسترخاء؛ لا تقم بأي حركات لأن المرشح لا يزال بإمكانه التقاط إشارات العضلات.

مع الإعداد الصحيح للدائرة ، يجب أن ترى شيئًا مثل هذا الإخراج في الخطوة السابقة! هذه إشارة تخطيط القلب الخاصة بك. بعد ذلك سأتطرق إلى المعالجة.

ملاحظة: سترى إعدادات مختلفة لتخطيط القلب ثلاثي الأقطاب على الإنترنت. ستعمل هذه أيضًا ، لكنها قد تعطي أشكالًا موجية مقلوبة.مع الطريقة التي يتم بها إعداد مكبر الصوت التفاضلي في هذه الدائرة ، يوفر تكوين القطب الكهربائي هذا شكل موجي معقد تقليدي موجب لـ QRS.

الخطوة 9: معالجة الإشارات

لذلك قمت بتوصيل نفسك بالذبذبات ، ويمكنك رؤية مجمع QRS ، لكن الإشارة لا تزال صاخبة. ربما شيء مثل الصورة الأولى في هذا القسم. هذا امر طبيعي. نحن نستخدم دائرة على لوح توصيل مفتوح ، مع مجموعة من المكونات الكهربائية التي تعمل أساسًا كهوائيات صغيرة. تشتهر مصادر طاقة التيار المستمر بالضوضاء ، ولا يوجد أي حماية من الترددات الراديوية. بالطبع ستكون الإشارة صاخبة. لقد قمت بمحاولة قصيرة لاستخدام دائرة تتبع المغلفات ، لكن الوقت نفد. من السهل القيام بذلك رقميًا! ببساطة خذ متوسط متحرك. الاختلاف الوحيد بين الرسم البياني الرمادي / الأزرق والرسم البياني الأسود / الأخضر هو أن الرسم البياني الأسود / الأخضر يستخدم متوسط متحرك للجهد في نافذة 3 مللي ثانية. هذه نافذة صغيرة مقارنة بالوقت بين النبضات ، لكنها تجعل الإشارة تبدو أكثر سلاسة.

الخطوة 10: الخطوات التالية؟

كان هذا المشروع رائعًا ، ولكن يمكن دائمًا القيام بشيء أفضل. وهنا بعض من أفكاري. لا تتردد في ترك لك أدناه!

• استخدم تردد قطع منخفض. هذا يجب أن يزيل بعض الضوضاء الموجودة في الدائرة. ربما يمكنك اللعب باستخدام مرشح تمرير منخفض مع انحدار حاد.
• جندى المكونات واصنع شيئًا دائمًا. يجب أن يقلل هذا من الضوضاء ، وأكثر برودة وأمانًا.
• قم برقمنة الإشارة وإخراجها بنفسك ، مما يلغي الحاجة إلى لوحة DAQ ويسمح لك بكتابة التعليمات البرمجية التي ستحدد لك دقات القلب بدلاً من الحاجة إلى استخدام LabVIEW. سيسمح هذا للمستخدم اليومي باكتشاف ضربات القلب دون الحاجة إلى برنامج قوي.

المشاريع المستقبلية؟

• قم بإنشاء جهاز يعرض الإدخال مباشرة على الشاشة (hmmmm raspberry pi ومشروع الشاشة؟)
• استخدم المكونات التي ستجعل الدائرة أصغر.
• قم بإنشاء مخطط كهربية القلب محمول متعدد الإمكانات مع شاشة عرض وكشف عن معدل ضربات القلب.

هذا يخلص إلى التعليمات! شكرا لقرائتك. الرجاء ترك أي أفكار أو اقتراحات أدناه.