Simpleng ECG at Detektor ng Heart-Rate: 10 Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:15

PAUNAWA: Hindi ito isang medikal na aparato. Ito ay para sa mga layuning pang-edukasyon na gumagamit lamang ng mga simulate signal. Kung ginagamit ang circuit na ito para sa totoong mga sukat ng ECG, mangyaring tiyakin na ang circuit at ang mga koneksyon sa circuit-to-instrument ay gumagamit ng wastong mga diskarte sa paghihiwalay

Ngayon, maglalakad kami sa pangunahing disenyo ng circuit ng electrocardiography (ECG) at lumikha ng isang circuit upang palakasin at salain ang signal ng elektrisidad ng iyong puso. Pagkatapos, maaari naming sukatin ang rate ng puso gamit ang software ng labVIEW. Sa buong proseso, bibigyan ko ang detalyadong tagubilin sa mga elemento ng disenyo ng circuit at kung bakit nangyari ito, pati na rin ang isang maliit na background ng biology. Ang pamagat ng imahe ay ng electrical signal ng aking puso. Sa pagtatapos ng pagtuturo na ito, masusukat mo rin ang iyo. Magsimula na tayo!

Ang ECG ay isang kapaki-pakinabang na tool sa diagnostic para sa mga medikal na propesyonal. Maaari itong magamit upang masuri ang maraming kalagayan sa puso, mula sa pangunahing atake sa puso (myocardial infarction), hanggang sa mas advanced na mga karamdaman sa puso, tulad ng atrial fibrillation, na ang mga tao ay maaaring makapunta sa karamihan ng kanilang buhay nang hindi napapansin. Ang bawat tibok ng puso, ang iyong autonomic na sistema ng nerbiyos ay nagsusumikap upang matiyak ang iyong puso. Nagpapadala ito ng mga signal ng kuryente sa puso, na naglalakbay mula sa SA node patungo sa AV node, at pagkatapos ay sa kaliwa at kanang ventricle ay magkasabay, at sa wakas mula sa endocardium hanggang sa mga epicardium at purkinje fibers, ang mga huling linya ng depensa ng puso. Ang kumplikadong biological circuit na ito ay maaaring may mga isyu kahit saan sa daanan nito, at maaaring magamit ang ECG upang masuri ang mga isyung ito. Maaari kong pag-usapan ang biology buong araw, ngunit mayroon nang isang libro sa paksa, kaya suriin ang "ECG Diagnosis in Clinical Practice", nina Nicholas Peters, Michael Gatzoulis, at Romeo Vecht. Ang librong ito ay lubos na madaling basahin at ipinakita ang kamangha-manghang utility ng isang ECG.

Upang likhain ang ECG, kakailanganin mo ang mga sumusunod na sangkap o katanggap-tanggap na mga pamalit.

• Para sa Disenyo ng Circuit:

  • Breadboard
  • OP Amps x 5
  • Mga lumalaban
  • Mga capacitor
  • Mga wire
  • Alligator Clips, o iba pang mga pamamaraan ng stimulate at pagsukat
  • Mga kable ng BNC
  • Function Generator
  • Oscilloscope
  • DC Power Supply, o mga baterya kung ikaw ay madaling gamitin

• Para sa Pagtuklas ng Rate ng Puso:

  • LabView
  • Lupon ng DAQ

• Para sa Pagsukat sa Biological Signal *

  • Mga elektrod
  • Mga Alligator Clips, o lead ng electrode

* Naglagay ako ng isang babalang tala sa itaas, at tatalakayin ko ang mga panganib ng mga de-koryenteng sangkap sa katawan ng tao nang kaunti pa. Huwag ikonekta ang ECG na ito sa iyong sarili maliban kung natiyak mo na gumagamit ka ng wastong mga diskarte sa paghihiwalay. Ang pagkonekta ng mga aparatong pinagagana ng kuryente tulad ng mga power supply, oscilloscope, at computer na direkta sa circuit ay maaaring maging sanhi ng pagdaloy ng malalaking alon sa pamamagitan ng circuit sa kaso ng power surge. Mangyaring ihiwalay ang circuit mula sa pangunahing lakas sa pamamagitan ng paggamit ng lakas ng baterya at iba pang mga diskarte sa paghihiwalay.

Susunod na 'Tatalakayin ko ang nakakatuwang bahagi; Mga elemento ng disenyo ng circuit!

Hakbang 1: Mga Pagtukoy sa Disenyo ng Circuit

Ngayon ay magsasalita ako ng disenyo ng circuit. Hindi ko tatalakayin ang mga iskema ng circuit, dahil ang mga iyon ay ibibigay pagkatapos ng seksyong ito. Ang seksyon na ito ay para sa mga taong nais maunawaan kung bakit pinili namin ang mga sangkap na ginawa namin.

Ang Larawan sa itaas, na kinuha mula sa aking manwal ng lab sa Purdue University, ay nagbibigay sa amin ng halos lahat ng kailangan naming malaman upang magdisenyo ng isang pangunahing circuit ng ECG. Ito ang komposisyon ng dalas ng isang hindi naka-filter na signal ng ECG, na may isang generic na "amplitude" (y axis) na tumutukoy sa isang walang dimensyon na numero para sa mga mapaghahambing na layunin. Hinahayaan ngayon ang disenyo ng usapan!

A. Amplifier ng Instrumentasyon

Ang amplifier ng kagamitan ay magiging unang yugto sa circuit. Ang maraming nalalaman na buffer tool signal, binabawasan ang karaniwang ingay ng mode, at pinapalakas ang signal.

Kumukuha kami ng isang senyas mula sa katawan ng tao. Pinapayagan ka ng ilang mga circuit na gamitin ang iyong mapagkukunan ng pagsukat bilang isang supply ng kuryente, dahil mayroong sapat na singil na magagamit na walang panganib na makapinsala. Gayunpaman, hindi namin nais na saktan ang aming mga paksa sa tao, kaya kailangan naming i-buffer ang signal na interesado kaming sukatin. Pinapayagan ka ng isang amplifiers ng instrumento na mag-buffer ng mga biological signal, dahil ang Op Amp-Inputs ay may theoretically infinite impedance (hindi ito ang kaso, sa pagsasanay, ngunit ang impedance ay kadalasang sapat na mataas) na nangangahulugang walang kasalukuyang (teoretikal) na maaaring dumaloy sa input mga terminal.

Ang ingay ng katawan ng tao. Ang mga signal mula sa kalamnan ay maaaring maging sanhi ng ingay na ito upang maipakita ang sarili sa mga signal ng ECG. Upang mabawasan ang ingay na ito, maaari kaming gumamit ng isang pagkakaiba-iba ng amplifier upang mabawasan ang ingay ng karaniwang mode. Mahalaga, nais naming bawasan ang ingay na naroroon sa iyong mga kalamnan ng bisig sa dalawang pagkakalagay ng electrode. Ang isang amplifier ng Instrumentation ay may kasamang isang amplifier ng pagkakaiba.

Ang mga senyas sa katawan ng tao ay maliit. Kailangan nating palakasin ang mga signal na ito upang masukat ang mga ito sa isang naaangkop na resolusyon gamit ang mga aparato ng pagsukat ng elektrisidad. Nagbibigay ang isang amplifier ng instrumentation ng kinakailangang nakuha upang magawa ito. Tingnan ang naka-link na link para sa karagdagang impormasyon tungkol sa mga amplifier ng instrumento.

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

B. Filter ng Notch

Ang mga linya ng kuryente sa U. S. ay gumagawa ng isang "mains hum" o "ingay ng linya ng kuryente" nang eksaktong 60 Hz. Sa ibang mga bansa nangyayari ito sa 50 Hz. Maaari nating makita ang ingay na ito sa pamamagitan ng pagtingin sa imahe sa itaas. Dahil ang aming signal ng ECG ay nasa loob pa rin ng banda ng interes, nais naming alisin ang ingay na ito. Upang alisin ang ingay na ito, maaaring magamit ang isang filter ng bingaw, na binabawasan ang pagtaas sa mga frequency sa loob ng bingaw. Ang ilang mga tao ay maaaring hindi interesado sa mas mataas na mga frequency sa spectrum ng ECG, at maaaring pumili upang lumikha ng isang mababang pass filter na may isang cutoff sa ibaba 60 Hz. Gayunpaman, nais naming magkamali sa ligtas na bahagi at makatanggap ng mas maraming signal hangga't maaari, kaya ang isang notch filter at mababang pass filter na may mas mataas na dalas ng cutoff ay napili sa halip.

Tingnan ang naka-link na link para sa karagdagang impormasyon sa mga pansukat na filter.

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

C. Pangalawang-Order na Butterworth VCVS Low-Pass Filter

Ang komposisyon ng dalas ng isang senyas ng ECG ay umaabot lamang hanggang ngayon. Nais naming alisin ang mga signal sa mas mataas na mga frequency, dahil para sa aming hangarin, simpleng ingay ang mga ito. Ang mga signal mula sa iyong cell phone, asul na aparato ng ngipin, o laptop ay nasa lahat ng dako, at ang mga senyas na ito ay magiging sanhi ng hindi katanggap-tanggap na ingay sa signal ng ECG. Maaari silang matanggal sa isang filter ng Butterworth Low-Pass. Ang aming napiling dalas ng cutoff ay 220 Hz, na kung iisipin, ay medyo mataas. Kung gagawin ko ulit ang circuit na ito, pipiliin ko ang isang cutoff frequency na mas mababa kaysa doon, at marahil ay mag-eksperimento sa isang cutoff frequency sa ibaba 60 Hz at gumamit ng isang mas mataas na filter ng order sa halip!

Ang filter na ito ay pangalawang order. Nangangahulugan ito na makakuha ng "rolls" sa isang rate ng 40 db / dekada sa halip na 20 db / dekada tulad ng isang filter ng unang order. Ang steeper roll off na ito ay nagbibigay ng higit na pagpapagaan ng signal ng mataas na dalas.

Napili ang isang filter ng Butterworth dahil ito ay "maximally flat" sa pass band, nangangahulugang walang pagbaluktot sa loob ng pass band. Kung interesado ka, naglalaman ang link na ito ng mahusay na impormasyon para sa pangunahing disenyo ng filter na pangalawang order:

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

Ngayong napag-usapan na namin ang disenyo ng circuit, maaari na nating simulan ang pagtatayo.

Hakbang 2: Buuin ang Instrumentation Amplifier

Ang circuit na ito ay magtuturo ng input, magbawas ng karaniwang mode na ingay, at magpapalakas ng signal sa pagkakaroon ng 100. Ang circuit equation at kasamang disenyo ng mga equation ay ipinapakita sa itaas. Nilikha ito gamit ang taga-disenyo ng OrCAD Pspice at kunwa gamit ang Pspice. Ang eskematiko ay lumalabas nang kaunti malabo kapag nakopya mula sa OrCAD, kaya humihingi ako ng paumanhin para dito. Na-edit ko ang imahe upang sana ay gawing mas malinaw ang ilan sa mga halaga ng risistor.

Tandaan na kapag lumilikha ng mga circuit, ang mga makatwirang paglaban at mga halaga ng capacitance ay dapat mapili tulad ng praktikal na impedance ng pinagmulan ng boltahe, praktikal na impedance ng aparato ng pagsukat ng boltahe, at pisikal na laki ng mga resistor at capacitor ay isinasaalang-alang.

Ang mga equation ng disenyo ay nakalista sa itaas. Sa una, nais namin ang pagkakaroon ng instrumentation amplifier na maging x1000, at nilikha namin ang circuit na ito upang mapalakas namin ang mga simulate na signal. Gayunpaman, kapag inilalagay ito sa aming katawan, nais naming bawasan ang kita sa 100 para sa mga kadahilanang pangkaligtasan, dahil ang mga breadboard ay hindi eksakto ang pinaka-matatag na mga interface ng circuitry. Ginawa ito ng hot-swapping resistor 4 upang mabawasan ng isang factor na sampu. Sa isip, ang iyong nakuha sa bawat yugto ng instrumentation amplifier ay magiging pareho, ngunit sa halip ang aming nakuha ay naging 31.6 para sa yugto 1 at 3.16 para sa yugto 2, na nagbibigay ng isang nakuha na 100. Inilakip ko ang iskema ng circuit para sa isang nakuha na 100 sa halip na 1000. Makakakita ka pa rin ng mga naka-simulate at biological signal na perpektong pagmultahin sa antas ng kita na ito, ngunit maaaring hindi ito mainam para sa mga digital na bahagi na may mababang resolusyon.

Tandaan, sa circuit eskematiko, mayroon akong mga salitang "ground input" at "positibong input" na iginuhit sa orange na teksto. Hindi sinasadya kong inilagay ang pag-andar ng pag-andar kung saan dapat ang lupa. Mangyaring ilagay ang lupa kung saan nabanggit ang "ground input", at ang pagpapaandar kung saan nabanggit ang "positibong input".

• Buod

  • Nakakuha ng yugto 1 - 31.6
  • Pagkuha ng yugto 2 - 3.16 para sa mga kadahilanang pangkaligtasan

Hakbang 3: Buuin ang Filter ng Notch

Inaalis ng notch filter na ito ang 60 Hz na ingay mula sa mga powerline ng U. S. Dahil nais namin ang filter na ito upang mai-notch sa eksaktong 60 Hz, kritikal ang paggamit ng wastong mga halaga ng paglaban.

Ang mga equation ng disenyo ay nakalista sa itaas. Ginamit ang isang kadahilanan sa kalidad na 8, na nagreresulta sa isang mas matarik na rurok sa dalas ng pagpapalambing. Ginamit ang isang dalas ng gitna (f0) na 60 Hz, na may isang bandwidth (beta) na 2 rad / s upang magbigay ng pagpapalambing sa mga frequency na bahagyang lumihis mula sa dalas ng gitna. Alalahanin na ang greek na titik na omega (w) ay nasa mga yunit ng rad / s. Upang mai-convert mula sa Hz hanggang sa rad / s, dapat nating i-multiply ang dalas ng ating gitna, 60 Hz, ng 2 * pi. Sinusukat din ang beta sa rad / s.

• Mga Halaga para sa mga equation ng Disenyo

  • w0 = 376.99 rad / s
  • Beta (B) = 2 rad / s
  • Q = 8
• Mula dito, ang mga makatuwirang halaga ng paglaban at kapasidad ay napili upang maitayo ang circuit.

Hakbang 4: Buuin ang Filter na Mababang-Pass

Ginagamit ang isang low-pass filter upang matanggal ang mga mataas na frequency na hindi kami interesado sa pagsukat, tulad ng mga signal ng cell phone, komunikasyon ng bluetooth, at ingay ng WiFi. Ang isang aktibong pangalawang-order na VCVS Butterworth filter ay nagbibigay ng isang maximum na flat (malinis) signal sa rehiyon ng band pass na may isang roll -40 db / dekada sa rehiyon ng pagpapalambing.

Ang mga equation ng disenyo ay nakalista sa itaas. Ang mga equation na ito ay medyo mahaba, kaya tandaan na suriin ang iyong matematika! Tandaan na ang b at isang halaga ay maingat na pinili upang magbigay ng flat signal sa rehiyon ng bass at pare-parehong pagpapalambing sa rehiyon ng roll off. Para sa karagdagang impormasyon tungkol sa kung paano nagmula ang mga halagang ito, sumangguni sa link sa hakbang 2, seksyon C, "low pass filter".

Ang detalye para sa C1 ay medyo hindi sigurado, dahil ito ay mas mababa sa isang halaga batay sa C2. Kinakalkula ko ito na mas mababa sa o katumbas ng 22 nF, kaya pinili ko ang 10 nF. Ang circuit ay gumana ng maayos, at ang -3 db point ay malapit sa 220 Hz, kaya't hindi ako mag-aalala tungkol dito. Muli gunitain ang angular frequency (wc) sa rad / s ay katumbas ng cutoff frequency sa Hz (fc) * 2pi.

• Mga hadlang sa Disenyo

  • K (makakuha) = 1
  • b = 1
  • a = 1.4142
  • Gupitin ang dalas - 220 Hz

Ang dalas ng cutoff na 220 Hz ay tila medyo mataas. Kung gagawin ko ito muli, malamang na gawin ko itong malapit sa 100 Hz, o kahit magulo kasama ang isang mas mataas na mababang pass ng order na may cutoff na 50 Hz. Hinihimok ko kayo na subukan ang iba`t ibang mga halaga at Iskema!

Hakbang 5: Ikonekta ang Instrumentation Amplifier, Notch Filter, at Low Pass Filter

Ngayon, ikonekta lamang ang output ng amplifier ng instrumentation sa pag-input ng filter ng bingaw. Pagkatapos ay ikonekta ang output ng notch filter sa input ng mababang pass filter.

Nagdagdag din ako ng mga bypass capacitor mula sa power supply ng DC sa lupa upang maalis ang ilang ingay. Ang mga capacitor na ito ay dapat na parehong halaga para sa bawat Op-Amp at hindi bababa sa 0.1 uF, ngunit bukod doon, huwag mag-atubiling gumamit ng anumang makatuwirang halaga.

Sinubukan kong gumamit ng isang maliit na circuit ng sobre upang "makinis" ang maingay na signal, ngunit hindi ito gumagana tulad ng inilaan, at mababa ako sa oras, kaya't inalis ko ang ideyang ito at sa halip ay ginamit ko ang digital na pagproseso. Ito ay magiging isang cool na dagdag na hakbang kung gusto mong malaman!

Hakbang 6: Palakasin ang Circuit, Mag-input ng isang Waveform, at Sukatin

Mga tagubilin para sa pag-power ng circuit at pagkuha ng mga sukat. Dahil iba ang kagamitan ng Lahat, walang simpleng paraan na masasabi ko sa iyo kung paano mag-input at magsukat. Nagbigay ako ng mga pangunahing tagubilin dito. Sumangguni sa nakaraang diagram para sa isang halimbawa ng pag-setup.

1. Ikonekta ang generator ng pagpapaandar sa amplifier ng kagamitan.

   • Positive Clip sa mas mababang Op-Amp sa diagram ng amplifier ng instrumentation
   • Negatibong clip sa lupa.
   • Maikli ang input ng itaas na Op-Amp sa diagram ng amplifier ng kagamitan sa lupa. Magbibigay ito ng isang sanggunian para sa papasok na signal. (Sa mga biological signal, ang input na ito ay magiging isang elektrod na may hangaring mabawasan ang ingay ng karaniwang mode.)

2. Ikonekta ang positibong clip ng oscilloscope sa output sa huling yugto (output ng mababang pass filter).

   • positibong clip sa output sa huling yugto
   • negatibong clip sa lupa
3. Ikonekta ang iyong suplay ng kuryente sa DC sa daang-bakal, tinitiyak na ang bawat input ng lakas na Op-Amp ay maikli sa riles na tumutugma dito.

4. Ikonekta ang lupa ng iyong DC power supply sa lupa sa natitirang ilalim na riles, na nagbibigay ng isang sanggunian para sa iyo signal.

   paikliin ang ilalim na lupa ng riles sa tuktok na lupa ng riles, na kung saan ay dapat payagan kang linisin ang circuit

Simulan ang Pag-input ng isang alon at gamitin ang oscilloscope upang magsukat! Kung ang iyong circuit ay gumagana tulad ng inilaan, dapat kang nakakakita ng isang nakuha ng 100. Ito ay nangangahulugan na ang rurok sa rurok ng rurok ay dapat na 2V para sa isang 20 mV signal. Kung nag-andar ka ng generator bilang isang magarbong form ng puso na puso, subukang i-input iyon.

Gumulo sa paligid ng mga frequency at input upang matiyak na gumagana nang maayos ang iyong filter. Subukan ang Pagsubok ng bawat yugto nang paisa-isa, at pagkatapos ay subukan ang circuit bilang isang buo. Nag-attach ako ng isang sample na eksperimento kung saan sinuri ko ang pagpapaandar ng filter ng bingaw. Napansin ko ang sapat na pagpapalambing mula 59.5 Hz hanggang 60.5 Hz, ngunit mas gugustuhin kong magkaroon ng kaunting pagpapalambing sa 59.5 at 60.5 Hz na puntos. Gayunpaman, ang oras ay may kakanyahan, kaya't lumipat ako at naisip na maaari kong alisin ang ingay nang digital sa paglaon. Narito ang ilang mga katanungan na nais mong isaalang-alang para sa iyong circuit:

• Ang kita ba ay 100?
• Suriin ang nakuha sa 220 Hz. Ito ba ay -3 db o malapit doon?
• Suriin ang pagpapalambing sa 60 Hz. Ito ba ay sapat na mataas? Nagbibigay pa ba ito ng kaunting pagpapalambing sa 60.5 at 59.5 Hz?
• Gaano kabilis ang pag-roll off ng iyong filter mula sa 220 Hz? Ito ba ay -40 db / dekada?
• Mayroon bang anumang kasalukuyang pagpunta sa alinman sa mga input? Kung gayon, ang circuit na ito ay hindi angkop para sa pagsukat ng tao, at malamang na may mali sa iyong disenyo o mga bahagi.

Kung gumagalaw ka tulad ng nilalayon, handa ka nang magpatuloy! Kung hindi, mayroon kang ilang pag-troubleshoot na dapat gawin. Isa-isa suriin ang output ng bawat yugto. Tiyaking ang iyong Op-Amps ay pinalakas at gumagana. Suriin ang boltahe sa bawat node hanggang sa makita mo ang isyu sa circuit.

Hakbang 7: Pagsukat ng Rate ng Rate ng Puso ng LabVIEW

Papayagan kami ng LabVIEW na sukatin ang rate ng puso gamit ang isang diagram ng logic-block. Dahil sa mas maraming oras, gugustuhin kong i-digitize ang data sa aking sarili at lumikha ng code na tutukoy sa rate ng puso, dahil hindi ito mangangailangan ng mga computer na may naka-install na labVIEW at isang mabibigat na board ng DAQ. Bilang karagdagan, ang mga numerong halaga sa labVIEW ay hindi dumating nang intuitive. Gayunpaman, ang pag-aaral ng labVIEW ay isang mahalagang karanasan, tulad ng paggamit ng block diagram lohika ay mas madali kaysa sa pagkakaroon ng hard-code ang iyong sariling lohika.

Walang masabi para sa seksyong ito. Ikonekta ang output ng iyong circuit sa board ng DAQ, at ikonekta ang board ng DAQ sa computer. Lumikha ng circuit na ipinapakita sa sumusunod na imahe, pindutin ang "run", at simulang mangolekta ng data! Tiyaking tumatanggap ang iyong circuit ng isang form ng alon.

Ang ilang mahahalagang setting dito ay:

• isang sampling rate na 500 Hz at isang laki ng window ng 2500 na mga unit ay nangangahulugang nakakakuha kami ng 5 segundo na halaga ng data sa loob ng window. Ito ay dapat na sapat upang makita ang 4-5 mga tibok ng puso sa pamamahinga, at higit pa sa pag-eehersisyo.
• Ang isang rurok na nakita na 0.9 ay sapat upang makita ang rate ng puso. Kahit na mukhang ito ay sumusuri nang graphic, talagang tumagal ng kaunting oras upang makarating sa halagang ito. Dapat kang magulo dito hanggang sa tumpak mong makalkula ang tibok ng puso.
• Ang isang lapad ng "5" ay tila sapat. Muli, ang halagang ito ay tinkered sa at tila hindi magkaroon ng intuitive kahulugan.
• Ang input na bilang upang makalkula ang rate ng puso ay gumagamit ng halagang 60. Sa tuwing ipinapahiwatig ang isang tibok ng puso, dumadaan ito sa mas mababang antas ng circuit at nagbabalik ng isang 1 sa tuwing pumipintig ang puso. Kung hinati natin ang bilang na ito sa 60, mahalagang sinasabi namin na "hatiin ang 60 sa bilang ng mga beats na kinakalkula sa window". Ibabalik nito ang rate ng iyong puso, sa beats / min.

Ang nakalakip na imahe ay ng aking sariling tibok ng puso sa labVIEW. Natukoy nito na ang aking puso ay tumibok sa 82 BPM. Medyo nasasabik ako na sa wakas ay gumana ang circuit na ito!

Hakbang 8: Pagsukat ng Tao

Kung napatunayan mo sa iyong sarili na ang iyong circuit ay ligtas at gumagana, maaari mong sukatin ang iyong sariling tibok ng puso. Gamit ang 3M na mga electrode ng pagsukat, ilagay ang mga ito sa mga sumusunod na lokasyon at ikonekta ang mga ito sa circuit. Ang mga lead ng pulso ay pumupunta sa loob ng iyong pulso, mas mabuti kung saan mayroong maliit na walang buhok. Ang ground electrode ay napupunta sa bony na bahagi ng iyong bukung-bukong. Gamit ang mga clip ng buaya, ikonekta ang positibong lead sa positibong input, negatibong humantong sa negatibong pag-input, at ground electrode sa ground rail (bigyang pansin na hindi ito ang negatibong power rail).

Isang Huling Tandaan na Ulitin: "Hindi ito isang medikal na aparato. Ito ay para sa mga layuning pang-edukasyon na gumagamit lamang ng mga simulate signal. Kung ginagamit ang circuit na ito para sa totoong mga pagsukat ng ECG, mangyaring tiyakin na ang circuit at ang mga koneksyon na circuit-to-instrument ay gumagamit ng wastong mga diskarte sa paghihiwalay. Ipinapalagay mo ang panganib ng anumang pinsala na naganap."

Tiyaking maayos na konektado ang iyong oscilloscope. Tiyaking walang kasalukuyang dumadaloy sa op amp, at ang ground electrode ay nakakabit sa lupa. Tiyaking tama ang mga laki ng window ng iyong oscilloscope. Naobserbahan ko ang isang QRS complex na halos 60 mV at ginamit ang isang 5s window. Ikabit ang mga clip ng buaya sa kani-kanilang positibo, negatibo, at mga electrode sa lupa. Dapat mong simulan upang makita ang isang ECG waveform pagkatapos ng ilang segundo. Magpahinga; huwag gumawa ng anumang mga paggalaw dahil ang filter ay maaari pa ring kunin ang mga signal ng kalamnan.

Sa wastong pag-set up ng circuit, dapat ay nakikita mo ang isang bagay tulad ng output sa nakaraang hakbang! Ito ang iyong sariling signal ng ECG. Susunod ay hawakan ko ang pagproseso.

TANDAAN: Makakakita ka ng iba't ibang mga pag-setup ng 3-electrode ECG online. Gagana rin ang mga ito, ngunit maaari silang magbigay ng mga baligtad na form ng alon. Sa pamamagitan ng paraan ng pag-setup ng kaugalian ng amplifier sa circuit na ito, ang pagsasaayos ng elektrod na ito ay nagbibigay ng isang tradisyunal na positibong-QRS kumplikadong waveform.

Hakbang 9: Pagpoproseso ng Signal

Kaya nai-hook mo ang iyong sarili sa oscilloscope, at makikita mo ang QRS complex, ngunit mukhang maingay pa rin ang signal. Marahil ay isang bagay tulad ng unang imahe sa seksyong ito. Ito ay normal. Gumagamit kami ng isang circuit sa isang bukas na breadboard, na may isang grupo ng mga de-koryenteng sangkap na karaniwang kumikilos bilang maliit na mga antena. Ang mga suplay ng kuryente ng DC ay kilalang-kilala sa ingay, at walang RF shielding na naroroon. Syempre maingay ang signal. Gumawa ako ng isang maikling pagtatangka sa paggamit ng isang sobre ng pagsubaybay sa circuit, ngunit naubusan ng oras. Madaling gawin ito nang digital, kahit na! Kumuha lamang ng average na paglipat. Ang pagkakaiba lamang sa pagitan ng grey / blue graph at ang black / green graph ay ang itim / berde na grap na gumagamit ng isang gumagalaw na average ng boltahe sa isang 3 ms window. Ito ay isang maliit na bintana kumpara sa oras sa pagitan ng mga beats, ngunit ginagawang mas makinis ang signal.

Hakbang 10: Susunod na Mga Hakbang?

Ang proyektong ito ay cool, ngunit ang isang bagay ay maaaring palaging mas mahusay na magawa. Narito ang ilan sa aking mga saloobin. Huwag mag-atubiling iwanan ang sa iyo sa ibaba!

• Gumamit ng isang mas mababang dalas ng cutoff. Dapat nitong alisin ang ilan sa ingay na naroroon sa circuit. Siguro kahit na maglaro sa pamamagitan ng paggamit lamang ng isang mababang pass filter na may isang matarik na roll off.
• Maghinang ng mga sangkap at lumikha ng isang bagay na permanente. Dapat nitong bawasan ang ingay, mas malamig, at mas ligtas.
• Digitize ang signal at i-output ito sa iyong sarili, inaalis ang pangangailangan para sa isang DAQ board at pinapayagan kang magsulat ng code na tutukoy sa tibok ng puso para sa iyo sa halip na kailanganing gumamit ng LabVIEW. Papayagan nito ang pang-araw-araw na gumagamit na tuklasin ang tibok ng puso nang hindi nangangailangan ng isang malakas na programa.

Mga proyekto sa hinaharap?

• Lumikha ng isang aparato na magpapakita ng input nang direkta sa isang screen (hmmmm raspberry pi at screen project?)
• Gumamit ng mga sangkap na gagawing mas maliit ang circuit.
• Lumikha ng isang all-in-one na portable ECG na may display at detalyadong rate ng puso.

Tinatapos nito ang itinuturo! Salamat sa pagbabasa. Mangyaring mag-iwan ng anumang mga saloobin o mungkahi sa ibaba.