Máy đo nhịp tim và điện tâm đồ đơn giản: 10 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:35

LƯU Ý: Đây không phải là một thiết bị y tế. Điều này chỉ dành cho mục đích giáo dục bằng cách sử dụng các tín hiệu mô phỏng. Nếu sử dụng mạch này cho các phép đo điện tâm đồ thực, hãy đảm bảo mạch và các kết nối giữa mạch với thiết bị đang sử dụng các kỹ thuật cách ly thích hợp

Hôm nay, chúng ta sẽ đi qua thiết kế mạch điện tim (ECG) cơ bản và tạo một mạch để khuếch đại và lọc tín hiệu điện của tim bạn. Sau đó, chúng ta có thể đo nhịp tim bằng phần mềm labVIEW. Trong suốt quá trình, tôi sẽ hướng dẫn chi tiết về các yếu tố của thiết kế mạch và lý do tại sao chúng xảy ra, cũng như một chút kiến thức cơ bản về sinh học. Hình ảnh tiêu đề là tín hiệu điện của tim tôi. Khi kết thúc phần hướng dẫn này, bạn cũng sẽ có thể đo được của mình. Bắt đầu nào!

Điện tâm đồ là một công cụ chẩn đoán hữu ích cho các chuyên gia y tế. Nó có thể được sử dụng để chẩn đoán vô số tình trạng bệnh tim, từ cơn đau tim cơ bản (nhồi máu cơ tim), cho đến các rối loạn tim nặng hơn, chẳng hạn như rung nhĩ, mà mọi người có thể đi phần lớn cuộc đời của họ mà không nhận thấy. Mỗi nhịp tim, hệ thống thần kinh tự chủ của bạn đang làm việc chăm chỉ để làm cho trái tim của bạn đập. Nó gửi tín hiệu điện đến tim, tín hiệu này đi từ nút SA đến nút AV, sau đó đến tâm thất trái và phải một cách đồng bộ, và cuối cùng từ nội tâm mạc đến thượng tâm mạc và sợi purkinje, tuyến phòng thủ cuối cùng của tim. Mạch sinh học phức tạp này có thể có vấn đề ở bất cứ đâu trên đường đi của nó và ECG có thể được sử dụng để chẩn đoán những vấn đề này. Tôi có thể nói chuyện về sinh học cả ngày, nhưng đã có một cuốn sách về chủ đề này, vì vậy hãy xem "Chẩn đoán điện tâm đồ trong thực hành lâm sàng" của Nicholas Peters, Michael Gatzoulis và Romeo Vecht. Cuốn sách này cực kỳ dễ đọc và thể hiện tiện ích tuyệt vời của máy đo điện tâm đồ.

Để tạo ECG, bạn sẽ cần các thành phần sau hoặc các chất thay thế có thể chấp nhận được.

• Đối với thiết kế mạch:

  • Breadboard
  • OP Amps x 5
  • Điện trở
  • Tụ điện
  • Dây điện
  • Alligator Clips, hoặc các phương pháp kích thích và đo lường khác
  • Cáp BNC
  • Máy phát chức năng
  • Máy hiện sóng
  • Nguồn điện DC hoặc pin nếu bạn tiện dụng

• Để phát hiện nhịp tim:

  • LabView
  • Ban DAQ

• Để đo tín hiệu sinh học *

  • Điện cực
  • Kẹp cá sấu, hoặc dây dẫn điện cực

* Tôi đã đưa ra một lưu ý cảnh báo ở trên, và tôi sẽ thảo luận thêm về sự nguy hiểm của các bộ phận điện đối với cơ thể con người. Không kết nối điện tâm đồ này với chính bạn trừ khi bạn đã đảm bảo rằng bạn đang sử dụng các kỹ thuật cách ly thích hợp. Việc kết nối các thiết bị chính được cấp nguồn như bộ nguồn, máy hiện sóng và máy tính trực tiếp với mạch có thể gây ra dòng điện lớn chạy qua mạch trong trường hợp tăng điện. Vui lòng cách ly mạch khỏi nguồn điện chính bằng cách sử dụng nguồn pin và các kỹ thuật cách ly khác.

Tiếp theo 'Tôi sẽ thảo luận về phần thú vị; Yếu tố thiết kế mạch!

Bước 1: Thông số kỹ thuật thiết kế mạch

Bây giờ tôi sẽ nói về thiết kế mạch. Tôi sẽ không thảo luận về sơ đồ mạch, vì chúng sẽ được đưa ra sau phần này. Phần này dành cho những người muốn hiểu lý do tại sao chúng tôi chọn các thành phần mà chúng tôi đã làm.

Hình ảnh ở trên, được lấy từ sách hướng dẫn phòng thí nghiệm của tôi tại Đại học Purdue, cung cấp cho chúng ta gần như tất cả mọi thứ chúng ta cần biết để thiết kế một mạch điện tâm đồ cơ bản. Đây là thành phần tần số của tín hiệu ECG chưa được lọc, với "biên độ" chung (trục y) đề cập đến một số không có thứ nguyên cho các mục đích so sánh. Bây giờ chúng ta hãy nói về thiết kế!

A. Bộ khuếch đại thiết bị đo

Bộ khuếch đại thiết bị đo sẽ là giai đoạn đầu tiên trong mạch. Công cụ đa năng này đệm tín hiệu, giảm nhiễu chế độ chung và khuếch đại tín hiệu.

Chúng tôi đang lấy một tín hiệu từ cơ thể con người. Một số mạch cho phép bạn sử dụng nguồn đo lường của mình như một nguồn cung cấp điện, vì luôn có sẵn điện tích đầy đủ mà không có nguy cơ hư hỏng. Tuy nhiên, chúng tôi không muốn làm tổn thương đối tượng con người của mình, vì vậy chúng tôi cần đệm tín hiệu mà chúng tôi quan tâm đến việc đo lường. Một bộ khuếch đại thiết bị cho phép bạn đệm các tín hiệu sinh học, vì Đầu vào Op Amp có trở kháng vô hạn về mặt lý thuyết (thực tế không phải như vậy, nhưng trở kháng thường đủ cao) có nghĩa là không có dòng điện nào (về mặt lý thuyết) có thể chạy vào đầu vào thiết bị đầu cuối.

Cơ thể con người có tiếng ồn. Tín hiệu từ các cơ có thể khiến tiếng ồn này tự biểu hiện trong các tín hiệu điện tâm đồ. Để giảm tiếng ồn này, chúng ta có thể sử dụng một bộ khuếch đại khác biệt để giảm tiếng ồn ở chế độ chung. Về cơ bản, chúng tôi muốn loại bỏ tiếng ồn có trong cơ bắp tay trước của bạn tại hai vị trí đặt điện cực. Một bộ khuếch đại Instrumentation bao gồm một bộ khuếch đại khác biệt.

Tín hiệu trong cơ thể con người là nhỏ. Chúng ta cần khuếch đại các tín hiệu này để chúng có thể được đo ở độ phân giải thích hợp bằng cách sử dụng các thiết bị đo điện. Một bộ khuếch đại thiết bị đo đạc cung cấp độ lợi cần thiết để thực hiện điều này. Xem liên kết đính kèm để biết thêm thông tin về bộ khuếch đại thiết bị đo.

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

B. Bộ lọc Notch

Đường dây điện ở Hoa Kỳ tạo ra "tiếng ồn chính" hoặc "tiếng ồn đường dây điện" ở chính xác 60 Hz. Ở các quốc gia khác, điều này xảy ra ở tần số 50 Hz. Chúng ta có thể thấy nhiễu này bằng cách nhìn vào hình trên. Vì tín hiệu điện tâm đồ của chúng tôi vẫn nằm trong phạm vi quan tâm, chúng tôi muốn loại bỏ nhiễu này. Để loại bỏ tiếng ồn này, có thể sử dụng bộ lọc rãnh, làm giảm độ lợi ở các tần số trong rãnh. Một số người có thể không quan tâm đến tần số cao hơn trên phổ điện tâm đồ và có thể chọn tạo bộ lọc thông thấp với ngưỡng dưới 60 Hz. Tuy nhiên, chúng tôi muốn sai lầm ở khía cạnh an toàn và nhận được càng nhiều tín hiệu càng tốt, vì vậy thay vào đó, một bộ lọc notch và bộ lọc thông thấp với tần số cắt cao hơn đã được chọn.

Xem liên kết đính kèm để biết thêm thông tin về bộ lọc notch.

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

C. Bộ lọc thông thấp Butterworth VCVS bậc hai

Thành phần tần số của tín hiệu ECG chỉ mở rộng cho đến nay. Chúng tôi muốn loại bỏ tín hiệu ở tần số cao hơn, vì theo mục đích của chúng tôi, chúng chỉ đơn giản là tiếng ồn. Tín hiệu từ điện thoại di động, thiết bị răng xanh hoặc máy tính xách tay của bạn ở khắp mọi nơi và những tín hiệu này sẽ gây ra tiếng ồn không thể chấp nhận được trong tín hiệu điện tâm đồ. Chúng có thể được loại bỏ bằng bộ lọc Butterworth Low-Pass. Tần số cắt đã chọn của chúng tôi là 220 Hz, theo nhận thức sâu sắc, là một chút cao. Nếu tôi tạo lại mạch này, tôi sẽ chọn tần số cắt thấp hơn nhiều và thậm chí có thể thử nghiệm với tần số cắt dưới 60 Hz và sử dụng bộ lọc bậc cao hơn để thay thế!

Bộ lọc này là thứ tự thứ hai. Điều này có nghĩa là mức tăng "giảm" với tốc độ 40 db / thập kỷ thay vì 20 db / thập kỷ như bộ lọc bậc một. Cuộn tắt dốc hơn này giúp giảm thiểu tín hiệu tần số cao nhiều hơn.

Một bộ lọc Butterworth đã được chọn vì nó "phẳng tối đa" trong dải thông, nghĩa là không có biến dạng trong dải vượt qua. Nếu bạn quan tâm, liên kết này chứa thông tin tuyệt vời cho thiết kế bộ lọc bậc hai cơ bản:

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

Bây giờ chúng ta đã nói về thiết kế mạch, chúng ta có thể bắt đầu xây dựng.

Bước 2: Xây dựng Bộ khuếch đại dụng cụ

Mạch này sẽ đệm đầu vào, trừ nhiễu chế độ chung và khuếch đại tín hiệu ở mức tăng 100. Sơ đồ mạch và các phương trình thiết kế đi kèm được trình bày ở trên. Điều này được tạo bằng cách sử dụng trình thiết kế OrCAD Pspice và được mô phỏng bằng Pspice. Sơ đồ xuất hiện hơi mờ khi sao chép từ OrCAD, vì vậy tôi xin lỗi vì điều này. Tôi đã chỉnh sửa hình ảnh để hy vọng làm cho một số giá trị điện trở rõ ràng hơn một chút.

Hãy nhớ rằng khi tạo mạch, phải chọn các giá trị điện trở và điện dung hợp lý sao cho có tính đến trở kháng thực tế của nguồn điện áp, trở kháng thực tế của thiết bị đo điện áp và kích thước vật lý của điện trở và tụ điện.

Các phương trình thiết kế được liệt kê ở trên. Ban đầu, chúng tôi muốn độ lợi của bộ khuếch đại thiết bị đo là x1000 và chúng tôi đã tạo mạch này để có thể khuếch đại các tín hiệu mô phỏng. Tuy nhiên, khi gắn nó vào cơ thể, chúng tôi muốn giảm mức tăng xuống 100 vì lý do an toàn, vì bảng mạch chính không phải là giao diện mạch ổn định nhất. Điều này được thực hiện bằng cách hoán đổi nóng điện trở 4 để giảm đi một hệ số mười. Lý tưởng nhất là mức tăng của bạn trên mỗi giai đoạn của bộ khuếch đại thiết bị đo đạc sẽ giống nhau, nhưng thay vào đó mức tăng của chúng tôi trở thành 31,6 cho giai đoạn 1 và 3,16 cho giai đoạn 2, cho mức tăng 100. Tôi đã gắn sơ đồ mạch cho mức tăng 100 thay vì 1000. Bạn vẫn sẽ thấy các tín hiệu mô phỏng và sinh học hoàn toàn tốt với mức tăng này, nhưng nó có thể không lý tưởng cho các thành phần kỹ thuật số có độ phân giải thấp.

Lưu ý, trong sơ đồ mạch, tôi có các từ "đầu vào đất" và "đầu vào tích cực" được vẽ bằng văn bản màu cam. Tôi đã vô tình đặt đầu vào chức năng ở nơi đất được cho là. Vui lòng đặt nối đất ở nơi ghi chú "đầu vào nối đất" và chức năng ghi chú "đầu vào tích cực".

• Tóm lược

  • Tăng giai đoạn 1 - 31,6
  • Mức tăng giai đoạn 2 - 3,16 vì lý do an toàn

Bước 3: Xây dựng Bộ lọc Notch

Bộ lọc notch này loại bỏ tiếng ồn 60 Hz từ các đường dây điện của Hoa Kỳ. Vì chúng tôi muốn bộ lọc này cắt ở tần số chính xác 60 Hz, nên việc sử dụng các giá trị điện trở chính xác là rất quan trọng.

Các phương trình thiết kế được liệt kê ở trên. Hệ số chất lượng 8 đã được sử dụng, dẫn đến đỉnh dốc hơn ở tần số suy giảm. Một tần số trung tâm (f0) 60 Hz đã được sử dụng, với băng thông (beta) là 2 rad / s để cung cấp sự suy giảm ở các tần số hơi lệch so với tần số trung tâm. Nhớ lại rằng chữ cái Hy Lạp omega (w) có đơn vị là rad / s. Để chuyển đổi từ Hz sang rad / s, chúng ta phải nhân tần số trung tâm của chúng ta, 60 Hz, với 2 * pi. Beta cũng được đo bằng rad / s.

• Giá trị cho phương trình thiết kế

  • w0 = 376,99 rad / s
  • Beta (B) = 2 rad / s
  • Q = 8
• Từ đây, các giá trị hợp lý của điện trở và điện dung đã được chọn để xây dựng mạch.

Bước 4: Xây dựng bộ lọc thông thấp

Bộ lọc thông thấp được sử dụng để loại bỏ các tần số cao mà chúng ta không quan tâm đến việc đo lường, chẳng hạn như tín hiệu điện thoại di động, giao tiếp bluetooth và nhiễu WiFi. Bộ lọc VCVS Butterworth bậc hai hoạt động cung cấp tín hiệu phẳng (sạch) tối đa trong vùng băng thông với tần số giảm -40 db / thập kỷ trong vùng suy giảm.

Các phương trình thiết kế được liệt kê ở trên. Các phương trình này hơi dài nên các bạn nhớ kiểm tra lại môn toán nhé! Lưu ý rằng các giá trị b và a được chọn cẩn thận để cung cấp tín hiệu phẳng trong vùng âm trầm và suy hao đồng đều trong vùng tắt. Để biết thêm thông tin về cách các giá trị này xuất hiện, hãy tham khảo liên kết trong bước 2, phần C, "bộ lọc thông thấp".

Đặc điểm kỹ thuật cho C1 khá mơ hồ, vì nó chỉ đơn giản là ít hơn một giá trị dựa trên C2. Tôi tính toán nó nhỏ hơn hoặc bằng 22 nF, vì vậy tôi chọn 10 nF. Mạch hoạt động tốt và điểm -3 db rất gần với 220 Hz, vì vậy tôi sẽ không lo lắng về điều này quá nhiều. Một lần nữa nhớ lại tần số góc (wc) tính bằng rad / s bằng với tần số cắt tính bằng Hz (fc) * 2pi.

• Các ràng buộc về thiết kế

  • K (đạt được) = 1
  • b = 1
  • a = 1.4142
  • Tần số cắt - 220 Hz

Tần số cắt 220 Hz có vẻ hơi cao. Nếu tôi phải làm điều này một lần nữa, tôi có thể sẽ làm cho nó gần hơn với 100 Hz, hoặc thậm chí gây rối với một thông số thấp bậc cao hơn với mức cắt 50 Hz. Tôi khuyến khích bạn thử các giá trị khác nhau và Sơ đồ!

Bước 5: Kết nối Bộ khuếch đại dụng cụ, Bộ lọc Notch và Bộ lọc Thấp

Bây giờ, chỉ cần kết nối đầu ra của bộ khuếch đại thiết bị đo với đầu vào của bộ lọc khía. Sau đó kết nối đầu ra của bộ lọc khía với đầu vào của bộ lọc thông thấp.

Tôi cũng đã thêm các tụ điện từ nguồn DC vào mặt đất để loại bỏ một số tiếng ồn. Các tụ điện này phải có cùng giá trị cho mỗi Op-Amp và ít nhất là 0,1 uF, nhưng khác với giá trị đó, hãy sử dụng bất kỳ giá trị hợp lý nào.

Tôi đã cố gắng sử dụng một mạch phong bì nhỏ để "làm mịn" tín hiệu nhiễu, nhưng nó không hoạt động như dự định và tôi đã thiếu thời gian, vì vậy tôi loại bỏ ý tưởng này và sử dụng xử lý kỹ thuật số thay thế. Đây sẽ là một bước bổ sung thú vị nếu bạn tò mò!

Bước 6: Bật nguồn cho mạch, nhập dạng sóng và đo

Hướng dẫn cấp nguồn cho mạch và thực hiện các phép đo. Vì thiết bị của mọi người là khác nhau, không có cách nào đơn giản để tôi có thể cho bạn biết cách nhập và đo lường. Tôi đã đưa ra các hướng dẫn cơ bản ở đây. Tham khảo sơ đồ trước để biết thiết lập ví dụ.

1. Kết nối bộ tạo chức năng với bộ khuếch đại thiết bị đo.

   • Kẹp dương đến Op-Amp thấp hơn trong sơ đồ bộ khuếch đại thiết bị đo
   • Kẹp âm xuống đất.
   • Nối đất đầu vào của Op-Amp phía trên trong sơ đồ bộ khuếch đại thiết bị đo. Điều này sẽ cung cấp một tham chiếu cho tín hiệu đến. (Trong tín hiệu sinh học, đầu vào này sẽ là một điện cực với mục đích giảm nhiễu ở chế độ chung.)

2. Kết nối clip tích cực của máy hiện sóng với đầu ra ở giai đoạn cuối cùng (đầu ra của bộ lọc thông thấp).

   • clip tích cực để xuất ở giai đoạn cuối cùng
   • clip tiêu cực xuống đất
3. Kết nối nguồn điện DC của bạn với đường ray, đảm bảo rằng mỗi đầu vào nguồn Op-Amp được nối tắt với đường ray tương ứng.

4. Kết nối đất nối đất của bộ nguồn DC của bạn với đường ray phía dưới còn lại, cung cấp tín hiệu tham chiếu cho bạn.

   làm ngắn mặt đất của đường ray dưới cùng với mặt đất của đường ray trên cùng, điều này sẽ cho phép bạn làm sạch mạch điện

Bắt đầu Nhập một sóng và sử dụng máy hiện sóng để thực hiện các phép đo! Nếu mạch của bạn đang hoạt động như dự định, bạn sẽ thấy mức tăng 100. Điều này có nghĩa là điện áp từ đỉnh đến đỉnh phải là 2V đối với tín hiệu 20 mV. Nếu bạn hoạt động như một dạng sóng tim ưa thích, hãy thử nhập vào.

Xoay quanh các tần số và đầu vào để đảm bảo rằng bộ lọc của bạn đang hoạt động bình thường. Thử Kiểm tra từng giai đoạn riêng lẻ và sau đó kiểm tra toàn bộ mạch. Tôi đã đính kèm một thí nghiệm mẫu nơi tôi phân tích chức năng của bộ lọc khía. Tôi nhận thấy sự suy giảm đủ từ 59,5 Hz đến 60,5 Hz, nhưng tôi sẽ thích có suy giảm hơn một chút ở các điểm 59,5 và 60,5 Hz. Tuy nhiên, thời gian là điều cốt yếu, vì vậy tôi đã tiếp tục và nghĩ rằng mình có thể loại bỏ nhiễu kỹ thuật số sau này. Dưới đây là một số câu hỏi bạn muốn xem xét cho mạch của mình:

• Có phải là đạt được 100?
• Kiểm tra độ lợi ở 220 Hz. Nó là -3 db hoặc gần với điều đó?
• Kiểm tra độ suy giảm ở tần số 60 Hz. Nó có đủ cao không? Nó vẫn cung cấp một số suy giảm ở 60,5 và 59,5 Hz?
• Bộ lọc của bạn di chuyển nhanh như thế nào từ 220 Hz? Nó là -40 db / thập kỷ?
• Có dòng điện nào đi vào một trong hai đầu vào không? Nếu vậy, mạch này không phù hợp cho phép đo của con người và có thể xảy ra lỗi với thiết kế hoặc linh kiện của bạn.

Nếu mạch của bạn đang hoạt động như dự định, thì bạn đã sẵn sàng để tiếp tục! Nếu không, bạn có một số khắc phục sự cố phải làm. Kiểm tra đầu ra của từng giai đoạn riêng lẻ. Đảm bảo Op-Amps của bạn được cấp nguồn và hoạt động. Kiểm tra điện áp tại mỗi nút cho đến khi bạn tìm thấy vấn đề với mạch.

Bước 7: Đo nhịp tim LabVIEW

LabVIEW sẽ cho phép chúng tôi đo nhịp tim bằng sơ đồ khối logic. Nếu có thêm thời gian, tôi sẽ thích tự mình số hóa dữ liệu và tạo mã xác định nhịp tim, vì nó sẽ không yêu cầu máy tính có cài đặt labVIEW và bảng DAQ khổng lồ. Ngoài ra, các giá trị số trong labVIEW không đến một cách trực quan. Tuy nhiên, học labVIEW là một trải nghiệm quý giá, vì sử dụng logic sơ đồ khối dễ dàng hơn nhiều so với việc phải viết mã logic của riêng bạn.

Không có nhiều điều để nói cho phần này. Kết nối đầu ra của mạch của bạn với bảng DAQ và kết nối bảng DAQ với máy tính. Tạo mạch hiển thị trong hình ảnh sau, nhấn "chạy" và bắt đầu thu thập dữ liệu! Đảm bảo rằng mạch của bạn đang nhận dạng sóng.

Một số cài đặt quan trọng trong này là:

• tốc độ lấy mẫu 500 Hz và kích thước cửa sổ là 2500 đơn vị có nghĩa là chúng tôi đang thu thập dữ liệu có giá trị 5 giây bên trong cửa sổ. Điều này đủ để thấy 4-5 nhịp tim khi nghỉ ngơi và nhiều hơn nữa khi tập thể dục.
• Mức đỉnh được phát hiện là 0,9 là đủ để phát hiện nhịp tim. Mặc dù điều này trông giống như kiểm tra bằng đồ thị, nhưng thực sự phải mất khá nhiều thời gian để có được giá trị này. Bạn nên lộn xộn với điều này cho đến khi bạn tính toán chính xác nhịp tim.
• Chiều rộng "5" dường như là đủ. Một lần nữa, giá trị này đã được thử nghiệm và dường như không có ý nghĩa trực quan.
• Đầu vào số để tính nhịp tim sử dụng giá trị 60. Mỗi khi nhịp tim được chỉ định, nó sẽ đi qua mạch mức thấp hơn và trả về giá trị 1 mỗi khi tim đập. Nếu chúng ta chia số này cho 60, về cơ bản chúng ta đang nói "chia 60 cho số nhịp được tính trong cửa sổ". Điều này sẽ trả lại nhịp tim của bạn, theo nhịp / phút.

Hình ảnh đính kèm là nhịp tim của chính tôi trong labVIEW. Nó xác định rằng tim tôi đang đập ở 82 BPM. Tôi rất vui mừng vì cuối cùng đã có mạch này hoạt động!

Bước 8: Đo lường con người

Nếu bạn đã chứng minh với bản thân rằng mạch của bạn an toàn và hoạt động tốt, thì bạn có thể đo nhịp tim của chính mình. Sử dụng các điện cực đo 3M, đặt chúng vào các vị trí sau và kết nối chúng với mạch điện. Dây dẫn cổ tay đi vào bên trong cổ tay của bạn, tốt nhất là nơi có ít hoặc không có lông. Điện cực nối đất đi vào phần xương của mắt cá chân của bạn. Sử dụng kẹp cá sấu, kết nối dây dẫn dương với đầu vào dương, dây dẫn âm với đầu vào âm và điện cực nối đất với thanh nối đất (chú ý kỹ rằng nó không phải là đường ray điện âm).

Lưu ý lặp lại cuối cùng: "Đây không phải là thiết bị y tế. Đây chỉ dành cho mục đích giáo dục bằng cách sử dụng tín hiệu mô phỏng. Nếu sử dụng mạch này để đo điện tâm đồ thực, hãy đảm bảo mạch và các kết nối giữa mạch với thiết bị đang sử dụng kỹ thuật cách ly phù hợp. Bạn chịu rủi ro về bất kỳ thiệt hại nào phát sinh."

Đảm bảo rằng máy hiện sóng của bạn được kết nối đúng cách. Đảm bảo rằng không có dòng điện nào chạy vào amp op và điện cực nối đất được gắn vào đất. Đảm bảo kích thước cửa sổ máy hiện sóng của bạn là chính xác. Tôi quan sát một phức bộ QRS khoảng 60 mV và sử dụng cửa sổ 5s. Gắn các kẹp cá sấu vào các điện cực dương, âm và đất tương ứng của chúng. Bạn sẽ bắt đầu thấy dạng sóng ECG sau vài giây. Thư giãn; không thực hiện bất kỳ chuyển động nào vì bộ lọc vẫn có thể nhận tín hiệu cơ.

Với thiết lập mạch thích hợp, bạn sẽ thấy đầu ra giống như vậy ở bước trước! Đây là tín hiệu điện tâm đồ của riêng bạn. Tiếp theo, tôi sẽ xử lý.

LƯU Ý: Bạn sẽ thấy các thiết lập điện tâm đồ 3 điện cực khác nhau trực tuyến. Chúng cũng sẽ hoạt động, nhưng chúng có thể tạo ra các dạng sóng đảo ngược. Với cách thiết lập bộ khuếch đại vi sai trong mạch này, cấu hình điện cực này cung cấp dạng sóng phức QRS tích cực truyền thống.

Bước 9: Xử lý tín hiệu

Vì vậy, bạn đã kết nối mình với máy hiện sóng, và bạn có thể thấy phức bộ QRS, nhưng tín hiệu vẫn có vẻ nhiễu. Có lẽ là một cái gì đó giống như hình ảnh đầu tiên trong phần này. Điều này là bình thường. Chúng tôi đang sử dụng một mạch điện trên một breadboard mở, với một loạt các thành phần điện về cơ bản hoạt động như một ăng-ten nhỏ. Nguồn điện DC nổi tiếng là ồn ào và không có tấm chắn RF. Tất nhiên tín hiệu sẽ bị nhiễu. Tôi đã cố gắng sử dụng một mạch truy tìm phong bì, nhưng đã hết thời gian. Tuy nhiên, thật dễ dàng để làm điều này bằng kỹ thuật số! Đơn giản chỉ cần lấy một đường trung bình động. Sự khác biệt duy nhất giữa đồ thị màu xám / xanh lam và đồ thị màu đen / xanh lá cây là đồ thị màu đen / xanh lá cây sử dụng trung bình động của điện áp trong cửa sổ 3 ms. Đây là một cửa sổ nhỏ so với thời gian giữa các nhịp, nhưng nó làm cho tín hiệu trông mượt mà hơn rất nhiều.

Bước 10: Các bước tiếp theo?

Dự án này rất tuyệt, nhưng điều gì đó luôn có thể được thực hiện tốt hơn. Sau đây là những gì tôi nghĩ. Hãy để lại của bạn bên dưới!

• Sử dụng tần số cắt thấp hơn. Điều này sẽ loại bỏ một số tiếng ồn có trong mạch. Thậm chí có thể chơi xung quanh chỉ bằng cách sử dụng một bộ lọc thông thấp với một đoạn đường dốc.
• Hàn các thành phần và tạo ra một cái gì đó vĩnh viễn. Điều này sẽ làm giảm tiếng ồn, mát hơn và an toàn hơn.
• Số hóa tín hiệu và tự xuất tín hiệu, loại bỏ sự cần thiết của bảng DAQ và cho phép bạn viết mã xác định nhịp tim cho bạn thay vì cần sử dụng LabVIEW. Điều này sẽ cho phép người dùng hàng ngày phát hiện nhịp tim mà không yêu cầu một chương trình mạnh mẽ.

Các dự án tương lai?

• Tạo một thiết bị sẽ hiển thị đầu vào trực tiếp trên màn hình (hmmmm mâm xôi pi và dự án màn hình?)
• Sử dụng các thành phần sẽ làm cho mạch nhỏ hơn.
• Tạo một điện tâm đồ di động tất cả trong một với màn hình hiển thị và phát hiện nhịp tim.

Điều này kết thúc có thể hướng dẫn! Cảm ơn bạn đã đọc. Vui lòng để lại bất kỳ suy nghĩ hoặc đề xuất bên dưới.