আপনার নিজের ইলেক্ট্রোকার্ডিওগ্রাম (ইসিজি) করুন: 6 টি ধাপ

2024 লেখক: John Day | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-30 08:02

বিজ্ঞপ্তি:

এটি একটি চিকিৎসা যন্ত্র নয়। এটি শুধুমাত্র শিক্ষাগত উদ্দেশ্যে, সিমুলেটেড সিগন্যাল ব্যবহার করে। যদি সত্যিকারের ইসিজি পরিমাপের জন্য এই সার্কিটটি ব্যবহার করা হয়, দয়া করে সার্কিট এবং সার্কিট-টু-ইন্সট্রুমেন্ট সংযোগগুলি ব্যাটারি শক্তি এবং অন্যান্য সঠিক বিচ্ছিন্নতা কৌশলগুলি ব্যবহার করছে তা নিশ্চিত করুন।

[ছবিটি https://scienceprog.com/avr-dds-signal-generator-v… থেকে নেওয়া হয়েছে]

ধাপ 1: আপনার জিনিসগুলি জানুন

ইলেক্ট্রোকার্ডিওগ্রাম (ইসিজি) একটি গুরুত্বপূর্ণ হাতিয়ার যা চিকিৎসকরা হার্টের বৈদ্যুতিক ক্রিয়াকলাপ পর্যবেক্ষণ করতে ব্যবহার করেন। অস্বাভাবিক হৃদযন্ত্রের ছন্দ থেকে শুরু করে তাপ ব্যর্থতা নির্ণয় করা পর্যন্ত সবকিছুই এটি উপকারী। এই নির্দেশাবলী অনুসরণ করে, আপনি এমন একটি ডিভাইস তৈরি করতে সক্ষম হবেন যা কেবলমাত্র মৌলিক রুটিবোর্ডিং দক্ষতা এবং সাধারণ ইলেকট্রনিক্স ল্যাব সরঞ্জাম ব্যবহার করে একজন ব্যক্তির ইলেক্ট্রোকার্ডিওগ্রাম প্রদর্শন করে। একবার আপনার ভাল সিগন্যাল আউটপুট হয়ে গেলে, আপনি হার্টরেট গণনা করতে এই একই সিগন্যাল ব্যবহার করতে পারেন, অথবা মাইক্রোকন্ট্রোলার ব্যবহার করে অন্য আকর্ষণীয় মেট্রিক।

-

ইসিজি কী তা যদি আপনি না জানেন তবে এটি কেবল হৃদয়ের ক্রিয়াকলাপের রেকর্ডিং। হার্টের সংকোচনের বৈদ্যুতিক প্রকৃতির কারণে, কেউ ত্বকে ইলেক্ট্রোড রেখে এবং সংকেত প্রক্রিয়া করে ভোল্টেজের পরিবর্তন রেকর্ড করতে পারে। সময়ের সাথে সাথে এই ভোল্টেজগুলির প্লটকে ইলেক্ট্রোকার্ডিওগ্রাম (সংক্ষেপে ইসিজি) বলা হয়। ইসিজিগুলি সাধারণত হার্ট ফেইলারের বিভিন্ন রূপ নির্ণয় করতে বা রোগীর মানসিক চাপ নিষ্ক্রিয়ভাবে পর্যবেক্ষণ করতে ব্যবহৃত হয়। একটি সুস্থ ইসিজির নির্দিষ্ট বৈশিষ্ট্য রয়েছে যা মানুষের মধ্যে সর্বজনীন। (এর মধ্যে রয়েছে একটি পি-ওয়েভ, কিউ-ওয়েভ, আর-ওয়েভ, এস-ওয়েভ, টি-ওয়েভ এবং একটি কিউআরএস কমপ্লেক্স।) আমি হৃদয়ের সংশ্লিষ্ট প্রতিক্রিয়া সহ একটি ইসিজির একটি সরলীকৃত চিত্র প্রদান করেছি।

-

মনে রাখবেন যে হার্টের স্নায়ুতে ঘটে যাওয়া প্রতিটি বৈদ্যুতিক ঘটনা একটি শারীরিক ঘটনার সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ যা ফলস্বরূপ পেশী টিস্যুতে ঘটে এবং যখন হার্টের একটি অংশ সংকুচিত হয়, অন্য অংশগুলি শিথিল হয়। এইভাবে, হৃদয়ে বৈদ্যুতিক সংকেতগুলির সময় অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, যা একটি ইসিজি হৃদরোগ পরিমাপের জন্য একটি খুব শক্তিশালী হাতিয়ার করে তোলে।

-

আমাদের জন্য একটি প্রকৃত ইসিজি রেকর্ড করার জন্য, অনেক লজিস্টিক সমস্যা যেমন সিগন্যালের আকার, শরীরের বাকি অংশ থেকে আসা শব্দের পরিমাণ, এবং পরিবেশ থেকে আসা শব্দের পরিমাণ হিসাবে কাজ করে। এর জন্য ক্ষতিপূরণ দেওয়ার জন্য, আমরা একটি সার্কিট ডিজাইন করছি যা 3 টি অংশ নিয়ে গঠিত হবে: আমাদের সিগন্যালের আকার বাড়ানোর জন্য একটি ডিফারেনশিয়াল এম্প্লিফায়ার, উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি সিগন্যাল শব্দ দূর করার জন্য একটি নিম্ন পাস ফিল্টার এবং 60 Hz শব্দ দূর করার জন্য একটি খাঁজ ফিল্টার এসি বিদ্যুৎ সরবরাহ করা ভবনগুলিতে সর্বদা উপস্থিত থাকে। আমি নীচে এই পদক্ষেপগুলির ঘড়ির বিস্তারিত বর্ণনা করব।

[ছবিটি https://courses.lumenlearning.com/ap2/chapter/card… থেকে নেওয়া হয়েছে]

পদক্ষেপ 2: আপনার সরবরাহ সংগ্রহ করুন

এই প্রকল্পের জন্য আপনার প্রয়োজন হবে:

- 1 টি বড় রুটিবোর্ড (2 বা তার বেশি থাকলেও ভাল হবে)

- 5 সাধারণ উদ্দেশ্য op-amps

(আমি UA741 +-15 V দিয়ে ব্যবহার করেছি, শুধু নিশ্চিত করুন যে আপনি যেগুলি বেছে নিয়েছেন তা 15 ভোল্ট পরিচালনা করতে পারে অন্যথায় আপনাকে আপনার প্যাসিভ উপাদানগুলির মান সামঞ্জস্য করতে হবে এবং আপনাকে কম পরিবর্ধনের জন্য সমাধান করতে হবে)

প্রতিরোধক

o 2x 165 ওহম

o 3x 1k ওহম

o 2x 15k ওহম

o 2x 33k ওহম

o 1x 42k ওহম

o 2x 60k ওহম

ক্যাপাসিটার

o 2x 22nF

o 2x 1μF

o 1x 2Μf

- একটি আধিক্য বা জাম্পার তারের

- একটি ডিসি ভোল্টেজ উৎস +-15 V প্রদান করতে সক্ষম

- একটি ফাংশন জেনারেটর এবং অসিলোস্কোপ (প্রধানত সমস্যা সমাধানের জন্য)

- যদি আপনি প্রকৃত ইসিজি রেকর্ড করার পরিকল্পনা করেন তবে কমপক্ষে তিনটি স্টিকি ইলেক্ট্রোড

- এই সব বাজে কথা কানেক্ট করার জন্য যথেষ্ট ক্যাবল

- সার্কিট, অপ-এএমপিএস এবং রুটিবোর্ডিংয়ের অভিজ্ঞতা সম্পর্কে দৃ understanding় ধারণা।

যদি আপনি শুধু আপনার জন্মদিনের জন্য একটি ব্রেডবোর্ড পেয়ে থাকেন এবং এটি দিয়ে কিছু ঠান্ডা করার চেষ্টা করছেন, এটি করার আগে অন্তত কয়েকটি সহজ নির্মাণ করুন।

-

ধাপ 3: ডিফারেনশিয়াল পরিবর্ধক তৈরি করুন

ডিফারেনশিয়াল এম্প্লিফায়ার হল যা আমাদের রেকর্ড করা সিগন্যালকে ব্যাবহারযোগ্য স্তরে পরিবর্ধন করবে একটি স্কোপ বা স্ক্রিনে প্রদর্শিত হবে। এই সার্কিট ডিজাইন দুটি ইনপুট ইলেক্ট্রোড থেকে ভোল্টেজের পার্থক্য গ্রহণ করবে এবং এটিকে বাড়িয়ে তুলবে। এটি শব্দ কমানোর জন্য করা হয়, কারণ ইলেক্ট্রোডের মধ্যে সাধারণ শব্দ নির্মূল হবে। ইসিজি সংকেত রেকর্ডিং ইলেক্ট্রোড এবং ব্যক্তির বসার উপর নির্ভর করে প্রশস্ততায় পরিবর্তিত হবে, কিন্তু সাধারণত কব্জি থেকে রেকর্ড করার সময় কয়েক মিলিভোল্টের অর্ডারে থাকে। (যদিও এই সেটআপের জন্য এটি প্রয়োজনীয় নয়, বুকে ইলেক্ট্রোড স্থাপন করে সংকেত প্রশস্ততা বৃদ্ধি করা যেতে পারে, কিন্তু ট্রেড-অফ ফুসফুসের চলাচলের শব্দ।)

-

আমি সেটআপের একটি পরিকল্পিত অন্তর্ভুক্ত করেছি। ছবিতে সার্কিট আপনার সংকেত ~ 1000 ভাঁজ বৃদ্ধি করা উচিত। আপনি যে ধরনের op-amp ব্যবহার করার সিদ্ধান্ত নিয়েছেন তার উপর নির্ভর করে আপনাকে এটি সামঞ্জস্য করতে হতে পারে। এটি সমন্বয় করার একটি দ্রুত উপায় হল R1 এর মান পরিবর্তন করা। R1 এর মান অর্ধেক করে, আপনি আউটপুট লাভ দ্বিগুণ করবেন এবং বিপরীতভাবে।

-

আমি ধরে নিচ্ছি যে আপনারা অনেকেই এই সার্কিটটি রুটিবোর্ডে অনুবাদ করতে পারেন, তবুও আমি প্রক্রিয়াটিকে সুসংহত করার জন্য ব্রেডবোর্ড সেটআপের একটি চিত্র অন্তর্ভুক্ত করেছি এবং আশা করি আপনার সমস্যা সমাধানের সময় হ্রাস পাবে। আমি আপনার সুবিধার জন্য UA741 (বা LM741) পিনআউট এর একটি ছবিও অন্তর্ভুক্ত করেছি। (আপনার উদ্দেশ্যে আপনার পিন 1, 5, বা 8 এর প্রয়োজন হবে না) op-amp এ V + এবং V- পিন যথাক্রমে আপনার +15 V এবং -15 V সরবরাহের সাথে সংযুক্ত থাকবে। -15 ভি মাটির মতো নয়! আপনি আমার রুটিবোর্ডে ক্যাপাসিটারগুলিকে উপেক্ষা করতে পারেন। এগুলি বাইপাস ক্যাপাসিটর যা এসির আওয়াজ অপসারণের উদ্দেশ্যে তৈরি করা হয়, কিন্তু পূর্বদৃষ্টিতে প্রচেষ্টার মূল্য ছিল না।

-

আপনি সমস্যা সমাধানের জন্য এটি সম্পূর্ণ করার সাথে সাথে প্রতিটি পর্যায় পরীক্ষা করার পরামর্শ দিচ্ছি। সার্কিট দেখায়, আপনি একটি ইনপুটকে মাটিতে সংযুক্ত করতে পারেন, এবং অন্যটি একটি ছোট ডিসি উৎসের সাথে পরিবর্ধন পরীক্ষা করতে পারেন। (নিশ্চিত করুন যে আপনি <15 mV ইনপুট দিচ্ছেন অন্যথায় আপনি op-amps পরিপূর্ণ করবেন) যদি আপনার পরীক্ষার জন্য আপনার লাভ কমানোর প্রয়োজন হয়, তাহলে এটি ঘামাবেন না, 500 গুণের বেশি কিছু আমাদের উদ্দেশ্যে প্রচুর হবে। তদুপরি, যদি আপনি 1000 এর লাভের জন্য আপনার সার্কিটটি তৈরি করেন এবং এটি কেবল 800 এর লাভ দেখায় তবে এটি বিশ্বের শেষ নয়, সঠিক সংখ্যাটি অ-সমালোচনামূলক।

-

ধাপ 4: নচ ফিল্টার তৈরি করুন

এখন যেহেতু আমরা আমাদের সংকেতকে বাড়িয়ে তুলতে পারি, আসুন আমরা এটি পরিষ্কার করি। আপনি যদি এখনই আমাদের সার্কিটে ইলেক্ট্রোড যুক্ত করেন, তাহলে সম্ভবত এটি একটি টন 60 Hz শব্দ করবে। কারণ অধিকাংশ ভবন 60 Hz এসি কারেন্ট দিয়ে তারযুক্ত হয় যার ফলে অনিবার্যভাবে বড় শব্দ সংকেত সৃষ্টি হয়। এর প্রতিকারের জন্য, আমরা একটি 60 Hz নচ ফিল্টার তৈরি করব। একটি খাঁজ ফিল্টার খুব নির্দিষ্ট ফ্রিকোয়েন্সি হ্রাস করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে এবং অন্যান্য ফ্রিকোয়েন্সিগুলিকে অস্পষ্ট রেখেছে; 60 Hz শব্দ থেকে মুক্তি পাওয়ার জন্য নিখুঁত।

-

আগের মতো, আমি সার্কিট স্কিম্যাটিক, ব্রেডবোর্ড সেটআপ এবং আমার নিজস্ব সার্কিটের একটি ছবি অন্তর্ভুক্ত করেছি। একটি নোট হিসাবে, যখন খাঁজ ফিল্টার নির্মাণের জন্য একটি অপেক্ষাকৃত সহজ পর্যায়, এটি আমার কাজ পেতে সবচেয়ে দীর্ঘ সময় নেয়। আমার ইনপুট ভালভাবে হ্রাস করা হচ্ছিল, কিন্তু 60 Hz এর পরিবর্তে 63 Hz এ, যা এটি কাটবে না। আপনি যদি একই সমস্যায় পড়েন, আমি আপনাকে R14 এর মান পরিবর্তন করার পরামর্শ দিচ্ছি। (R14 এর ক্রমবর্ধমান প্রতিরোধ আপনার ক্ষয়ের ফ্রিকোয়েন্সি কমাবে এবং বিপরীতভাবে)। যদি আপনার একটি পরিবর্তনশীল প্রতিরোধক বাক্স থাকে, এটি R14 প্রতিস্থাপন করতে ব্যবহার করুন, তারপর প্রতিরোধের মানগুলির সাথে খেলনাটি সঠিকভাবে কী কাজ করে তা খুঁজে বের করুন, কারণ এটি একক ওহমের ক্রম পরিবর্তনের জন্য সংবেদনশীল হবে। আমি একটি 175 ওহম R14 দিয়ে শেষ করেছি, কিন্তু তাত্ত্বিকভাবে এটি R12 এর সাথে মেলে সর্বোত্তম কাজ করে।

-

আবার, আপনি একটি ফাংশন জেনারেটর ব্যবহার করে 60 Hz সাইন ওয়েভ ইনপুট করতে এবং একটি অসিলোস্কোপে আপনার আউটপুট রেকর্ড করে এই পর্যায়টি পরীক্ষা করতে পারেন। আপনার আউটপুট হতে হবে -20 dB বা 10% ইনপুটের প্রশস্ততা। আমি আগেই বলেছি, আপনি অপটিমাইজেশনের জন্য কাছাকাছি ফ্রিকোয়েন্সি পরীক্ষা করতে পারেন।

-

ধাপ 5: লো-পাস ফিল্টার তৈরি করুন

আগেই উল্লেখ করা হয়েছে, আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ বিষয় হল আপনার শরীর থেকে শব্দ কমিয়ে আনা এবং অন্য যেটা আপনি রুমে জ্যাপিং করছেন। কম পাস ফিল্টার এটি করতে ভাল কারণ, যতদূর সংকেত যায়, আপনার হার্টবিট বেশ ধীর। লো-পাস ফিল্টারের সাথে আমাদের লক্ষ্য হল আপনার ইসিজির চেয়ে বেশি ফ্রিকোয়েন্সি ধারণকারী সকল সিগন্যাল দূর করা। এটি করার জন্য আমাদের একটি "কাটঅফ ফ্রিকোয়েন্সি" নির্ধারণ করতে হবে। আমাদের ক্ষেত্রে, এই ফ্রিকোয়েন্সি এর উপরে সবকিছু আমরা নির্মূল করতে চাই, এবং এই ফ্রিকোয়েন্সি নীচে সবকিছু আমরা রাখতে চাই। যখন 1 থেকে 3 হার্টজের ক্রম অনুসারে একটি হৃদস্পন্দন ঘটছে, তখন আমাদের ইসিজি তৈরি করে এমন পৃথক তরঙ্গাকৃতিগুলি এর চেয়ে অনেক বেশি ফ্রিকোয়েন্সি দিয়ে গঠিত; 1 থেকে 50 হার্টজের কাছাকাছি। এই কারণে, আমি 80 Hz এর একটি cutoff ফ্রিকোয়েন্সি বেছে নিয়েছি। সিগন্যালে সমস্ত দরকারী উপাদান রাখার জন্য এটি যথেষ্ট উচ্চ, কিন্তু তারপরও আপনার পাশের রুমে থাকা HAM রেডিও থেকে আওয়াজ কেটে দেয়।

-

লো-পাস ফিল্টারের ব্যাপারে আমার কোন saষি পরামর্শ নেই, অন্যান্য পর্যায়ের তুলনায় এটি খুবই সহজ। এম্প্লিফায়ারের মতো, 80 Hz এ একটি সুনির্দিষ্ট কাট অফ পাওয়ার বিষয়ে চিন্তা করবেন না; এটি গুরুত্বপূর্ণ নয় এবং বাস্তবিকভাবে ঘটবে না। তবুও, আপনার একটি ফাংশন জেনারেটর ব্যবহার করে এর আউটপুট পরীক্ষা করা উচিত। একটি নিয়ম হিসাবে, একটি সাইন ওয়েভ 10 Hz এ স্পর্শ না করা ফিল্টার দিয়ে যেতে হবে, এবং 130 Hz দ্বারা অর্ধেক কাটা উচিত।

-

ধাপ 6: এটিকে সংযুক্ত করুন

আপনি যদি এই পর্যন্ত তৈরি করেন, অভিনন্দন! আপনার কাছে একটি ইসিজির সমস্ত উপাদান রয়েছে। আপনাকে যা করতে হবে তা হ'ল তাদের একসাথে সংযুক্ত করা, ইলেক্ট্রোডগুলিতে থাপ্পড় দেওয়া এবং আপনার ইসিজি দেখতে অসিলোস্কোপে আউটপুটটি হুক করুন!

-

যদি আপনি কিভাবে ইলেক্ট্রোড লাগাতে চান তা নিশ্চিত না হন, আমি আপনার কব্জিতে ইনপুট ইলেক্ট্রোড লাগানোর পরামর্শ দিই (প্রতিটি কব্জিতে একটি) এবং আপনার পায়ে একটি গ্রাউন্ড ইলেক্ট্রোড সংযুক্ত করুন (ছবিটি সাহায্য করতে পারে।) একটি অনুস্মারক হিসাবে, প্রতিটি ইনপুট ইলেক্ট্রোড উচিত এম্প্লিফায়ারে অপ-এম্পসে একটি ইতিবাচক ইনপুট যান। (এটি শুধুমাত্র সিমুলেশন উদ্দেশ্যে সার্কিট ডায়াগ্রামে ভিত্তিক)

-

একবার আপনি সংযুক্ত হয়ে গেলে, লো-পাস ফিল্টারের আউটপুটটিকে একটি অসিলোস্কোপে সংযুক্ত করুন এবং নিজেকে নিয়ে গর্ব করুন! আপনার সমস্ত বাচ্চাদের ইলেক্ট্রোড লাগাতে দিন এবং তাদের হৃদস্পন্দন দেখুন। হেক, আপনার প্রতিবেশীদের এটি চেষ্টা করে দেখুন। যদি আপনি অতিরিক্ত অনুপ্রাণিত বোধ করেন তবে একক থেকে হৃদস্পন্দন গণনা করার জন্য একটি মাইক্রোকন্ট্রোলারে আউটপুট যোগ করুন। (আপনি সম্ভবত এটি করার আগে আপনি প্রশস্ততা হ্রাস করতে চান, এটি আপনার ব্যবহার করা বোর্ড ভাজতে পারে)। নির্বিশেষে, নির্মাণের জন্য অভিনন্দন, এবং খুশি তৈরীর!

[ছবিটি https://www.medicwiz.com/medtech/diagnostics/10-ty… থেকে নেওয়া হয়েছে]