ইসিজি কালেকশন সার্কিট: ৫ টি ধাপ

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

বিজ্ঞপ্তি: এটি একটি চিকিৎসা যন্ত্র নয়। এটি কেবলমাত্র সিমুলেটেড সিগন্যাল ব্যবহার করে শিক্ষাগত উদ্দেশ্যে। যদি সত্যিকারের ইসিজি পরিমাপের জন্য এই সার্কিটটি ব্যবহার করেন, দয়া করে সার্কিট এবং সার্কিট-টু-ইন্সট্রুমেন্ট সংযোগগুলি সঠিক বিচ্ছিন্নতা কৌশলগুলি ব্যবহার করছে তা নিশ্চিত করুন।

আজকের স্বাস্থ্যসেবা শিল্পে সম্ভবত সবচেয়ে বিস্তৃত শারীরবৃত্তীয় পরিমাপ হল ইলেক্ট্রোকার্ডিওগ্রাম (ইসিজি/ইকেজি)। হার্ট রেট মনিটরের traditionalতিহ্যবাহী "বীপ" না শুনে বা রোগীর রুমে ইসিজি ওয়েভফর্মকে স্ক্রিন জুড়ে ঘুরতে না দেখে হাসপাতাল বা জরুরী কক্ষের মধ্য দিয়ে হেঁটে যাওয়া কঠিন। কিন্তু, এই পরিমাপটি কী যা আধুনিক স্বাস্থ্যসেবার সাথে এতটা যুক্ত হয়ে গেছে?

ইলেক্ট্রোকার্ডিওগ্রাম প্রায়শই হার্টের শারীরিক ক্রিয়াকলাপ রেকর্ড করার জন্য ভুল হয়, তবে নামটি থেকে বোঝা যায় এটি আসলে হৃদয়ের পেশীগুলির বৈদ্যুতিক ক্রিয়াকলাপ, ডিপোলারাইজেশন এবং রিপোলারাইজেশনের রেকর্ডিং। রেকর্ডকৃত তরঙ্গাকৃতি বিশ্লেষণ করে, চিকিৎসকরা হৃদয়ের বৈদ্যুতিক ব্যবস্থার আচরণ সম্পর্কে অন্তর্দৃষ্টি অর্জন করতে সক্ষম হন। ইসিজি ডেটা থেকে তৈরি কিছু সাধারণ রোগ নির্ণয়ের মধ্যে রয়েছে: মায়োকার্ডিয়াল ইনফার্কশন, পালমোনারি এমবোলিজম, অ্যারিথমিয়া এবং এভি ব্লক।

নিম্নলিখিত নির্দেশযোগ্য একটি মৌলিক বৈদ্যুতিক সার্কিট নির্মাণের জন্য ব্যবহৃত প্রক্রিয়া এবং নীতির রূপরেখা দেবে যা হাসপাতালে সারফেস ইলেক্ট্রোড ব্যবহার করে ইসিজি সংগ্রহ করতে সক্ষম।

ধাপ 1: একটি যন্ত্র পরিবর্ধক ডিজাইন করুন

ইসিজি সিগন্যাল রেকর্ড করার জন্য প্রয়োজনীয় প্রথম সার্কিট এলিমেন্ট হল একটি ইন্সট্রুমেন্টেশন এম্প্লিফায়ার। এই পরিবর্ধকটির দুটি প্রভাব রয়েছে।

1. এটি রেকর্ডিং ইলেক্ট্রোড এবং সার্কিটের বাকি অংশের মধ্যে একটি ইলেকট্রনিক বাফার তৈরি করে। এটি ইলেক্ট্রোড থেকে প্রয়োজনীয় কারেন্ট ড্রকে কার্যত শূন্যে কমিয়ে দেয়। ইনপুট প্রতিবন্ধকতার কারণে খুব সামান্য বিকৃতি সহ সংকেত সংগ্রহের অনুমতি।

2. এটি রেকর্ডকৃত সংকেতকে আলাদাভাবে প্রশস্ত করে। এর মানে হল যে উভয় রেকর্ডিং ইলেকট্রোডে সাধারণ কোন সংকেত বৃদ্ধি পাবে না, যখন পার্থক্যগুলি (গুরুত্বপূর্ণ অংশগুলি) হবে।

সাধারণত ইসিজির জন্য সারফেস ইলেক্ট্রোড রেকর্ডিং মিলিভোল্ট রেঞ্জে থাকবে। অতএব, এই সংকেতটি একটি পরিসরে পেতে আমরা 1000 V/V এর একটি পরিবর্ধন (K) দিয়ে কাজ করতে পারি।

উপরে বর্ণিত পরিবর্ধক জন্য শাসক সমীকরণ হল:

K1 = 1 + 2*R2 / R1, এটি স্টেজ 1 লাভ

K2 = - R4/R3, এটি পর্যায় 2 লাভ

নোট করুন যে আদর্শভাবে, K1 এবং K2 প্রায় সমান হওয়া উচিত এবং কাঙ্ক্ষিত পরিবর্ধন অর্জন করতে K1 * K2 = 1000

আমাদের সার্কিটে ব্যবহৃত চূড়ান্ত মানগুলি ছিল ….

R1 = 6.5 kOhm

R2 = 100 kOhm

R3 = 3.17 kOhm

R4 = 100 kOhm

ধাপ 2: একটি নচ ফিল্টার ডিজাইন করা

এটি সম্ভবত আধুনিক বিশ্বে যে ইসিজি সংগ্রহ অন্য কিছু ইলেকট্রনিক ডিভাইসের কাছে করা হবে, অথবা এমনকি এমন একটি বিল্ডিংয়েও যা স্থানীয় বিদ্যুৎ লাইন থেকে বিদ্যুৎ সরবরাহ করা হবে। দুর্ভাগ্যক্রমে, প্রদত্ত শক্তির উচ্চ-ভোল্টেজ এবং দোলনা প্রকৃতির অর্থ এটি তার কাছাকাছি যে কোনও পরিবাহী উপাদানগুলিতে প্রচুর পরিমাণে বৈদ্যুতিক "গোলমাল" তৈরি করবে; এর মধ্যে রয়েছে আমাদের ইসিজি কালেকশন সার্কিট তৈরিতে ব্যবহৃত তার এবং সার্কিট উপাদান।

এর মোকাবিলা করার জন্য, স্থানীয় বিদ্যুৎ সরবরাহের (যাকে মেইন হাম বলা হয়) উৎপাদিত শব্দের সমান ফ্রিকোয়েন্সি সম্বলিত যেকোনো সংকেত ফিল্টার করে এবং মূলত অপসারণ করা যায়। মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে, পাওয়ার গ্রিড 60 Hz এর ফ্রিকোয়েন্সি সহ 110-120V সরবরাহ করে। অতএব, আমাদের 60 Hz এর ফ্রিকোয়েন্সি সহ যে কোন সংকেত উপাদান ফিল্টার করতে হবে। সৌভাগ্যবশত, এটি আগে অনেকবার করা হয়েছে এবং শুধু একটি খাঁজ ফিল্টারের নকশা প্রয়োজন (উপরের ছবি)।

এই ফিল্টার পরিচালনাকারী সমীকরণ হল ….

R1 = 1 / (2 * Q * w * C)

R2 = (2 * Q) / (w * C)

R3 = (R1 * R2) / (R1 + R2)

প্রশ্ন = w / বি

যেখানে wc2 হল উচ্চ কাটঅফ ফ্রিকোয়েন্সি, w2 কম কাটঅফ ফ্রিকোয়েন্সি, রাড/সেকেন্ডে কাটঅফ ফ্রিকোয়েন্সি, এবং Q একটি গুণগত কারণ

মনে রাখবেন যে সি একটি মান যা অবাধে চয়ন করা যেতে পারে। আমাদের সার্কিটে নিম্নলিখিত মানগুলি ব্যবহার করা হয়েছিল:

R1 = 1.65 kOhm

R2 = 424.5 kOhm

প্রশ্ন = 8

w = 120 * pi rad/sec

ধাপ 3: লো-পাস ফিল্টার

ইসিজি সিগন্যালের ফ্রিকোয়েন্সি প্রায় 0 - 150Hz। এই রেঞ্জের চেয়ে বেশি ফ্রিকোয়েন্সিযুক্ত জিনিস থেকে সিগন্যালে সম্মিলিতভাবে আরও শব্দ রোধ করার জন্য, 150Hz এর কাটঅফ সহ একটি দ্বিতীয় অর্ডার লো পাস বাটারওয়ার্থ ফিল্টার প্রয়োগ করা হয়েছিল যাতে কেবল ইসিজি সিগন্যালকে সার্কিট দিয়ে যেতে দেওয়া যায়। আগের উপাদানগুলির মতো অবিলম্বে সহজলভ্য ক্যাপাসিটরের মান বেছে নেওয়ার পরিবর্তে, প্রথম ক্যাপাসিটরের মান, C2, নীচের সূত্রের ভিত্তিতে নির্বাচিত হয়েছিল। সেই মান থেকে, অন্যান্য সমস্ত উপাদান মান গণনা করা যেতে পারে এবং তারপর 1V/V তে পুনরায় লাভ রাখার সময় সার্কিটে যোগ করা যেতে পারে।

C2 ≈ 10/fc uf, যেখানে fc হল cutoff ফ্রিকোয়েন্সি (এই ক্ষেত্রে 150 Hz)।

তারপরে, এই ধাপে দ্বিতীয় চিত্র হিসাবে অন্তর্ভুক্ত টেবিলে দেখানো অবশিষ্ট মানগুলি গণনা করা যেতে পারে।

চূড়ান্ত মানগুলি উপরে পরিকল্পিতভাবে স্থাপন করা হয়:

C2 = 66 nF

C1 = 33 nF

R1 = 22.47 kOhm

R2 = 22.56 kOhm

ধাপ 4: LabVIEW প্রস্তুতি

ইসিজি সংগ্রহের এই বিভাগের জন্য প্রয়োজনীয় একমাত্র উপকরণ হল একটি উইন্ডোজ কম্পিউটার যা ল্যাবভিউ-এর 64-বিট কপি এবং একটি জাতীয় ইনপুট মডিউল সহ একটি জাতীয় যন্ত্র সিগন্যাল কন্ডিশনিং বোর্ড () দিয়ে সজ্জিত। LabVIEW এর মধ্যে কার্যকরী ব্লক ডায়াগ্রামটি নিম্নলিখিত পদ্ধতিতে তৈরি করা উচিত। একটি ফাঁকা কার্যকরী ব্লক ডায়াগ্রাম খোলার মাধ্যমে শুরু করুন।

একটি DAQ সহকারী ব্লক সন্নিবেশ করান এবং সেটিংস নিম্নলিখিতগুলির সাথে সামঞ্জস্য করুন:

পরিমাপ: এনালগ → ভোল্টেজ

মোড: আরএসই

নমুনা: ক্রমাগত নমুনা

সংগৃহীত নমুনা: 2500

নমুনা হার: 1000 / সেকেন্ড

সংগৃহীত তরঙ্গাকৃতি একটি তরঙ্গাকৃতি গ্রাফে আউটপুট করুন। উপরন্তু, বর্তমান তরঙ্গাকৃতি ডেটার সর্বোচ্চ মান গণনা করুন। শিখর সনাক্তকরণের জন্য থ্রেশহোল্ড তৈরির জন্য তরঙ্গের সর্বোচ্চ মানকে.8 এর মতো গুণ করুন, এই মানটি সংকেতের মধ্যে শব্দ স্তরের উপর ভিত্তি করে সামঞ্জস্য করা যেতে পারে। "পিক ডিটেকশন" ফাংশনের ডেটা হিসাবে থ্রেশহোল্ড এবং কাঁচা ভোল্টেজ অ্যারে হিসাবে পূর্ববর্তী ধাপের প্রোডাক্টে ফিড দিন। পরবর্তী, শিখর সনাক্তকরণ অ্যারের "অবস্থান" আউটপুট নিন এবং প্রথম এবং দ্বিতীয় মানগুলি বিয়োগ করুন। এটি প্রাথমিক অ্যারের দুটি চূড়ার সূচক মানগুলির পার্থক্যকে উপস্থাপন করে। এটি নমুনা হার দ্বারা মান ভাগ করে একটি সময়ের পার্থক্য রূপান্তরিত করা যেতে পারে, উদাহরণস্বরূপ এটি 1000 /সেকেন্ড। অবশেষে, এই মানটির বিপরীত দিকটি গ্রহণ করুন (Hz প্রদান করা) এবং 60 দ্বারা গুণ করুন হার্ট রেট প্রতি মিনিটে BPM- এ পেতে। এই জন্য চূড়ান্ত ব্লক ডায়াগ্রাম এই ধাপের জন্য হেডার ছবির অনুরূপ হওয়া উচিত।

ধাপ 5: সম্পূর্ণ সিস্টেম ইন্টিগ্রেশন

এখন যেহেতু সমস্ত উপাদান পৃথকভাবে নির্মিত হয়েছে, এখন সময় হল মলটি একত্রিত করার। এটি কেবলমাত্র একটি বিভাগের আউটপুটকে নিম্নোক্ত সেগমেন্টের ইনপুটে সংযুক্ত করার মাধ্যমে করা যেতে পারে। পর্যায়গুলি একই ক্রমে ওয়্যার্ড করা উচিত যা তারা এই নির্দেশনায় প্রদর্শিত হয়। শেষ পর্যায়ের জন্য, বাটারওয়ার্থ ফিল্টার, এর ইনপুট সিগন্যাল কন্ডিশনিং বোর্ডের ইনপুট মডিউলের দুটি লিডের একটিতে সংযুক্ত থাকতে হবে। এই মডিউল থেকে অন্য সীসা সার্কিট সাধারণ স্থল সংযুক্ত করা উচিত।

ইন্সট্রুমেন্টেশন এম্প্লিফায়ারের জন্য, এর দুটি লিড প্রতিটি ইসিজি/ইকেজি ইলেক্ট্রোডের সাথে সংযুক্ত করা উচিত। দুটি অ্যালিগেটর ক্লিপ ব্যবহার করে এটি সহজেই করা যায়। তারপরে, প্রতিটি কব্জিতে একটি ইলেক্ট্রোড রাখুন। নিশ্চিত করুন যে সার্কিটের সমস্ত বিভাগ সংযুক্ত রয়েছে এবং LabVIEW VI চলছে এবং সিস্টেমটি LabVIEW উইন্ডোতে একটি তরঙ্গাকৃতি গ্রাফ আউটপুট করা উচিত।

আউটপুট এই ধাপে প্রদত্ত দ্বিতীয় চিত্রের অনুরূপ হওয়া উচিত। যদি এটি অনুরূপ না হয়, আপনার সার্কিটের মানগুলি সামঞ্জস্য করার প্রয়োজন হতে পারে। একটি সাধারণ সমস্যা হল যে খাঁজ ফিল্টারটি সরাসরি 60 Hz এ কেন্দ্রীভূত হবে না এবং সামান্য থেকে উচ্চ/নিম্ন হতে পারে। ফিল্টারের জন্য একটি বোড প্লট তৈরি করে এটি পরীক্ষা করা যেতে পারে। আদর্শভাবে, নচ ফিল্টারে 60 Hz এ কমপক্ষে 20 ডিবি অ্যাটেনুয়েশন থাকবে। আপনার স্থানীয় শক্তি 60 Hz এ সরবরাহ করা হয়েছে কিনা তা পরীক্ষা করাও কার্যকর হতে পারে। কিছু এলাকায় 50 Hz এসি সরবরাহ থাকা অস্বাভাবিক নয়, এর জন্য এই মানের চারপাশে খাঁজ ফিল্টারকে কেন্দ্রীভূত করা প্রয়োজন।