ইসিজি সার্কিট: 7 টি ধাপ

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

ইসিজি হল এমন একটি পরীক্ষা যা হৃদযন্ত্রের ছন্দ এবং কার্যকলাপ রেকর্ড করে হৃদযন্ত্রের বৈদ্যুতিক কার্যকলাপ পরিমাপ করে। এটি ইলেক্ট্রোকার্ডিওগ্রাফ মেশিনের সাথে সংযুক্ত লিড ব্যবহার করে হৃদয় থেকে সংকেত গ্রহণ এবং পড়ার মাধ্যমে কাজ করে। এই নির্দেশযোগ্য আপনাকে দেখাবে কিভাবে একটি সার্কিট তৈরি করতে হয় যা হৃদয়ের বায়োইলেক্ট্রিক সংকেত রেকর্ড, ফিল্টার এবং প্রদর্শন করে। 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।

এই সার্কিটটিতে ল্যাবভিউ প্রোগ্রামের সাথে ধারাবাহিকভাবে তিনটি ভিন্ন ধাপ রয়েছে। ইন্সট্রুমেন্টেশন এম্প্লিফায়ারের প্রতিরোধকগুলি 975 লাভের সাথে গণনা করা হয়েছিল যাতে হৃদয় থেকে ছোট সংকেতগুলি এখনও সার্কিটটি তুলতে পারে। নচ ফিল্টার দেয়ালের পাওয়ার আউটলেট থেকে 60 Hz শব্দ বের করে। কম পাস ফিল্টার নিশ্চিত করে যে উচ্চ সংকেত সনাক্তকরণের জন্য সার্কিট থেকে উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি শব্দ সরানো হয়।

এই নির্দেশনা শুরু করার আগে, uA741 সাধারণ উদ্দেশ্য অপারেশনাল পরিবর্ধকের সাথে নিজেকে পরিচিত করা সহায়ক হবে। অপ-এ্যাম্পের বিভিন্ন পিনের ভিন্ন ভিন্ন উদ্দেশ্য রয়েছে এবং সার্কিট কাজ করবে না যদি সেগুলি ভুলভাবে সংযুক্ত থাকে। ভুলভাবে রুটিবোর্ডের সাথে পিন সংযুক্ত করা অপ-এম্প ভাজা এবং এটি অ-কার্যকরী করার একটি সহজ উপায়। নীচের লিঙ্কে এই নির্দেশযোগ্য অপ-amps এর জন্য ব্যবহৃত পরিকল্পিত রয়েছে।

ছবির উৎস:

ধাপ 1: উপকরণ সংগ্রহ করুন

ফিল্টারের 3 টি পর্যায়ের জন্য প্রয়োজনীয় উপকরণ:

• অসিলোস্কোপ
• ফাংশন জেনারেটর
• বিদ্যুৎ সরবরাহ (+15V, -15V)
• Solderless breadboard
• বিভিন্ন কলার তার এবং এলিগেটর ক্লিপ
• ইসিজি ইলেক্ট্রোড স্টিকার
• বিভিন্ন জাম্পার তার

যন্ত্র পরিবর্ধক:

• 3 Op-amps (uA741)

• প্রতিরোধক:

  • 1 kΩ x 3
  • 12 kΩ x 2
  • 39 kΩ x 2

খাঁজ ফিল্টার:

• 1 Op-amp (uA741)

• প্রতিরোধক:

  • 1.6 kΩ x 2
  • 417 kΩ

• ক্যাপাসিটর:

  • 100 nF x 2
  • 200 এনএফ

নিম্ন পাস ফিল্টার:

• 1 Op-Amp (uA741)

• প্রতিরোধক:

  • 23.8 kΩ
  • 43 কে

• ক্যাপাসিটর:

  • 22 এনএফ
  • 47 এনএফ

ধাপ 2: ইন্সট্রুমেন্টেশন পরিবর্ধক তৈরি করুন

জৈবিক সংকেত প্রায়ই 0.2 এবং 2 mV [2] এর মধ্যে ভোল্টেজ আউটপুট করে। এই ভোল্টেজগুলি অসিলোস্কোপে বিশ্লেষণ করার জন্য খুব ছোট তাই আমাদের একটি পরিবর্ধক তৈরির প্রয়োজন ছিল।

আপনার সার্কিট তৈরির পরে, Vout এ ভোল্টেজ পরিমাপ করে এটি সঠিকভাবে কাজ করছে কিনা তা পরীক্ষা করুন (উপরের ছবিতে নোড 2 হিসাবে দেখানো হয়েছে)। আমরা ফাংশন জেনারেটর ব্যবহার করে আমাদের যন্ত্রের পরিবর্ধককে 20 এমভি ইনপুট প্রশস্ততা ভোল্টেজ সহ একটি সাইন ওয়েভ পাঠাতে। এর থেকে খুব বেশি কিছু আপনাকে এমন ফলাফল দেবে না যা আপনি খুঁজছেন কারণ op amps শুধুমাত্র একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ শক্তি পেয়েছিল -15 এবং +15 ভি। ফাংশন জেনারেটরের আউটপুটকে আপনার যন্ত্র পরিবর্ধক এবং 1000 V এর কাছাকাছি লাভের সন্ধান করুন (Vout/Vin 1000 এর খুব কাছাকাছি হওয়া উচিত)।

সমস্যা সমাধানের জন্য পরামর্শ: নিশ্চিত করুন যে সমস্ত প্রতিরোধক kΩ পরিসরে রয়েছে।

[2] “হাই পারফরমেন্স ইলেক্ট্রোকার্ডিওগ্রাম (ইসিজি) সিগন্যাল কন্ডিশনিং | শিক্ষা | এনালগ ডিভাইস। " [অনলাইন]। উপলব্ধ: https://www.analog.com/en/education/education-library/articles/high-perf-electrocardiogram-signal-conditioning.html। [অ্যাক্সেস: 10-ডিসেম্বর -2017]।]

ধাপ 3: নচ ফিল্টার তৈরি করুন

আমাদের খাঁজ ফিল্টারটি 60 Hz এ একটি ফ্রিকোয়েন্সি ফিল্টার করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছিল। আমরা আমাদের সিগন্যাল থেকে H০ হার্জ ফিল্টার করতে চাই কারণ এটি বৈদ্যুতিক আউটলেটে পাওয়া বিকল্প ধারার ফ্রিকোয়েন্সি।

খাঁজ ফিল্টার পরীক্ষা করার সময়, ইনপুট এবং আউটপুট গ্রাফের মধ্যে শিখর থেকে শিখর অনুপাত পরিমাপ করুন। 60 Hz এ, -20 dB বা তার চেয়ে ভাল অনুপাত থাকা উচিত। এর কারণ হল -20 ডিবি তে, আউটপুট ভোল্টেজটি মূলত 0V, যার অর্থ আপনি 60 Hz এ সফলভাবে সিগন্যাল ফিল্টার করেছেন! অন্য কোন ফ্রিকোয়েন্সি দুর্ঘটনাক্রমে ফিল্টার করা হচ্ছে না তা নিশ্চিত করার জন্য 60 Hz এর কাছাকাছি ফ্রিকোয়েন্সি পরীক্ষা করুন।

সমস্যা সমাধানের জন্য টিপ: যদি আপনি 60 Hz এ ঠিক -20dB না পেতে পারেন, তাহলে একটি প্রতিরোধক বেছে নিন এবং কাঙ্ক্ষিত ফলাফল না পাওয়া পর্যন্ত এটি সামান্য পরিবর্তন করুন। আমরা R2 এর মান নিয়ে খেলতে থাকতাম যতক্ষণ না আমরা আমাদের পছন্দের ফলাফল না পাই।

ধাপ 4: লো পাস ফিল্টার তৈরি করুন

আমাদের লো পাস ফিল্টারটি 150 Hz এর কাটঅফ ফ্রিকোয়েন্সি দিয়ে ডিজাইন করা হয়েছিল। আমরা এই কাটঅফটি বেছে নিয়েছি কারণ একটি ইসিজির জন্য বিস্তৃত ডায়াগনস্টিক পরিসীমা হল 0.05 Hz - 150 Hz, একটি গতিহীন এবং কম শব্দ পরিবেশ [3] অনুমান করে। নিম্ন পাস ফিল্টার পেশী বা শরীরের অন্যান্য অংশ থেকে উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি শব্দ থেকে মুক্তি পেতে সক্ষম [4]।

এই সার্কিটটি সঠিকভাবে কাজ করছে কিনা তা পরীক্ষা করার জন্য, ভাউট পরিমাপ করুন (সার্কিট ডায়াগ্রামে নোড 1 হিসাবে দেখানো হয়েছে)। 150 Hz এ, আউটপুট সিগন্যালের প্রশস্ততা ইনপুট সিগন্যালের প্রশস্ততার 0.7 গুণ হওয়া উচিত। আমরা 1V এর একটি ইনপুট সিগন্যাল ব্যবহার করেছি যাতে আমরা সহজে দেখতে পারি যে আমাদের আউটপুট 150 Hz এ 0.7 হওয়া উচিত।

সমস্যা সমাধানের জন্য টিপস: যতক্ষণ আপনার কাটঅফ ফ্রিকোয়েন্সি 150 Hz এর কিছু Hz এর মধ্যে থাকবে ততক্ষণ আপনার সার্কিটটি কাজ করা উচিত। আমাদের cutoff 153 Hz হয়ে শেষ হয়েছে। জৈবিক সংকেতগুলির পরিসর শরীরে একটু ওঠানামা করবে, যতক্ষণ না আপনি কয়েক Hz এর বেশি বন্ধ থাকেন, আপনার সার্কিটটি এখনও কাজ করা উচিত।

[3] “ইসিজি ফিল্টার | মেডটেক। " [অনলাইন]। উপলব্ধ: https://www.medteq.info/med/ECGFilters। [অ্যাক্সেস: 10-ডিসেম্বর -2017]

[4] কে.এল. ভেঙ্কটাচালাম, জে.ই. হারব্র্যান্ডসন, এবং এস.জে. আসিরভথাম, "ইলেক্ট্রোফিজিওলজিস্টের জন্য সিগন্যাল এবং সিগন্যাল প্রসেসিং: প্রথম ভাগ: ইলেক্ট্রোগ্রাম অধিগ্রহণ," সার্ক। অ্যারিথমিয়া ইলেক্ট্রোফিজিওল।, ভলিউম 4, না 6, পিপি 965-973, ডিসেম্বর 2011

ধাপ 5: ল্যাবভিউ প্রোগ্রাম তৈরি করুন

[5] "বিএমই 305 ডিজাইন ল্যাব প্রকল্প" (2017 সালের পতন)।

এই ল্যাবভিউ ব্লক ডায়াগ্রামটি প্রোগ্রামটির মধ্য দিয়ে যাওয়া সংকেত বিশ্লেষণ, ইসিজি শিখর সনাক্তকরণ, শিখরের মধ্যে সময়ের পার্থক্য সংগ্রহ এবং গাণিতিকভাবে BPM গণনা করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। এটি ইসিজি তরঙ্গাকৃতির একটি গ্রাফও আউটপুট করে।

ধাপ 6: তিনটি পর্যায় সংযুক্ত করুন

নচ ফিল্টারের ইনপুট এবং নচ ফিল্টারের আউটপুট লো পাস ফিল্টারের ইনপুটের সাথে ইন্সট্রুমেন্টেশন এম্প্লিফায়ারের আউটপুট সংযোগ করে সিরিজের তিনটি সার্কিটকে সংযুক্ত করুন। লো পাস ফিল্টারের আউটপুটকে DAQ সহকারীর সাথে সংযুক্ত করুন এবং DAQ সহকারীকে কম্পিউটারে সংযুক্ত করুন। সার্কিটগুলিকে একসঙ্গে ওয়্যারিং করার সময়, নিশ্চিত করুন যে প্রতিটি ব্রেডবোর্ডের পাওয়ার স্ট্রিপগুলি সংযুক্ত এবং গ্রাউন্ড স্ট্রিপগুলি একই গ্রাউন্ড টার্মিনালের সাথে সংযুক্ত।

ইন্সট্রুমেন্টেশন এম্প্লিফায়ারে, দ্বিতীয় অপ-এ্যাম্পকে ভিত্তিহীন করা দরকার যাতে পরীক্ষা বিষয়ের সাথে সংযুক্ত দুটি ইলেকট্রোড লিড সেই ফিল্টারের প্রথম পর্যায়ে একেকটি ভিন্ন অপ অ্যাম্পের সাথে সংযুক্ত হতে পারে।

ধাপ 7: একটি মানব পরীক্ষা বিষয় থেকে সংকেত পান

প্রতিটি কব্জিতে একটি ইলেক্ট্রোড স্টিকার স্থাপন করা উচিত এবং একটি মাটির জন্য গোড়ালিতে রাখা উচিত। দুটি কব্জি ইলেক্ট্রোডকে ইন্সট্রুমেন্টেশন এম্প্লিফায়ারের ইনপুট এবং গোড়ালিকে মাটিতে সংযুক্ত করতে অ্যালিগেটর ক্লিপ ব্যবহার করুন। প্রস্তুত হলে, ল্যাবভিউ প্রোগ্রামে "রান" ক্লিক করুন এবং স্ক্রিনে আপনার হার্ট রেট এবং ইসিজি দেখুন!