ইসিজি এবং হার্ট রেট মনিটর: 6 টি ধাপ

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

ইলেক্ট্রোকার্ডিওগ্রাম, যাকে ইসিজিও বলা হয়, একটি পরীক্ষা যা মানুষের হৃদয়ের বৈদ্যুতিক ক্রিয়াকলাপ সনাক্ত করে এবং রেকর্ড করে। এটি হৃদস্পন্দন এবং হার্টের প্রতিটি অংশের মধ্য দিয়ে যাওয়া বৈদ্যুতিক আবেগের শক্তি এবং সময় সনাক্ত করে, যা হার্ট অ্যাটাক এবং অ্যারিথমিয়ার মতো হার্টের সমস্যাগুলি সনাক্ত করতে সক্ষম। হাসপাতালগুলিতে ইসিজি বুকে, বাহু এবং পায়ে ত্বকে বারোটি ইলেক্ট্রোড যুক্ত করে। এই বিভ্রান্তিকর ক্ষেত্রে, আমরা কেবল তিনটি ইলেক্ট্রোড ব্যবহার করছি, প্রতিটি কব্জির জন্য একটি দুটি রেকর্ডিং সাইট এবং একটি ডান গোড়ালির জন্য স্থল হিসাবে। এটি মনে রাখা গুরুত্বপূর্ণ যে এটি একটি মেডিকেল ডিভাইস 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।

একটি মানব ইসিজি সংকেত অর্জন এবং বিশ্লেষণ করার জন্য, আমাদের একটি ইন্সট্রুমেন্টেশন এম্প্লিফায়ার দরকার যা ইনপুট সিগন্যালকে 1000 দ্বারা বাড়িয়ে দেয়, একটি খাঁজ ফিল্টার যা পরিবর্তিত বর্তমান শব্দ (60 Hz) এবং একটি নিম্ন পাস ফিল্টার যা 250 Hz এর উপরে অন্যান্য শব্দ ফিল্টার করে। একটি 250Hz কাট-অফ ব্যবহার করা হয় কারণ মানুষের ECG এর ফ্রিকোয়েন্সি পরিসীমা 0-250Hz এর মধ্যে থাকে

ধাপ 1: উপকরণ

ফাংশন জেনারেটর, পাওয়ার সাপ্লাই, অসিলোস্কোপ, ব্রেডবোর্ড।

প্রতিরোধক: 1 কে - 500 কে ওহম

ক্যাপাসিটার: 20 - 100 nF

অপারেশনাল পরিবর্ধক x5 (UA741)

ধাপ 2: ইন্সট্রুমেন্টেশন পরিবর্ধক তৈরি করুন

সার্কিট এবং ইন্সট্রুমেন্টেশন এম্প্লিফায়ারের সমীকরণ উল্লেখ করে। আমাদের প্রথমে সঠিক প্রতিরোধকের মান গণনা করতে হবে। যেহেতু ইন্সট্রুমেন্টেশন এম্প্লিফায়ারের 2 টি পর্যায় রয়েছে সেখানে দুটি পৃথক লাভ রয়েছে, কে 1 এবং কে 2। যেহেতু আমাদের 1000 এর একটি লাভ প্রয়োজন, k1 কে k2 দ্বারা গুণ করলে এক হাজারের সমান হওয়া উচিত। এই টিউটোরিয়ালে আমরা নিম্নলিখিত মানগুলি ব্যবহার করেছি, যদি আপনার কাছে বিস্তৃত প্রতিরোধক না থাকে তবে এই মানগুলি নির্দ্বিধায় পরিবর্তন করুন।

R1 = 1000Ω, R2 = 15000Ω অতএব, K1 = 1+(2*15000)/1000 = 31R3 = 1000Ω, R4 = 32000Ωhence, K2 = 32000/1000 = 32

এখন আপনি জানেন যে আপনার কোন প্রতিরোধকের মান প্রয়োজন, এগিয়ে যান এবং সার্কিট তৈরি করুন।

ইন্সট্রুমেন্টেশন এম্প্লিফায়ার পরীক্ষা করার জন্য, আপনি একটি ফাংশন জেনারেটর ব্যবহার করে একটি পরিচিত প্রশস্ততার সাথে একটি সাইন ওয়েভ তৈরি করতে পারেন, এটিকে সার্কিটের ইনপুটের সাথে সংযুক্ত করতে পারেন এবং এম্প্লিফায়ারের আউটপুটটিকে একটি অসিলোস্কোপের সাথে সংযুক্ত করতে পারেন, আপনার একটি প্রশস্ততার সাথে একটি সাইন ওয়েভ দেখতে হবে ইনপুট সাইন ওয়েভের চেয়ে 1000 গুণ বড়

ধাপ 3: নচ ফিল্টার তৈরি করুন

উপকরণ পরিবর্ধক অনুরূপ, উপযুক্ত উপাদান মান খুঁজে পেতে সার্কিট এবং সমীকরণ পড়ুন। আমরা জানি যে এই খাঁজ ফিল্টারে, আমাদের 60Hz এর ফ্রিকোয়েন্সিগুলি কাটাতে হবে তাই f0 60Hz, আমরা 8 এর একটি গুণমান ফ্যাক্টর ব্যবহার করতে যাচ্ছি যা আমাদের একটি ভাল নির্ভুলতা দেবে। এই মানগুলি ব্যবহার করে আমরা এখন উপযুক্ত উপাদান মান খুঁজে পেতে পারি:

C = 100 nF, Q = 8, w0 = 2ℼf = 2*pi*60 = 120pi

R1 = 1/(2*8*120*pi*100*10^-9) = 1658Ω

R2 = (2*8)/(120*pi*100*10^-9) = 424kΩ

R3 = (1658*424000)/(1658+424000) = 1651Ω

এখন যেহেতু আপনি প্রয়োজনীয় উপাদানগুলির মানগুলি জানেন এবং এগিয়ে যান এবং সার্কিট তৈরি করুন। এমন নয় যে আপনি প্রয়োজনীয় মানগুলির যথাসম্ভব কাছাকাছি মান পেতে সমান্তরাল বা সিরিজে প্রতিরোধক ব্যবহার করতে পারেন।

খাঁজ ফিল্টারটি পরীক্ষা করতে, আপনি একটি ফ্রিকোয়েন্সি সুইপ করতে পারেন। 0.5V এর প্রশস্ততা সহ একটি সাইন ওয়েভ ইনপুট করুন এবং ফ্রিকোয়েন্সি পরিবর্তন করুন। যখন আপনি 60Hz এর কাছাকাছি আসেন তখন অসিলোস্কোপের সাথে সংযুক্ত আউটপুটটির প্রশস্ততা কীভাবে পরিবর্তিত হয় তা দেখুন। উদাহরণস্বরূপ যখন আপনার ফ্রিকোয়েন্সি 50 এর নিচে বা 70 এর উপরে তখন আপনাকে ইনপুটের মত একটি আউটপুট সিগন্যাল দেখতে হবে কিন্তু আপনি 60Hz এর কাছাকাছি গেলে প্রশস্ততা কমতে হবে। যদি এটি না ঘটে তবে আপনার সার্কিটটি পরীক্ষা করুন এবং নিশ্চিত করুন যে আপনি সঠিক প্রতিরোধক মান ব্যবহার করেছেন।

ধাপ 4: সেকেন্ড অর্ডার বাটারওয়ার্থ ফিল্টার তৈরি করুন

আমরা যে ধরনের লোপাস ফিল্টার ব্যবহার করেছি তা হল সক্রিয় দ্বিতীয় অর্ডার। এই ফিল্টারটি ব্যবহার করা হয় কারণ এটি আমাদের যথেষ্ট ভাল নির্ভুলতা দেয় এবং যদিও এর জন্য শক্তির প্রয়োজন হয় কিন্তু কর্মক্ষমতা আরও ভাল। ফিল্টারটি 250 Hz এর উপরে ফ্রিকোয়েন্সি বন্ধ করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। এর কারণ হল একটি ইসিজি সিগন্যালে বিভিন্ন ফ্রিকোয়েন্সি কম্পোনেন্ট থাকে যা শূন্য থেকে 250 Hz এর মধ্যে থাকে এবং 250 Hz এর উপরে ফ্রিকোয়েন্সিযুক্ত যেকোনো সিগন্যালকে শব্দ হিসেবে বিবেচনা করা হবে। প্রথম ছবিটি লোপাস ফিল্টারের সমস্ত সঠিক প্রতিরোধক মান সহ পরিকল্পিত দেখায়। (উল্লেখ্য যে R7 4kΩ এর পরিবর্তে 25632Ω হওয়া উচিত)। দ্বিতীয় ইমেজে এমন সব সমীকরণ রয়েছে যা আপনি কম্পোনেন্টের মানগুলি নিজেই গণনা করতে ব্যবহার করতে পারেন।

লোপাস ফিল্টারটি পরীক্ষা করতে, ফাংশন জেনারেটর ব্যবহার করে 0.5V এর প্রশস্ততার সাথে একটি সাইন ওয়েভ তৈরি করুন। 250Hz এর নিচে ফ্রিকোয়েন্সি ইনপুট করার সময়, আপনাকে ইনপুটের মতো একটি আউটপুট দেখতে হবে কিন্তু 250Hz এর পরে আপনি যত বড় পাবেন আউটপুটটি ছোট হওয়া উচিত এবং শেষ পর্যন্ত শূন্যের কাছাকাছি হয়ে যাবে।

ধাপ 5: সব একসাথে রাখুন

আপনি তিনটি ধাপ নির্মাণ শেষ করার পর, যন্ত্রের পরিবর্ধক, তারপর খাঁজ ফিল্টার, এবং তারপর লোপাস ফিল্টার স্থাপন করে তাদের একসাথে রাখুন। আপনার সার্কিট এই ছবির অনুরূপ হওয়া উচিত।

ধাপ 6: পুরো সার্কিট পরীক্ষা করা

একটি ফাংশন জেনারেটর ব্যবহার করে, ইন্সট্রুমেন্টেশন এম্প্লিফায়ারের ইনপুটে 15mV এর চেয়ে বড় নয় এমন একটি নির্বিচারে ইসিজি সিগন্যাল ইনপুট করুন। লো পাস ফিল্টারের আউটপুটটিকে একটি অসিলোস্কোপের সাথে সংযুক্ত করুন। আপনি এই ছবির অনুরূপ একটি আউটপুট পেতে হবে। সবুজ সংকেত হল বোর্ডের আউটপুট এবং হলুদ সংকেত হল সার্কিটের ইনপুট সংকেত। আপনি অসিলোস্কোপ ব্যবহার করে ফ্রিকোয়েন্সি অর্জন করে এবং সেই সংখ্যাটি 60 দ্বারা গুণ করে হার্ট রেট পরিমাপ করতে পারেন।

মনে রাখবেন যে আপনি যদি আপনার নিজের ইসিজি সিগন্যাল পরিমাপ করতে চান তবে আপনি ইন্সট্রুমেন্টেশন এম্প্লিফায়ারের দুটি ইনপুটকে আপনার প্রতিটি কব্জির সাথে ইলেক্ট্রোড ব্যবহার করে এবং আপনার পা গ্রাউন্ড করে এটি করতে পারেন। এটি করার আগে কেবল মাঝখানে রাখুন সার্কিট এবং সার্কিট-টু-ইন্সট্রুমেন্ট সংযোগগুলি সঠিক বিচ্ছিন্নতা কৌশলগুলি ব্যবহার করছে তা নিশ্চিত করুন।