ইসিজি এবং হার্ট রেট মনিটর: 7 টি ধাপ (ছবি সহ)

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।

এই অবস্থাগুলি সনাক্ত করার জন্য ব্যবহৃত সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ ডায়াগনস্টিক সরঞ্জামগুলির মধ্যে একটি হল ইলেক্ট্রোকার্ডিওগ্রাম (ইসিজি)। একটি ইলেক্ট্রোকার্ডিওগ্রাম আপনার হৃদপিন্ডের মধ্য দিয়ে বৈদ্যুতিক প্রেরণার সন্ধান করে এবং এটিকে আবার মেশিনে প্রেরণ করে কাজ করে [1]। শরীরে লাগানো ইলেক্ট্রোড থেকে সিগন্যাল নেওয়া হয়। ইলেকট্রোড বসানো শারীরবৃত্তীয় সংকেত বাছাই করার জন্য গুরুত্বপূর্ণ কারণ তারা সারা শরীরে সম্ভাব্যতার পার্থক্য রেকর্ড করে কাজ করে। ইলেকট্রোডগুলির আদর্শ স্থাপনা হল আইনথোভেন ট্রায়াঙ্গল ব্যবহার করা। এখানেই একটি ইলেক্ট্রোড ডান হাত, বাম হাত এবং বাম পায়ে রাখা হয়। বাম পা ইলেক্ট্রোডগুলির জন্য স্থল হিসাবে কাজ করে এবং এটি শরীরের ফ্রিকোয়েন্সি শব্দকে তুলে নেয়। ডান বাহুতে একটি নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড এবং বামে একটি ইতিবাচক ইলেক্ট্রোড রয়েছে যা বুক জুড়ে সম্ভাব্য পার্থক্য গণনা করে এবং তাই হৃদয় থেকে বৈদ্যুতিক শক্তি সংগ্রহ করে [2]। এই প্রকল্পের উদ্দেশ্য ছিল এমন একটি যন্ত্র তৈরি করা যা সফলভাবে অর্জন করতে পারে একটি ইসিজি সংকেত এবং স্পষ্টভাবে শব্দ ছাড়াই এবং হৃদস্পন্দন পরিমাপের সংকেত সংকেত পুনরুত্পাদন করে।

ধাপ 1: উপকরণ এবং সরঞ্জাম

• বিভিন্ন প্রতিরোধক এবং ক্যাপাসিটার
• ব্রেডবোর্ড
• ফাংশন জেনারেটর
• অসিলোস্কোপ
• ডিসি পাওয়ার সাপ্লাই
• অপ-amps
• LABView ইনস্টল করা কম্পিউটার
• বিএনসি ক্যাবল
• DAQ সহকারী

ধাপ 2: ইন্সট্রুমেন্টেশন পরিবর্ধক তৈরি করুন

বায়োইলেক্ট্রিক সিগন্যালকে পর্যাপ্তভাবে পরিবর্ধন করার জন্য, দুটি স্টেজ ইন্সট্রুমেন্টেশন এম্প্লিফায়ারের সামগ্রিক লাভ 1000 হওয়া উচিত। প্রতিটি পর্যায় সামগ্রিক লাভ পেতে গুণিত হয় এবং পৃথক পর্যায় গণনার জন্য ব্যবহৃত সমীকরণগুলি নীচে দেখানো হয়েছে।

পর্যায় 1 লাভ: K1 = 1+2*R2/R1 পর্যায় 2 লাভ: K2 = -R4/R3

উপরের সমীকরণগুলি ব্যবহার করে, আমরা যে প্রতিরোধক মানগুলি ব্যবহার করেছি তা হল R1 = 10kΩ, R2 = 150kΩ, R3 = 10kΩ, এবং R4 = 33kΩ। এই মানগুলি পছন্দসই আউটপুট সরবরাহ করবে তা নিশ্চিত করার জন্য, আপনি এটি অনলাইনে অনুকরণ করতে পারেন বা শারীরিক পরিবর্ধক তৈরির পরে অসিলোস্কোপ ব্যবহার করে এটি পরীক্ষা করতে পারেন।

নির্বাচিত প্রতিরোধক এবং ব্রেডবোর্ডে অপ-এম্পস সংযোগ করার পরে, আপনাকে একটি ডিসি পাওয়ার সাপ্লাই থেকে অপ-এম্পস ± 15V পাওয়ার প্রয়োজন হবে। পরবর্তীতে, ফাংশন জেনারেটরকে ইন্সট্রুমেন্টেশন এম্প্লিফায়ারের ইনপুট এবং আউটপুটে অসিলোস্কোপের সাথে সংযুক্ত করুন।

উপরের ছবিটি দেখায় যে সম্পূর্ণ ইন্সট্রুমেন্টেশন পরিবর্ধকটি ব্রেডবোর্ডের মতো দেখাবে। এটি সঠিকভাবে কাজ করছে কিনা তা যাচাই করার জন্য, ফাংশন জেনারেটরটি 1kHz এ একটি সাইন ওয়েভ উৎপাদনের জন্য 20 mV এর শিখর থেকে সর্বোচ্চ প্রশস্ততার সাথে সেট করুন। অসিলোস্কোপে এম্প্লিফায়ার থেকে আউটপুটটি 20 V এর একটি শিখর থেকে সর্বোচ্চ প্রশস্ততা হওয়া উচিত, যেহেতু 1000 টি লাভ আছে, যদি এটি সঠিকভাবে কাজ করে।

ধাপ 3: নচ ফিল্টার তৈরি করুন

পাওয়ার লাইনের আওয়াজের কারণে, 60Hz এ গোলমাল ফিল্টার করার জন্য একটি ফিল্টারের প্রয়োজন ছিল যা মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে পাওয়ার লাইনের শব্দ। একটি খাঁজ ফিল্টার ব্যবহার করা হয়েছিল কারণ এটি একটি নির্দিষ্ট ফ্রিকোয়েন্সি ফিল্টার করে। নিম্নোক্ত সমীকরণগুলি প্রতিরোধক মান গণনা করতে ব্যবহৃত হয়েছিল। 8 এর একটি গুণগত ফ্যাক্টর (Q) ভাল কাজ করেছে এবং নির্মাণের সুবিধার জন্য 0.1uF এর ক্যাপাসিটরের মানগুলি বেছে নেওয়া হয়েছে। সমীকরণগুলির ফ্রিকোয়েন্সি (w হিসাবে চিত্রিত) হল খাঁজ ফ্রিকোয়েন্সি 60Hz 2π দ্বারা গুণিত।

R1 = 1/(2QwC)

R2 = 2Q/(wC)

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

উপরের সমীকরণগুলি ব্যবহার করে, আমরা যে প্রতিরোধক মানগুলি ব্যবহার করেছি তা হল R1 = 1.5kΩ, R2 = 470kΩ এবং R3 = 1.5kΩ। এই মানগুলি পছন্দসই আউটপুট প্রদান করবে তা নিশ্চিত করার জন্য, আপনি এটি অনলাইনে অনুকরণ করতে পারেন অথবা আপনি ভৌত পরিবর্ধক তৈরির পরে অসিলোস্কোপ ব্যবহার করে এটি পরীক্ষা করতে পারেন।

উপরের চিত্রটি দেখায় যে সম্পূর্ণ নচ ফিল্টারটি ব্রেডবোর্ডে কেমন হবে। Op-amps এর সেটআপ ইন্সট্রুমেন্টেশন এম্প্লিফায়ারের মতো এবং ফাংশন জেনারেটর এখন 1kHz এ একটি সাইন ওয়েভ উৎপাদনের জন্য সেট করা উচিত যা 1V এর শিখর থেকে সর্বোচ্চ প্রশস্ততার সাথে। আপনি যদি একটি এসি সুইপ করেন তবে আপনার যাচাই করতে সক্ষম হওয়া উচিত যে 60Hz এর কাছাকাছি ফ্রিকোয়েন্সিগুলি ফিল্টার করা হয়েছে।

ধাপ 4: একটি নিম্ন পাস ফিল্টার তৈরি করুন

উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি গোলমাল যা ইসিজির সাথে সম্পর্কিত নয় তা ফিল্টার করার জন্য 150 Hz এর কাটঅফ ফ্রিকোয়েন্সি সহ একটি লো-পাস ফিল্টার তৈরি করা হয়েছিল।

R1 = 2/(w [aC2+sqrt (a2+4b (K-1)) C2^2-4b*C1*C2)

R2 = 1/(b*C1*C2*R1*w^2)

R3 = K (R1+R2)/(K-1)

C1 <= C2 [a^2+4b (K-1)]/4b

R4 = K (R1+R2)

উপরের সমীকরণগুলি ব্যবহার করে, আমরা যে প্রতিরোধক মানগুলি ব্যবহার করেছি তা হল R1 = 12kΩ, R2 = 135kΩ, C1 = 0.01 µF, এবং C2 = 0.068 µF। R3 এবং R4 এর মানগুলি শূন্য হয়ে গেছে কারণ আমরা ফিল্টারের লাভ, K কে শূন্য হতে চেয়েছিলাম, তাই আমরা এখানে শারীরিক সেট-আপে প্রতিরোধকের পরিবর্তে তারগুলি ব্যবহার করেছি। এই মানগুলি পছন্দসই আউটপুট প্রদান করবে তা নিশ্চিত করার জন্য, আপনি এটি অনলাইনে অনুকরণ করতে পারেন অথবা আপনি ভৌত পরিবর্ধক তৈরির পরে অসিলোস্কোপ ব্যবহার করে এটি পরীক্ষা করতে পারেন।

ফিজিক্যাল ফিল্টার তৈরির জন্য, পরিকল্পিতভাবে দেখানো হিসাবে নির্বাচিত প্রতিরোধক এবং ক্যাপাসিটারগুলিকে op-amp এর সাথে সংযুক্ত করুন। অপ-এম্পকে শক্তি দিন এবং আগের ধাপে বর্ণিত ফাংশন জেনারেটর এবং অসিলোস্কোপকে একইভাবে সংযুক্ত করুন। 150Hz এ একটি সাইন ওয়েভ উৎপাদনের জন্য ফাংশন জেনারেটর সেট করুন এবং প্রায় 1 V এর পিক-টু-পিক প্রশস্ততার সাথে। এটি আপনাকে বলবে যে ফিল্টারটি সঠিকভাবে সেট আপ করা হয়েছে কিনা।

ধাপ 5: সমস্ত উপাদান একসাথে সংযুক্ত করুন

প্রতিটি উপাদান তৈরির পরে এবং তাদের আলাদাভাবে পরীক্ষা করার পরে, সেগুলি সবগুলি ধারাবাহিকভাবে সংযুক্ত করা যেতে পারে। ফাংশন জেনারেটরকে ইন্সট্রুমেন্টেশন এম্প্লিফায়ারের ইনপুটের সাথে সংযুক্ত করুন, তারপরে এর আউটপুটটিকে নচ ফিল্টারের ইনপুটের সাথে সংযুক্ত করুন। লো-পাস ফিল্টারের ইনপুটের সাথে নচ ফিল্টারের আউটপুট সংযুক্ত করে এটি আবার করুন। লো-পাস ফিল্টারের আউটপুটটি তখন অসিলোস্কোপের সাথে সংযুক্ত হওয়া উচিত।

ধাপ 6: ল্যাবভিউ সেটআপ করুন

ইসিজি হার্ট বিট ওয়েভফর্মটি তখন DAQ সহকারী এবং ল্যাবভিউ ব্যবহার করে ধরা পড়ে। একটি DAQ সহকারী এনালগ সংকেত অর্জন করে এবং নমুনা পরামিতি সংজ্ঞায়িত করে। একটি ARB কার্ডিয়াক সিগন্যাল আউটপুট করা ফাংশন জেনারেটর এবং LabView এর সাথে কম্পিউটারে DAQ সহকারীকে সংযুক্ত করুন। উপরে দেখানো পরিকল্পিত অনুযায়ী ল্যাবভিউ সেটআপ করুন। DAQ সহকারী ফাংশন জেনারেটর থেকে কার্ডিয়াক তরঙ্গ আনবে। গ্রাফটি দেখতে আপনার ল্যাবভিউ সেটআপে ওয়েভফর্ম গ্রাফ যুক্ত করুন। সর্বোচ্চ মানের জন্য একটি থ্রেশহোল্ড সেট করতে সংখ্যাসূচক অপারেটর ব্যবহার করুন। দেখানো পরিকল্পনায় 80% ব্যবহার করা হয়েছিল। পিক বিশ্লেষণকেও শিখরের অবস্থানগুলি খুঁজে পেতে এবং সময়ের পরিবর্তনের সাথে যুক্ত করতে ব্যবহার করা উচিত। প্রতি মিনিটে বিট গণনা করার জন্য সর্বোচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি 60 দ্বারা গুণ করুন এবং এই সংখ্যাটি গ্রাফের পাশে আউটপুট করা হয়েছিল।

ধাপ 7: আপনি এখন একটি ইসিজি রেকর্ড করতে পারেন

[1] "ইলেক্ট্রোকার্ডিওগ্রাম - টেক্সাস হার্ট ইনস্টিটিউট হার্ট ইনফরমেশন সেন্টার।" [অনলাইন]। উপলব্ধ: https://www.texasheart.org/HIC/Topics/Diag/diekg.cfm। [অ্যাক্সেস: 09-ডিসেম্বর -2017]

[2] "ইসিজি লিডস, পোলারিটি এবং আইনথোভেন ট্রায়াঙ্গল - দ্য স্টুডেন্ট ফিজিওলজিস্ট।" [অনলাইন]। উপলব্ধ: https://thephysiologist.org/study-materials/the-ecg-leads-polarity-and-einthovens-triangle/। [অ্যাক্সেস: 10-ডিসেম্বর -2017]