Progettare e costruire un circuito ECG: 6 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:01

L'elettrocardiogramma (ECG) mostra il comportamento generale, tipicamente per un cuore umano. Osservando la tensione cardiaca nel tempo, i medici possono avere un'idea generale della salute del paziente, poiché molti problemi respiratori e cardiaci compaiono e potenzialmente distorcono il segnale ECG. Qui spieghiamo i passaggi di ogni fase necessari per costruire il tuo circuito ECG e quindi registrare un segnale ECG.

Passaggio 1: amplificatore differenziale per strumentazione

Innanzitutto, dovrebbe essere creato un amplificatore differenziale per strumentazione per tenere conto di un guadagno di circa 1000. Un guadagno è importante nell'amplificare il segnale per garantire un segnale più chiaro e leggibile. Questo specifico amplificatore ti darà due ingressi che ti permetteranno di impostare correttamente gli elettrodi alla fine della costruzione e leggere il segnale ECG.

Componenti:

- (3) uA741 Amplificatore operazionale

- (4) resistori da 10 kohm

- (3) resistori da 5 kohm

Passaggio 2: aggiunta del tampone

Tra ogni fase, è importante aggiungere un Buffer per preservare il segnale in uscita da ogni fase. Ciò contribuirà a ridurre il rumore durante la costruzione del circuito.

Componenti:

- uA741 Amplificatore operazionale

Passaggio 3: filtro passabanda

La costruzione di un filtro passa-banda è importante per consentire solo a un certo intervallo di frequenze di passare attraverso il circuito fino all'uscita. Per un ECG, una gamma da circa 0,1 Hz a 250 Hz è l'ideale. Il filtro passa basso consentirà segnali al di sotto di 250 Hz e il filtro passa alto consentirà segnali al di sopra di 0,1 Hz. L'equazione della frequenza di taglio fc=1/2piRC può essere utilizzata per calcolare i valori del resistore e del condensatore.

Componenti:

- (1) uA741 Amplificatore operazionale

- (1) resistore da 6,8 kohm

- (1) resistenza da 160 kohm

- (2) condensatore da 0,1 uF

Passaggio 4: filtro notch

Un filtro a doppia tacca dovrebbe quindi essere costruito per impedire alla frequenza di 60 Hz di passare attraverso il circuito. Questa frequenza dovrebbe essere esclusa perché è comunemente associata alle linee elettriche e quindi potrebbe potenzialmente causare interferenze con il segnale ECG. Per selezionare i componenti si può utilizzare l'equazione 1/4piRC.

Componenti:

- (2) resistore da 27 kohm

- (1) resistore da 13 kohm

- (2) condensatore da 50 nF

- (1) condensatore da 100 nF

Passaggio 5: costruisci il tuo circuito

Infine, collega tutte le fasi insieme! Ricordare l'aggiunta del buffer tra ogni fase per garantire la conservazione del segnale. La costruzione potrebbe richiedere alcuni tentativi ed errori per garantire che tutti i componenti siano posizionati correttamente nella breadboard. Può essere utile testare ogni singolo stadio su un oscilloscopio per vedere se ogni stadio sta producendo i risultati desiderati.

Passaggio 6: testare l'ECG su Human

È quindi possibile testare il circuito ECG costruito utilizzando un oscilloscopio. Attacca due elettrodi alle caviglie e uno al polso destro. Il vantaggio positivo va alla caviglia sinistra, il cavo negativo va alla caviglia destra e il terreno va al polso destro. Assicurati di controllare se i cavi che stai utilizzando per alimentare il circuito funzionano così come i cavi collegati all'uscita.