EKG (elektrokardiyografi) sinyalinin alınması ve analizi

1. EKG Sinyali Alma

1. Kaynakların voltajını +5 V ve -5 V olarak ayarlayın ve seri olarak bağlayın.
2. Şekil 4'de gösterilen devreyi oluşturun. Dirençlerin ve kapasitörlerin değerlerini hesaplayın. Yüksek geçiren filtre için kesme frekansı 0,5 Hz olmalıdır. Kondansatör değeri aşağıdaki tablodan seçilmelidir (müsaitlik durumuna göre).

Mevcut Kondansatör Değerleri (μF )
0.001	1	100
0.022	2.2	220
0.047	4.7	470
0.01	10	1000
0.1	47	2200

3. Elektrotları hastanın sağ koluna, sol koluna ve sağ bacağına (bu referanstır) yerleştirin ve devreye bağlayın.
4. EKG sinyalini görüntülemek için osiloskopu kullanın (V_o). Otomatik Ayarla'ya basın ve yatay ve dikey ölçekleri gerektiği gibi ayarlayın. Sinyaldeki gürültüye rağmen R tepe noktalarını görebilmeniz gerekir.

2. Enstrümantasyon Yazılımını kullanarak EKG sinyalini görüntüleme

1. Bu gösterimde LabVIEW kullandık. Ölçümleri yapılandırmak için grafiksel bir arayüz ve bir dalga formu grafiği kullanarak EKG sinyalini görüntüleyen bir program yazın. Bir analog giriş seçildikten sonra, programı aşağıdaki ayarlarla yapılandırın:

• Sinyal giriş aralığı >> Maks = 0,5; dk = -0.5
• RSE
>> Terminal Yapılandırması
• Alım modu >> sürekli
• Okunacak örnek sayısı = 2000
• Örnekleme oranı = 1000

2. EKG sinyalini alın ve dalga biçimini gözlemleyin. Şekil 1'ye benzer bir sinyal göreceksiniz.
3. Zamanı saniye cinsinden göstermek için x ekseninin ölçeğini ayarlayın.
4. Enstrümantasyonda, ilgilenilen sinyali belirli bir genliğe yükseltmek genellikle gereklidir. Bir kazanç kontrolü oluşturun ve EKG'nin genliği 2 Vp olacak şekilde ayarlayın.

3. EKG sinyalinin analizi

Bu bölümde, kalp atış hızını belirlemek için bir EKG sinyali filtrelenecek ve analiz edilecektir. Aşağıdaki blok diyagram programın bileşenlerini göstermektedir.

1. Sinyali görüntülemek için bir dalga formu grafiği kullanın.
2. Genlik ve faz spektrumu subvi (Sinyal işleme → Spektral'de) kullanarak sinyalin spektrumunu değerlendirin ve büyüklüğünü bir dalga formu grafiği kullanarak görüntüleyin. Yatay eksen frekansa karşılık gelir. Ayrıktır çünkü bilgisayar sinyalin spektrumunu hesaplamak için bir Hızlı Fourier Dönüşümü (FFT) algoritması kullanır. Frekans k = 0'dan k = (N-1)/2'ye gider, burada N dizinin uzunluğudur, bu durumda 4000. Karşılık gelen analog frekansı hesaplamak için aşağıdaki formülü kullanın:
   
   burada fs örnekleme frekansıdır. Sinyalin enerjisinin çoğunun düşük frekans aralığında olduğunu ve ayrıca orta frekans aralığında yüksek yoğunluklu bir tepe noktası olduğunu unutmayın. Yukarıda verilen formülü kullanarak bu zirvenin frekansını hesaplayın.
3. Butterworth of Chebyshev işlevlerini kullanarak düşük geçiren bir filtre uygulayın. 100 Hz'e eşit bir kesme frekansı seçin. Filtrenin durdurma bandında en az -60 dB/on yıllık bir zayıflama sağladığından emin olun.
4. elektronik tablosundan subvi'nin çıkış sinyalini alçak geçiren filtrenin girişine bağlayın.
5. Butterworth veya Chebyshev işlevlerini kullanarak bir durdurma bandı filtresi uygulayın. Amaç, diğer frekansları değiştirmeden 60 Hz parazitini azaltmaktır. 60 Hz'e yakın sınır frekanslarını deneyin.
6. Alçak geçiren filtrenin çıkışını durdurma bandı filtresinin girişine bağlayın.
7. tepe dedektörü subvi kullanarak tepe noktalarını bulun (Sinyal işleme → Sig İşleminde bulunur). Eşik için sinyalin genliğine bakın ve en uygun değeri seçin.
8. index array subvi (Programlama → Dizisinde) kullanarak tepe noktalarının konumlarını çıkarın.
9. Alt konumu daha yüksek konumdan çıkarın, ardından RR aralığını elde etmek için örnekleme periyodu T = 1/fs ile çarpın.
10. Karşılıklı olarak hesaplayın ve birimleri ayarlayın ve BPM'yi görüntülemek için bir gösterge yerleştirin.