Dispozitiv Wireless de Monitorizare a Electrocardiogramei

Dispozitiv Wireless de Monitorizare a Electrocardiogramei

I. Introducere

Electrocardiograma (ECG sau EKG) este un test noninvaziv, folosit la masurarea activitatilor electrice ale inimii. O electrocardiograma e folosita pentru a masura ritmul si regularitatea batailor inimii, pozitia ventriculelor, prezenta oricarei anomalii la nivelul inimii si efectele medicamentelor si a dispozitivelor folosite pentru reglarea batailor inimii. Aceasta procedura este foarte folositoare pentru monitorizarea oamenilor cu boli de inima sau pentru diagnosticarea durerilor de piept sau a palpitatiilor.

Pentru a putea realize o monitorizare avem nevoie de niste electrozi. Acestia sunt asezati pe corpul pacientului in anumite locatii standard, bine determinate. De obocei sunt asezati pe mana, picior sau piept, in diferite combinatii, pentru a oferi cat mai multe informatii despre starea inimii.

II. Aspecte generale privind constructia dispozitivului

Pe pacient se aseaza cei trei electrozi, de obicei unul pe antebratul drept, unul pe bratul stang si ultimul pe piciorul drept. Semnalul provenit de la acesti electrozi este trimis la un amplificator cu un factor de amplificare de 1000. Apoi ajunge la un convertor tensiune-frecventa, care transforma semnalul intr-o frecventa pentru a putea fi transmis wireless. Deoarece amplificatorul, convertorul tensiune-frecventa si transmitatorul se alimenteaza de la o singura baterie de 9V, am folosit o sursa in comutatie care sa asigure tensiunea necesara ficarei componente in parte.

Schema bloc a dispozitivului

Odata ce semnalul e receptionat folosind un receptor radio, adaugam un sumator de tensiune pentru a adauga o tensiune de offset de aproximativ 800mV pentru a face ca intreg semnalul sa fie pozitiv. Apoi acest semnal este amplificat cu un factor de amplificare 3 pentru a depasi limita de tensiune necesara la convertorul frecventa-tensiune. Dupa ce trece de convertor, semnalul este afisat pe un LCD cu ajutorul unui microcontroler.

III. Schema electronica a dispzitivului

Amplificatorul de instrumentatie INA 121:

Deoarece curentul continuu de la baterie este foarte mic, permite folosirea unor electrozi cu impedanta mare. Datorita curentului de intoarcere, VG este aproximativ 0.7V mai putin decat tensiunea de intrare pe mod comun.

Circuitul emitatorului:

Urmatoarea schema reprezinta sectiunea de amlificare a emitatorului

Avand electrodul de referinta legat la masa, fiecare din cei doi electrozi de pe maini trimit semanalele la intarile amplificatorului de instrumentatie INA 121. Folosind o rezistenta de 4.7K, obtinem un castig de 11.7 in aceasta etapa. La iesirea din amplificatorul de instrumentatie semnalul e trecut prin 2 condensatoare de 10µF fiecare pentru a impiedica trecerea componentei continue in semnalul ECG. Folosind doi condensatori back-to-back se obtine un condensator bidirectional. Pentru a aproxima frecventa standard a unui semnal ECG s-a folosit o constanta de timp de 0.5 secunde (obtinuta cu ajutorul unei rezistente de 100K). Urmeaza apoi doua amplificatoare inversoare, fiecare avand un castig de 10. Castigul total al acestei sectiuni este de aproximativ 1000.

Circuitul convertorului frecventa-tensiune LM 231: