EKG SENZOR. Obrázok 1: ECG senzor 0628i

Transcription

1 EKG SENZOR 0628I mv Obrázok 1: ECG senzor 0628i Krátky opis EKG (elektrokardiogram) senzor meria napätia produkované srdcom. Tieto malé napätia je možné merať na pokožke zápästí a lakťov pomocou elektród. Napätia sú zosilnené senzorom, filtrované a prenesené cez optický väzbový člen do meracieho rozhrania. Vďaka použitiu optického väzbového člena nikdy nedôjde ku kontaktu medzi osobou, ktorej EKG sa meria a meracím rozhraním alebo počítačom. Je to z bezpečnostných dôvodov. Na počítači je softvérom Coach vytvorená grafická prezentácia signálu, tzv. elektrokardiogram (EKG). EKG senzor sa dodáva spolu s balíčkom 100 elektródových náplastí. EKG senzor je vybavený BT-zástrčkou a môže sa pripojiť k nasledujúcim CMA rozhraniam: Lab, CoachLab II/II + a ULAB. Senzor môže byť tiež použitý s Texas Instruments CBL, CBL2 a Vernier LabPro. Obrázok 2: Elektródové náplasti pre ECG

2 Špecifikácie senzora EKG senzor má pamäťový čip (EEPROM) s informáciami o senzore. Prostredníctvom jednoduchého protokolu (I 2 C) senzor prenáša dáta: meno, množstvo, jednotku a kalibráciu do rozhrania 1. Navrhované experimenty Monitorujte EKG v pokoji Monitorujte EKG po miernom cvičení Vyšetrite EKG zmeny pri miernych stimulantoch Študujte krivky P, Q, R, S, T Študujte vplyv rôznych polôh tela na ECG Bezpečnostné predpisy Vnútro EKG senzora sa skladá z dvoch elektronických obvodov, ktoré sú od seba izolované. Jeden obvod je pripojený k meraciemu rozhraniu. Vychádza z neho senzorový signál. Druhý obvod je pripojený k osobe, ktorej EKG sa meria. Signál medzi týmito dvoma okruhmi sa prenáša optickým väzbovým členom. Tým je osoba chránená pred nebezpečným napätím v prípade, že by nastali nejaké chyby alebo poruchy. Avšak, pre bezpečnú prácu je tiež dôležité pri používanie EKG senzora vždy rešpektovať nasledujúce inštrukcie: 1. Senzor, elektródové náplasti a elektrické svorky senzora nesmú nikdy prísť do kontaktu s vodou alebo inou tekutinou. 2. Nikdy nepoužívajte senzor v prípade, ak je poškodená izolácia niektorého z drôtov. 3. Nikdy nepripájajte elektrické svorky senzora k ničom inému, než elektródy. 4. Uistite sa, že elektrické svorky senzora nie sú v dosahu elektrickej zásuvky alebo iného zdroja elektriny. EKG senzor sa používa len na vzdelávacie účely. Nie je vhodný pre lekárske účely, ani pre diagnostikovanie pacienta. Pripojenie senzora k telu Elektrický signál, ktorý je produkovaný srdcom a meraný na pokožke je veľmi slabý. Preto je pre správne fungovanie EKG senzora dôležitý dobrý kontakt medzi pokožkou a elektródou. 1. Prečítajte si bezpečnostné predpisy. 2. Očistite oblasti pokožky, na ktoré aplikujete elektródové náplasti (vnútornú stranu ľavého a pravého zápästia a pravého lakťa). 3. Odlepte elektródovú náplasť z balenia a pevne ju prilepte na pravý lakeť. Táto 1 Platí pre rozhrania: CMA Lab, BT vstupy CoachLab II/II + a ULAB, TI CBL a CBL2, a Vernier LabPro. 2

3 náplasť slúži pre referenciu. 4. Odlepte druhú elektródovú náplasť z balenia a pevne ju prilepte na vnútornú stranu pravého zápästia. 5. Odlepte ďalšiu elektródovú náplasť z balenia a pevne ju prilepte na vnútornú stranu ľavého zápästia. 6. Pripojte bielu elektrickú svorku zo senzora na elektródovú náplasť na pravom lakti. 7. Pripojte červenú elektrickú svorku zo senzora na elektródovú náplasť na pravom zápästí (viď Obrázok 3). 8. Pripojte červenú elektrickú svorku zo senzora na elektródovú náplasť na ľavom zápästí. White Red Blue Tipy pre používanie Svaly, ktoré sú bližšie k pokožke produkujú silnejšie signály ako srdce. Aby ste získali dobrý EKG signál je potrebné, aby svaly na ramenách (a tiež ostatné svaly) boli čo najviac uvoľnené. Najjednoduchšie je oprieť si ruky o stoličku alebo stôl a dýchať pomaly. Ak je signál neuspokojivý, možno kontakt medzi náplasťami a pokožkou nie je dostatočný. Očistite pokožku mydlom a vodou alebo alkoholom, osušte papierovou utierkou a opätovne aplikujte náplasti. Elektródové náplasti majú limitovanú životnosť, hlavne po otvorení balíčka. Skontrolujte, či sú náplasti stále dobré. U CMA je možné objednať dodatočný balenie obsahujúce 100 elektródových náplastí. Elektródové náplasti majú limitovanú životnosť, hlavne po otvorení balenia. Otvorené balenia je najlepšie uskladniť vo vzduchotesnej škatuli v chladničke. Kalibrácia Obrázok 3: Pripojenie ECG senzora na telo Pri výstupe senzora, 1 V korešponduje s približne 1 mv nameraným na pokožke. Aby ste boli schopní zmerať pozitívne aj negatívne krivky, senzor má odchýlku približne 2 V (± 0.5 V). Pre zber dát môžete: 1. Použiť kalibráciu dodanú senzorovou pamäťou EEPROM. 3

4 2. Použiť kalibráciu dodanú v Coach Knižnica senzorov. 3. Nepoužiť žiadnu kalibráciu. Pri EKG senzore sú dôležité predovšetkým krivky alebo frekvencia EKG signálu, takže nie je potrebné použiť kalibráciu. Elektrokardiogram Schematické EKG jedného srdcového tepu je znázornené na Obrázku 5. Každý (normálny) srdcový tep sa skladá z P vlny, QRS komplexu a T vlny. P vlna je spôsobená depolarizáciou tkaniva predsiene pred kontrakciou. Obrázok 4: Schéma ECG QRS vlny sú generované prúdmi pri depolarizácii ventrikulárneho tkaniva pred kontrakciou. T vlna je spôsobená prúdmi generovanými pri zotavovaní komory srdca po depolarizácii. PR interval je medzi 0,12 a 0,20 sekundy pre väčšinu osôb. Dĺžka tohto intervalu je nezávislá od rýchlosti srdečného tepu (viď Obrázok 5). Obrázok 5: Dve ECG jednej osoby, naľavo pri srdečnom tepe 80, napravo pri srdečnom tepe 162 za minútu. EKG sa obyčajne vyrába s CMA EKG senzorom. Avšak, žiadne EKG, vyrábané s týmto zariadením, nie je rovnaké. Konkrétne výška vlny P a dĺžka vlny S sa môže líšiť od vzoru znázorneného v lekárskych knihách (viď Obrázok 5). Môže to byť v dôsledku metódy merania (elektródy sú umiestnené na zápästí namiesto na prsiach), ale tiež preto, lebo CMA EKG senzor je nástroj, ktorý nespĺňa lekárske požiadavky. 4

5 Technické parametre Rozsah vstupu Rozsah výstupu 0 až 5 mv 0 až 5 V Kompenzácia výstupu ~ 2 V (± 0,5 V) Kalibračná funkcia Rozlíšenie s použitím 12 bitového A/D konvertora Spotreba prúdu Informácie o senzore pre Auto-ID a kalibráciu Pripojenie V in (mv) = V out (V) 1,2 μv ma 256 byte serial EEPROM Pravá-ruka BT (British Telecom) konektor Tento produkt je určený predovšetkým na vzdelávacie účely. Nie je určený pre priemyselné, medicínske, výskumné, alebo iné komerčné použitie Rev. 01/11/2012 CENTRE FOR MICROCOMPUTER APPLICATIONS A.J. Ernststraat GT Amsterdam, The Netherlands Tel :, international@cma-science.nl, DISTRIBÚCIA NA SLOVENSKU PD COMP, Martinská 34, Bratislava Tel: , coach@chello.sk, 5