Aparat de monitorizare a ritmului cardiac prin prelucrarea electrocardiogramei

Introducere

O electrocardiograma ( ECG ) reprezintã mãsurarea activitãtii electrice generate de inimã de pe suprafata corpului uman.

Informatia data de ECG este colectatã de electrozi plasati în anumite locuri de pe corp. Semnalul ECG este caracterizat de 6 vârfuri si vãi notate cu litere succesive din alfabet : P,Q,R,S,T,U.

Cerintele temei:

Trebuie proiectat un aparat de masurare a elctrocardiogramei care sa lucreze petntru parametrii:

Semnalul de intrare: 2mV (componenta alternativa) + o componentã continuã de 250mV, produsã de contactul dintre piele si electrod

Lãtimea de bandã: intre 0.5Hz si 35Hz

Semnalul de iesire: pana in 5 V

Deci ne trebuie o amplificare totala de 2500 de ori

Alimentare: cu baterii sau acumulatori

Schema bloc

Circuitul propus

Circuitul propus realizeazã conversie analog digitalã, filtrare digitalã, amplificare digitalã, folosind un Microconverter care înglobeazã un CAD, un microcontroller si o memorie flash.

Lantul de semnal poate fi simplificat utilizând un MicroConverter ADuC 842, care contine ADC, microcontroller si filtre. Avantajele acestuia sunt flexibilitatea filtrului si izolarea în domeniul digital. În figura 3 este prezentatã schema circuitului complet.

Figura 3 : Schema de circuit ECG

Prelucrarea intrãrii analogice

Terminalul de intrare foloseste schema tipicã cu amplificator de instrumentatie si o reactie de tip “right leg” de mod comun.

Amplificatorul de instrumentatie (IA) este AD 620, un amplificator ieftin si cu precizie foarte bunã :

AD620 Specificatii tehnice:

Rejectie de mod comun: RMC>>100dB la aproape 1kHz,

offset maxim de tensiune de 50¼V,

pantã mica a curentului de intrare (max 1nA)

si zgomot mic la intrare (0.28¼V de la 0.1Hz la 10Hz).

Pentru a reglA câstigul AD620 necesitã doar un singur resistor exterior, RG.

Rezistoarele R2 Si R3 fac ca ecuatia de calcul a cãstigului sã fie :

Pentru a evita saturatia iesirii, câstigul este limitat de cãtre variatiile tensiunii de iesire si de cãtre curentul maxim de intrare al IA. Cu o alimentare de ±5V, variatia tensiunii de iesire la AD620 este de aprox. ±3.8V; si tensiunea de intrare este de ±5mV plus un offset de current continuu de mod comun de pânã la ±300mV.

În schema noastrã, câstigul este stabilit la 2500 ceea ce duce la un RG de 19,76 © adica aproximativ 20 ©. Amplificatorul operational folosit în reactie este OP97, un amplificator de putere mica, cu o rejectie de mod comun extrem de mare (minim 114dB). Circuitul aplicã pe piciorul drept al pacientului o versiune inversã de interferentã de mod comun cu scopul de a anula interferenta