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本土设计电子电路的心电图仪

拉曼古普塔1Sandeep辛格1Kashish Garg1持续音和耆那教徒的2
  1. U。G的学生,电子与通信工程系,Jaypee信息技术大学Waknaghat、喜马偕尔邦,印度。
  2. 电子与通信工程系助理教授,Jaypee信息技术大学Waknaghat、喜马偕尔邦,印度。
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文摘

本文提供的电子实现心电图仪(ECG)通过使用仪表放大器电路(IA) bio-potential放大器以这样一种方式,减少噪音,常见的电压,直流偏置值和射频干扰现有的电路。噪音和常见的电压可以用右腿驱动电路从心电图或使用隔离器电路。直流偏置用积分器可以删除反馈。差分放大器IA的一部分,我们可以添加单抗,t型网络或逆变器与积分器电路,提高脉冲响应。通过使用过滤器,我们可以减少射频干扰。在本文中,我们使用仪表放大器bio-potential放大器

关键字
心电图,Bio-potential放大器、右腿驱动电路、直流偏置,共模抑制比、过滤器。

介绍
心电图(ECG或EKG)是电信号的测量和图形表示与人类的心脏。心电图的应用范围从监测心率、心率、心律的诊断特定的心脏病。心电图测量的基础是相同的所有应用程序,但可以有变化的方法和表示电路。
所有ecg接心信号通过电极连接外部身体上特定位置即胳膊和腿。然后身体产生心脏几轧机伏振幅的信号。电极的特定位置允许心脏的电活动从不同的角度,每一个都是显示为一个通道心电图打印输出。渠道是通常被称为“领导”,导致不同的数量从1到12根据应用[1]。12-leadECG记录使用的右臂(RA),左胳膊(LA),左腿(LL),右腿(RL),和胸部(C)电极。标准铅系统可分为两个平面即额和横向平面。他们组成的组合电极测量来自不同地区和可以进一步分为双肢,单极和胸部。双肢导致信号来自电极在四肢,并指定为我拉(RA),二会(RA),和III (LA)。指定为aVR单极导致了aVL,动静脉,可以通过连接设计RA, LA和LLrespectively相终端和剩下的两个电极反相端IA的终端。剩下的六个领导,V1、V2,…V6,胸部[2]。 In this paper we are using lead I ECG system.
的基本设计bio-potential放大器由一个仪表放大器。放大器应具备几个特点,包括高放大,高输入阻抗[3],高共模抑制比(CMRR和拒绝电子干扰的能力,这些都需要这些生物电势的测量[4]。摘要我们的目标是减少心电图尽可能简单的电子电路。

相关工作
在本节中,我们将讨论现有的功能块的心电图,如图1所示。
保护电路:该电路包括保护装置,以便高电压可能出现在心电图仪的输入在一定条件下不伤害它。
b。领导选择器:每个电极连接到病人心电图仪的主要选择器连接。这个街区的功能是确定为一个特定的电极是必要的领导和连接电路的其余部分。它选择一个或多个导致被记录下来。
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块的基础上,讨论了在图1中,内部线路图所示图3已讨论了数篇论文[5][6]。但这个线路图与之关联的问题。他们下面提到的:
1。不需要逆变器在RA。
2。存在噪声和共模值。
3所示。直流偏置和抑制。
4所示。最后分离过滤器使电路复杂。
所有这些问题在本文进一步解释和解决。
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材料和方法
逆变器的去除:至于我,RA(右手)是在负极和拉(左胳膊)是正极,而不是使用逆变器RA后,我们把这个点测量放大器的负极。
去除噪声和共模值:有如下的方法去除噪声和共模值增加CMRR心电图波形。
)右腿驱动系统(反馈回路来降低噪音):该电路提供了一个参考点病人通常是在地面上潜在的[7]。这种联系是由病人的右腿上电极,如图4所示。右腿驱动电路中使用反馈配置以减少60 Hz噪声和传动噪音对病人到一个较低的水平。VCM(共模电压)是由eq。2。
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b)隔离放大器:它是用来隔离病人从高电压和电流,防止电击哪里有专门通道之间的障碍病人当前的电力线路。它可以通过两种方式即电气隔离和光学隔离。插入一个变压器的电气isolationcan做信号通路(图5 (a))。它限制的可能性,通过仪器的任何泄漏电流在useto病人。光学隔离可以通过引入一个opticalcoupler(图5 (b))。的电信号放大器首先转换成光的发光二极管(LED)。这光信号调制电信号的比例,并传播探测器。[8]
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这个方法是一些昂贵的我们喜欢用右腿驱动电路的噪声和共模值。
消除直流偏置和直流抑制:直流偏置和DC-suppression生物电放大器的关键参数。生物电放大器需要高增益,低密度的等效输入噪声、高共模抑制比(CMRR[9]和一个高阻抗输入。大部分的这些特性可以通过使用一个仪表放大器(IA)作为前阶段。但是一些直流电压水平出现在IA的输出。这些级别是由几个因素如阻抗不平衡从输入电极,电极接触势和输入偏置电流。雷竞技网页版这些直流水平必须清除;否则,他们会产生输出饱和现象,当放大在随后的阶段。许多技术已经开发消除直流的水平。这些解释如下:
如图7所示,舞台是一个高通滤波器增益,级联后,仪表放大器[10]。这种积分器电路由反馈作为低通滤波器,用于消除直流水平。因此应用反馈时,在输出电压直流分量,因此整个阶段表现得像一个高通滤波器有获得g作为输入电压在反相终端这像一个逆变器电路放大输入。Eq。3所示电路的传递函数图6所示。
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过滤器:有时有射频干扰电路为了减少我们需要添加滤波器[11]。过滤应包含在仪表放大器的前端。如Fig.9所示,低通滤波器调整仪表放大器。现在这种没有必要的IA后过滤。
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提出了心电图的线路图
图10显示了该心电图系统的线路图。这个线路图包含的仪表放大器和前置放大器电路和右腿驱动电路来降低噪声和共模值电路、高通滤波器使用逆变器放大器增益阶段反馈阻止直流偏置值。最后一个线路图是小型和紧凑型相比,现有的电路。

结论
本文提出的电子实现心电图bio-potential放大器使用仪表放大器电路。本文也解释了几个技术来减少噪音和增加CMRR用右腿驱动电路。高通滤波器获得G的帮助下,我们可以减少直流偏置。可以减少射频干扰过滤。最后我们结合所有现有的部件和电路紧凑的大小。在未来我们将检查所有电气参数的帮助下这条赛道。
图像

引用
  1. Thakor喷嘴速度,“Electrocardiographic monitors,” in Encyclopedia of Medical Devices and Instrumentation,Webster J. G., Ed., New York: Wiley, pp. 1002–1017, 1988.
  2. 卡尔,J.J.,Brown, J.M., “Introduction to Biomedical Equipment Technology”,Pearson Education, Inc.: edition 7th; Chapter 8.
  3. 弗朗哥。,“Design with Operational Amplifiers”, New York: McGraw-Hill, 1988.
  4. 纽曼,核磁共振,“Biopotential electrodes” in Medical Instrumentation: Application and Design, Webster J. G., Ed., 3rd ed., New York: Wiley, 1988.
  5. 内森M K。,“Electrocardiography Circuit Design”, ECE 480 - DESIGN TEAM 3, 4, May 2013.
  6. 博士尼尔·汤森,医疗电子,2001年秋季条件,指出2,9-19页。
  7. 布鲁斯•b .冬天,约翰·g·韦伯斯特,右腿驱动电路设计,IEEE事务在生物医学工程、卷。1号BME 30日,62 - 66页,1983年1月。
  8. Thakor喷嘴速度,"Bipotentials and Electrophysiology Measurement." Copyright 2000 CRC Press LLC.
  9. 韦伯斯特j·G。,"Medical Instrumentation", 3rd ed, New York: John Wiley & Sons, 1998, ISBN 0-471-15368-0.
  10. 卡雷拉,罗莎r和阿隆索。,“Programmable Gain Amplifiers with DC Suppression and Low Output Offset for Bioelectric Sensors”, Sensors 2013, 13, 13123-13142; doi: 10.3390/s131013123, 27, September 2013.
  11. Yelderman, M。,Widrow B。考非,J。Hesler E。,and Leddy, J.E.“ECG enhancement by adaptive cancellation of electrosurgical interference. IEEE Transactions on Biomedical Engineering”, Vol. BME-30, No. 7, July 1983.