نحوه کارکرد قلب و تحلیل نوار قلب به صورت کلی
نوار قلب در هر پریود به دو بازه کلی PR و QT تقسیم می‌شود.
بازه PR نشان دهنده حرکت سیگنال الکتریکی تولید شده از دهلیز راست به دهلیز چپ می‌باشد. در واقع دهلیز راست اولین دریچه‌ای می‌باشد که سیگنال الکتریکی را دریافت می‌کند. این سیگنال الکتریکی اصطلاحا باعث دپالارایز[1] دهلیزها می‌گردد. این امر موجب می‌شود خون بدون اکسیژن (یا خون سیاهرگی) از بزرگ سیاه رگ پایینی و بزرگ سیاه رگ بالایی به بطن راست منتقل شود.
سپس همانطور که سیگنال الکتریکی در بالای قلب در حال حرکت می‌باشد باعث تحریک و انقباض دهلیز چپ می‌گردد. دهلیز چپ مسئول دریافت خون با اکسیژن بالا از ریه و پمپاژ آن به بطن چپ توسط سیاهرگ‌های چپ و راست ریوی می‌باشد.
در بازه QTS از بخش QT در نمودار زمانی، دو بطن چپ و راست شروع به پمپاژ خون می‌کنند. بطن راست خون بدون اکسیژن را توسط سرخ‌رگ های ریوی چپ و راست به ریه پمپ می‌کند. بطن چپ نیز خون با اکسیژن بالا را از طریق آئورت به اندام‌های بدن می‌رساند.
در بازه ST سیگنال الکتریکی به کمترین میزان خود می‌رسد و در این زمان بطن‌ها منتظر پالارایز [2] می‌شوند. در نهایت در بازه T بطن‌ها در حالت پالارایز و استراحت می‌باشند. این بازه استراحت به نوعی موجب ریست شدن بطن‌ها جهت پر شدن دوباره توسط دهلیزها می‌گردد.
ماژول AD8232
این ماژول جهت اندازه‌گیری فعالیت‌های الکتریکی قلب در قالب الکترودیاگرام یا ECG به کار می‌رود. در این ماژول از تراشه AD8232 تولید شده در شرکت Analog Devices استفاده شده است. سیگنال‌های ECG دارای نویز بسیار زیادی می‌باشند و اندازه‌گیری آن کاری بسیار حساس است. تراشه AD8232 جهت حذف و فیلتر نویزها و اندازه‌گیری دقیق‌تر بازه‌های QT و PR مانند یک op-amp عمل می‌کند [3]. در جدول زیر می‌توانید نقش پایه‌های مختلف در این ماژول را مشاهده کنید.
|
نام پایه |
توضیحات |
|
GND |
پایه زمین |
|
3.3 V |
پایه منبع تغذیه 3.3 ولت |
|
Output (ADC) |
خروجی op-amp که باید به ورودی ADC متصل شود |
|
LO- |
زمانی که الکترود -IN قطع باشد، مقدار high دارد |
|
LO+ |
زمانی که الکترود +IN قطع باشد مقدار high دارد |
|
SDN |
زمان نیاز به ورود به حالت low power shutdown مقدار آن را در حالت low قرار دهید |
|
RA (پد سیاه) |
الکترود -IN معمولا به دست راست متصل می‌شود |
|
LA (پد آبی) |
الکترود +IN معمولا به دست چپ متصل می‌شود |
|
RL (پد قرمز) |
معمولا به پای راست متصل می‌شود |
پدها با توجه به شکل زیر به دو شیوه می‌توانند به بدن متصل شوند. توجه شود جهت اتصال پدها به بدن، هرچه به قلب نزدیک‌تر متصل شود اندازه‌گیری دقیق‌تر می‌باشد.
نحوه اتصالات
جهت اتصال این ماژول به برد Wemos Lolin 32 نیاز به یک پایه ADC جهت اتصال Output و دو پایه دیگر جهت خواندن مقدار LO+ و LO- داریم. برای پایه ADC می‌توانیم یکی از 11 پایه موجود روی برد را انتخاب نماییم (جهت اطلاعات بیشتر به این پست مراجعه شود). ما در این مقاله از پایه 14 به عنوان پایه ADC جهت خواندن Output و از پایه‌های 13 و 15 به ترتیب به عنوان LO- و LO+ استفاده می‌کنیم.
کد نمایش ECG روی Serial Plotter
با استفاده از کد زیر می‌توانید سیگنال ECG را از ماژول خوانده و با استفاده از Serial Plotter (قابل دسترسی از منوی Tools) نمایش دهید.
[toggle title=”کد نمایش ECG بر روی Serial Plotter” state=”close”]
/******************************************************************************
Heart_Rate_Display.ino
Publisher: https://www.circuitschools.com
******************************************************************************/
void setup() {
// initialize the serial communication:
Serial.begin(9600);
pinMode(15, INPUT); // Setup for leads off detection LO +
pinMode(13, INPUT); // Setup for leads off detection LO –
}
void loop() {
if((digitalRead(15) == 1)||(digitalRead(13) == 1)){
Serial.println(‘!’);
}
else{
// send the value of analog input 0:
Serial.println(analogRead(14));
}
//Wait for a bit to keep serial data from saturating
delay(1);
}
[/toggle]
همانطور که مشاهده می‌کنید، در ابتدا با استفاده از دستور if((digitalRead(15) == 1)||(digitalRead(13) == 1)) از اتصال دو پد RA و LA به بدن مطمئن می‌شویم. سپس با استفاده از دستور Serial.println(analogRead(14)) مقدار پایه 14 را به خروجی سریال (Serial Plotter) می‌دهیم.
منابع و زیرنگاشت
[1] Depolarize
[2] Re-polarize
[3] [Online]. Available: http://www.analog.com/AD8232?doc=AD8232.pdf. [Accessed 19 04 2021].