قياس معدل ضربات القلب باستخدام شريحة BioAmp EXG

قياس معدل ضربات القلب باستخدام شريحة BioAmp EXG

مقدمة

في هذا المشروع سنقوم بقياس معدل ضربات القلب باستخدام شريحة BioAmp EXG Pill.

ما هو تخطيط كهربية القلب (ECG)؟

تخطيط كهربية القلب هو عبارة عن قياس النشاط الكهربائي للقلب.

ما هو معدل ضربات القلب؟

معدل ضربات القلب هو عبارة عن عدد المرات في الدقيقة التي ينقبض فيها القلب أو ينبض، وبالنسبة لمعظم البالغين يتراوح معدل ضربات القلب الطبيعي في حالة الراحة بين 60 و100 نبضة في الدقيقة.

ما هي شرائح أو حبوب BioAmp EXG:

BioAmp EXG Pill هي شريحة فريدة من نوعها بحجم حبة الدواء والتي يمكنها تسجيل الإشارات الحيوية المحتملة من جسمك سواء كانت من القلب (ECG) أو الدماغ (EEG) أو العينين (EOG) أو العضلات (EMG) وتسجيل هذه الإشارات وفهم الأطباء لكيفية التغير الطارئ عليها بالسلب أو بالإيجاب.

يتم تصميم سلسلة أجهزة الاستشعار BioAmp بأكملها من Upside Down Labs وتتم بطريقة تعلمك أساسيات مضخم الصوت للأجهزة، المرشحات النشطة للنطاق الترددي، البرمجة، علم الأعصاب، واجهة الإنسان والحاسوب (HCI)، وواجهة الدماغ والحاسوب (BCI) على سبيل المثال لا الحصر.

لوازم

المعدات:

  • عدد 1 شريحة من BioAmp EXG مع موصل من نوع JST PH 2.0 ودبوس رأس.
  • عدد 1 كابل BioAmp.
  • عدد 3 أقطاب هلامية.
  • عدد 3 كابلات توصيل.
  • عدد 1 لوحة Arduino Uno ولوحة Maker Uno مع كابل USB (يمكنك أيضًا استخدام أي لوحة تحكم دقيقة أخرى مع ADC).
  • عدد 1 جل نوپريب لتحضير الجلد.
  • عدد 1 مناديل مبللة.
  • عدد 1 سوار BioAmp للقلب (اختياري).
  • عدد 1 جل الأقطاب (فقط في حالة استخدام سوار Heart BioAmp)

البرمجيات:

  • بيئة تطوير متكاملة لأردوينو Arduino IDE.
  • مجموعة أدوات علم الأعصاب الأساسية DIY.
  • مجموعة شرائح BioAmp EXG.

خطوة 1 : التجميع

تأتي شرائح BioAmp EXG وهي تكون ملحومة مسبقًا مع DIY Neuroscience Kit Basic، ولكن في حالة حصولك على شرائح BioAmp EXG Pill بشكل منفصل، فيستوجب عليك تجميع العديد من الشرائح لهذا المشروع عن طريق لحام دبابيس الرأس وموصل JST PH 2.0 كما هو موضح في الرسم التخطيطي.

خطوة 2 : يتم تكوين تخطيط القلب

تأتي شرائح BioAmp EXG Pill مضبوطة بشكل افتراضي لتسجيل مخطط كهربية الدماغ EEG أو مخطط كهربية العينين EOG، ولكن إذا كنت تريد تسجيل مخطط كهربية القلب ECG أو مخطط كهربية العضلات EMG بجودة عالية، فمن المستحسن أن يتم تهيئته عن طريق عمل وصلة لحام كما هو موضح في الصورة.

ملحوظة: حتى بدون عمل وصلة اللحام، فإنه يمكن لشريحة BioAmp EXG Pill أن تكون قادرة على تسجيل مخطط كهربية القلب (ECG) أو مخطط كهربية العضلات (EMG) حيث يسجل أيضًا الإشارات ولكن الإشارات ستكون أكثر دقة إذا قمت بتهيئتها ومن ثم القيام بعد ذلك بالتحليل.

خطوة 3 : توصيل كابل الأقطاب

قم بتوصيل كابل BioAmp بشريحة bioAmp exg pill ولدينا أنواع مختلفة من كابل bioamp، ولذلك لا تعتمد على الترميز اللوني بل ركز على REF،  IN+ و IN- المكتوبة على شرائح BioAmp EXG Pill.

خطوة 4 : تحضير الجلد

يتم تحضير الچل للجلد من نوع Nuprep وهو عبارة عن چل يوضع عن سطح الجلد وسيتم وضع الأقطاب لإزالة خلايا الجلد الميتة، ويتم تنظيف الجلد من الأوساخ حتى لا تؤثر بشكل سلبي على التجربة، وبعد فرك سطح الجلد جيدا تقوم بتنظيفه بمناديل مبللة.

ما هو جل نوپريب:

جل NuPrep لتحضير الجلد هو عبارة عن چل موصل للكهرباء ومقشر خفيف ويتم وضعه قبل وضع الأقطاب على الجلد لتحسين القياسات، وعند وضعه بلطف فإنه يزيل الطبقة العليا من الجلد ويرطب طبقة الجلد السفلية ما يقلل من مقاومة الجلد مع الحد الأدنى من تهيج الجلد وعدم الراحة.

خطوة 5 : وضع الأقطاب

لدينا الآن خياران لقياس إشارات المخطط الكهربائي للقلب ECG، ويتم ذلك إما باستخدام الأقطاب الهلامية أو باستخدام سوار ECG القائم على الأقطاب الجافة، ويمكنك تجربة كليهما واحدًا تلو الآخر.

الخيار رقم 1: قياس تخطيط القلب ECG باستخدام الأقطاب الهلامية:

  • قم بتوصيل كابل BioAmp بأقطاب الجل.
  • قم بنزع الغطاء البلاستيكي من الأقطاب.
  • ضع كابل IN- على الجانب الأيسر، وIN+ في المنتصف، وكابل REF (المرجعي) على الجانب الأيمن البعيد.

الخيار رقم 2: قياس تخطيط كهربية القلب ECG باستخدام سوار Heart BioAmp وهو شريط لتخطيط كهربية القلب وهو يعتمد على الأقطاب الجافة:

ضع كابل IN- على الجانب الأيسر، وIN+ في المنتصف، وREF (المرجعي) على أقصى الجانب الأيمن.

الآن ضع قطرة صغيرة من چيل الأقطاب على الأقطاب الجافة بين الجلد والجزء المعدني من كابل BioAmp للحصول على أفضل النتائج.

خطوة 6 : التوصيلات

بعد ذلك قم بتوصيل BioAmp EXG Pill بـ Maker Uno وذلك باستخدام كابلات التوصيل كما هو موضح أدناه:

  • VCC إلى 5V.
  • GND إلى GND.
  • الخرج إلى A0.

ملحوظة: كن حذرًا للغاية واتبع الرسم التخطيطي أعلاه أثناء إجراء التوصيلات بين BioAmp EXG Pill و Maker Uno، خاصة الجهازين GND وVCC وإلا فقد يؤدي ذلك إلى تلف المستشعر.

خطوة 7 : تنزيل Arduino IDE

قم بتنزيل Arduino IDE (لقد استخدمت نسخة Arduino IDE 1.8.19 لهذا المشروع).

وبعد التنزيل قم بتوصيل Maker Uno بجهاز الكمبيوتر المحمول الخاص بك باستخدام كابل USB (من النوع A إلى النوع B).

ملحوظة: يجب التأكد من عدم توصيل الكمبيوتر المحمول الخاص بك بالشاحن وابق على بعد 5 أمتار من أي أجهزة تعمل بالتيار المتردد للحصول على أفضل جودة لاكتشاف الإشارة حتى لا يحدث تأثير على الجهاز وتفقد بعض الإشارات وتكون النتائج سيئة.

خطوة 8 : وقت البرمجة

في البداية قم بنسخ ولصق رسم Arduino في Arduino IDE من الكود الموضح في هذا الرابــط مباشرة.

وبعد تحميل الكود، افتح "Serial Monitor" وانتظر 22 ثانية لرؤية قيمة معدل ضربات القلب.

خطوة 9 : استمتع

المشروع الآن مكتمل تماماً!!

أخبرنا الآن بتعليقاتك في التعليقات ولا تتردد في طرح أي أسئلة.

يمكنك أيضًا مراسلتنا عبر البريد الإلكتروني للحصول على أي نوع من الدعم أثناء إنشاء هذا المشروع.

لا توجد تعليقات حتي الآن.
تسجيل الدخول مطلوب

يجب عليك تسجيل الدخول لإضافة تعليق.

تسجيل الدخول