심전도 실험과 산소 측정기 실험

소개글

심전도 실험과 산소 측정기 실험에 대한 보고서 자료입니다.

목차

실험1> ELECTROCARDIOGRAM(ECG) 테스트 실험
1. 실험 목표
․ ECG 측정기를 제작하여 회로 구성을 이해하고 ECG 신호를 확인해 본다.
․ ECG signal을 통하여 인체의 이상 유무를 알아볼 수 있다.
2. part list 및 관련 기기, spec
◆ 기기 : 오실로스코프 , 전원 공급기

실험1> 산소 측정 실험
1. 실험 목표
․ 산소 측정기 회로를 제작하여 회로 구성을 이해하고 산소의 농도를 확인해 본다.
․ 산소 측정기를 이해하여 실생활에 적용할 수 있다.
2. part list 및 관련 기기, spec
◆ 기기 : 건전지
◆ part list

본문내용

ERATIONAL AMPLIFIERS)
ISO124(PRECISION LOWESTCOST ISOLATION AMPLIFIER)
3. 선택한 이유 (기대 효과)
- 최근 육체적 정신적 건강의 조화를 통해 행복하고 아름다운 삶을 추구하고 있다. 이 실험을 통하여 자신의 심전도를 측정해 봄으로써 건강상태를 체크하여 질병을 예방할 수 있다.
- 이 실험은 협심증이나 심근경색 등의 관동맥 질환을 비롯하여 여러 가지 심장이상의 유무조사의 기본이 되는 실험이므로 응용 면을 넓힐 수 있고 심장질환의 진단학상에 매우 중요하다.
※ 실험에 앞서 유의 사항을 알아보면 몸의 전체적인 흥분 상태를 가라앉히기 위하여 누운 채로 10분간 휴식을 취한 후 동일한 높이에서 양측 팔과 우측 다리를 뻗은 후 측정하여야 한다.
4.실험
◈ 블록도
◈ 블록도 분석
- SENSING ELECTRODES
환자의 왼손과 오른손에 센서를 부착하여 인체로부터 ECG신호를 얻어낸다.
- 차동증폭기
PREAMPLIFIER로서 미약한 센싱 신호를 입력받아 잡음을 제거하고 초기 증폭한다. 매우 높은 입력 임피던스와 높은 공통성분제거비를 가진다.
- 오른다리 구동 시스템(DRIVEN-RIGHT-LEG SYSTEM)
심전도 기록장치에서는 환자를 전혀 접지시키지 않는다. 그 대신 오른쪽 다리의 전극을 보조 연산증폭기의 출력 측에 연결한다. 신체의 공통 성분 전압은 두 개의 평균화 저항 R8, R9에 의해 감지되고, 반전 및 증폭되어 우측다리로 궤환된. 심전도 증폭기에 관한 한 이 회로는 간섭을 감소시키며 환자를 효과적으로 접지 시킨다.
- LPF
저역필터로서 회로에서는 신호를 필터링 시켜 입력 측으로 되돌려주는 작용과 최종 출력을 얻기 위해 필터링 시켜 증폭하는 작용을 한다.
- ANALOG 스위치 제어 회로
신호를 인가 받아 두 전압의 차이를 비교하여 이 신호를 아날로그 스위치를 ON/OFF시킨다.
- ISOLATION CIRCUIT
역전류가 유입되는 것을 막는 회로로서 미소전류로부터 환자를 보호 할 수 있다.
- DRIVER AMPLIFIER
최종 출력신호 나타내기 전 증폭하여 출력한다.
- Sample EKG Rhythm Strips -
★ Normal Sinus Rhythm
★ Sinus Bradycardia (동서맥)
: 동성 율동으로 심박동수가 1분에 60회 미만으로 감소된 상태.
★ Sinus Tachycardia (동빈맥)
: 동성 율동으로 심박동수가 1분에 100∼160회로 증가한 상태.
◈ 회로도
실험1> 산소 측정 실험
1. 실험 목표
산소 측정기 회로를 제작하여 회로 구성을 이해하고 산소의 농도를 확인해 본다.
산소 측정기를 이해하여 실생활에 적용할 수 있다.
2. part list 및 관련 기기, spec
◆ 기기 : 건전지
◆ part list
순번
품명
세부사항
relationship a map
단위
수량
개당 가격(원)
1
저항
1k
R1 ～ R37
EA
1
50
2
〃
1.4k
〃
1
50
3
〃
2k
〃
1
50
4
〃
3.3k
〃
1
50
5
〃
3.6k
〃
1
50
6
〃
4.7k
〃
1
50
7
〃
5.6k
〃
1
50
8
〃
7.5k
〃
1
50
9
〃
10k
〃
3
50
10
〃
27k
〃
1
50
11
〃
100k
〃
2
50
12
〃
300k
〃
1
50
13
〃
330k
〃
2
50
14
가변저항
1k
VR1
〃
1
200
15
〃
1k
VR3
〃
1
200
16
〃
100k
VR2
〃
1
250
17
다이오드
1S953
D2
〃
1
20
18
제너다이오드
ICL8069
D1
〃
1
40
19
S/W
SW,SWa～SWf
〃
7
190
20
TR
2SC945
NPN-Q2SC945
〃
1
50
21
IC
8021
IC1～IC2
〃
2
1000
22
단2-1.5V건전지
〃
4
300
23
부저
BZ
〃
1
350
24
갈바니 전지식 산소 센서(리드선 포함)
1
25만
25
회로기판
62×28
BOARD
〃
1
350
※Total (8조를 기준) =2,054,720원 (각 조당 256,840원)
◆ spec
NPN SILICON TRANSISTOR / 2SC945
3. 선택한 이유 (기대 효과)
- 병원에서 수술 시 마취 가스를 사용하는데 마취 가스 속에 산소가 부족하면 환자가 질식하므로 적정한 산소의 배합이 필요하다. 위 실험은 저산소 또는 과잉 산소용 경보 회로로 산소 부족으로 환자의 호흡 곤란을 방지하여 생명을 구할 수 있다.
- 바이오센서의 목표는 일반 사람들이 언제 어디서나 자신의 건강을 스스로 체크할 수 있는 것이므로 위 실험을 응용하여 호흡기 질환 환자들에게 예방의 기회를 제공한다.
4. 실험
- 이 산소계는 0~100%의 산소 농도를 아날로그미터로 지시하는데, 경보 모드는 산소농도가 부족한 경우와 과잉의 경우를 스피커로 절환 하여 선택 할 수 있도록 설계되어 있다.
- 센서는 일반 원격 갈바니 전자식 산소 센서를 사용하는데, 사용되는 마취 가스의 간섭을 받지 않는 것을 확인해야 한다.
- 센서의 임피던스는 약 10KΩ, 출력 전압은 10수mA이므로, 센서 신호를 IC1에 의해 약 10배 증폭하여 전류계를 흔든다.
- IC2는 저 산소 또는 과잉 산소용 경로 회로로, IC1의 출력과 기준 전압을 비교하는 컴퍼레이터이다.
- SWie를 18%로 설정하면 산소농도 18% 이하에서, SWif를 25%로 설정하면 25% 이상의 산소 농도에서 부저가 울린다. 저하와 과잉의 경보 모드 절환은 SWie, SWif로 컴퍼레이터 입력신호의 위상을 바꿈으로서 행할 수 있다.
- 이 산소계는 건전지를 사용한 소형의 계기로 IC1, IC2에는 low power op amp ICL8021 (또는 uPC802C)을 사용하여 능동 소자의 소비 전력의 저 감화에 의해 전지의 장수명화를 도모한다.
< 회로도 >
※ 참고 자료
-센서회로 디자인 북
-www.ic114.com
-www.njr.co.jp
-naver.com
-신정정밀기계
-의용계측공학
-Biomedical Engineering
-Principles of Biomedical Instrumention And Measurement

키워드

심전도,   산소 측정기,   회로도,   갈바니산소센서,   ECG,   ISO122,   EKG