Можно ли использовать осциллограф в качестве ЭКГ?

Абсолютно да. Но вам понадобится интерфейс.

ЭКГ обычно представляет собой инструментальный усилитель или многокаскадный усилитель с максимально возможным подавлением синфазного сигнала в дБ.

Проблема в том, что люди представляют собой мешки с богатыми электролитами жидкостями и мясом с правильной комбинацией сопротивления снаружи (кожа) и относительно более низким импедансом для сигналов переменного тока, которые все виды излучаемых электромагнитных помех постоянно проникают в нашу кожу.

Если вы когда-нибудь случайно коснулись кончика разъема для динамика пальцем, или черт возьми, просто попробуйте проверить свой палец осциллографом (разве это не первое, что делают с новым прицелом? Я знаю, что это для меня! ), вы увидите, что я имею в виду. Вероятно, есть вольт или 2 пульсации 50 Гц или 60 Гц только от проводки в вашем доме.

Это представляет проблему при попытке обнаружить электрические сигналы, исходящие глубоко внутри обтянутого кожей мясного мешка, со всей этой шумовой связью прямо на поверхности, пытающейся заглушить их.

Там, где эта шумная мусорная связь с вашей кожей составляет порядка вольта или двух, сигналы от вашего сердца (по крайней мере, в точке обнаружения на вашей коже) составляют около 1 мВ от пика до пика. Чтобы получить хорошую форму сигнала, вы должны четко видеть пики до 20 мкВ.

Таким образом, вы не можете использовать осциллограф без посторонней помощи, вы, безусловно, можете использовать его как очень эффективную ЭКГ / ЭКГ с интерфейсом.

Такой фронтенд сделать не особо сложно. Полоса пропускания и частота сигналов человеческого сердца... довольно медленные в контексте аналоговой электроники. Это делает внешний интерфейс особенно щадящим, и вы даже можете создать его на макетной плате всего с одной микросхемой.

По сути, все сводится к двум вещам: вам нужно много усиления и много подавления синфазного сигнала.

Подавление синфазного сигнала достигается, в простейшем случае, подключением заземления операционного усилителя к собственному телу через низкий (но не слишком низкий) резистор, например 100 Ом. Это отведение, которое имеет тенденцию соединяться далеко от груди, например, под углом или ногой. Это гарантирует, что только шум улавливается и отклоняется как общий режим, оставляя сердечный сигнал (который слишком слаб, чтобы иметь значение так далеко в вашей лодыжке или где-либо еще).

Более производительный способ добиться этого — фактически использовать второй операционный усилитель для управления заземлением (ваша кожа) и активно подавлять большую часть синфазного шума.

Если вы ищете «внешнюю схему ЭКГ», вы найдете довольно много полных схем различной простоты или сложности.

Любой из них может работать, но в конечном итоге это зависит от того, какой уровень производительности является приемлемым.

Я лично сделал этот и другой похожий, в котором также использовалась правая нога, которую я не могу найти, и оба превзошли мои ожидания. Они работали довольно хорошо:

Примечание по безопасности

Не прикрепляйте ничего, что связано с вашим телом, к осциллографу, который подключается непосредственно к стене. Вы должны использовать изолирующий трансформатор, чтобы полностью изолировать осциллограф, чтобы через вас (и, возможно, систему электропроводности вашего сердца) нельзя было пройти через землю. Настоящие ЭКГ полностью изолированы, если они вообще подключаются к стене.

Последнее замечание: ваше тело не работает от электрического тока.

Работает на ионном токе. Электрический ток имеет электроны в качестве носителей заряда, составляющих этот ток, но внутри вашего тела текут положительные ионы, а не электроны, которые, например, заставляют ваши мышцы двигаться.

По этой причине вам необходимо использовать какой-то электролит между электродом и вашей кожей, образуя полуэлемент и позволяя преобразовывать ионные токи в электрические токи для использования с вашим интерфейсом ЭКГ.

Покупка надлежащих медицинских электродов идеальна, но я могу лично засвидетельствовать, что фольга с небольшим количеством шампуня, намазанная на нее, может работать в крайнем случае, если вам действительно не терпится проверить то, что вы сделали. Ваши результаты могут отличаться.

Используйте изолирующий трансформатор и не пораньтесь и не погибните случайно. Кроме того, это на самом деле отличный проект, который не слишком сложен или дорог в реализации, если вы достаточно заинтересованы и мотивированы. Удачи!

Вы можете найти очень простые встроенные интерфейсы, которые выполняют необходимое преобразование сигнала. Как пример: AD8232

Также доступны в досках:

Источник: sparkfun

Другим (более сложным) вариантом может быть пользовательская схема на основе инструментального усилителя для удаления смещения постоянного тока и выполнения фильтрации, необходимой для правильного захвата сигнала осциллографом.

Изменить: чтобы предоставить дополнительную информацию о разнице между электродами и отведениями:

Статья в Википедии об электрокардиографии

ecgwaves.com

По сути, вы выполняете дифференциальные измерения, обеспечивая привязку (обычно к правой ноге), чтобы улучшить удаление базовой линии.

ЭКГ в 12 отведениях:

• 4 электрода на все 4 конечности (правая, левая, левая, правая)
• 6 электродов на прекардиальную область (V1–6)

Аппарат ЭКГ имеет дисплей, мало чем отличающийся от осциллографа. Это достаточно ясно.

Но чего не хватает осциллографу, так это схемы обнаружения и усиления, которые улавливают электрические импульсы сердца и соответствующим образом усиливают/обрабатывают их, чтобы их можно было отобразить на экране или нанести на бумагу.

Вы можете создать внешний интерфейс ЭКГ для своего объема и иметь (вероятно) грубое устройство, похожее на ЭКГ.

Я нашел эту статью о том, как работают ЭКГ, и примерную схему, которая может помочь вам, если вы хотите продолжить это:

ЭКГ