Блок микрофонного усилителя фонокардиографа (стр. 1 из 5)
ХаркОвский нацИональний унИверситет раДИоЭлектронИки
Кафедра БИомедиЦИНСКих ЭлектроннЫх приБОРОВ И систем
КОМПЛЕКСНЫЙ КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
пояснительная записка
Тема "Блок микрофонного усилителя фонокардиографа"
Выполнил
Допускается к защите_______
ст.. гр. Руководитель проекта:
Защищен с оценкой___________
Дата____________
Харьков 2009
ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙИЙ УНІВЕРСИТЕТ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ
(назва вищого навчального закладу)
Кафедра Біомедичних електронних пристроїв та систем
Дисципліна Комплексный курсовой проект
Спеціальність
Курс Група
Семестр
ЗАВДАННЯ
на курсовий проект (роботу) студента
(прізвище, ім’я, по батькові)
1. Тема проекту (роботи)
Блок мікрофонного підсилювача фонокардіографа
2. Строк здачі студентом закінченого проекту (роботи)
3. Вихідні дані до проекту (роботи)
3.1 Двокаскадна схема підсилювача;
3.2 Тиск, який діє на мікрофон – 5·10-4 Па;
3.3 Фільт першого порядку з частотою зрізу fг=1 кГц:
3,4 Коррекція АЧХ.
4. Зміст розрахунково-пояснювальної записки
4.1 Загальні відомості по данній тематиці
4.2 Розробка структурної схеми
4.3 Схемотехнічне проектування
4.4 Моделювання схеми пристрою
5. Перелік графічного матіріалу (з точним зазначенням обов’язкових креслень)
5.1 Схема електрична принципова (А4)
5.2 Перелік елементів (А4)
6. Дата видачі завдання
КАЛЕНДАРНИЙ ПЛАН
Назва етапів курсового проекту (роботи)
Строк виконання
Етапів проекту (роботи)
Примітки
1 Огляд літературних джерел 10.04.2009
2 Обґрунтування вибору схеми 19.04.2009
3 Розрахунок параметрів схеми та вибір елементної бази 22.04.2009
4 Моделювання роботи схеми на ЕОМ 10.05.2009
5 Оформлення пояснювальної записки 17.05.2009
6 Підготовка до захисту 25.05.2009
РЕФЕРАТ
Пояснительная записка содержит 36 стр., 11 рисунков, 3 таблицы, 3 приложения, 9 источников.
Объектом исследования является процесс усиления сигнала фонокардиографа.
Целью курсовой работы является разработка микрофонного усилителя фонокардиографа.
В курсовой работе были рассмотрены принципы и методы фонокардиографии, разработаны структурная и электрическая принципиальная схемы микрофонного усилителя фонокардиографа, проведено моделирование в пакете “Electronics Workbench”.
ФОНОКАРДИОГРАФ, УСИЛИТЕЛЬ ОПЕРАЦИОННЫЙ, ЗВУК, ТОНЫ, ПОМЕХА, СИГНАЛ, КОРРЕКЦИЯ, МИКРОФОН.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1 Общие сведения по данной тематике
1.1 Основы фонокардиографии
1.2 Анализ нормальной фонокардиографии
2. Разработка структурной схемы
3 Схемотехническое проектирование
4 Моделирование схемы устройства
Заключение
Перечень ссылок
Приложение А
Приложение Б
Приложение В
ВВЕДЕНИЕ
Инструментальные методы оценки параметров жизнедеятельности организмов человека и животных прочно входят в повседневную практику специалистов, связанных с исследованиями биологических объектов. Однако эффективное использование потенциальных возможностей этих методов невозможно без соответствующего методического обеспечения, включающего технические средства, приемы обслуживания и работы с ними, перечень основных навыков по регистрации, обработке и интерпретации результатов обследований. При этом выбор конкретных методов, методик выполнения измерений зависит от области применения, а также, от решаемой задачи, в качестве которой может быть изучение физиологических процессов, диагностика, профилактика и лечение отдельных заболеваний, контроль и управление функциями организма, дозирование и нормировка терапевтических воздействий и т.д. В настоящее время получили развитие методы исследования центральной нервной системы и системы анализаторов, сердечнососудистой системы, дыхательного аппарата и желудочно-кишечного тракта. Необходимо также отметить, что значительно расширилась сфера применения медицинской техники.
Для биологических и медицинских методов исследования характерно разнообразие физических принципов, на которых основаны эти методы. Сегодня врачами используется аппаратурные методы регистрации частоты пульса, шумов сердца и легких, биопотенциалов и других физических характеристик биологических объектов.
Развитие физиологического приборостроения и внедрение достижений науки в медицинскую практику позволили открыть совершенно новые возможности для исследования биообъектов. В то же время совершенствуются методы, уже хорошо зарекомендовавшие себя на практике, в основном за счет совершенствования электронной схемотехники, алгоритмов обработки сигналов и методических приемов использования результатов. Хорошо известно, что при исследовании биообъектов ни один из имеющихся методов изолированно, вне связи с другими, не может дать исчерпывающих результатов при изучении многосторонних процессов и явлений, присущих организму.
Звуковые явления в работающем сердце привлекали врачей еще глубокой древности. Аускультативный метод исследования сердца стал достоянием широкого круга врачей только со времени Лаениека (1819), предложившего стетоскоп первый прибор для инструментального исследования сердца. С того времени, за последние 150 лет, аускультация стала одним из важнейших физикальных методов исследования, а сам стетоскоп — даже символом врачебного мастерства (Золотой стетоскоп А. Л. Мясникова).
Однако даже тонкий слух врача не всегда может дать достаточно полное представление о звуковых явлениях в сердце, так как на их характеристику может влиять множество факторов: толщина жирового слоя грудной клетки, спектральный состав звуков сердца, временная характеристика «расположения» шумов в сердечном цикле и, наконец, субъективная оценка звуковых характеристик сердца, что нередко вызывает разногласия и споры даже среди опытных специалистов. Все это снижает ценность аускультативного метода исследования сердца.
Клиническая практика требовала объективных и точных методом получения информации о звуковых явлениях работающего сердца. Одним из таких методой и явилась фонокардиография.
Практическое применение этого метода дает врачу ценную диагностическую информацию, особенно при решении вопроса о характере врожденного или приобретенного порока сердца, позволяет в динамике проследить за послеоперационным течением операций на сердце, объективизировать отдаленные наблюдения. Не следует, однако, понимать, что фонокардиографический метод полностью заменяет аускультацию. Он является лишь ценным дополнением аускультативного исследования, позволяет уточнить характер выслушиваемых звуков сердца, а также дополнительные звуки и шумы, которые ухом могут не восприниматься.
1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ПО ДАННОЙ ТЕМАТИКЕ
1.1 Основы фонокардиографии
Фонокардиография изучает тоны, шумы, возникающие в ходе сердечной деятельности. Сердечные мышцы, клапаны, сухожилия, крупные сосуды, подходящие к сердцу, поток крови являются причинами появления комплекса механических колебаний, причем элементы, под действием сокращения или расслабления сердца совершают механические колебания, что приводит к появлению шумов различной частоты. Спектр частот тонов, появляющихся при этом находится в диапазоне 140-1000 Гц.
Фонокардиографический метод объективизирует данные о тонах и шумах сердца, позволяет рассчитать временные соотношения и некоторые показатели, дает возможность наблюдать за динамикой изменения звуков сердца в связи с течением патологических процессов, их терапией и хирургическими вмешательствами на сердце. Вместе с тем следует отчетливо представлять, что фонокардиограмму нельзя анализировать в отрыве от клинической картины заболевания. Для фонокардиографической записи необходима специальная комната, находящаяся в отдалении от посторонних шумов и аппаратов, обладающих шумовыми и электромагнитными эффектами (моторы, рентгеновские и физиотерапевтические аппараты и т.д.). Температура в помещении должна быть оптимальной. Микрофон должен прикладываться к грудной клетке герметически. Желательно, чтобы фонокардиограф был снабжен приставкой для одновременного выслушивания записываемых звуков [1].
Рисунок 1.1- Точки аускультации сердца
Рисунок 1.2- Частотная характеристика фонокардиограммы
Регистрацию звуковых явлений производят в пяти точках аускультации сердца (рис.1.1, где 1-верхушка сердца, 2-аорта, 3- легочная артерия, 4- трехстворчатый клапан, 5- точка Боткина), однако запись нужно производить с тех точек, которые диктуются индивидуальной необходимостью. С помощью современных фонокардиографов можно записать звуки избирательно с различной частотной характеристикой рис.1.2
Введем некоторые понятия из области акустики. Звуки образуются колебательным движением материальных частиц среды: параметрами этого движения являются смещение (расстояние от точки равновесия), колебательная скорость и ускорение. Создаваемые звуковыми колебаниями сгущения и разрежения среды ведут к изменению давления в ней. При этом прирост и убыль давления образуют звуковое давление.
Частота звука определяется количеством колебаний в единицу времени и измеряется в герцах (Гц) или периодах в секунду. Низким звукам соответствует меньшее, высоким - большее количество колебаний в секунду.