1 ΗΛΕΚΤΡΟΚΑΡΔΙΟΓΡΑΦΟΣ (ΗΚΓ / ECG) Καραΐσκου Αγγελική-Ηλέκτρα Κωλέτσης Δημήτρης Παππάς Ανδριανός Χονδρού Μαρία

μου κανε την καρδιά, περιβόλι… ράγισε η καρδιά μου... πήγε η καρδιά μου στην Κούλουρη... “Η καρδιά μου χτυπά μόνο για σένα” “Πήγε” από καρδιά... 2/37

Περιεχόμενα 3/37 1. Η Καρδιά-Φυσιολογία 2. Το Ηλεκτροκαρδιογράφημα 2.1 Ανάγκη για ηλεκτροκαρδιογράφημα 2.2 Ιστορική Αναδρομή 2.3 Σημερινοί ECG-Εφαρμογές 2.4 Απαγωγές Συμβατικού Ηλεκτροκαρδιογραφήματος 3.Υλοποίηση 3.1 Εξειδικευμένα Ολοκληρωμένα Κυκλώματα 3.2 PCB Design 3.3 Κατασκευή 4. Demo

Περιεχόμενα 4/37 1. Η Καρδιά-Φυσιολογία 2. Το Ηλεκτροκαρδιογράφημα 2.1 Ανάγκη για ηλεκτροκαρδιογράφημα 2.2 Ιστορική Αναδρομή 2.3 Σημερινοί ECG-Εφαρμογές 2.4 Απαγωγές Συμβατικού Ηλεκτροκαρδιογραφήματος 3.Υλοποίηση 3.1 Εξειδικευμένα Ολοκληρωμένα Κυκλώματα 3.2 PCB Design 3.3 Κατασκευή 4. Demo

Φυσιολογία Κυκλοφορικό Σύστημα: ●μηχανισμός μεταφοράς ζωτικών ουσιών ●συνεχές κύκλωμα Αποτελείται από: ●καρδιά - αντλία ●αιμοφόρα αγγεία 5/37

Καρδιακός Κύκλος - Οι φάσεις Α. Ισογκομετρική συστολή P Β. Φάση εξώθησης 1.γρήγορη - Pmax 2.περιορισμένη - κλείσιμο βαλβίδων Γ. Ισογκομετρική διαστολή P Δ. Φάση πλήρωσης Pκόλπων>Pκοιλιών Συστολή Διαστολή 6/37 P

●Αυτοματία καρδιάς ●Κέντρο ●60-80 ερεθίσματα/min 7/37 E ρεθισματαγωγό /Bηματοδοτικό σύστημα

Περιεχόμενα 8/37 1. Η Καρδιά-Φυσιολογία 2. Το Ηλεκτροκαρδιογράφημα 2.1 Ανάγκη για ηλεκτροκαρδιογράφημα 2.2 Ιστορική Αναδρομή 2.3 Σημερινοί ECG-Εφαρμογές 2.4 Απαγωγές Συμβατικού Ηλεκτροκαρδιογραφήματος 3.Υλοποίηση 3.1 Εξειδικευμένα Ολοκληρωμένα Κυκλώματα 3.2 PCB Design 3.3 Κατασκευή 4. Demo

Ανάγκη για ΗΚΓ ●Ανώδυνη εξέταση - διάρκεια 5’ ●Καταγραφή πολλών δυσλειτουργιών: - Υπερτροφία καρδιάς - Ισχαιμία / Έμφραγμα του μυοκαρδίου - Αποκλεισμοί περιοχών από τη μη διέλευση του αίματος - Βιοχημικές διαταραχές στους ηλεκτρολύτες / τοξικές αντιδράσεις φαρμάκων - Αρρυθμίες - Διαταραχές ΗΚΓ (λύση, π.χ. η εμφύτευση απινιδωτή) - Τεστ κοπώσεως (στεφανιαία καρδιακή νόσος) 9/37

1843 Emil Du Bois- Reymond 1887 Augustus Waller 1893 Willem Einthoven Ιστορική Αναδρομή /37

11/37 Ιστορική Αναδρομή

Το φυσιολογικό ΗΚΓ ●Καταγράφει ρυθμό και ηλεκτρική δραστηριότητα του ερεθισματαγωγού συστήματος 12/37 P R QS T

Η λύση Μέτρηση φασικής διαφοράς (καθυστέρηση διάδοσης δυναμικού) Καθορισμένες θέσεις ηλεκτροδίων λήψης Σύγκριση με φυσιολογικό ΗΚΔ Δυναμικό διέγερσης (SA node) Πτώση τάσης (όταν απόσταση από πηγή) 13/37 Το πρόβλημα

Απαγωγές ηλεκτροδίων λήψης Διπολικές Μονοπολικές 14/37 Απαγωγές

15/37 Παραδείγματα Εφαρμογών

Περιεχόμενα 16/37 1. Η Καρδιά-Φυσιολογία 2. Το Ηλεκτροκαρδιογράφημα 2.1 Ανάγκη για ηλεκτροκαρδιογράφημα 2.2 Ιστορική Αναδρομή 2.3 Σημερινοί ECG-Εφαρμογές 2.4 Απαγωγές Συμβατικού Ηλεκτροκαρδιογραφήματος 3.Υλοποίηση 3.1 Εξειδικευμένα Ολοκληρωμένα Κυκλώματα 3.2 PCB Design 3.3 Κατασκευή 4. Demo

Υλοποίηση Analog Front- End (AFE) Analog Input (audio card) ADC Digital Input (USB comm.) Ψηφ. Φίλτρα Απεικόνιση / Εκτύπωση 17/37

Analog Front-End ●Eνισχυτές και φίλτρα ●Εξειδικευμένα Κυκλώματα ●Έτοιμο ολοκληρωμένο κύκλωμα AFE Ενίσχυση Φιλτράρισμα 18/37

AD8232 (Analog Devices) ●Εξειδικευμένο AFE ●Για ECG κυρίως 19/37

Από το Κύκλωμα στην Πλακέτα 20/37

ECAD software ●Εξειδικευμένο CAD software για σχεδιασμό PCB και IC ●EAGLE (CadSoft) ●KiCAD (Open Source ☺) 21/37

Schematic 22/37

Προσθήκη Στοιχείου 23/37

Printed Circuit Board Design 24/37

Ενώνοντας τα στοιχεία με γραμμές 25/37

Τελικό Σχέδιο 26/37

Layers / Masks 27/37 Copper Mask Solder Mask Silk Mask Drill Mask

Vias - ενώνοντας τις δύο μεριές 28/37

Vias - ενώνοντας τις δύο μεριές 29/37

Vias - ενώνοντας τις δύο μεριές 30/37

3D απεικόνιση της πλακέτας 31/37

IC Packaging ●Τελικό στάδιο κατασκευής ολ. κυκλωμάτων ●Διάφορες μορφές και μεγέθη ●Προστασία ●Συναρμολόγηση ●Through-hole ●Surface Mounted 32/37

33/37

34/37

Κόλληση Στοιχείων SMD vs Through-hole 35/37

Περιεχόμενα 36/37 1. Η Καρδιά-Φυσιολογία 2. Το Ηλεκτροκαρδιογράφημα 2.1 Ανάγκη για ηλεκτροκαρδιογράφημα 2.2 Ιστορική Αναδρομή 2.3 Σημερινοί ECG-Εφαρμογές 2.4 Απαγωγές Συμβατικού Ηλεκτροκαρδιογραφήματος 3.Υλοποίηση 3.1 Εξειδικευμένα Ολοκληρωμένα Κυκλώματα 3.2 PCB Design 3.3 Κατασκευή 4. Demo

37/37 Ευχαριστούμε