Multipla elektroder för elektrisk behandling av förmaksarytmi

More documents

Recommendations

Info

4.2.2 Delsystem – kommunikation Varje slav AD-omvandlar en insignal med högsta frekvensinnehållet 200 Hz, så för att mastern med säkerhet ska kunna detektera denna frekvens sänds uppdaterad AD-data tusen gånger i sekunden. Tolv slavar som sänder två byte data tusen gånger per sekund ger lägsta överföringshastigheten 12 × 2 × 8× 1000 = 192000 bit/s, så för att ha god marginal på kommunikationsbussen och eftersom den stöds av både mastern och slaven har hastigheten valts till 560 kbit/s. För att kommunicera över gränssnittet mellan yttre och inre elektronik och klara kravet på 1500 V överslagsskydd används optokopplare, som finns i flera olika utföranden och klarar höga överföringshastigheter. Kommunikationen sker över en parallell buss med två ledare där masterns TxD når alla slavars RxD, och masterns RxD når allas TxD. Det betyder att varje slavkort behöver två optokopplare, totalt tjugofyra stycken. Till PC Master CPU Galvaniskt gränssnitt Figur 4.4 Slavkorten har fått optokopplare över kommunikationsgränssnittet 4.2.3 Delsystem – detektering Signalen från elektroden som når slavkortet har en amplitud av storleksordningen 10 mV, medan slavprocessorns AD-omvandlare har 10 bitars upplösning och omfånget 5 V. Detta ger upplösningen 5 2 5 1024 4, 9 10 = ≈ mV. Signalen måste alltså förstärkas flera hundra gånger för att AD-omvandlarens hela omfång ska användas. Den svaga epikardiesignalen når slavkortet via elektrodens nästan en meter långa kablar där flera störningar kommer fångas upp. De kraftigaste störningarna kommer att ligga runt 50 Hz men så länge elektrodernas kablar hålls samlade kommer dessa störningar vara av typen ”Common Mode”, där anoden och katoden svänger i fas med samma amplitud. Denna störning neutraliseras genom att hålla katoden som referensjord och enbart mäta differensen mellan anod och katod. Övriga störningar som inte uppträder som Common Mode såsom högfrekvent odefinierat brus och lågfrekventa transienter måste dock filtreras bort. Viktigast av dessa är restpolarisationen som bildas i hjärtvävnaden efter en stimuleringspuls. Denna avklingar ungefär enligt 2 -30t (empiriskt från oscilloskop, se även kapitel 8.1), och kan därför anses försumbar först efter 32 O P T O O P T O O P T O Slavkort Slavkort Slavkort Slav CPU Slav CPU Slav CPU Till elektroder
drygt 250ms. Det är önskvärt att se verkan av en puls redan efter 50 - 100 ms, och eftersom frekvensinnehållet i transienten ligger i trakterna mellan 1 - 20 Hz måste denna dämpas kraftigt. Till sist måste den behandlade signalen lyftas 2,5 V eftersom elektrodsignalen kan ha både positivt och negativt utslag, men AD-omvandlaren kräver en input i intervallet 0 - 5 V. Man kan bygga enkla och billiga men effektiva förstärkare och filter med hjälp av operationsförstärkare (op-förstärkare). Dessa har oftast hög impedans på ingångarna vilket är ett måste eftersom signalen från elektroden kommer vara mycket svag och inte orkar driva en lågimpedansingång. Dessutom kommer inte op-förstärkaren ändra utseendet på den stimuleringspuls som förmaket ska ges via samma elektrod. Det finns op-förstärkare med så kallade Rail-to-Rail-egenskaper, vilket innebär att op-förstärkaren kan ge en utsignal som ligger mycket nära matningsspänningen. Detta kan användas för att skydda AD-omvandlaren mot överspänningar genom att förstärkaren sitter som sista steg innan omvandlaren matas med omvandlarens referensspänning, 0 V och 5 V. 4.2.4 Delsystem – stimulering Varje elektrod ska kunna leverera en stimuleringspuls till epikardiet. Masterprocessorn bestämmer när pulsen ska komma, samt hur lång och hur kraftig den ska vara. Längden på pulsen regleras lättast genom att låta slavprocessorn räkna tiden och ha en utpinne som styr en stimuleringskrets. Kretsen ger spänning till hjärtat när pinnen går hög och avbryter när pinnen går låg. För att kunna variera spänningen i pulsen används slavprocessorns PWM-utgång (Pulse Width Modulator). Utgången levererar kontinuerligt en fyrkantsvåg med fast frekvens men varierbar dutycycle. Fyrkantsvågen filtreras sedan kraftigt över en enkel RC-krets och den i stort sett jämna spänning som fås kan ladda kondensatorer till nästa stimulering. Det är önskvärt att kunna stimulera med spänningar upp till 10 V och eftersom en filtrerad PWMsignal med 100 % dutycycle ger 5 V laddningsspänning måste två kondensatorer användas. Deras spänningar adderas sedan vid stimulering för att få önskvärd pulsstyrka. Eftersom spänningen byggs upp i kondensatorer kommer inte pulsstyrkan vara konstant under hela stimuleringspulsen, den kommer att falla mer med längre puls. Genom att välja tillräckligt stora kondensatorer kan dock detta spänningsfall anses försumbart. De bör klara att hålla 5 V var och leverera 3 mA under max 5 ms, vilket ger en kondensator av −3 −3 storleksordningen ( 3× 10 × 5× 10 ) 5 = 3 µF. Denna uträkning bortser dock från att spänningen faller i kondensatorerna, därför bör de väljas med kapacitansen > 30 µF. 4.2.5 Delsystem – spänningsmatning Gränssnittet mellan slavkorten och omgivningen kräver även att spänningsmatningen till korten sker ”trådlöst”. Det finns gott om spänningsomvandlare på marknaden som gör detta och de kallas spänningsomvandlare för att de även kan ge högre och inverterade spänningar än vad de matas med. Eftersom signalen från epikardiet är omväxlande positiv och negativ måste vissa op-förstärkare som används matas med ± 5 V för att inte tappa bort den negativa delen av signalen. Därför behövs en spänningsomvandlare som ger utspänningen + 5 V och – 5 V, såväl som referensjord, 0 V. Ett annat krav som finns på slavkortens spänningsmatning är upprampningsutseendet vid uppstart. Slavprocessorn behöver en relativt snabb spänningsstigning, helst en jämn kurva från 0 V till 5 V på < 100 µs, för att man ska kunna vara säker på att den har startat korrekt. Spänningsomvandlare bör klara detta om de i sin tur får ett tillräckligt snabbt inspänningstillslag. 33
Page 1: Rapport nr. 230 Utveckling av multi
Page 4 and 5: Sammanfattning Hjärtrytmsrubbninga
Page 6 and 7: Innehållsförteckning 1. Inledning
Page 9 and 10: 1. Inledning En stor andel av befol
Page 11: • Fas 2: 1/3 - 16/4. Prototypfas.
Page 14 and 15: 2.1.1 Aktionspotential Kroppens ner
Page 16 and 17: 2.2 Hjärtrytmsrubbningar Hjärtryt
Page 18 and 19: Hjärtceller utanför hjärtats ret
Page 20 and 21: denna komplikation men undersöknin
Page 22 and 23: 2.4 Teknisk bakgrund Till skillnad
Page 24 and 25: än en femkrona. Elektroniken byggs
Page 26 and 27: Att dessa båda detaljer inte är b
Page 28 and 29: 3.2 Design av vakuumsystem och pane
Page 30 and 31: på patienten ska vara galvaniskt h
Page 34 and 35: 4.2.6 Delsystem - elektrodkonfigure
Page 36 and 37: 4.3 Konstruktion Kompletta elektron
Page 38 and 39: Figur 4.11 Pacemakerns externa ansl
Page 40 and 41: Dock ligger fortfarande högfrekven
Page 42 and 43: Monopolär användning Bipolär anv
Page 45 and 46: 5. Mjukvara 5.1 Systemkrav De hård
Page 47: stationär dator långa interruptru
Page 50 and 51: Detta val visade sig under projekte
Page 52 and 53: Individuella slavkommandon: • Res
Page 54 and 55: • Indikatorer för status hos sla
Page 56 and 57: På vänster sida kan de olika kana
Page 58 and 59: 6.5.2 Detektering Då kommandot ”
Page 60 and 61: Dessa mätningar buffras i C504:ans
Page 62 and 63: Timer2 interrupt SSC interrupt Tx m
Page 64 and 65: Adress 4 bitar Info, 4 bitar Adress
Page 66 and 67: 6.7.3 Överföringsprotokoll mellan
Page 68 and 69: Slavarna i systemet har en typisk p
Page 70 and 71: l) Den oönskade energi som kan avg
Page 72 and 73: 7.4 Felträdsanalys För att kunna
Page 74 and 75: 8. Tester 8.1 Undersökning av rest
Page 76 and 77: Figur 8.2 Samtliga insamlad data me
Page 78 and 79: 2 Figur 8.5. Sugmärken (1) på kam
Page 80 and 81: Figur 8.8 Ett spontant slag detekte
Page 83 and 84:
9. Framtida utveckling 9.1 Elektron
Page 85 and 86:
10. Resultat I det här projektet h
Page 87 and 88:
X.3 Artiklar Tomczak C, Cook L, Hae
Page 89 and 90:
Y. Bilagor Y.1 Kravspecifikation Kr
Page 91 and 92:
Y.2 Handledning Y.2.1 Funktionalite
Page 93 and 94:
Strömställare för normal drift/f
Page 95 and 96:
Y.4.2 Portkonfiguration - C165 95
Page 97 and 98:
2. Placera en ring av Epoxylim runt
Page 99 and 100:
Y.7 Steriliseringsinstruktioner Ste
Page 101 and 102:
101
Page 103 and 104:
103
Page 105 and 106:
Y.9.2 Slavkort 105
Page 107:
107
show all

Multipla elektroder för elektrisk behandling av förmaksarytmi

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?