심장신호의 저장 및 출력 기능을 보유한 휴대용 초소형 심전도계의 개발 Development of a Portable Mini-ElectroCardioGraph(ECG) System with Heart-Signal Storage and Display Capability원문보기
현재 우리나라의 질병으로 인한 사망자 중 심장질환으로 인한 사망률이 5위 안에 들어있다. 또한 이러한 심장질환의 이상 현상은 항상 나타나는 것이 아니기 때문에 심장에 이상이 있어서 병원에 가서 검사를 받더라도 결과가 정상으로 나오는 경우가 많다. 그렇다고 검사 장비를 구입하여 사용하기에는 심전도계가 고가이고 부피도 크며, 또한 일반인에게는 팔지 않기 때문에 휴대용 초소형 심전도계의 개발을 매우 필요로 하게 된다.
이를 이용하면 심장에 이상이 있다고 느낄 때 언제, 어디서든 손쉽게 측정할 수 있으며, 또한 측정 결과를 본인이 확인한 후에 바로 병원에 가서 의사에게 검진을 받을 수 있다. 또는 컴퓨터와 연결하여 평소의 심전도 파형을 컴퓨터로 저장하여 평소의 데이터를 의사에게 전달하여 부정맥 등 자주 나타나지 않는 이상도 잡아 낼 수 있다.
본 논문에서는 Op-Amp를 사용한 휴대용 초소형 심전도계(...
현재 우리나라의 질병으로 인한 사망자 중 심장질환으로 인한 사망률이 5위 안에 들어있다. 또한 이러한 심장질환의 이상 현상은 항상 나타나는 것이 아니기 때문에 심장에 이상이 있어서 병원에 가서 검사를 받더라도 결과가 정상으로 나오는 경우가 많다. 그렇다고 검사 장비를 구입하여 사용하기에는 심전도계가 고가이고 부피도 크며, 또한 일반인에게는 팔지 않기 때문에 휴대용 초소형 심전도계의 개발을 매우 필요로 하게 된다.
이를 이용하면 심장에 이상이 있다고 느낄 때 언제, 어디서든 손쉽게 측정할 수 있으며, 또한 측정 결과를 본인이 확인한 후에 바로 병원에 가서 의사에게 검진을 받을 수 있다. 또는 컴퓨터와 연결하여 평소의 심전도 파형을 컴퓨터로 저장하여 평소의 데이터를 의사에게 전달하여 부정맥 등 자주 나타나지 않는 이상도 잡아 낼 수 있다.
본 논문에서는 Op-Amp를 사용한 휴대용 초소형 심전도계(ECG)를 설계 및 구현하였으며, 아날로그 신호인 심장 신호를 ATmega 128을 이용하여 디지털 신호로 변환하고, C언어로 프로그래밍한 소스 프로그램을 ATmega 128 칩에 다운로드하여, 측정된 심장 신호를 그래픽 LCD(Graphic LCD)를 통해 확인할 수 있도록 제작하였고, 컴퓨터와 통신할 수 있는 프로그램을 제작하여 측정된 파형을 컴퓨터에 저장할 수 있게 하였다.
제작된 휴대용 초소형 심전도계는 차동증폭기로 구성된 증폭단과 심장신호에 포함된 원하는 상위 주파수만을 골라내는 HPF(High Pass Filter), 원하는 저주파 대역의 주파수만을 골라내는 LPF(Low Pass Filter) 및 미분 회로를 포함하여 설계하였다. 또한 휴대성을 용이하게 하기 위해서 배터리로 구동될 수 있도록 설계하였다. 제작된 심전도계는 출력 신호가 200mV ～ 6V까지의 범위에서 잡음이 없으면서도 매우 크게 증폭된 신호를 얻을 수 있었으며, 오실로스코프로 측정한 결과 파형과 동일하고, 오실로스코프와 같은 수준의 신뢰성을 갖고 있다.
제작된 휴대용 심전도계는 그 크기를 초소형화 함으로써 언제, 어디서나 쉽고 간편하게 심전도를 측정할 수 있도록 하였고, 시리얼통신으로 결과 파형을 컴퓨터에 저장 할 수 있게 설계 제작하였다. 또한, OrCAD를 이용하여 Layout을 수행하고 PCB로 제작함으로써 대량 생산이 가능하도록 하였다.
현재 우리나라의 질병으로 인한 사망자 중 심장질환으로 인한 사망률이 5위 안에 들어있다. 또한 이러한 심장질환의 이상 현상은 항상 나타나는 것이 아니기 때문에 심장에 이상이 있어서 병원에 가서 검사를 받더라도 결과가 정상으로 나오는 경우가 많다. 그렇다고 검사 장비를 구입하여 사용하기에는 심전도계가 고가이고 부피도 크며, 또한 일반인에게는 팔지 않기 때문에 휴대용 초소형 심전도계의 개발을 매우 필요로 하게 된다.
이를 이용하면 심장에 이상이 있다고 느낄 때 언제, 어디서든 손쉽게 측정할 수 있으며, 또한 측정 결과를 본인이 확인한 후에 바로 병원에 가서 의사에게 검진을 받을 수 있다. 또는 컴퓨터와 연결하여 평소의 심전도 파형을 컴퓨터로 저장하여 평소의 데이터를 의사에게 전달하여 부정맥 등 자주 나타나지 않는 이상도 잡아 낼 수 있다.
본 논문에서는 Op-Amp를 사용한 휴대용 초소형 심전도계(ECG)를 설계 및 구현하였으며, 아날로그 신호인 심장 신호를 ATmega 128을 이용하여 디지털 신호로 변환하고, C언어로 프로그래밍한 소스 프로그램을 ATmega 128 칩에 다운로드하여, 측정된 심장 신호를 그래픽 LCD(Graphic LCD)를 통해 확인할 수 있도록 제작하였고, 컴퓨터와 통신할 수 있는 프로그램을 제작하여 측정된 파형을 컴퓨터에 저장할 수 있게 하였다.
제작된 휴대용 초소형 심전도계는 차동증폭기로 구성된 증폭단과 심장신호에 포함된 원하는 상위 주파수만을 골라내는 HPF(High Pass Filter), 원하는 저주파 대역의 주파수만을 골라내는 LPF(Low Pass Filter) 및 미분 회로를 포함하여 설계하였다. 또한 휴대성을 용이하게 하기 위해서 배터리로 구동될 수 있도록 설계하였다. 제작된 심전도계는 출력 신호가 200mV ～ 6V까지의 범위에서 잡음이 없으면서도 매우 크게 증폭된 신호를 얻을 수 있었으며, 오실로스코프로 측정한 결과 파형과 동일하고, 오실로스코프와 같은 수준의 신뢰성을 갖고 있다.
제작된 휴대용 심전도계는 그 크기를 초소형화 함으로써 언제, 어디서나 쉽고 간편하게 심전도를 측정할 수 있도록 하였고, 시리얼통신으로 결과 파형을 컴퓨터에 저장 할 수 있게 설계 제작하였다. 또한, OrCAD를 이용하여 Layout을 수행하고 PCB로 제작함으로써 대량 생산이 가능하도록 하였다.
Nowadays, the cardiac disorder is the 5th disease of the ones leading people to death in the Republic of Korea. It is hard to be sure whether we have the cardiac disorder or not as the symptoms of the cardiac disorder do not appear in every case. For this reason, a patient can be diagnosed to be nor...
Nowadays, the cardiac disorder is the 5th disease of the ones leading people to death in the Republic of Korea. It is hard to be sure whether we have the cardiac disorder or not as the symptoms of the cardiac disorder do not appear in every case. For this reason, a patient can be diagnosed to be normal even if he has the cardiac disorder. The examination equipment for the cardiac disorder is unaffordable, bulky and it is not permitted to sell on public. Accordingly, the invention of the portable examination equipment is required. This equipment enables people to check the condition of their heart by themselves whenever and wherever it seems to have some problems. Moreover, the people can be diagnosed by medical experts immediately, based on the results. They connect the portable examination equipment to a computer and save their Electrocardiogram’s waveform in it and then send the graph to a personal doctor. Therefore, the doctor can catch strange medical symptoms such as arrhythmia. In this paper, the portable mini ECG has been designed and implemented by using op-amps. It converts analog signal for heart rate to digital one with an ATmega128. A ATmega128 is usually programmed by coded C. Also, it allows us to check the measured waveform through graphic LCD. I have made the system to interface with a computer so that we can save the waveform. The implemented ECG system consists of the gain stage made by a differential amplifier, the HPF which rejects the lower frequencies than the bandwidth of heart signal, the LPF which rejects the upper frequencies than the bandwidth of heart signal, and the differential operator circuit. Besides, the ECG can operate with an alkaline battery for portability. The designed ECG system largely amplifies the output signals ranging from 200mV to 4V without any noise. This is identical to the signal which is measured by an oscilloscope has the same reliability as the oscilloscopes’.
The implemented portable ECG system is capable for measuring an ECG easily in any time and place by minimizing the size of the ECG system and saving the result waveform through a serial communication. Furthermore, I have designed circuit schematic using OrCAD capture and PCB so that it establishes a firm foothold for turning out goods on massive production basis.
Nowadays, the cardiac disorder is the 5th disease of the ones leading people to death in the Republic of Korea. It is hard to be sure whether we have the cardiac disorder or not as the symptoms of the cardiac disorder do not appear in every case. For this reason, a patient can be diagnosed to be normal even if he has the cardiac disorder. The examination equipment for the cardiac disorder is unaffordable, bulky and it is not permitted to sell on public. Accordingly, the invention of the portable examination equipment is required. This equipment enables people to check the condition of their heart by themselves whenever and wherever it seems to have some problems. Moreover, the people can be diagnosed by medical experts immediately, based on the results. They connect the portable examination equipment to a computer and save their Electrocardiogram’s waveform in it and then send the graph to a personal doctor. Therefore, the doctor can catch strange medical symptoms such as arrhythmia. In this paper, the portable mini ECG has been designed and implemented by using op-amps. It converts analog signal for heart rate to digital one with an ATmega128. A ATmega128 is usually programmed by coded C. Also, it allows us to check the measured waveform through graphic LCD. I have made the system to interface with a computer so that we can save the waveform. The implemented ECG system consists of the gain stage made by a differential amplifier, the HPF which rejects the lower frequencies than the bandwidth of heart signal, the LPF which rejects the upper frequencies than the bandwidth of heart signal, and the differential operator circuit. Besides, the ECG can operate with an alkaline battery for portability. The designed ECG system largely amplifies the output signals ranging from 200mV to 4V without any noise. This is identical to the signal which is measured by an oscilloscope has the same reliability as the oscilloscopes’.
The implemented portable ECG system is capable for measuring an ECG easily in any time and place by minimizing the size of the ECG system and saving the result waveform through a serial communication. Furthermore, I have designed circuit schematic using OrCAD capture and PCB so that it establishes a firm foothold for turning out goods on massive production basis.
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