önsöz

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ
ELEKTRİK – ELEKTRONİK FAKÜLTESİ
KALP SESİ VE KALP ATIM HIZI ÖLÇER
BİTİRME ÖDEVİ
ERGİN BİLGİN
040040352
Bölümü: Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Bölümü
Programı: Elektronik Mühendisliği
Danışmanı: Prof. Dr. İnci Çilesiz
MAYIS 2012
ÖNSÖZ
Bu çalışma esnasında desteğini hiç eksik etmeyen, karşılaştığım her sorunda bilgisi
ve tecrübesiyle bana ışık tutan, saygıdeğer hocam, danışmanım
Prof. Dr. İnci
Çilesiz’e sonsuz teşekkürlerimi sunarım.
Desteklerinden dolayı arkadaşım Dr. Meltem Yıldırım’a ve annem Bircan Cılız’a
teşekkürlerimi iletmek istiyorum.
Mayıs 2012
Ergin BİLGİN
ii
İÇİNDEKİLER
KISALTMALAR
TABLO LİSTESİ
ŞEKİL LİSTESİ
ÖZET
SUMMARY
iv
v
vi
vii
viii
1. GİRİŞ
1
1.1 Giriş ve Çalışmanın Amacı
1
2. KALBİN YAPISI
3
2.1 Kalbin Konumu ve Fizyolojisi
3
2.2 Kalp Döngüsü
4
2.3 Kalp Sesleri
5
2.31 Anormal Kalp Sesleri
6
2.4 Nabız
6
3. KALP SESLERİNİN ELDE EDİLMESİ
3.1 Dönüştürücü Özellikleri
11
11
3.1.1 Tasarımdaki Dönüştürücü
12
3.2 Sürücü Devresi
14
3.3 Ön Kuvvetlendirici Devresi
15
3.4 Alçak Geçiren Filtre
17
3.5 Kuvvetlendirici Devresi
18
4. KALP SESLERİNİN SAYISALLAŞTIRILMASI
20
4.1 Mikro Denetleyiciler
20
4.2 Tasarımdaki Mikro Denetleyici
22
4.3 Mikro Denetleyicili Devre
23
4.4 Denetleyici Yazılımı
27
5. SONUÇLAR
28
KAYNAKLAR
30
ÖZGEÇMİŞ
iii
KISALTMALAR
EKG
CMRR
: Elektrokardiyogram
: Ortak İşaret Bastırma Oranı
iv
TABLO LİSTESİ
Sayfa No
Tablo 2.1. Yaşlara göre nabız aralıkları …………………………………….
Tablo 2.2. Nabzın hızını belirleyen bazı etkenler ………………………......
Tablo 4.1. Ortak anot ve katot ekrana gönderilen veriler ve görülecek sayılar
v
8
10
24
ŞEKİL LİSTESİ
Sayfa No
Şekil 2.1
Şekil 2.2
Şekil 2.3
Şekil 2.4
Şekil 2.5
Şekil 2.6
Şekil 3.1
Şekil 3.2
Şekil 3.3
Şekil 3.4
Şekil 3.5
Şekil 3.6
Şekil 4.1
Şekil 4.2
Şekil 4.3
Şekil 4.4
: Kalbin Görünümü
: Sol karıncık ilgili olarak kalp döngüsünde ortaya çıkan olaylar
: Kalp seslerinin çeşitli frekanslardaki titreşimlerin genlikleri
: Aort çıkışı nabız
: Sağ koldaki atardamarlar
: Karotis atardamarının yeri
: Biyolojik işaretin elde edilmesi
: Çalışmada kullanılan dönüştürücü
: İşaret oluşturma ve sürme devresi
: Enstrümantasyon Kuvvetlendirici
: Alçak Geçiren Filtre
: Eviren Kuvvetlendirici
: PIC16F628A’nın bacaklarının diyagramı
: PIC16F628A denetleyicisinin çalışma diyagramı
: Yedi bölmeli ekran ve iç yapısı
: Mikro denetleyicili devre
vi
3
5
6
8
9
9
11
13
14
15
17
19
22
23
24
26
ÖZET
Kalp sesleri, kalbin çalışmasına bağlı olarak içerdeki kan akışımın neden olduğu
seslerdir. Normal ve anormal olan birçok kalp sesinden, en rahat duyulabilen kalbin
birinci ve ikinci sesidir. Bu iki ses, kapakçıkların açılı kapanması ve kanın loblara
dolmasıyla oluşur. Kalbin sürekli olan çalışması sonucu bu iki ses sürekli ortaya
çıkar. Bu sesleri değerlendirmek, insan sağlığı açısından çok önemlidir. Kalbin bu
sesini, steteskop ile dinleyerek ya da EKG çekimi ile gözlemleyebiliriz. Bununla
birlikte, kalp seslerini değerlendirmenin başka bir yolu da nabız ölçümüdür.
Nabzı ölçerek, kalbin ana iki sesini elde edebiliriz. Bunun da yardımıyla kalbin
çalışması hakkında bilgi sahibi olmuş oluruz. Nabız ölçümü, ayrıntıya girmeden
kalbin genel durumu hakkında bize bilgi veren pratik bir yöntemdir.
Bu tasarımın amacı da kol bileğinden alınan nabız işaretini, elektronik devreler
yardımıyla işlemek ve kalbin dakikada kaç defa attığını bir ekranda göstermektir.
Böylelikle hastanın kalbinin dakika kaç defa attığı, hastanın giysilerini çıkarmadan
ya da hastayı EKG gibi nabız ölçüm devresine göre daha karmaşık cihazlara
bağlamadan öğrenmiş olacağız.
Devre tasarımını kısaca özetlersek, öncelikle biyolojik işaret olan nabzı, bir adet
algılayıcı ve sürücü devresiyle elektrik işaretine çeviririz. Sonrasında sırasıyla
enstrümantasyon kuvvetlendiricisi, alçak geçiren filtre ve kuvvetlendirici
devresinden geçiririz. Son olarak da bir mikro denetleyici yardımıyla işlediğimiz
işaretimizi yedi bölmeli bir ekran da gösteririz.
vii
SUMMARY
Heart sounds are generated by flow of blood through the heart. The most audible
heart sounds are the first and second sounds. These two sounds are generated as a
result of opening and closing of heart valves and filling of heart chambers by blood.
The analysis of these sounds is very important for human circulatory health. Heart
sounds can be listened to using a stethoscope or analyzed by phonocardiography.
There is another way and this is “pulse” measurement. With this method, we can
have information about the heart’s condition.
The aim of this project was to process pulse signals taken from the wrist with
electronic circuits and to show heart beats in a minute. Number of heart beats in a
minute is measured without a need to take off clothes.
We convert the heart pulse, which is a biological signal, an electrical signal by using
a sensor and driver circuit. Then, there are instrumentation amplifier circuit, low pass
filter and amplifier circuit. Finally, our signal processed in a microcontroller, is
shown on a 7 segment display.
viii