EKG Cihazlarının Çalışma Prensipleri ve Tasarım Temelleri: Tıp Elektroniğine Giriş

Bu makalede EKG cihazlarının çalışma prensiplerini ve tasarım temellerini öğrenmeye çalışacağız.

Makale, Tıp elektroniği ile ilgilenen veya tıp elektroniği öğrenmek isteyen kişiler içiçn başlangıç rehberi niteliğindedir. EKG temellerini anladıktan sonra, mikrodenetleyicilerle bir EKG cihazı yapılabilir mi, kısaca o konuya da değineceğiz. 

Elektrokardiyografi (EKG veya ECG), bir kişinin kalp kasının elektriksel aktivitesini ölçmek ve kaydetmek için kullanılan bir tıbbi test yöntemidir. Bu test, kalp atışlarının ritmini, hızını, düzenini ve potansiyel olarak kalp hastalıklarını değerlendirmek için doktorlar tarafından sıkça kullanılır.

Elektrokardiyografi, elektrot adı verilen yapışkan elektrodların cilt yüzeyine yerleştirilmesiyle gerçekleştirilir. Bu elektrodlar, kalp tarafından üretilen elektrik sinyallerini alır ve bu sinyaller bir EKG makinesi tarafından kaydedilir. Elde edilen EKG grafiği, kalp atışlarının dalgalar halinde nasıl oluştuğunu ve kalbin farklı bölümlerindeki elektriksel aktiviteyi gösterir.

EKG'nin kullanım alanları şunlar olabilir:

1. Kalp hastalıklarının teşhisi: EKG, kalp krizi, kalp ritmi bozuklukları, kalp yetmezliği ve diğer kalp hastalıklarının teşhisinde yardımcı olabilir.
2. İlaç veya tedavi etkinliğinin izlenmesi: EKG, belirli ilaçların veya tedavilerin kalp üzerindeki etkilerini izlemek için kullanılabilir.
3. Preoperatif değerlendirme: Ameliyat öncesinde hastanın kalp sağlığını değerlendirmek amacıyla EKG kullanılabilir.
4. Rutin sağlık kontrolleri: Bazı durumlarda, düzenli sağlık kontrollerinin bir parçası olarak EKG testleri yapılabilir.

EKG cihazı bileşenleri

Temel olarak, EKG sistemi aşağıdaki bileşenlerden oluşur:

1. Elektrodlar: EKG'nin en dışta bulunan bileşenleri elektrodlardır. Bunlar, cilt yüzeyine yerleştirilen metal plakalardır ve kalp tarafından üretilen elektriksel aktiviteyi algılamak için kullanılır.

2. Elektrot Bağlantıları: Elektrodların cilde bağlanması için kullanılan kablolar ve konektörlerdir. Elektrodlardan alınan elektrik sinyalleri bu kablolar aracılığıyla EKG makinesine iletilir.

3. Amplifikatör: Elektrodlardan gelen zayıf elektriksel sinyallerin yükseltilmesi ve güçlendirilmesi amacıyla kullanılan elektronik bileşendir. Bu adım, sinyallerin daha güçlü ve daha kolay okunabilir hale getirilmesini sağlar.

4. Analog-Dijital Dönüştürücü (ADC): Amplifikatör tarafından güçlendirilen analog sinyaller, sayısal verilere dönüştürülür. Bu, bilgisayarlar ve dijital cihazlarla uyumlu hale getirir.

5. Veri İşleme Birimi: Sayısal sinyaller, EKG dalgalarını oluşturmak ve görüntülemek için işlenir. Bu bileşen, farklı EKG dalgalarını ve kalp aktivitesinin çeşitli yönlerini tanımlamak ve analiz etmek için gerekli işlemleri gerçekleştirir.

6. Ekran veya Kaydedici: EKG dalgaları, bir ekran veya kağıt üzerinde görüntülenir ve kaydedilir. Bu, doktorların kalp ritmini değerlendirmesine ve muayene sonuçlarını kaydetmesine olanak tanır.

7. Bilgisayar veya Veri Depolama: Günümüzde, EKG verileri dijital olarak saklanabilir ve hastaların tıbbi kayıtlarına entegre edilebilir. Bu veriler uzun vadeli takip ve analiz için kullanılabilir.

Kalp frekansları

Elektrokardiyogram (EKG) dalgaları, genellikle düşük frekanslı elektriksel sinyallerdir. Kalp kasının elektriksel aktivitesini yansıttığı bu dalgalar, belirli frekans aralıklarında bulunur. Temel EKG dalgaları ve frekans aralıkları şunlardır:

1. P Dalga: Atriyumların depolarizasyonunu (kasılmasını) yansıtan dalga. Genellikle 0.05-3 Hz (3-180 bpm) frekans aralığında bulunur.

2. QRS Kompleksi: Ventriküllerin depolarizasyonunu yansıtan kompleks. Genellikle 0.05-3 Hz (3-180 bpm) frekans aralığında bulunur.

3. T Dalga: Ventriküllerin repolarizasyonunu (geri kazanımını) yansıtan dalga. Genellikle 0.05-3 Hz (3-180 bpm) frekans aralığında bulunur.

Bu frekans aralıkları, insan kalbinin normal elektriksel aktivitesinin temel özelliklerini içerir. EKG dalgaları tıbbi analizler ve teşhisler için değerlendirilirken, belirli dalgaların zamanlaması ve şekli, kalp sağlığı hakkında önemli bilgiler sunabilir.

Makalenin İkinci Kısmı : Mikrodenetleyici ile ECG Cihazı Tasarlamak