Įtampa pagrįstas aritmijos detektorius naudojant „Arduino“: 7 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:47

Širdies aritmija kasmet kamuoja maždaug keturis milijonus amerikiečių (Teksaso širdies institutas, 2 dalis). Nors kiekviena širdis patiria ritmo ir dažnio pokyčius, lėtinės širdies aritmijos gali būti mirtinos jų aukoms. Daugelis širdies aritmijų taip pat yra laikinos, o tai reiškia, kad diagnozuoti gali būti sunku. Be to, aptikimo procesas gali būti brangus ir nepatogus. Pacientui gali tekti nešioti Holterį ar įvykių monitorių nuo kelių dienų iki vieno mėnesio, atlikti širdies kateterizavimą arba po oda implantuoti kilpų registratorių. Daugelis pacientų atsisako diagnostinių tyrimų dėl nepatogumų ir kainos (NHLBI, 18–26 dalys).

Pastaruoju metu buvo pranešta apie kelis atvejus, kai išmanieji laikrodžiai, pvz., „Apple Watch“, suvokė ritminius pulso jutiklių anomalijas, paskatindami dėvėtojus kreiptis į gydytoją (Griffin, 10–14 p.). Tačiau išmanieji laikrodžiai yra brangūs, todėl jais nesinaudoja dauguma gyventojų. Finansiniai ištekliai buvo laikomi ir kriterijumi, ir apribojimu ritmo aritmijos detektoriui (RAD), nes nebuvo galima įsigyti brangių komponentų, o prietaisas turėjo būti ir palyginti prieinamas, ir patogus, tačiau tiksliai atpažinti aritmijas.

1 žingsnis: medžiagos

„Arduino UNO“plokštė

dvidešimt šeši trumpikliai

A10K omų potenciometras

6x2 LCD ekranas

Pulso jutiklis

Šarminė 9 V baterija

USB 2.0 A - B Male/Male tipo periferinis kabelis

Šarminis akumuliatorius/9 V nuolatinės srovės įėjimas

Vienos eilės duonos lenta, litavimo ir litavimo įrankiai

16 atsiskyrusių kaiščių kolonų

„Arduino IDE“atsisiųstas kodavimui ir kaiščių jungtims

2 žingsnis: projektavimas ir metodika

Aritmijos jutiklis, pagrįstas dažniu, iš pradžių buvo sukurtas kaip apyrankė. Tačiau vėliau buvo pripažinta, kad jo aparatūra nebuvo pakankamai kompaktiška, kad tilptų tokia forma. RAD šiuo metu pritvirtintas prie 16,75x9,5 cm. polistirolo plokštę, todėl ji vis dar yra nešiojama, lengva ir patogi, palyginti su kitomis aritmijos aptikimo formomis. Taip pat buvo tiriamos alternatyvos. RAD buvo pasiūlyta atpažinti elektrinio PQRST komplekso anomalijas, tačiau kainos ir dydžio apribojimai neleido prietaisui turėti elektrokardiogramos (EKG) galimybių.

RAD yra orientuotas į vartotoją. Tiesiog reikia, kad vartotojas padėtų pirštą ant pulso jutiklio ir leistų jam stabilizuotis maždaug dešimt sekundžių. Jei paciento pulsas patenka į diapazoną, susijusį su nepastoviu širdies elgesiu, pvz., Bradikardija ar tachikardija, LCD apie tai praneša pacientui. RAD gali atpažinti septynis pagrindinius širdies ritmo sutrikimus. RAD nebuvo išbandytas pacientams, kuriems anksčiau buvo diagnozuota aritmija, tačiau prietaisas aptiko „aritmijas“, imituotas prieš inžinierių patiriant fizinę įtampą ir imituojant pulsą, kad infraraudonųjų spindulių jutiklis galėtų aptikti. Nors RAD turi primityvią įvesties įrangą, palyginti su kitais aritmijos diagnostikos prietaisais, ji yra ekonomiškas, į vartotoją orientuotas stebėjimo prietaisas, kuris gali būti ypač naudingas pacientams, turintiems genetinių ar gyvenimo būdo polinkių į aritmijos vystymąsi.

3 žingsnis: širdies jutiklis

Šiame projekte naudojamas širdies jutiklis naudoja infraraudonųjų spindulių bangas, kurios praeina per odą ir atsispindi nuo nurodyto indo.

Tada bangos atsispindi nuo indo ir nuskaito jutiklis.

Tada duomenys perkeliami į „Arduino“, kad būtų rodomas LCD ekranas.

4 žingsnis: jungtys

1. Pirmasis LCD (VSS) kaištis buvo prijungtas prie žemės (GND)

2. Antrasis LCD (VCC) kaištis buvo prijungtas prie „Arduino“5 V maitinimo įvesties

3. Trečiasis LCD (V0) kaištis buvo prijungtas prie antrojo 10K potenciometro įvesties

4. Bet kuris iš potenciometro kaiščių buvo prijungtas prie žemės (GND) ir 5 V maitinimo šaltinio

5. Ketvirtasis LCD (RS) kaištis buvo prijungtas prie dvylikos „Arduino“kaiščio

6. Penktasis LCD (RW) kaištis buvo prijungtas prie žemės (GND)

7. Šeštasis LCD (E) kaištis buvo prijungtas prie vienuolikos „Arduino“kaiščio

8. Vienuoliktas skystųjų kristalų (D4) kaištis buvo prijungtas prie penktojo „Arduino“kaiščio

9. Dvyliktasis „Arduino“kaištis (D5) buvo prijungtas prie keturiojo „Arduino“kaiščio

10. Tryliktas LCD ekranas (D6) buvo prijungtas prie trečiojo „Arduino“kaiščio

11. Keturioliktasis LCD kaištis (D7) buvo prijungtas prie antrojo „Arduino“kaiščio

12. Penkioliktasis LCD (A) kaištis buvo prijungtas prie 5 V maitinimo šaltinio

13. Galiausiai šešioliktas LCD (K) kaištis buvo prijungtas prie žemės (GND).

14. Pulsinio jutiklio S laidas buvo prijungtas prie „Arduino“A0 kaiščio, 15. Antrasis laidas buvo prijungtas prie 5V maitinimo šaltinio, o trečiasis kaištis buvo prijungtas prie žemės (GND).

Schema paskelbta siekiant geriau suprasti ryšius.

5 žingsnis: IDE ir kodai

Kodai buvo įdiegti „Arduino IDE“. C ir Java programavimo kalbos buvo naudojamos IDE koduoti. Iš pradžių „LiquidCrystal“biblioteka buvo vadinama #include metodu, tada buvo įterpti dvylika, vienuolika, penki, keturi, trys, du laukai ir parametrai, atitinkantys naudojamus „Arduino“kaiščius, prijungtus prie LCD. Buvo atliktas kintamasis inicijavimas, o BPM matavimų ir komentarų sąlygos buvo nustatytos į norimus išvestis, kurios bus rodomos LCD ekrane. Tada kodas buvo užpildytas, patikrintas ir įkeltas į „Arduino“lentą. LCD ekranas buvo sukalibruotas naudojant potenciometrą, kad būtų galima peržiūrėti bandymams paruoštus komentarus.

6 žingsnis: Išvada

RAD tarnauja kaip pigesnė ir patogesnė ir nešiojama širdies aritmijų aptikimo forma. Tačiau norint, kad RAD būtų laikomas patikimu aritmijos diagnostikos prietaisu, reikia atlikti daug daugiau tyrimų. Ateityje bus atliekami tyrimai su pacientais, kuriems anksčiau buvo diagnozuota aritmija. Bus renkama daugiau duomenų, siekiant nustatyti, ar bet kokia aritmija atitinka laiko tarpų tarp širdies plakimų svyravimus. Tikimės, kad RAD gali būti toliau tobulinamas, kad būtų galima aptikti šiuos pažeidimus ir susieti juos su atitinkamomis aritmijomis. Nors daug ką reikia nuveikti tobulinimo ir testavimo srityse, aritmijų dažnio jutiklis pasiekia savo tikslą, sėkmingai atpažindamas keletą aritmijų ir įvertindamas širdies sveikatą pagal ekonominius ir dydžio apribojimus.

Holterio monitorius: 371,00 USD

Įvykių monitorius: 498,00 USD

Širdies kateterizacija: 9027,00 USD

Krūtinės ląstos rentgenas (CXR): 254,00 USD

Elektrokardiograma (EKG/EKG): 193,00 USD

Pakreipimo stalo testas: 1598,00 USD

Transezofaginė echokardiografija: 1751,00 USD

Radionuklidų ventrikulografija arba radionuklidų angiografija (MUGA nuskaitymas): 1166,00 USD

Įtampa pagrįstas aritmijos detektorius (RAD): 134,00 USD

7 žingsnis: paskutinis

Po prijungimo širdies jutiklio skystųjų kristalų ekranas turėtų įsijungti, Tiesiog padėkite pirštą ant šviesos diodo maždaug 10 sekundžių.

Skaitykite širdies plakimą iš 16X2 skystųjų kristalų ekrano … Būkite šilti!