Ocijenite detektor aritmije na temelju arduina: 7 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:07

Srčane aritmije pogađaju približno četiri miliona Amerikanaca svake godine (Texas Heart Institute, par. 2). Iako svako srce doživljava permutacije u ritmu i ritmu, hronične srčane aritmije mogu biti fatalne za njihove žrtve. Mnoge srčane aritmije su također prolazne, što znači da dijagnoza može biti teška. Osim toga, proces otkrivanja može biti skup i nezgodan. Od pacijenta se može zahtijevati da nosi Holter monitor ili monitor događaja u periodu od nekoliko dana do mjesec dana, podvrgne se srčanoj kateterizaciji ili ugradi snimač petlje ispod kože. Mnogi pacijenti odbijaju dijagnostičke testove zbog smetnji i cijene (NHLBI, par. 18-26).

Nedavno je zabilježeno nekoliko slučajeva u kojima su pametni satovi, poput Apple Watch-a, uočili ritmičke anomalije na svojim pulsnim senzorima, potičući korisnike da potraže liječničku pomoć (Griffin, par. 10-14). Međutim, pametni satovi su skupi, pa ih većina populacije ne koristi. Finansijski resursi uzeti su u obzir i kao kriterij i kao ograničenje za detektor aritmije zasnovane na stopi (RAD), jer se skupe komponente nisu mogle priuštiti, a uređaj je morao biti i relativno pristupačan i prikladan, a da i dalje precizno prepoznaje aritmije.

Korak 1: Materijali

Arduino UNO ploča

dvadeset i šest kratkospojnih žica

Potenciometar A10K Ohm

LCD ekran veličine 6x2

Senzor pulsa

Alkalna baterija od 9V

Periferni kabel USB 2.0 A do B muškog/muškog tipa

Alkalna baterija/9V DC ulaz

Jednoslojna ploča, alati za lemljenje i lemljenje

16 kolona otcepljenih igala

Arduino IDE preuzet za kodiranje i pin veze

Korak 2: Dizajn i metodologija

Detektor aritmije zasnovan na brzini u početku je dizajniran kao narukvica. Međutim, kasnije je otkriveno da njegov hardver nije dovoljno kompaktan da stane u ovaj oblik. RAD je trenutno pričvršćen na 16,75x9,5 cm. ploča od stiropora, čineći je i dalje prenosivom, laganom i praktičnom u usporedbi s drugim oblicima otkrivanja aritmije. Istražene su i alternative. Predloženo je da RAD prepozna abnormalnosti u električnom kompleksu PQRST, ali ograničenja troškova i veličine nisu dozvolila da uređaj posjeduje mogućnosti elektrokardiograma (EKG).

RAD je orijentiran na korisnika. Korisniku je jednostavno potrebno da stavi prst na senzor pulsa i da mu omogući približno deset sekundi da se stabilizuje. Ako pacijentov puls padne u raspon povezan s nestabilnim ponašanjem srca, poput bradikardije ili tahikardije, LCD će obavijestiti pacijenta. RAD može prepoznati sedam velikih abnormalnosti srčanog ritma. RAD nije testiran na pacijentima s prethodno dijagnosticiranim aritmijama, ali uređaj je otkrio "aritmije" simulirane stavljanjem inženjera pod fizičko naprezanje prije testiranja uređaja i oponašanjem pulsa koji će infracrveni senzor otkriti. Iako RAD posjeduje primitivni ulazni hardver u usporedbi s drugim dijagnostičkim uređajima za aritmiju, on služi kao ekonomičan, korisnički orijentiran uređaj za praćenje koji može biti posebno koristan za pacijente s genetskom ili životnom predispozicijom za razvoj aritmije.

Korak 3: Senzor srca

Senzor srca koji se koristi u ovom projektu koristi infracrvene talase koji prolaze kroz kožu i reflektuju se sa naznačene posude.

Valovi se tada reflektiraju iz posude i senzor ih očitava.

Podaci se zatim prenose na Arduino kako bi se LCD prikazao.

Korak 4: Veze

1. Prvi pin LCD -a (VSS) bio je spojen na masu (GND)

2. Drugi pin LCD -a (VCC) bio je spojen na ulaz 5V napajanja Arduina

3. Treći pin LCD -a (V0) bio je spojen na drugi ulaz 10K potenciometra

4. Bilo koji od pinova potenciometra bio je spojen na masu (GND) i ulaz 5V napajanja

5. Četvrti pin LCD -a (RS) bio je spojen na dvanaest pin Arduina

6. Peti pin LCD -a (RW) bio je spojen na masu (GND)

7. Šesti pin LCD -a (E) bio je spojen na jedanaest pin Arduina

8. Jedanaesti pin na LCD -u (D4) bio je spojen na pin pet Arduina

9. Dvanaesti pin Arduina (D5) bio je spojen na pin četiri Arduina

10. Trinaesti pin LCD -a (D6) bio je spojen na pin tri Arduina

11. Četrnaesti pin LCD -a (D7) bio je spojen na drugi pin Arduina

12. Petnaesti pin LCD -a (A) bio je spojen na ulaz 5V napajanja

13. Na kraju, šesnaesti pin LCD -a (K) bio je spojen na masu (GND).

14. S žica pulsnog senzora bila je spojena na A0 pin Arduina, 15. Druga žica je spojena na ulaz 5V napajanja, a treći pin je spojen na masu (GND).

Shema je objavljena radi boljeg razumijevanja veza.

Korak 5: IDE i kodovi

Kodovi su implementirani u Arduino IDE. Za kodiranje IDE -a korišteni su programski jezici C i Java. U početku se biblioteka LiquidCrystal pozivala metodom #include, zatim su umetnuta polja i parametri od dvanaest, jedanaest, pet, četiri, tri, dva koji odgovaraju korištenim Arduino pinovima spojenim na LCD. Izvršene su promenljive inicijalizacije, a uslovi za merenje BPM i komentare postavljeni su na željene izlaze koji se prikazuju na LCD -u. Kôd je zatim dovršen, provjeren i postavljen na Arduino ploču. LCD ekran je kalibriran pomoću potenciometra za pregled komentara spremnih za probe.

Korak 6: Zaključak

RAD zaista služi kao jeftiniji i prikladniji i prenosivi oblik detekcije srčanih aritmija. Međutim, potrebno je mnogo više ispitivanja kako bi se RAD mogao smatrati pouzdanim uređajem za dijagnostiku aritmija. U budućnosti će se provoditi ispitivanja na pacijentima s prethodno dijagnosticiranim aritmijama. Prikupit će se više podataka kako bi se utvrdilo odgovaraju li neke aritmije fluktuacijama u vremenskom razmaku između otkucaja srca. Nadajmo se da se RAD može dodatno poboljšati kako bi se otkrile te nepravilnosti i povezali s njihovim aritmijama. Iako postoji mnogo toga što treba učiniti u smislu razvoja i testiranja, detektor aritmije zasnovan na stopi ispunjava svoj cilj uspješno prepoznajući nekoliko aritmija i procjenjujući zdravlje srca pod njegovim ekonomskim i veličinama.

Holter monitor: 371,00 USD

Monitor događaja: 498,00 USD

Srčana kateterizacija: 9027,00 USD

Rentgen na prsima (CXR): 254,00 USD

Elektrokardiogram (EKG/EKG): 193,00 USD

Test nagibnog stola: 1598,00 USD

Transezofagealna ehokardiografija: 1751,00 USD

Radionuklidna ventrikulografija ili radionuklidna angiografija (MUGA skeniranje): 1166,00 USD

Detektor aritmije na bazi stope (RAD): 134,00 USD

Korak 7: Posljednji

Nakon povezivanja LCD na senzoru srca trebao bi se uključiti, Jednostavno postavite prst na LED diodu oko 10 sekundi.

Čitajte otkucaje srca sa LCD ekrana 16X2 … Ostanite veseli!