Kiirusel põhinev arütmiadetektor Arduino abil: 7 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:48

Südame rütmihäired vaevavad igal aastal ligikaudu nelja miljonit ameeriklast (Texas Heart Institute, par. 2). Kuigi iga süda kogeb rütmi ja kiirust, võivad kroonilised südame rütmihäired nende ohvritele saatuslikuks saada. Paljud südame rütmihäired on samuti mööduvad, mis tähendab, et diagnoosimine võib olla keeruline. Lisaks võib avastamisprotsess olla kulukas ja ebamugav. Patsiendilt võidakse nõuda Holteri või sündmuste monitori kandmist mitme päeva kuni ühe kuu jooksul, südame kateteriseerimist või naha alla implanteeritud silmusdiktofoni. Paljud patsiendid keelduvad diagnostilistest testidest ebameeldiva väärtuse ja kulude tõttu (NHLBI, lõik 18–26).

Hiljuti on teatatud mitmetest juhtumitest, kus nutikellad, näiteks Apple Watch, tajusid oma pulsianduritel rütmilisi kõrvalekaldeid, ajendades kandjaid arstiabi otsima (Griffin, pars.10-14). Nutikellad on aga kallid, nii et enamik elanikkonnast neid ei kasuta. Rahalisi vahendeid arvestati nii kriteeriumina kui ka piiranguna kiirusel põhineva arütmiadetektori (RAD) jaoks, kuna kõrge hinnaga komponente ei saanud endale lubada ning seade pidi olema nii suhteliselt taskukohane kui ka mugav, samas arütmiad täpselt ära tundma.

Samm: materjalid

Arduino UNO trükkplaat

kakskümmend kuus hüppajatraati

A10K oomi potentsiomeeter

6x2 LCD

Impulsi andur

9V leelispatarei

USB 2.0 A kuni B isane/isane tüüpi väliskaabel

Leelispatarei/9 V alalisvoolu sisend

Üherealine leivalaud, jootmis- ja jootetööriistad

16 veergu eraldatavaid tihvte

Kodeerimiseks ja pin -ühenduste jaoks laaditi alla Arduino IDE

2. etapp: disain ja metoodika

Rütmipõhine arütmiadetektor oli algselt mõeldud käevõruna. Hiljem aga tunnistati, et selle riistvara ei olnud piisavalt kompaktne, et sellisel kujul ära mahtuda. RAD on praegu kinnitatud 16,75x9,5 cm külge. vahtpolüstüroolist plaati, muutes selle endiselt kaasaskantavaks, kergeks ja muuks arütmia tuvastamise vormiks mugavaks. Uuriti ka alternatiive. RAD tehti ettepanek tunnistada kõrvalekaldeid elektrilises PQRST kompleksis, kuid kulude ja suuruse piirangud ei võimaldanud seadmel olla elektrokardiogrammi (EKG) võimalusi.

RAD on kasutajakeskne. See nõuab lihtsalt, et kasutaja toetaks sõrme pulsiandurile ja jätaks umbes kümme sekundit stabiliseeruma. Kui patsiendi pulss langeb vahemikku, mis on seotud südame ebaregulaarse käitumisega, nagu bradükardia või tahhükardia, teavitab LCD sellest patsienti. RAD suudab ära tunda seitse peamist südametempo kõrvalekallet. RAD -i ei testitud varem diagnoositud rütmihäiretega patsientidel, kuid seade tuvastas "arütmiaid", mis olid simuleeritud, pannes insenerid enne seadme testimist füüsilisele koormusele ja jäljendades pulssi infrapuna -anduri tuvastamiseks. Kuigi RAD-il on teiste arütmiadiagnostikaseadmetega võrreldes primitiivne sisendriistvara, on see ökonoomne, kasutajale suunatud jälgimisseade, mis võib olla eriti kasulik patsientidele, kellel on geneetiline või elustiili eelsoodumus arütmia tekkeks.

3. samm: südameandur

Selles projektis kasutatav südameandur kasutab infrapunalaineid, mis läbivad nahka ja peegelduvad määratud anumast.

Seejärel peegelduvad lained anumast ja loetakse anduri poolt.

Seejärel edastatakse andmed LCD -ekraanile kuvamiseks Arduinole.

4. samm: ühendused

1. LCD (VSS) esimene tihvt ühendati maaga (GND)

2. LCD (VCC) teine tihvt ühendati Arduino 5V toitesisendiga

3. LCD -i kolmas tihvt (V0) ühendati 10K potentsiomeetri teise sisendiga

4. Kumbki potentsiomeetri tihvt oli ühendatud maandusega (GND) ja 5 V sisendiga

5. LCD (RS) neljas tihvt ühendati Arduino kaheteistkümnenda tihvtiga

6. LCD viies tihvt (RW) ühendati maaga (GND)

7. LCD kuues tihvt (E) ühendati Arduino üheteistkümnenda tihvtiga

8. LCD -ekraani (D4) üheteistkümnes tihvt ühendati Arduino viienda tihvtiga

9. Arduino (D5) kaheteistkümnes tihvt ühendati Arduino neljanda tihvtiga

10. LCD -i (D6) kolmeteistkümnes tihvt ühendati Arduino kolmanda tihvtiga

11. LCD neljateistkümnes tihvt (D7) ühendati Arduino teise tihvtiga

12. LCD (A) viieteistkümnes tihvt ühendati 5V toitesisendiga

13. Lõpuks ühendati LCD (K) kuueteistkümnes tihvt maapinnaga (GND).

14. Pulseanduri S juhe ühendati Arduino A0 tihvtiga, 15. Teine juhe ühendati 5V toitesisendiga ja kolmas tihvt maandusega (GND).

Skeem on postitatud seoste paremaks mõistmiseks.

Samm: IDE ja koodid

Koodid rakendati Arduino IDE -s. IDE kodeerimiseks kasutati C ja Java programmeerimiskeeli. Esialgu kutsuti LiquidCrystali teeki #include meetodil, seejärel sisestati väljad ja parameetrid kaksteist, üksteist, viis, neli, kolm, kaks, mis vastasid LCD -ga ühendatud kasutatud Arduino tihvtidele. Tehti muutuvaid lähtestamisi ning BPM -i mõõtmiste ja kommentaaride tingimused seati soovitud väljunditele, mis kuvatakse LCD -ekraanil. Seejärel täideti kood, see kinnitati ja laaditi üles Arduino tahvlile. LCD -ekraan kalibreeriti potentsiomeetri abil, et vaadata uuringuteks valmis kommentaare.

6. samm: järeldus

RAD on küll odavam ja mugavam ning kaasaskantavam südame rütmihäirete tuvastamise vorm. Kuid selleks, et RAD -i saaks pidada usaldusväärseks arütmia diagnostikaseadmeks, on vaja palju rohkem testida. Tulevikus tehakse uuringuid varem diagnoositud arütmiaga patsientidega. Kogutakse rohkem andmeid, et teha kindlaks, kas rütmihäired vastavad südamelöökide vahelise ajavahe kõikumistele. Loodetavasti saab RAD -i veelgi parandada, et avastada need ebakorrapärasused ja siduda need vastavate arütmiatega. Kuigi arendamise ja testimise osas on palju teha, saavutab kiirusel põhinev arütmiadetektor oma eesmärgi, tuvastades edukalt mitu arütmiat ja hinnates südame tervist majanduslike ja suuruse piirangute alusel.

Holteri monitor: 371,00 dollarit

Sündmuste jälgija: 498,00 dollarit

Südame kateteriseerimine: 9027,00 dollarit

Rindkere röntgen (CXR): 254,00 dollarit

Elektrokardiogramm (EKG/EKG): 193,00 dollarit

Kaldlaua test: 1598,00 dollarit

Transösofageaalne ehhokardiograafia: 1751,00 dollarit

Radionukliidide ventrikograafia või radionukliidide angiograafia (MUGA skaneerimine): 1166,00 dollarit

Kiirusel põhinev arütmiadetektor (RAD): 134,00 dollarit

Samm: viimane

Pärast ühendamist peaks südaanduril LCD sisse lülituma, Lihtsalt asetage sõrm LED -ile umbes 10 sekundiks.

Lugege südamelööke 16X2 vedelkristallekraanilt … Olge kuum!