Detektor aritmije na osnovi ocene z uporabo Arduina: 7 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:05

Srčne aritmije vsako leto prizadenejo približno štiri milijone Američanov (Texas Heart Institute, odstavek 2). Medtem ko vsako srce doživlja permutacije v ritmu in hitrosti, so lahko kronične srčne aritmije usodne za njihove žrtve. Številne srčne aritmije so tudi prehodne, kar pomeni, da je diagnoza lahko težka. Poleg tega je lahko postopek odkrivanja drag in neprijeten. Bolnik bo morda moral nositi Holter ali monitor dogodkov v obdobju od nekaj dni do enega meseca, opraviti srčno kateterizacijo ali vstaviti snemalnik zanke pod kožo. Mnogi bolniki zaradi neprijetne vrednosti in stroškov zavrnejo diagnostične teste (NHLBI, odstavki 18-26).

V zadnjem času so poročali o več primerih, v katerih so pametne ure, kot je Apple Watch, zaznale ritmične nepravilnosti na svojih impulznih senzorjih, kar je uporabnike spodbudilo k zdravljenju (Griffin, odst. 10-14). Pametne ure pa so drage, zato jih večina prebivalcev ne uporablja. Finančni viri so bili hkrati merilo in omejitev za detektor aritmije na podlagi stopnje (RAD), saj ni bilo mogoče privoščiti dragih komponent, naprava pa je morala biti hkrati relativno dostopna in priročna, hkrati pa še vedno natančno prepozna aritmije.

1. korak: Materiali

Arduino UNO vezje

šestindvajset mostičnih žic

Potenciometer A10K Ohm

6x2 LCD

Senzor pulza

Alkalna baterija 9V

Moški/moški zunanji kabel USB 2.0 A do B

Alkalna baterija/9V DC vhod

Enovrstni krožnik, orodja za spajkanje in razpajkanje

16 stolpcev odcepljenih zatičev

Arduino IDE, naložen za kodiranje in pin povezave

2. korak: Oblikovanje in metodologija

Detektor aritmije na osnovi stopnje je bil sprva zasnovan kot zapestnica. Kasneje pa je bilo ugotovljeno, da njegova strojna oprema ni dovolj kompaktna, da bi se prilegala tej obliki. RAD je trenutno pritrjen na 16,75 x 9,5 cm. ploščo iz stiropora, zaradi česar je še vedno prenosna, lahka in priročna v primerjavi z drugimi oblikami odkrivanja aritmij. Raziskane so bile tudi alternative. Predlagano je bilo, da bi RAD odkril nepravilnosti v električnem kompleksu PQRST, vendar omejitve stroškov in velikosti niso dopuščale, da bi naprava imela elektrokardiografske (EKG) zmogljivosti.

RAD je usmerjen v uporabnike. Preprosto zahteva, da uporabnik nasloni prst na senzor pulza in mu omogoči približno deset sekund, da se stabilizira. Če pacientov srčni utrip pade v območje, povezano z nestabilnim srčnim vedenjem, kot sta bradikardija ali tahikardija, bo LCD obvestil bolnika. RAD lahko prepozna sedem glavnih nepravilnosti srčnega ritma. RAD ni bil testiran pri bolnikih s predhodno diagnosticiranimi aritmijami, vendar je naprava odkrila "aritmije", simulirane tako, da so inženirje pred preskusom naprave pod fizično obremenitvijo in posnemajo impulz, ki ga infrardeči senzor zazna. Čeprav ima RAD primitivno vhodno strojno opremo v primerjavi z drugimi napravami za diagnosticiranje aritmije, služi kot ekonomična, uporabniku naravnana nadzorna naprava, ki je lahko še posebej v pomoč bolnikom z genetsko ali življenjsko predispozicijo za razvoj aritmije.

3. korak: Senzor srca

Senzor srca, uporabljen v tem projektu, uporablja infrardeče valove, ki prehajajo skozi kožo in se odbijajo od določene posode.

Valovi se nato odbijajo od posode in jih senzor prebere.

Podatki se nato prenesejo v Arduino, da se prikaže LCD.

4. korak: Povezave

1. Prvi zatič LCD (VSS) je bil povezan z maso (GND)

2. Drugi pin LCD (VCC) je bil priključen na vhod 5V napajanja Arduina

3. Tretji zatič LCD (V0) je bil priključen na drugi vhod 10K potenciometra

4. Eden od zatičev potenciometra je bil priključen na ozemljitev (GND) in vhod 5V

5. Četrti pin LCD (RS) je bil priključen na dvanajsti pin Pin Arduina

6. Peti zatič LCD (RW) je bil povezan z maso (GND)

7. Šesti pin LCD -ja (E) je bil priključen na enajsti pin Pin Arduina

8. Enajsti pin LCD (D4) je bil povezan s petim zatičem Arduina

9. Dvanajsti zatič Arduina (D5) je bil povezan s štirim zatičem Arduina

10. Trinajsti zatič LCD -ja (D6) je bil povezan s tretjim zatičem Arduina

11. Štirinajsti pin LCD (D7) je bil priključen na drugi pin Arduina

12. Petnajsti pin LCD -ja (A) je bil priključen na vhod 5V

13. Nazadnje je bil šestnajsti pin LCD (K) priključen na ozemljitev (GND).

14. Žica S pulznega senzorja je bila priključena na A0 pin Arduina, 15. Druga žica je bila priključena na vhod 5V, tretji pa na ozemljitev (GND).

Shema je objavljena za boljše razumevanje povezav.

5. korak: IDE in kode

Kode so bile implementirane v Arduino IDE. Za kodiranje IDE sta bila uporabljena programska jezika C in Java. Sprva je bila knjižnica LiquidCrystal klicana po metodi #include, nato so bila vstavljena polja in parametri dvanajstih, enajstih, petih, štirih, treh, dveh, ki ustrezajo uporabljenim zatičem Arduino, priključenim na LCD. Izvedene so bile spremenljive inicializacije in pogoji za meritve BPM in komentarje so bili nastavljeni na želene izhode, ki jih je treba prikazati na LCD -prikazovalniku. Koda je bila nato dokončana, preverjena in naložena na ploščo Arduino. LCD zaslon je bil umerjen s potenciometrom za ogled komentarjev, pripravljenih za preskuse.

6. korak: Zaključek

RAD res služi kot cenejša in priročnejša ter prenosna oblika odkrivanja srčnih aritmij. Vendar pa je potrebno veliko več testiranj, da bi RAD lahko šteli za zanesljivo aritmično diagnostično napravo. V prihodnosti bodo izvajali preskuse pri bolnikih s predhodno diagnosticiranimi aritmijami. Zbrali bomo več podatkov, da bi ugotovili, ali aritmije ustrezajo nihanjem v časovnem razmiku med srčnimi utripi. Upajmo, da je mogoče RAD še izboljšati, da odkrije te nepravilnosti in jih poveže z ustreznimi aritmijami. Čeprav je treba na področju razvoja in testiranja narediti veliko, detektor srčne aritmije na podlagi stopnje izpolni svoj cilj z uspešnim prepoznavanjem več aritmij in ocenjevanjem zdravja srca v skladu z ekonomskimi in velikostnimi omejitvami.

Holterjev monitor: 371,00 USD

Monitor dogodkov: 498,00 USD

Srčna kateterizacija: 9027,00 USD

Rentgen prsnega koša (CXR): 254,00 USD

Elektrokardiogram (EKG/EKG): 193,00 USD

Test nagibne mize: 1598,00 USD

Transezofagealna ehokardiografija: 1751,00 USD

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

Detektor aritmije na podlagi stopnje (RAD): 134,00 USD

7. korak: Zadnji

Po povezavi se mora LCD na senzorju srca vklopiti, Preprosto postavite prst na LED za približno 10 sekund.

Preberite utrip srca z LCD zaslona 16X2 … Ostanite zdravi!