Коврик для ЭКГ на месте наблюдения: 14 шагов

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2025-01-23 15:05

Вступление

Есть много заболеваний, при которых для правильной диагностики и лечения требуется электрокардиограмма, ЭКГ или ЭКГ. Электрокардиограмма - это мера электрической активности сердца. Мышцы сердца сокращаются, что приводит к сердцебиению, которое определяется электрическими импульсами, хорошо охарактеризованными медицинским сообществом.

Традиционный инструмент ЭКГ, который можно найти в хорошо финансируемой больнице, стоит тысячи долларов. Хотя они обеспечивают высокое разрешение и точность для считывания ЭКГ, эти инструменты недоступны для индивидуального использования или для больниц с ограниченными ресурсами, и многие из них очень большие, что исключает их использование в местах оказания медицинской помощи.

Чтобы справиться с проблемами, возникающими при использовании традиционных инструментов ЭКГ, мы создали коврик для ЭКГ на месте. Это очень недорогая конструкция, требующая от человека только положить руки на коврик, в который встроены предварительно гелеобразные биоэлектродные датчики, чтобы получить ЭКГ.

Этот коврик для ЭКГ по месту ухода является полностью портативным из-за своего небольшого размера и того факта, что весь коврик может питаться от небольшой аккумуляторной батареи. Это устройство обеспечивает очень недорогое, легко переносимое и относительно надежное считывание ЭКГ.

Материалы и инструменты:

Необходимые материалы:

(Материал / количество / возможный поставщик)

• 1 покупка микропроцессора Arduino Uno на Arduino
• 1 покупка доски для хлеба половинного размера на Digikey
• 1 комплект датчика ЭКГ BITalino Комплект BITalino
• 1 комплект BITalino для аксессуаров с 3 отведениями и 1 шт.
• 1 соединительный кабель RJ22 к Molex Комплект BITalino
• Комплект из 3 одноразовых электродов BITalino
• 1 экран Adafruit 2,8 "TFT LCD с сенсорным экраном версии 2 (код TFT: ILI9341) Купить на Adafruit
• Покупка резистора 220 Ом на Amazon
• Покупка 1 кнопкой на Amazon
• 1 покупка зеленого светодиода на Amazon
• 1 покупка потенциометра на Amazon
• Купить 16 перемычек между мужчинами и женщинами на Amazon
• Покупка соединительных проводов на Amazon
• 1 покупка плитки из пеноматериала размером 12 x 12 x 5/8 дюйма в магазине Michaels Craft
• 1 блок из пеноматериала 12 x 4 x 2 дюйма, приобретенный в магазине Michaels Craft

Необходимые инструменты:

• Компьютер с программным обеспечением для кодирования Arduino (Поставщик: Arduino)
• Кабель для USB-порта Com (Поставщик: Arduino)

Полезные инструменты:

• Ножницы
• Файл
• Sharpie
• Правитель

Подготовка:

Необходимые базовые знания:

• Понимание и знакомство с кодированием Arduino
• Понимание схемотехники

• Понимание датчиков BITalino:

  • Правильное размещение
  • Пороги чувствительности
  • Источники ошибок и шума в сигнале

• Понимание ЭКГ:

  • Различные сегменты, составляющие ЭКГ
  • Электрические импульсы, соответствующие каждому сегменту
  • Физиологическое действие сердца, соответствующее каждому сегменту
  • Характеристики «нормальной» и «здоровой» ЭКГ

Необходимые сайты:

• Библиотеки GitHub

  • Библиотека Adafruit GFX
  • Библиотека Adafruit ILI9431 (эта библиотека соответствует нашему конкретному TFT-экрану ILI9341)
• Также скачайте код Arduino для управления устройством с GitHub

Соображения безопасности при использовании:

• Перед использованием убедитесь, что провода не изношены.
• Если питание от батареи не используется, убедитесь, что между компьютером и Arduino установлено надлежащее соединение.
• Если он подключен к компьютеру, убедитесь, что компьютер правильно заземлен с помощью трехконтактной вилки.
• При подключении к компьютеру не используйте во время грозы, существует риск скачка напряжения.
• Модифицированная схема только при отключенном питании
• Убедитесь, что кожа сухая и целая, когда кладете руки на датчики или при использовании кнопки или потенциометра.
• Не используйте коврик для ЭКГ по месту ухода за жидкостью или на влажных поверхностях.

• Медицинские предупреждения:

  • Храните в недоступном для детей месте
  • Это не диагностический прибор, если проблема обнаружена, ваш врач выполнит ЭКГ в 12 отведениях.
  • Это устройство не следует использовать для самодиагностики, всегда консультируйтесь с врачом по поводу проблем со здоровьем.
  • Сигнал ЭКГ с датчиками BITalino подвержен шумам и артефактам движения.

Подсказки и подсказки:

Исправление проблем:

• Убедитесь, что все соединительные кабели "мама-папа" надежно подключены.
• Проверьте версию используемого экрана TFT LCD, чтобы убедиться, что используется правильная библиотека TFT от GitHub.
• Убедитесь, что соответствующие контакты экрана TFT совпадают на плате Arduino Uno.
• Откройте монитор последовательного порта в программном обеспечении Arduino на компьютере, чтобы убедиться, что сигнал ЭКГ и порог работают должным образом.
• Убедитесь, что разные электроды размещены в правильных местах на коврике, чтобы правильные выводы сформировались.

Подсказки:

• Для улучшения сигнала попросите пациента отрегулировать размещение гелевых электродов на ладонях.

  Старайтесь располагаться рядом с венами или капиллярами на ладони

• Датчики BITalino подвержены артефактам движения, поэтому пациент должен держать руки неподвижными

Дальнейшие идеи:

Эту конструкцию можно развить дальше, припаяв компоненты схемы (потенциометр, зеленый светодиод, резисторы, кнопку и т. Д.) К паяльной макетной плате. Затем этот макет будет подключен к экрану bluefruit, который будет помещен между Arduino Uno и Adafruit TFT LCD. Это сделает схему более компактной, повысит стабильность соединений и общую долговечность устройства.

Еще одно улучшение, которое можно было бы сделать, - это код Arduino для коврика ЭКГ по месту наблюдения. Можно реализовать команду, чтобы очистить вычисление частоты пульса с экрана, чтобы оно не накладывалось поверх ранее вычисленной частоты.

Шаг 1:

Подключите контакты 3,3 В и заземления Arduino Uno к макетной плате.

Шаг 2:

Добавьте переключатель, заземлив его через резистор 220 Ом и подключив к цифровому контакту 3.

Шаг 3:

Добавьте зеленый светодиод, заземляющий его через резистор 220 Ом и подключив его к цифровому контакту 2.

Шаг 4:

Добавьте потенциометр между 3,3 В и землей с выходным напряжением, подключенным к аналоговому контакту 5.

Шаг 5:

Добавьте кабели датчика ЭКГ Bitalino, подключив красный провод к 3,3 В, черный к земле и фиолетовый к аналоговому контакту 4.

Шаг 6:

Подключите 2,8-дюймовый экран TFT Adafruit с помощью перемычек «папа-мама» для всех следующих соответствующих контактов: RESET, 3,3 В, 5 В, все контакты заземления, Vin, цифровые контакты 13–8.

Шаг 7:

Нарисуйте или начертите руки на пенопластовой плитке размером 12 x 12 x 0,5 дюйма.

Шаг 8:

Поместите электроды на пену руками, как показано на рисунке ниже. Черно-белый свинцовый электрод находится слева. Красный свинцовый электрод находится справа. Вдавите электроды в пену так, чтобы они лежали заподлицо с верхом плитки.

Шаг 9:

Вырежьте место для TFT-экрана, проводов и Arduino с помощью макетной платы в пеноблоке 2 x 4 x 12 дюймов в соответствии с размерами ваших конкретных деталей. Не забудьте вырезать место, чтобы добраться до кнопки и потенциометра.

Шаг 10:

Поместите Arduino, макетную плату и TFT-экран в пеноблок.

Шаг 11:

Подключите датчики Bitalino к гелевым электродам.

Шаг 12:

Закрепите меньший блок горячим клеем на пенопласте.

Шаг 13:

Загрузите код с компьютера, отключите, затем подключите аккумулятор

Код Arduino для управления устройством

Шаг 14:

Включите аккумулятор, попросите пациента положить руки на борт, нажмите кнопку и снимите ЭКГ. При необходимости отрегулируйте порог для расчета частоты пульса. Может быть подключен к компьютеру для отображения данных на последовательном мониторе.