Hastighetsbaserad arytmi -detektor med Arduino: 7 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:44

Hjärtarytmier drabbar cirka fyra miljoner amerikaner varje år (Texas Heart Institute, par. 2). Medan varje hjärta upplever permutationer i rytm och takt, kan kroniska hjärtarytmier vara dödliga för deras offer. Många hjärtarytmier är också övergående, vilket innebär att diagnosen kan vara svår. Dessutom kan detekteringsprocessen vara kostsam och obekväm. En patient kan behöva bära en Holter- eller händelseövervakare under en period som sträcker sig från flera dagar till en månad, genomgå hjärtkateterisering eller låta en loop -inspelare implanteras under huden. Många patienter avböjer diagnostiska test på grund av störande värde och kostnad (NHLBI, pars. 18-26).

Nyligen har flera fall rapporterats där smarta klockor som Apple Watch uppfattade rytmiska avvikelser på sina pulssensorer, vilket fick användarna att söka medicinsk behandling (Griffin, s.10-14). Men smarta klockor är dyra, så de används inte av en majoritet av befolkningen. Ekonomiska resurser räknades både som ett kriterium och som en begränsning för den prisbaserade arytmiedetektorn (RAD), eftersom komponenter till dyra komponenter inte kunde fås, och enheten behövde vara både relativt prisvärd och bekväm samtidigt som arytmier noggrant kunde identifieras.

Steg 1: Material

Arduino UNO kretskort

tjugosju bygeltrådar

A10K Ohm potentiometer

En 6x2 LCD

En pulssensor

Ett alkaliskt 9V batteri

En kringutrustningskabel av typen USB 2.0 A till B av man/man

Ett alkaliskt batteri/9V DC ingång

Ett enradigt verktyg för brödbräda, lödning och lödning

16 kolumner med brytstift

Arduino IDE laddas ner för kodning och stiftanslutningar

Steg 2: Design och metodik

Den hastighetsbaserade arytmi-detektorn designades ursprungligen som ett armband. Men det erkändes senare att dess hårdvara inte var tillräckligt kompakt för att passa i denna form. RAD är för närvarande fäst på en 16,75x9,5cm. frigolitskiva, vilket gör det fortfarande bärbart, lätt och bekvämt jämfört med andra former av arytmidetektering. Alternativ utforskades också. RAD föreslogs att känna igen avvikelser i det elektriska PQRST -komplexet, men kostnads- och storleksbegränsningar tillät inte att enheten hade elektrokardiogram (EKG) -funktioner.

RAD är användarorienterat. Det kräver helt enkelt att en användare vilar sitt finger på sin pulssensor och låter den ungefär tio sekunder stabiliseras. Om en patients puls faller inom ett område som är associerat med oregelbundna hjärtbeteenden som bradykardi eller takykardi, meddelar LCD -skärmen patienten. RAD kan känna igen sju stora hjärtfrekvensavvikelser. RAD testades inte på patienter med tidigare diagnostiserade arytmier, men enheten upptäckte "arytmier" som simulerades genom att utsätta ingenjörerna för fysisk belastning innan de testade enheten och genom att efterlikna en puls för den infraröda sensorn att upptäcka. Medan RAD har primitiv inmatningshårdvara jämfört med andra arytmi-diagnostiska enheter, fungerar den som en ekonomisk, användarorienterad övervakningsenhet som kan vara särskilt användbar för patienter med genetiska eller livsstilsanlag för arytmiutveckling.

Steg 3: Hjärtsensor

Hjärtsensorn som används i detta projekt använder infraröda vågor som passerar genom huden och reflekteras från det avsedda kärlet.

Vågorna reflekteras sedan från kärlet och avläses av sensorn.

Data överförs sedan till Arduino för att LCD -skärmen ska visas.

Steg 4: Anslutningar

1. Den första stiftet på LCD -skärmen (VSS) var ansluten till marken (GND)

2. Det andra stiftet på LCD -skärmen (VCC) anslöts till 5V -effektingången på Arduino

3. Den tredje stiftet på LCD -skärmen (V0) var ansluten till den andra ingången på 10K Potentiometern

4. Endera av stiften på potentiometern var ansluten till marken (GND) och 5V effektingång

5. Det fjärde stiftet på LCD -skärmen (RS) var anslutet till stift tolv på Arduino

6. Den femte stiften på LCD -skärmen (RW) var ansluten till marken (GND)

7. Det sjätte stiftet på LCD -skärmen (E) var anslutet till stift elva på Arduino

8. Den elfte stiftet på LCD -skärmen (D4) var anslutet till stift fem på Arduino

9. Den tolfte stiftet på Arduino (D5) var anslutet till stift fyra på Arduino

10. Den trettonde stiftet på LCD -skärmen (D6) var anslutet till stift tre på Arduino

11. Den fjortonde stiftet på LCD -skärmen (D7) var anslutet till stift två på Arduino

12. Den femtonde stiftet på LCD -skärmen (A) anslöts till 5V -ingången

13. Slutligen var den sextonde stiftet på LCD -skärmen (K) ansluten till marken (GND).

14. Pulssensorns S -kabel var ansluten till A0 -stiftet på Arduino, 15. Den andra ledningen var ansluten till 5V -effektingången, och den tredje stiftet var ansluten till marken (GND).

Schemat läggs ut för att bättre förstå kopplingarna.

Steg 5: IDE och koderna

Koderna implementerades på Arduino IDE. C och Java programmeringsspråk användes för att koda IDE. Ursprungligen anropades LiquidCrystal -biblioteket med #include -metoden, sedan infogades fält och parametrar på tolv, elva, fem, fyra, tre, två motsvarande de använda Arduino -stiften som är anslutna till LCD -skärmen. Variabla initialiseringar utfördes och villkoren för BPM -mätningarna och kommentarerna sattes till de önskade utgångarna som ska visas på LCD -skärmen. Koden slutfördes sedan, verifierades och laddades upp till Arduino -kortet. LCD -skärmen kalibrerades med Potentiometer för att se kommentarerna redo för försöken.

Steg 6: Slutsats

RAD fungerar som en billigare och mer bekväm och bärbar form av hjärtarytmisk detektion. Men mycket mer testning är nödvändig för att RAD ska betraktas som en tillförlitlig arytmisk diagnostisk enhet. I framtiden kommer försök att genomföras på patienter med tidigare diagnostiserade arytmier. Mer data kommer att samlas in för att avgöra om arytmier motsvarar fluktuationer i tidsgapet mellan hjärtslag. Förhoppningsvis kan RAD förbättras ytterligare för att upptäcka dessa oegentligheter och koppla dem till deras respektive arytmier. Även om det finns mycket att göra när det gäller utveckling och testning, uppfyller den frekvensbaserade arytmi-detektorn sitt mål genom att framgångsrikt erkänna flera arytmier och utvärdera hjärthälsan under dess ekonomiska och storleksbegränsningar.

Holter Monitor: 371,00 dollar

Event Monitor: $ 498,00

Hjärtkateterisering: $ 9027,00

Bröströntgen (CXR): $ 254,00

Elektrokardiogram (EKG/EKG): $ 193,00

Tiltbordstest: $ 1598,00

Transesofageal ekokardiografi: $ 1751,00

Radionuklidventrikulografi eller radionuklidangiografi (MUGA Scan): $ 1166,00

Prisbaserad arytmi-detektor (RAD): $ 134,00

Steg 7: Den sista

Efter anslutningen bör LCD -skärmen på hjärtsensorn sättas på, Placera bara fingret på lysdioden i cirka 10 sekunder.

Läs hjärtat från 16X2 LCD -skärmen … Håll dig frisk!