Hintaperusteinen rytmihäiriötunnistin Arduinon avulla: 7 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:01

Sydämen rytmihäiriöt vaivaavat noin neljää miljoonaa amerikkalaista vuosittain (Texas Heart Institute, par. 2). Vaikka jokainen sydän kokee rytmin ja nopeuden muutoksia, krooniset sydämen rytmihäiriöt voivat olla kohtalokkaita uhreilleen. Monet sydämen rytmihäiriöt ovat myös ohimeneviä, mikä tarkoittaa, että diagnoosi voi olla vaikeaa. Lisäksi havaitsemisprosessi voi olla kallista ja hankalaa. Potilasta saatetaan joutua käyttämään Holter- tai tapahtumamittaria useiden päivien ja kuukauden välillä, suorittamaan sydämen katetrointi tai silmukan tallennin istutetaan ihon alle. Monet potilaat kieltäytyvät diagnostisista testeistä haitallisen arvon ja kustannusten vuoksi (NHLBI, kappaleet 18-26).

Viime aikoina on raportoitu useita tapauksia, joissa älykellot, kuten Apple Watch, havaitsivat pulssianturiensa rytmiset poikkeavuudet ja kannustivat käyttäjiä hakeutumaan lääkärin hoitoon (Griffin, kappaleet 10-14). Älykellot ovat kuitenkin kalliita, joten suurin osa väestöstä ei käytä niitä. Taloudellisia resursseja pidettiin sekä kriteerinä että rajoitteena Rate-Based Arrhythmia Detector (RAD) -järjestelmään, koska kalliita komponentteja ei ollut varaa, ja laitteen piti olla sekä suhteellisen edullinen että kätevä ja silti tunnistaa tarkasti rytmihäiriöt.

Vaihe 1: Materiaalit

Arduino UNO -piirilevy

kaksikymmentäkuusi hyppyjohtoa

A10K ohmin potentiometri

6x2 LCD

Pulssianturi

Alkaliparisto 9V

USB 2.0 A - B uros/uros -tyyppinen oheiskaapeli

Alkaliparisto/9 V DC -tulo

Yksirivinen leipälauta, juotos- ja juottotyökalut

16 saraketta irrotettavia tappeja

Arduino IDE ladattiin koodausta ja nastayhteyksiä varten

Vaihe 2: Suunnittelu ja menetelmät

Rate-rytmihäiriötunnistin suunniteltiin alun perin rannekkeena. Myöhemmin kuitenkin havaittiin, että sen laitteisto ei ollut tarpeeksi kompakti sopimaan tähän muotoon. RAD on tällä hetkellä kiinnitetty 16.75x9.5cm. styrofoam -levyä, mikä tekee siitä edelleen kannettavan, kevyen ja kätevän verrattuna muihin rytmihäiriöiden havaitsemiseen. Myös vaihtoehtoja tutkittiin. RAD: a ehdotettiin tunnistamaan poikkeavuudet sähköisessä PQRST -kompleksissa, mutta kustannus- ja kokorajoitukset eivät mahdollistaneet laitteella EKG -ominaisuuksia.

RAD on käyttäjäkeskeinen. Käyttäjä tarvitsee vain levätä sormensa pulssianturillaan ja antaa sen vakiintua noin kymmenen sekuntia. Jos potilaan pulssi laskee alueelle, joka liittyy epäsäännölliseen sydämen käyttäytymiseen, kuten bradykardiaan tai takykardiaan, LCD -näyttö ilmoittaa siitä potilaalle. RAD voi tunnistaa seitsemän suurta sydämen vauhdin poikkeavuutta. RAD: ää ei testattu potilailla, joilla oli aiemmin diagnosoitu rytmihäiriö, mutta laite havaitsi”rytmihäiriöitä” simuloimalla asettamalla insinöörit fyysiseen rasitukseen ennen laitteen testaamista ja matkimalla pulssia infrapuna -anturin havaitsemiseksi. Vaikka RAD: llä on primitiivinen syöttölaitteisto verrattuna muihin rytmihäiriön diagnosointilaitteisiin, se toimii taloudellisena, käyttäjäkeskeisenä valvontalaitteena, joka voi olla erityisen hyödyllinen potilaille, joilla on geneettisiä tai elämäntapa-alttiuksia rytmihäiriöiden kehittymiseen.

Vaihe 3: Sydänanturi

Tässä projektissa käytetty sydänanturi käyttää infrapuna -aaltoja, jotka kulkevat ihon läpi ja heijastuvat nimetystä astiasta.

Aallot heijastuvat sitten suonesta ja anturi lukee ne.

Tiedot siirretään sitten Arduinolle LCD -näyttöä varten.

Vaihe 4: Liitännät

1. Nestekidenäytön (VSS) ensimmäinen nasta on kytketty maahan (GND)

2. Nestekidenäytön toinen nasta (VCC) liitettiin Arduinon 5 V: n virtatuloon

3. Nestekidenäytön kolmas nasta (V0) liitettiin 10K -potentiometrin toiseen tuloon

4. Kumpikin potentiometrin nastoista oli kytketty maahan (GND) ja 5 V: n teholähteeseen

5. Nestekidenäytön (RS) neljäs nasta liitettiin Arduinon kaksitoista nastaan

6. Nestekidenäytön (RW) viides nasta oli kytketty maahan (GND)

7. Nestekidenäytön (E) kuudes nasta liitettiin Arduinon yhdeksään nastaan

8. Nestekidenäytön (D4) yhdestoista nasta liitettiin Arduinon nastaan viisi

9. Arduinon (D5) kahdestoista tappi liitettiin Arduinon neljään nastaan

10. Nestekidenäytön (D6) kolmastoista tappi liitettiin Arduinon kolmeen nastaan

11. Nestekidenäytön neljästoista tappi (D7) liitettiin Arduinon kahteen nastaan

12. Nestekidenäytön (A) viidestoista nasta oli kytketty 5 V: n virtatuloon

13. Lopuksi nestekidenäytön (K) kuudennentoista nasta liitettiin maahan (GND).

14. Pulssianturin S -johto oli kytketty Arduinon A0 -nastaan, 15. Toinen johto liitettiin 5 V: n virtatuloon ja kolmas nasta maahan (GND).

Kaavio on julkaistu yhteyden ymmärtämiseksi paremmin.

Vaihe 5: IDE ja koodit

Koodit otettiin käyttöön Arduino IDE: ssä. C- ja Java -ohjelmointikieliä käytettiin IDE: n koodaamiseen. Aluksi LiquidCrystal -kirjastoa kutsuttiin #include -menetelmällä, minkä jälkeen lisättiin kentät ja parametrit kaksitoista, yksitoista, viisi, neljä, kolme, kaksi, jotka vastaavat käytettyjä LCD -näyttöön kytkettyjä Arduino -nastoja. Muuttuvat alustukset suoritettiin ja BPM -mittausten ja kommenttien ehdot asetettiin haluttuihin lähdöihin, jotka näytetään nestekidenäytössä. Koodi täytettiin, tarkistettiin ja ladattiin Arduino -taululle. Nestekidenäyttö kalibroitiin potentiometrillä, jotta voit tarkastella kommentteja kokeita varten.

Vaihe 6: Johtopäätös

RAD toimii halvemmaksi ja kätevämmäksi ja kannettavammaksi sydämen rytmihäiriöiden havaitsemiseksi. Kuitenkin paljon enemmän testausta tarvitaan, jotta RAD: ää voidaan pitää luotettavana rytmihäiriöiden diagnostiikkalaitteena. Tulevaisuudessa kokeita tehdään potilailla, joilla on aiemmin diagnosoitu rytmihäiriö. Kerätään lisää tietoja sen määrittämiseksi, vastaavatko rytmihäiriöt sydämenlyöntien välisen ajan vaihtelua. Toivottavasti RAD: ää voidaan edelleen parantaa näiden epäsäännöllisyyksien havaitsemiseksi ja niiden rytmihäiriöiden yhdistämiseksi. Vaikka kehitystyössä ja testauksessa on paljon tehtävää, nopeusperusteinen rytmihäiriötunnistin saavuttaa tavoitteensa tunnistamalla onnistuneesti useita rytmihäiriöitä ja arvioimalla sydämen terveyttä taloudellisten ja kokorajoitustensa mukaisesti.

Holter -näyttö: 371,00 dollaria

Tapahtuman valvonta: 498,00 dollaria

Sydämen katetrointi: 9027,00 dollaria

Rintakehän röntgen (CXR): 254,00 dollaria

Elektrokardiogrammi (EKG/EKG): 193,00 dollaria

Kallistuspöydän testi: 1598,00 dollaria

Transesophageal Echokardiography: 1751,00 dollaria

Radionuklidiventrikografia tai radionuklidiangiografia (MUGA -skannaus): 1166,00 dollaria

Hintaperusteinen rytmihäiriötunnistin (RAD): 134,00 dollaria

Vaihe 7: Viimeinen

Liitännän jälkeen sydänanturin nestekidenäytön pitäisi käynnistyä, Aseta sormesi LED -valolle noin 10 sekunniksi.

Lue syke 16X2 LCD -näytöltä… Pysy lämpimänä!