Hastighedsbaseret arytmi -detektor ved hjælp af Arduino: 7 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:28

Hjertearytmier rammer cirka fire millioner amerikanere hvert år (Texas Heart Institute, par. 2). Mens hvert hjerte oplever permutationer i rytme og hastighed, kan kroniske hjertearytmier være dødelige for deres ofre. Mange hjertearytmier er også forbigående, hvilket betyder, at diagnosen kan være vanskelig. Derudover kan detekteringsprocessen være dyr og ubelejlig. En patient kan blive pålagt at bære en Holter- eller hændelsesmonitor over en periode, der spænder fra flere dage til en måned, gennemgå hjertekateterisering eller få en loop -optager implanteret under huden. Mange patienter afviser diagnostiske tests på grund af gener og værdi (NHLBI, pars. 18-26).

For nylig er der blevet rapporteret flere tilfælde, hvor smarture som Apple Watch opfattede rytmiske anomalier på deres pulssensorer, hvilket fik brugerne til at søge lægehjælp (Griffin, pars.10-14). Smarte ure er dog dyre, så de bruges ikke af et flertal af befolkningen. Finansielle ressourcer var både et kriterium og en begrænsning for den prisbaserede arytmi-detektor (RAD), da komponenter til dyre priser ikke var til rådighed, og enheden skulle være både relativt overkommelig og praktisk, mens den stadig nøjagtigt genkendte arytmier.

Trin 1: Materialer

Arduino UNO printkort

seksogtyve springtråde

A10K Ohm potentiometer

En 6x2 LCD

En pulssensor

Et alkalisk 9V batteri

Et perifert kabel af typen USB 2.0 A til B Mand/Mand

Et alkalisk batteri/9V DC indgang

Et enrækket brødbræt, lodning og ikke-lodning

16 søjler med udbrydernåle

Arduino IDE downloadet til kodning og pin -forbindelser

Trin 2: Design og metode

Den hastighedsbaserede arytmi-detektor blev oprindeligt designet som et armbånd. Imidlertid blev det senere erkendt, at dets hardware ikke var kompakt nok til at passe i denne form. RAD er i øjeblikket fastgjort til en 16,75x9,5 cm. styrofoam board, hvilket gør det stadig bærbart, let og bekvemt sammenlignet med andre former for arytmi -detektion. Alternativer blev også undersøgt. RAD blev foreslået at genkende abnormiteter i det elektriske PQRST -kompleks, men omkostnings- og størrelsesbegrænsninger tillod ikke, at enheden havde elektrokardiogram (EKG) -funktioner.

RAD er brugerorienteret. Det kræver ganske enkelt, at en bruger hviler sin finger på sin pulssensor og lader den cirka ti sekunder stabilisere sig. Hvis en patients puls falder inden for et område, der er forbundet med uregelmæssig hjerteadfærd, såsom bradykardi eller takykardi, underretter LCD'et patienten. RAD kan genkende syv store hjertefrekvensafvigelser. RAD blev ikke testet på patienter med tidligere diagnosticerede arytmier, men enheden registrerede "arytmier" simuleret ved at lægge ingeniørerne under fysisk belastning inden testning af enheden og ved at efterligne en puls, som den infrarøde sensor kunne registrere. Selvom RAD besidder primitiv inputhardware sammenlignet med andre arytmi-diagnostiske enheder, fungerer det som en økonomisk, brugerorienteret overvågningsenhed, der kan være særligt nyttig for patienter med genetiske eller livsstilsforudsætninger for arytmiudvikling.

Trin 3: Hjertesensor

Hjertesensoren, der blev brugt i dette projekt, bruger infrarøde bølger, der passerer gennem huden og reflekteres fra det udpegede fartøj.

Bølgerne reflekteres derefter fra fartøjet og læses af sensoren.

Dataene overføres derefter til Arduino, så LCD'en kan vises.

Trin 4: Forbindelser

1. Den første pin på LCD (VSS) blev forbundet til jorden (GND)

2. Den anden pin på LCD'et (VCC) blev forbundet til 5V -strømindgangen på Arduino

3. Den tredje pin på LCD (V0) blev forbundet til den anden indgang på 10K Potentiometer

4. Hver af benene på potentiometeret var forbundet til jorden (GND) og 5V effektindgangen

5. Den fjerde pin på LCD'en (RS) blev forbundet til pin tolv af Arduino

6. Den femte pin på LCD (RW) blev forbundet til jorden (GND)

7. Den sjette stift på LCD (E) blev forbundet til pin elleve på Arduino

8. Den ellevte pin på LCD'et (D4) blev forbundet til pin fem på Arduino

9. Den tolvte pin af Arduino (D5) blev forbundet til pin fire af Arduino

10. Den trettende pin på LCD'en (D6) blev forbundet til pin tre på Arduino

11. Den fjortende pin på LCD (D7) var forbundet til pin to af Arduino

12. Den femtende pin på LCD'et (A) blev tilsluttet 5V -strømindgangen

13. Endelig blev den sekstende pin på LCD (K) forbundet til jorden (GND).

14. S -ledningen i pulssensoren blev forbundet til A0 -stiften på Arduino, 15. Den anden ledning blev forbundet til 5V -strømindgangen, og den tredje pin var forbundet til jorden (GND).

Ordningen er udstationeret for bedre at forstå forbindelserne.

Trin 5: IDE og koderne

Koderne blev implementeret på Arduino IDE. C og Java programmeringssprog blev brugt til at kode IDE. I første omgang blev LiquidCrystal -biblioteket kaldt med #include -metoden, derefter blev felter og parametre på tolv, elleve, fem, fire, tre, to svarende til de brugte Arduino -pins, der er forbundet til LCD'et, indsat. Der blev udført variable initialiseringer, og betingelserne for BPM -målingerne og kommentarerne blev indstillet til de ønskede output, der skulle vises på LCD'et. Koden blev derefter udfyldt, verificeret og uploadet til Arduino -kortet. LCD -displayet blev kalibreret ved hjælp af Potentiometer for at se kommentarerne klar til forsøgene.

Trin 6: Konklusion

RAD fungerer som en billigere og mere bekvem og bærbar form for hjertearytmisk detektion. Meget mere test er imidlertid nødvendig for at RAD kan betragtes som en pålidelig arytmisk diagnostisk enhed. I fremtiden vil der blive udført forsøg på patienter med tidligere diagnosticerede arytmier. Flere data vil blive indsamlet for at afgøre, om eventuelle arytmier svarer til udsving i tidsforskellen mellem hjerteslag. Forhåbentlig kan RAD forbedres yderligere for at opdage disse uregelmæssigheder og knytte dem til deres respektive arytmier. Selvom der er meget, der skal gøres med hensyn til udvikling og test, opfylder den satsbaserede arytmi-detektor sit mål ved med succes at genkende flere arytmier og evaluere hjertesundhed under dens økonomiske og størrelsesmæssige begrænsninger.

Holter Monitor: 371,00 dollar

Begivenhedsovervågning: $ 498,00

Hjertekateterisering: $ 9027,00

Brystrøntgen (CXR): $ 254,00

Elektrokardiogram (EKG/EKG): $ 193,00

Tiltbordstest: $ 1598,00

Transesophageal ekkokardiografi: $ 1751,00

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

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

Trin 7: Den sidste

Efter tilslutningen skulle LCD'et på hjertesensoren tænde, Du skal blot placere din finger på LED'en i cirka 10 sekunder.

Læs hjerteslag fra 16X2 LCD … Bliv sund!