Rate Based Arrhythmia Detector Using Arduino: 7 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:23

Hjertearytmier rammer omtrent fire millioner amerikanere hvert år (Texas Heart Institute, par. 2). Selv om hvert hjerte opplever permutasjoner i rytme og hastighet, kan kroniske hjertearytmier være dødelige for ofrene. Mange hjertearytmier er også forbigående, noe som betyr at diagnosen kan være vanskelig. I tillegg kan deteksjonsprosessen være kostbar og upraktisk. En pasient kan bli pålagt å bære Holter- eller hendelsesmonitor over en periode som strekker seg fra flere dager til en måned, gjennomgå hjertekateterisering eller få implantert en sløyfeopptaker under huden. Mange pasienter avslår diagnostiske tester på grunn av plagsverdi og kostnad (NHLBI, pars. 18-26).

Nylig har det blitt rapportert flere tilfeller der smarte klokker som Apple Watch oppfattet rytmiske anomalier på pulssensorene, noe som fikk brukerne til å søke medisinsk behandling (Griffin, s. 10-14). Smarte klokker er imidlertid dyre, så de brukes ikke av et flertall av befolkningen. Økonomiske ressurser var både et kriterium og en begrensning for den prisbaserte arytmidetektoren (RAD), ettersom komponenter med høy pris ikke var tilgjengelig, og enheten måtte være både relativt rimelig og praktisk, mens den fortsatt gjenkjente arytmier.

Trinn 1: Materialer

Arduino UNO kretskort

tjuefire hoppetråder

A10K Ohm potensiometer

En 6x2 LCD

En pulssensor

Et alkalisk 9V batteri

En perifert kabel av typen USB 2.0 A til B Hann/mann

Et alkalisk batteri/9V DC inngang

Et en-raders brødbrett, lodde og lodding

16 kolonner med utbryterpinner

Arduino IDE lastet ned for koding og pin -tilkoblinger

Trinn 2: Design og metodikk

Den frekvensbaserte arytmidetektoren ble opprinnelig designet som et armbånd. Imidlertid ble det senere anerkjent at maskinvaren ikke var kompakt nok til å passe inn i denne formen. RAD er for øyeblikket festet til en 16,75x9,5 cm. styrofoam board, noe som gjør det fremdeles bærbart, lett og praktisk i forhold til andre former for arytmi -deteksjon. Alternativer ble også utforsket. RAD ble foreslått å gjenkjenne abnormiteter i det elektriske PQRST -komplekset, men kostnads- og størrelsesbegrensninger tillot ikke at enheten hadde elektrokardiogram (EKG) -funksjoner.

RAD er brukerorientert. Det krever ganske enkelt at en bruker hviler fingeren på pulssensoren og lar den stabilisere seg i omtrent ti sekunder. Hvis en pasients puls faller innenfor et område assosiert med uregelmessig hjerteatferd som bradykardi eller takykardi, vil LCD -en varsle pasienten. RAD kan gjenkjenne syv store hjertefrekvensavvik. RAD ble ikke testet på pasienter med tidligere diagnostiserte arytmier, men enheten oppdaget "arytmier" simulert ved å sette ingeniørene under fysisk belastning før testen av enheten og ved å etterligne en puls for den infrarøde sensoren å oppdage. Selv om RAD har primitiv inngangsmaskinvare sammenlignet med andre arytmi-diagnostiske enheter, fungerer den som en økonomisk, brukerorientert overvåkingsenhet som kan være spesielt nyttig for pasienter med genetiske eller livsstilstilstander for arytmiutvikling.

Trinn 3: Hjertesensor

Hjertesensoren som ble brukt i dette prosjektet bruker infrarøde bølger som passerer gjennom huden og reflekteres fra det angitte karet.

Bølgene reflekteres deretter fra fartøyet og leses av sensoren.

Dataene blir deretter overført til Arduino for at LCD -skjermen skal vises.

Trinn 4: Tilkoblinger

1. Den første pinnen på LCD -skjermen (VSS) ble koblet til bakken (GND)

2. Den andre pinnen på LCD -skjermen (VCC) ble koblet til 5V -strøminngangen på Arduino

3. Den tredje pinnen på LCD -skjermen (V0) ble koblet til den andre inngangen på 10K potensiometer

4. Hver av pinnene på potensiometeret var koblet til bakken (GND) og 5V strøminngangen

5. Den fjerde pinnen på LCD -skjermen (RS) var koblet til pinne tolv på Arduino

6. Den femte pinnen på LCD -skjermen (RW) var koblet til bakken (GND)

7. Den sjette pinnen på LCD -skjermen (E) ble koblet til pinne elleve på Arduino

8. Den ellevte pinnen på LCD -skjermen (D4) ble koblet til pin fem på Arduino

9. Den tolvte pinnen til Arduino (D5) ble koblet til pinne fire på Arduino

10. Den trettende pinnen på LCD -skjermen (D6) var koblet til pinne tre på Arduino

11. Den fjortende pinnen på LCD -skjermen (D7) var koblet til pinne to på Arduino

12. Den femtende pinnen på LCD -skjermen (A) ble koblet til 5V -strøminngangen

13. Til slutt ble den sekstende pinnen på LCD -en (K) koblet til bakken (GND).

14. S -ledningen til pulssensoren ble koblet til A0 -pinnen på Arduino, 15. Den andre ledningen ble koblet til 5V -strøminngangen, og den tredje pinnen var koblet til bakken (GND).

Opplegget er lagt ut for bedre forståelse av sammenhengene.

Trinn 5: IDE og kodene

Kodene ble implementert på Arduino IDE. C og Java programmeringsspråk ble brukt til å kode IDE. I utgangspunktet ble LiquidCrystal -biblioteket kalt av #include -metoden, deretter ble felt og parametere på tolv, elleve, fem, fire, tre, to som tilsvarer de brukte Arduino -pinnene koblet til LCD -skjermen satt inn. Variable initialiseringer ble utført og betingelsene for BPM -målingene og kommentarene ble satt til de ønskede utgangene som skal vises på LCD -skjermen. Koden ble deretter fullført, bekreftet og lastet opp til Arduino -kortet. LCD -skjermen ble kalibrert ved hjelp av potensiometeret for å se kommentarene klare for forsøkene.

Trinn 6: Konklusjon

RAD fungerer som en rimeligere og mer praktisk og bærbar form for hjertearytmisk deteksjon. Imidlertid er mye mer testing nødvendig for at RAD skal bli ansett som en pålitelig arytmisk diagnostisk enhet. I fremtiden vil det bli utført forsøk på pasienter med tidligere diagnostiserte arytmier. Flere data vil bli samlet inn for å avgjøre om arytmier tilsvarer svingninger i tidsgapet mellom hjerteslag. Forhåpentligvis kan RAD forbedres ytterligere for å oppdage disse uregelmessighetene og knytte dem til deres respektive arytmier. Selv om det er mye som må gjøres når det gjelder utvikling og testing, oppfyller den frekvensbaserte arytmi-detektoren målet ved å gjenkjenne flere arytmier og evaluere hjertehelsen under økonomiske og størrelsesbegrensninger.

Holter Monitor: 371,00 dollar

Hendelsesmonitor: $ 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

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

Trinn 7: Den siste

Etter tilkoblingen bør LCD -skjermen på hjertesensoren slås på, Bare legg fingeren på LED -lampen i omtrent 10 sekunder.

Les hjerteslag fra 16X2 LCD -skjermen … Hold deg frisk!