Máy dò rối loạn nhịp tim dựa trên tốc độ sử dụng Arduino: 7 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:33

Loạn nhịp tim gây ra cho khoảng bốn triệu người Mỹ mỗi năm (Viện Tim Texas, trang 2). Trong khi mọi trái tim đều trải qua sự hoán vị về nhịp điệu và tốc độ, rối loạn nhịp tim mãn tính có thể gây tử vong cho nạn nhân của chúng. Nhiều rối loạn nhịp tim cũng chỉ thoáng qua, có nghĩa là chẩn đoán có thể khó khăn. Ngoài ra, quá trình phát hiện có thể tốn kém và bất tiện. Bệnh nhân có thể được yêu cầu đeo Holter hoặc máy theo dõi sự kiện trong khoảng thời gian từ vài ngày đến một tháng, thông tim hoặc cấy máy ghi vòng lặp dưới da. Nhiều bệnh nhân từ chối các xét nghiệm chẩn đoán do giá trị và chi phí phiền toái (NHLBI, phân tích cú pháp. 18-26).

Gần đây, một số trường hợp đã được báo cáo trong đó đồng hồ thông minh như Apple Watch nhận thấy sự bất thường về nhịp điệu trên cảm biến xung của chúng, thúc đẩy người đeo đi khám chữa bệnh (Griffin, phân tích cú pháp.10-14). Tuy nhiên, đồng hồ thông minh đắt tiền nên không được đại đa số dân chúng sử dụng. Nguồn lực tài chính được coi là yếu tố vừa là tiêu chí vừa là hạn chế đối với Máy phát hiện rối loạn nhịp tim dựa trên tỷ lệ (RAD), vì không thể mua được các linh kiện giá cao, và thiết bị cần phải tương đối hợp túi tiền và tiện lợi trong khi vẫn nhận biết chính xác rối loạn nhịp tim.

Bước 1: Vật liệu

Bảng mạch Arduino UNO

hai mươi sáu dây jumper

Chiết áp A10K Ohm

Màn hình LCD 6x2

Một cảm biến xung

Pin 9V Alkaline

Cáp ngoại vi A USB 2.0 A to B Male / Male type

Pin Alkaline / đầu vào 9V DC

Breadboard một hàng, các công cụ hàn và tháo rời

16 cột ghim ly khai

Arduino IDE được tải xuống để mã hóa và các kết nối chân

Bước 2: Thiết kế và Phương pháp luận

Ban đầu, máy dò rối loạn nhịp tim dựa trên tốc độ được thiết kế như một chiếc vòng đeo tay. Tuy nhiên, sau đó người ta nhận ra rằng phần cứng của nó không đủ nhỏ gọn để phù hợp với hình thức này. RAD hiện được gắn với kích thước 16,75x9,5cm. bảng xốp, làm cho nó vẫn di động, nhẹ và thuận tiện khi so sánh với các hình thức phát hiện rối loạn nhịp tim khác. Các giải pháp thay thế cũng đã được khám phá. RAD đã được đề xuất để nhận ra những bất thường trong phức hợp PQRST điện, nhưng những hạn chế về chi phí và kích thước không cho phép thiết bị có khả năng đo điện tâm đồ (EKG).

RAD hướng tới người dùng. Nó chỉ yêu cầu người dùng đặt ngón tay của mình trên cảm biến xung của nó và để nó ổn định trong khoảng 10 giây. Nếu nhịp đập của bệnh nhân rơi vào phạm vi liên quan đến các hành vi thất thường của tim như nhịp tim chậm hoặc nhịp tim nhanh, màn hình LCD sẽ thông báo cho bệnh nhân. RAD có thể nhận ra bảy bất thường chính về nhịp tim. RAD không được thử nghiệm trên những bệnh nhân mắc chứng rối loạn nhịp tim đã được chẩn đoán trước đó, nhưng thiết bị đã phát hiện "loạn nhịp tim" được mô phỏng bằng cách đặt các kỹ sư bị căng thẳng về thể chất trước khi thử nghiệm thiết bị và bằng cách bắt chước một xung để cảm biến hồng ngoại phát hiện. Mặc dù RAD sở hữu phần cứng đầu vào thô sơ so với các thiết bị chẩn đoán rối loạn nhịp tim khác, nhưng nó hoạt động như một thiết bị theo dõi tiết kiệm, hướng đến người dùng, có thể đặc biệt hữu ích đối với những bệnh nhân có khuynh hướng phát triển rối loạn nhịp tim do di truyền hoặc lối sống.

Bước 3: Cảm biến tim

Cảm biến tim được sử dụng trong dự án này sử dụng sóng hồng ngoại đi qua da và được phản xạ từ tàu được chỉ định.

Các sóng sau đó được phản xạ từ tàu và được cảm biến đọc.

Dữ liệu sau đó được chuyển đến Arduino để hiển thị màn hình LCD.

Bước 4: Kết nối

1. Chân đầu tiên của LCD (VSS) được kết nối với đất (GND)

2. Chân thứ hai của LCD (VCC) được kết nối với đầu vào nguồn 5V của Arduino

3. Chân thứ ba của màn hình LCD (V0) được kết nối với đầu vào thứ hai của Chiết áp 10K

4. Một trong hai chân của Potentiometer đã được kết nối với đất (GND) và đầu vào nguồn 5V

5. Chân thứ tư của LCD (RS) được kết nối với chân số mười hai của Arduino

6. Chân thứ năm của màn hình LCD (RW) được kết nối với đất (GND)

7. Chân thứ sáu của màn hình LCD (E) được kết nối với chân số mười một của Arduino

8. Chân thứ mười một của màn hình LCD (D4) được kết nối với chân năm của Arduino

9. Chân thứ mười hai của Arduino (D5) được kết nối với chân bốn của Arduino

10. Chân thứ mười ba của LCD (D6) được kết nối với chân ba của Arduino

11. Chân thứ mười bốn của màn hình LCD (D7) được kết nối với chân hai của Arduino

12. Chân thứ mười lăm của màn hình LCD (A) được kết nối với đầu vào nguồn 5V

13. Cuối cùng, chân thứ mười sáu của LCD (K) đã được kết nối với đất (GND).

14. Dây S của Cảm biến xung được kết nối với chân A0 của Arduino, 15. Dây thứ hai được kết nối với đầu vào nguồn 5V và chân thứ ba được kết nối với đất (GND).

Đề án được đăng để hiểu rõ hơn về các kết nối.

Bước 5: IDE và mã

Các mã đã được triển khai trên Arduino IDE. Các ngôn ngữ lập trình C và Java được sử dụng để viết mã IDE. Ban đầu, thư viện LiquidCrystal được gọi bằng phương thức #include, sau đó các trường và tham số của mười hai, mười một, năm, bốn, ba, hai tương ứng với các chân Arduino được sử dụng kết nối với màn hình LCD được chèn vào. Các khởi tạo có thể thay đổi được thực hiện và các điều kiện cho các phép đo và nhận xét BPM được đặt thành các đầu ra mong muốn được hiển thị trên màn hình LCD. Sau đó, mã được hoàn thành, xác minh và tải lên bảng Arduino. Màn hình LCD đã được hiệu chỉnh bằng cách sử dụng Potentiometer để xem các nhận xét đã sẵn sàng cho các thử nghiệm.

Bước 6: Kết luận

RAD đóng vai trò như một hình thức phát hiện rối loạn nhịp tim ít tốn kém hơn, thuận tiện hơn và di động hơn. Tuy nhiên, cần phải kiểm tra nhiều hơn nữa để RAD được coi là một thiết bị chẩn đoán rối loạn nhịp tim đáng tin cậy. Trong tương lai, các thử nghiệm sẽ được tiến hành trên những bệnh nhân mắc chứng rối loạn nhịp tim đã được chẩn đoán trước đó. Nhiều dữ liệu hơn sẽ được thu thập để xác định xem có bất kỳ rối loạn nhịp tim nào tương ứng với sự dao động trong khoảng cách thời gian giữa các nhịp tim hay không. Hy vọng rằng RAD có thể được cải thiện hơn nữa để phát hiện những bất thường này và liên kết chúng với chứng rối loạn nhịp tim tương ứng. Mặc dù còn nhiều việc phải làm về mặt phát triển và thử nghiệm, Máy phát hiện rối loạn nhịp tim dựa trên tốc độ đáp ứng mục tiêu của nó bằng cách xác định thành công một số chứng loạn nhịp tim và đánh giá sức khỏe tim dưới những hạn chế về kinh tế và kích thước của nó.

Màn hình Holter: $ 371,00

Giám sát sự kiện: $ 498,00

Thông tim: $ 9027,00

Chụp X-quang ngực (CXR): $ 254,00

Điện tâm đồ (ECG / EKG): $ 193,00

Kiểm tra bàn nghiêng: $ 1598,00

Siêu âm tim qua thực quản: $ 1751,00

Chụp mạch phóng xạ hạt nhân phóng xạ hoặc chụp mạch hạt nhân phóng xạ (quét MUGA): $ 1166,00

Máy dò rối loạn nhịp tim dựa trên tốc độ (RAD): $ 134,00

Bước 7: Người cuối cùng

Sau khi kết nối, màn hình LCD trên cảm biến Tim sẽ bật, Chỉ cần đặt ngón tay của bạn lên đèn LED trong khoảng 10 giây.

Đọc nhịp tim từ màn hình LCD 16X2… Hãy ở lại Heathy!