آریتمی مبتنی بر میزان با استفاده از آردوینو: 7 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:55

آریتمی های قلبی سالانه تقریباً چهار میلیون آمریکایی را مبتلا می کند (موسسه قلب تگزاس ، پاراگراف 2). در حالی که هر قلبی تغییراتی در ریتم و سرعت خود تجربه می کند ، آریتمی های مزمن قلبی می تواند برای قربانیان آنها کشنده باشد. بسیاری از آریتمی های قلبی نیز گذرا هستند ، به این معنی که تشخیص ممکن است دشوار باشد. علاوه بر این ، فرایند تشخیص می تواند پرهزینه و ناخوشایند باشد. ممکن است از بیمار خواسته شود از هولتر یا مانیتور رویداد در بازه زمانی مختلف از چند روز تا یک ماه استفاده کند ، تحت کاتتریزاسیون قلبی قرار گیرد یا یک دستگاه ضبط حلقه زیر پوست کاشته شود. بسیاری از بیماران به دلیل ارزش و هزینه مزاحمت ، آزمایش های تشخیصی را رد می کنند (NHLBI ، تجزیه و تحلیل 18-26).

اخیراً موارد متعددی گزارش شده است که در آن ساعت های هوشمند مانند Apple Watch ناهنجاری های موزون روی سنسورهای نبض خود را تشخیص داده و باعث می شود که استفاده کنندگان از آنها به دنبال درمان پزشکی باشند (Griffin، pars.10-14). با این حال ، ساعت های هوشمند گران هستند ، بنابراین اکثریت مردم از آنها استفاده نمی کنند. منابع مالی به عنوان یک معیار و یک محدودیت برای آشکارساز آریتمی مبتنی بر نرخ (RAD) در نظر گرفته شده است ، زیرا اجزای گران قیمت قابل خرید نیستند و دستگاه باید در عین تشخیص دقیق آریتمی ها ، هم نسبتاً مقرون به صرفه و هم راحت باشد.

مرحله 1: مواد

برد مدار آردوینو UNO

بیست و شش سیم جامپر

پتانسیومتر A10K اهم

یک LCD 6x2

یک سنسور پالس

یک باتری قلیایی 9 ولت

یک کابل جانبی نوع USB 2.0 A تا B نر/نر

باتری قلیایی/ورودی DC 9 ولت

تخته نان یک ردیف ، ابزار لحیم کاری و بدون لحیم کاری

16 ستون پین جدا شده

Arduino IDE برای کدگذاری و اتصالات پین بارگیری شد

مرحله 2: طراحی و روش شناسی

دستگاه آریتمی مبتنی بر نرخ در ابتدا به عنوان دستبند طراحی شد. با این حال ، بعداً مشخص شد که سخت افزار آن به اندازه کافی جمع و جور نیست که در این فرم جا بگیرد. RAD در حال حاضر به 16.75x9.5cm متصل شده است. تخته های پلی استای فوم ، در مقایسه با سایر اشکال تشخیص آریتمی ، همچنان قابل حمل ، سبک و راحت است. جایگزین ها نیز مورد بررسی قرار گرفت. RAD برای تشخیص ناهنجاری ها در مجموعه PQRST الکتریکی پیشنهاد شد ، اما محدودیت های هزینه و اندازه به دستگاه اجازه نمی دهد که دارای قابلیت الکتروکاردیوگرام (EKG) باشد.

RAD کاربرگرا است. به سادگی نیاز است که کاربر انگشت خود را روی سنسور نبض خود قرار دهد و تقریباً ده ثانیه به آن اجازه دهد تا تثبیت شود. اگر نبض بیمار در محدوده ای از رفتارهای نامنظم قلبی مانند برادی کاردی یا تاکی کاردی قرار گیرد ، LCD به بیمار اطلاع می دهد. RAD می تواند هفت ناهنجاری اصلی ضربان قلب را تشخیص دهد. RAD بر روی بیماران مبتلا به آریتمی های تشخیص داده شده قبلی آزمایش نشد ، اما این دستگاه با قرار دادن مهندسان تحت فشار فیزیکی قبل از آزمایش دستگاه و شبیه سازی یک نبض برای تشخیص سنسور مادون قرمز ، "آریتمی" را شبیه سازی کرد. در حالی که RAD دارای سخت افزار ورودی اولیه در مقایسه با سایر دستگاه های تشخیص آریتمی است ، به عنوان یک دستگاه نظارت اقتصادی و کاربر محور عمل می کند که می تواند به ویژه برای بیمارانی که مستعد ژنتیک یا شیوه زندگی برای ایجاد آریتمی هستند مفید باشد.

مرحله 3: سنسور قلب

سنسور قلب مورد استفاده در این پروژه از امواج مادون قرمز استفاده می کند که از پوست عبور کرده و از رگ تعیین شده منعکس می شود.

سپس امواج از رگ منعکس شده و توسط سنسور خوانده می شود.

سپس داده ها به Arduino منتقل می شوند تا LCD نمایش داده شود.

مرحله 4: اتصالات

1. اولین پین LCD (VSS) به زمین وصل شد (GND)

2. پین دوم LCD (VCC) به برق 5 ولت آردوینو متصل شد

3. پین سوم LCD (V0) به ورودی دوم پتانسیومتر 10K متصل شد

4. هر یک از پین های پتانسیومتر به زمین (GND) و ورودی برق 5 ولت متصل بود

5. پین چهارم LCD (RS) به پین دوازده آردوینو متصل شد

6. پین پنجم LCD (RW) به زمین وصل شد (GND)

7. پین ششم LCD (E) به پین یازده آردوینو متصل شد

8. پین یازدهم LCD (D4) به پین پنجم آردوینو متصل شد

9. پین دوازدهم آردوینو (D5) به پین چهار آردوینو متصل شد

10. پین سیزدهم LCD (D6) به پین سه آردوینو متصل شد

11. پین چهاردهم LCD (D7) به پین دو آردوینو متصل شد

12. پین پانزدهم LCD (A) به ورودی برق 5 ولت متصل شد

13. در نهایت ، شانزدهمین پین LCD (K) به زمین (GND) متصل شد.

14. سیم S سنسور پالس به پین A0 آردوینو متصل شده بود ،

15. سیم دوم به منبع تغذیه 5 ولت و پین سوم به زمین (GND) متصل شد.

این طرح برای درک بهتر اتصالات ارسال شده است.

مرحله 5: IDE و کدها

کدها بر روی IDE آردوینو پیاده سازی شدند. برای کدگذاری IDE از زبان های برنامه نویسی C و Java استفاده شده است. در ابتدا ، کتابخانه LiquidCrystal با روش #include فراخوانی شد ، سپس فیلدها و پارامترهای دوازده ، یازده ، پنج ، چهار ، سه ، دو مربوط به پین های مورد استفاده آردوینو متصل به LCD وارد شد. راه اندازی اولیه متغیر انجام شد و شرایط اندازه گیری BPM و نظرات روی خروجی های مورد نظر برای نمایش روی LCD تنظیم شد. سپس کد تکمیل ، تأیید و بارگذاری شده در برد آردوینو. صفحه LCD با استفاده از پتانسیومتر برای مشاهده نظرات آماده برای آزمایشات ، کالیبره شد.

مرحله 6: نتیجه گیری

RAD به عنوان یک فرم ارزان قیمت و راحت تر و قابل حمل برای تشخیص آریتمی قلب عمل می کند. با این حال ، آزمایشات بیشتری لازم است تا RAD به عنوان یک دستگاه تشخیص آریتمی قابل اعتماد در نظر گرفته شود. در آینده ، آزمایشاتی روی بیماران مبتلا به آریتمی های تشخیص داده شده قبلی انجام می شود. داده های بیشتری جمع آوری می شود تا مشخص شود آیا هرگونه آریتمی با نوسانات فاصله زمانی بین ضربان قلب مطابقت دارد یا خیر. امیدواریم RAD بتواند برای تشخیص این بی نظمی ها و پیوند آنها به آریتمی های مربوطه بیشتر بهبود یابد. در حالی که کارهای زیادی در زمینه توسعه و آزمایش وجود دارد ، آشکارساز آریتمی مبتنی بر نرخ با شناسایی موفقیت آمیز چندین آریتمی و ارزیابی سلامت قلب تحت محدودیت های اقتصادی و اندازه ای به هدف خود می رسد.

مانیتور هولتر: 371.00 دلار

مانیتور رویداد: 498.00 دلار

کاتتریزاسیون قلبی: 9027.00 دلار

قفسه سینه ایکس (CXR): 254.00 دلار

نوار قلب (ECG/EKG): 193.00 دلار آمریکا

تست میز شیب دار: 1598.00 دلار

اکوکاردیوگرافی از طریق مری: 1751.00 دلار

رادیونوکلئید بطنی یا آنژیوگرافی رادیونوکلید (MUGA Scan): 1166.00 دلار

آشکارساز آریتمی مبتنی بر نرخ (RAD): 134.00 دلار

مرحله 7: آخرین مورد

پس از اتصال ، LCD روی سنسور قلب باید روشن شود ،

کافی است انگشت خود را برای حدود 10 ثانیه روی LED قرار دهید.

تپش قلب را از LCD 16X2 بخوانید … شفا باشید!