Ничего не найдено :(
    В гостях у Самоделкина! » С сайтов » Спец » Устройство для снятия кардиограммы

    Устройство для снятия кардиограммы


    Устройство для снятия кардиограммы

    Из этой статьи мы с вами узнаем, как можно самостоятельно собрать аппарат ЭКГ. Это устройство имеет встроенный дисплей, на котором отображаются отдельные сердечные сокращения в большом формате, последовательность сердечных сокращений в маленьком формате и график Пуанкаре.

    Аппарат работает от аккумулятора, и он достаточно компактный. Он построен на на нескольких базовых деталях модуле AD8232, Arduino Nano и 2,8-дюймового TFT-дисплея.

    Инструменты и материалы:
    -Модуль AD8232 в комплекте с электродами;
    -Arduino Nano;
    -Макетная плата;
    -Батарейный отсек;
    -Дисплей;
    -Провода;
    -Монтажная плата;
    -Литий-ионный аккумулятор 3,7 В;
    -Резисторы;
    -Паяльное оборудование;

    Шаг первый: техника безопасности
    Мастер предупреждает, что он не медицинский работник. Это руководство было создано только для информационных целей. Оно не описывает медицинское устройство. Приведенная здесь информация не предназначена для замены профессиональной медицинской консультации.
    Не используйте устройство, когда оно подключено к ПК, который подключен к сети.
    Не используйте устройство при наличии дефибриллятора. Устройство может вывести его из строя.

    Шаг второй: модуль AD8232
    Чип AD8232 - это датчик сердечного ритма. Микросхема AD8232 содержит высококачественный малошумящий измерительный усилитель и систему формирования сигнала для удаления шума. Он предназначен в первую очередь для записи ЭКГ.
    Сначала мастер собирает схему на макетной плате, как на фото ниже.

    AD8232 включает в себя функцию "обнаружения отключения проводов". Если один из выводов отсоединен, контакты LO + или LO- модуля переходят в высокий уровень. Для первоначального тестирования мастер подключил выводы LO + и LO- к двум светодиодам через резисторы 1 кОм. Светодиоды загораются при отключении провода. Для последней схемы нужно удалить светодиоды и подключить LO + и LO- к Arduino.
    Дальше загружает скетч ArdECG0.ino на компьютер и затем в Nano.

    В приобретенном мастером модуле выводы электродов окрашены в следующие цвета:
    LA левая рука: Зеленый
    Правая рука Ra: Красный
    Правая Нога: Желтый

    В комплекте с модулем идет всего 3 электрода. Они быстро израсходуются, и мастер решил сделать электроды самостоятельно. Сделать их можно из медной пластины или монеты.

    В качестве состава, которым покрывают кожу перед установкой электродов, он использовал смесь шампуни и соли. Электроды приклеивает к коже лейкопластырем.

    Электроды устанавливаются, как на рисунке:
    LA слева от груди под ключицей
    РА с правой стороны груди ниже ключицы
    RL внизу подальше от сердца
    Электрод RL называется «правая нога», но на самом деле он не обязательно должен находиться на ноге, но нужно стараться размещать его не на мышцах.
    Код можно скачать ниже.
    ArdECG0.ino






    В скетч ArdECG0.ino встроен фрагмент фальшивый «импульс». Это не очень реалистичная функция, но она дает импульсы примерно нужного размера и примерно с нужной частотой. Это удобно использовать при отладке устройства.

    Шаг третий: сердце
    Врачи считают сердце сложным органом, но для разработчика электроники это просто генератор электрических сигналов - несколько десятков милливольт.

    Синоатриальный узел (узел SA) действует как осциллятор, генерирующий импульс примерно каждую секунду. В электронном виде это релаксационный осциллятор (или осциллятор Ван дер Поля).

    Сокращение пульса медленно распространяется к мышцам предсердий и атриовентрикулярному узлу (AV-узлу). Мышцы предсердий сокращаются, а затем расслабляются. Когда они сокращаются, они перекачивают кровь в желудочки. Когда они расслабляются, предсердия закачивает кровь из тела или из легких.

    Узел AV задерживает импульс (на 120-200 мс), а затем отправляет его мышцам желудочков. В электронном виде это тоже релаксационный осциллятор, но его период намного больше, чем у SA-осциллятора.

    Мышцы желудочков сокращаются, а затем расслабляются. Когда они сокращаются, они перекачивают кровь к телу или легким.
    Весь процесс занимает около 500 мс.

    Для перекачивания крови по телу требуется много энергии, поэтому самый большой сигнал исходит от мышц левого желудочка.
    Ионы натрия, калия и кальция перекачиваются через мембраны клеток сердечной мышцы. Когда сердечная мышца расслаблена, разница в концентрациях ионов вызывает разность потенциалов 90 мВ.

    Когда в клетке возникает потенциал действия, активируется соседняя клетка. Таким образом, потенциал действия распространяется через мышцу, а также через волокна Пуркинье.
    Проводимость мышечных клеток составляет 0,3–0,4 м / с.
    Проводимость волокна Пуркинье составляет 2–3 м / с.
    Нормальная проводимость нейронов 70-120 м / с.
    Волокна Пуркинье могут колебаться сами по себе со скоростью 20-40 ударов в минуту и поэтому действуют как резервная система, если генераторы SA и AV выходят из строя.

    ЭКГ регистрирует потенциалы действия различных мышц. Потенциалы действия мышц передаются через грудную стенку и кожу посредством простой электрической проводимости. К тому времени, когда он достигает кожи, сигнал составляет около 1 мВ.
    Поскольку разные потенциалы действия возникают в разных областях сердца, перемещая электроды ЭКГ, можно записывать активность в разных мышцах.



    Шаг четвертый: дисплей
    Дисплей представляет собой 2,8-дюймовый цветной TFT ЖК-экран с контроллером ILI9341, 320x240 пикселей.
    ЖК-дисплей имеет следующие контакты:
    VCC 5V
    GND ground
    CS LCD chip select
    RESET reset
    DC data/command
    MOSI SPI bus MOSI of Arduino
    SCK SPI bus SCLK
    LED back light
    MISO SPI data out of LCD (ignored)
    T_CLK SPI bus SCLK (ignored)
    T_CS touch chip select (ignored)
    T_DIN MOSI of Arduino (ignored)
    T_DO SPI data out of touch (ignored)
    T_IRQ touch interrupt request (ignored)

    В дисплей встроен регулятор 3V3. Таким образом, модуль может питаться от 5 В, и можно его подключить напрямую к 5-вольтовому выводу Arduino. Вывод питания светодиода также может быть подключен напрямую к выводу 5V.

    Логические выводы дисплея требуют сигналов 3,3 В. Их нельзя подключать напрямую к 5-вольтовым контактам ввода-вывода Arduino. Чтобы понизить напряжение нужно установить резисторы.

    Для работы дисплея нужно загрузить эскиз ArdECG1.ino.
    Нужно поместить все файлы ниже в одну папку:
    ArdECG1.ino
    SimpleILI9341.h
    SimpleILI9341.cpp




    Шаг пятый: режимы отображения
    С помощью кнопки можно переключатся между различными режимами отображения ЭКГ:
    Большой дисплей
    Маленький дисплей
    Дисплей Пуанкаре

    Режим большого дисплея позволяет детально изучить одно или два сердечных сокращения. Отображается, как сетка на красном фоне, что больше похоже на стандартную диаграмму ЭКГ.


    Малый режим дисплея позволяет видеть общую частоту сердечных сокращений. «Нормальный» пульс зависит от возраста.
    3-5 лет: 80-120 уд / мин
    6-10 лет: 70-110 ударов в минуту
    11-14 лет: 60-105 ударов в минуту
    15+ лет: 60-100 уд / мин
    Средняя частота сердечных сокращений у женщин на 4 удара в минуту выше, чем у мужчин. С возрастом средняя частота сердечных сокращений, как у мужчин, так и у женщин снижается на 4 удара в минуту.
    «Брадикардия» - это частота сердечных сокращений ниже нормы: менее 60 ударов в минуту у взрослых. «Тахикардия» - это частота сердечных сокращений выше нормы: более 100 ударов в минуту у взрослых.

    Дисплей Пуанкаре показывает историю ритма.
    Тахикардия отображается в виде небольшой группы точек в левом нижнем углу. Брадикардия отображается в виде рассеянной группы вверху справа. Аритмия проявляется в виде групп точек вдали от главной диагонали. Фибрилляция отображается в виде большого облака в левом нижнем углу. Столбец точек в верхнем левом углу может указывать на преждевременные сокращения желудочков. Паузы в долях отображаются в виде облаков вверху-середине и справа посередине.

    Подробнее о диагностике можно почитать в статье-оригинале (ссылка в конце статьи) или найти материал в интернете.

    Шаг шестой: сборка
    После проверки работы устройства на макетной плате мастер приступил к монтажу и сборки устройства.
    Модуль AD8232 крепится к задней части дисплея с помощью двустороннего скотча. Nano удерживается между двумя платами с помощью припаянных перемычек. Вся сборка довольно компактная и прочная.

    Корпус мастер сделал из полистирола.
    Экранирование немного влияет на уровень шума, поэтому он выложил заднюю часть коробки кухонной пленкой.





    Общее потребление тока составляет около 127 мА. Задача была, чтобы устройство работало в автономном режиме в течение 8 часов. Значит, нужен источник питания емкостью около 1000 мАч.

    Сначала мастер хотел установить четыре аккумулятора AA.
    Ячейки AA - хороший выбор, но проблема их размер. Тогда мастер решил установить один литий-ионный аккумулятор емкостью 1000 мАч.
    С помощью переключателя выполняется выбор между работой и зарядкой.



    Шаг седьмой: улучшения
    Устройство готово и мастер думает об улучшении проекта. Одной из полезный функций будет установка SD-модуля для записи данных. В таком случае можно закрепить датчик и произвести мониторинг работы сердца за продолжительный отрезок времени. После этого можно будет провести анализ работы сердца, артерий, давления.

    Источник (Source)
    Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.
    Подборки: Arduino Датчик

    Автоматическая кормушка для домашних животных

    Дверной звонок с оповещением по СМС (через интернет)

    10
    Идея
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    10
    Описание
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    10
    Исполнение
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    Итоговая оценка: 10 из 10 (голосов: 2 / История оценок)

    Добавить комментарий

    8 комментариев
    Гость Евгений
    Кардиограмму ещё расшифровать требуется. А тот, кто умеет расшифровывать, тот кардиограмму на нормальном оборудовании снимет.
    Гость Alexey
    Три стандартных отведения снимаются между руками и левой ногой. Почему тут правая нога?
    Korolev
    RL внизу подальше от сердца ... он не обязательно должен находиться на ноге   
    Ну, если внизу, но не на ноге, то на чём? scratch Гусары, молчать!!! xaxa
    Korolev
    Dmitrij,
    Ну а че, и правда, 21 век... правда и мы с женой так можем)) 
    Краем уха где-то слыхал, что пытаются создать специальный медицинский портал, и "прикрутить" к нему искусственный интеллект! А с учётом перехода на электронные медицинские карты пациентов, с полной информацией с самого рождения, может это и к лучшему? scratch

    pogranec Автор
    Dmitrij,
    Нормально, потом в инэте можно показать и пилюли подобрать там же.
    А ты думаешь сейчас по другому? Сын приболел. Звоню в поликлинику, они мне дают номер медсестры. Он звонит медсестре. Та спрашивает симптомы и назначает лечение + тест (мазок) на Ковид. Через 2 дня тест отрицательный, можно прийти к врачу. Врач тупо выписывает антибиотик, не прослушивая грудную клетку. Придешь в пятницу. В четверг звонят - че не пришел? -Так вы сказали в пятницу. -Ошиблись значит.Как себя чувствуешь? -Нормально. - Ну придешь больничный завтра в 6  кабинете заберешь.
    А знакомый Ковидом болел, там вообще мрак. 
    Валерий
    Цитата: Dmitrij
    , описываешь симптомы и он потом диагноз в интернете ищет 

    Как в бородатом анекдоте?

    - Доктор, что со мной?
    - Щас... Подождите, загуглю...
    - Загуглить я и сам могу!
    - А вот это уже самолечение и шарлатанство будет!!!
    Але нови ностра алис!
    Pronin
    Дима,надо самим проверять-диагностировать. С Инетом. А подход у эскулапа правильный, Imho.
    Сколько неумех (тупых) в медицине смдит в белых же халатах.
    Вот характерный случай из последнего... Подсадил зрение стремным дисплеем (ЭДТ) от конторы. Да еще и моргающий... Но, надо быстрее доделывать прогу. ЖКТ еще были редки. Жинка купила БАД. Улучшающий зрение. Этто такие капсулы (с синеватыми игольчатыми кристаллами). ~ пару штук выпил. А потом у меня что-то давление подскочило. То есть, то нет. И погода была неустойчива. Жинка - иди к врачу (терапевту) в поликлинику. Я с листками (показание тонометра в течение неск дней) к терапевту. Она посмотрела - у вас давление. Вот рецепты от давления. Выкупил (дорогие), посмотрел в Инете эти понижатели давления. Пару выпил (или одну?). Могут помочь в ящик сыграть(из Инета)
    Потом оказалось - у меня почка забилась камнем и взбрыкивала. 
    Dmitrij
    Нормально, потом в инэте можно показать и пилюли подобрать там же.

    Кстати у нас в одном селе врач есть, говорят к нему приходишь, описываешь симптомы и он потом диагноз в интернете ищет  xaxa Ну а че, и правда, 21 век... правда и мы с женой так можем))
    «Марти! Думать нужно в четырех измерениях...»

    Привет, Гость!


    Зарегистрируйтесь

    Или войдите на сайт, если уже зарегистрированы...

    Войти

    Добавьте самоделку

    Добавьте тему

    Онлайн чат

    Последние комментарии

    Все комментарии