Aritmijas noteikšanas ātrums, izmantojot Arduino: 7 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:56

Sirds aritmijas katru gadu piemeklē aptuveni četrus miljonus amerikāņu (Teksasas Sirds institūts, 2. punkts). Lai gan katra sirds piedzīvo ritma un ātruma izmaiņas, hroniskas sirds aritmijas upuriem var būt letālas. Daudzas sirds aritmijas ir arī pārejošas, kas nozīmē, ka diagnoze var būt sarežģīta. Turklāt noteikšanas process var būt dārgs un neērts. Pacientam var būt nepieciešams valkāt Holtera vai notikumu monitoru laika posmā no vairākām dienām līdz vienam mēnesim, veikt sirds kateterizāciju vai zem ādas implantēt cilpas ierakstītāju. Daudzi pacienti atsakās no diagnostikas testiem traucējošās vērtības un izmaksu dēļ (NHLBI, 18. – 26. Punkts).

Nesen tika ziņots par vairākiem gadījumiem, kad viedie pulksteņi, piemēram, Apple Watch, uztvēra ritma anomālijas savos pulsa sensoros, mudinot lietotājus meklēt medicīnisko palīdzību (Griffin, pars.10-14). Tomēr viedie pulksteņi ir dārgi, tāpēc tos neizmanto lielākā daļa iedzīvotāju. Finanšu resursi tika ņemti vērā gan kā kritērijs, gan kā ierobežojums aritmijas noteikšanas ātruma noteikšanai (RAD), jo nevarēja atļauties augstas cenas komponentus, un ierīcei bija jābūt gan salīdzinoši pieejamai, gan ērtai, vienlaikus precīzi atpazīstot aritmijas.

1. solis: materiāli

Arduino UNO shēmas plate

divdesmit seši džemperu vadi

A10K omi potenciometrs

6x2 LCD

Pulsa sensors

9V sārma akumulators

USB 2.0 A līdz B vīriešu/vīriešu tipa perifērijas kabelis

Sārma akumulators/9 V līdzstrāvas ieeja

Vienrindas maizes dēlis, lodēšanas un lodēšanas rīki

16 atdalāmo tapu kolonnas

Arduino IDE lejupielādēts kodēšanai un tapu savienojumiem

2. darbība. Projektēšana un metodoloģija

Aritmijas noteikšanas ātrums sākotnēji tika izstrādāts kā aproce. Tomēr vēlāk tika atzīts, ka tā aparatūra nav pietiekami kompakta, lai ietilptu šajā formā. RAD pašlaik ir piestiprināts pie 16,75x9,5 cm. putupolistirola plāksne, padarot to joprojām pārnēsājamu, vieglu un ērtu salīdzinājumā ar citiem aritmijas noteikšanas veidiem. Tika pētītas arī alternatīvas. RAD tika ierosināts atpazīt novirzes elektriskajā PQRST kompleksā, taču izmaksu un izmēru ierobežojumi neļāva ierīcei izmantot elektrokardiogrammas (EKG) iespējas.

RAD ir orientēts uz lietotāju. Tas vienkārši prasa, lai lietotājs noliek pirkstu uz pulsa sensora un ļauj tam stabilizēties aptuveni desmit sekundes. Ja pacienta pulss nokrīt diapazonā, kas saistīts ar nepareizu sirds uzvedību, piemēram, bradikardiju vai tahikardiju, LCD par to paziņo pacientam. RAD var atpazīt septiņas galvenās sirds ritma novirzes. RAD netika pārbaudīts pacientiem ar iepriekš diagnosticētām aritmijām, taču ierīce atklāja “aritmijas”, kas simulētas, pirms ierīces testēšanas pakļaujot inženierus fiziskai slodzei un atdarinot infrasarkanā sensora pulsu. Lai gan RAD ir primitīva ievades aparatūra salīdzinājumā ar citām aritmijas diagnostikas ierīcēm, tā kalpo kā ekonomiska, uz lietotāju orientēta uzraudzības ierīce, kas var būt īpaši noderīga pacientiem ar ģenētisku vai dzīvesveida noslieci uz aritmijas attīstību.

3. darbība: sirds sensors

Šajā projektā izmantotais sirds sensors izmanto infrasarkanos viļņus, kas iet caur ādu un tiek atstaroti no noteiktā trauka.

Pēc tam viļņi tiek atstaroti no trauka un tos nolasa sensors.

Pēc tam dati tiek pārsūtīti uz Arduino, lai tiktu parādīts LCD.

4. darbība. Savienojumi

1. LCD (VSS) pirmā tapa tika pievienota zemei (GND)

2. LCD (VCC) otrā tapa tika pievienota Arduino 5V barošanas ieejai

3. LCD trešā tapa (V0) tika pievienota 10K potenciometra otrajai ieejai

4. Jebkurš no potenciometra tapām bija pievienots zemei (GND) un 5V barošanas avotam

5. LCD (RS) ceturtā tapa tika savienota ar Arduino divpadsmito tapu

6. LCD (RW) piektā tapa tika pievienota zemei (GND)

7. LCD (E) sestā tapa bija savienota ar Arduino vienpadsmito tapu

8. LCD vienpadsmitais tapa (D4) tika savienots ar Arduino piekto tapu

9. Arduino (D5) divpadsmitā tapa tika savienota ar Arduino ceturto tapu

10. LCD trīspadsmitā tapa (D6) tika savienota ar Arduino trešo tapu

11. LCD (D7) četrpadsmitā tapa tika savienota ar Arduino otro tapu

12. LCD (A) piecpadsmitais kontakts tika pievienots 5V barošanas ieejai

13. Visbeidzot, LCD (K) sešpadsmitā tapa tika pievienota zemei (GND).

14. Pulsa sensora S vads tika pievienots Arduino A0 tapai, 15. Otrais vads tika pievienots 5V barošanas ieejai, bet trešais kontakts - zemei (GND).

Shēma ir ievietota, lai labāk izprastu savienojumus.

5. darbība: IDE un kodi

Kodi tika ieviesti Arduino IDE. IDE kodēšanai tika izmantotas C un Java programmēšanas valodas. Sākotnēji LiquidCrystal bibliotēka tika izsaukta ar #include metodi, pēc tam tika ievietoti lauki un parametri divpadsmit, vienpadsmit, pieci, četri, trīs, divi, kas atbilst izmantotajām Arduino tapām, kas savienotas ar LCD. Tika veiktas mainīgas inicializācijas, un BPM mērījumu un komentāru nosacījumi tika iestatīti uz vēlamajiem rezultātiem, kas tiks parādīti LCD. Pēc tam kods tika aizpildīts, pārbaudīts un augšupielādēts Arduino panelī. LCD displejs tika kalibrēts, izmantojot potenciometru, lai apskatītu komentārus, kas ir gatavi izmēģinājumiem.

6. darbība. Secinājums

RAD kalpo kā lētāks un ērtāks un pārnēsājams sirds aritmijas noteikšanas veids. Tomēr, lai RAD tiktu uzskatīts par uzticamu aritmijas diagnostikas ierīci, ir jāveic daudz vairāk testu. Nākotnē tiks veikti pētījumi ar pacientiem ar iepriekš diagnosticētu aritmiju. Tiks apkopoti vairāk datu, lai noteiktu, vai aritmijas atbilst laika intervāla svārstībām starp sirdsdarbību. Cerams, ka RAD var vēl uzlabot, lai atklātu šos pārkāpumus un saistītu tos ar attiecīgajām aritmijām. Lai gan izstrādes un testēšanas jomā ir daudz darāmā, aritmijas noteikšanas ātruma detektors sasniedz savu mērķi, veiksmīgi atpazīstot vairākas aritmijas un novērtējot sirds veselību atbilstoši ekonomiskajiem un lieluma ierobežojumiem.

Holtera monitors: 371,00 USD

Notikumu monitors: 498,00 USD

Sirds kateterizācija: 9027,00 USD

Krūškurvja rentgenstūris (CXR): 254,00 USD

Elektrokardiogramma (EKG/EKG): 193,00 ASV dolāri

Slīpuma galda tests: 1598,00 ASV dolāri

Transesophageal ehokardiogrāfija: 1751,00 USD

Radionuklīdu ventrikulogrāfija vai radionuklīdu angiogrāfija (MUGA skenēšana): 1166,00 ASV dolāri

Aritmijas noteikšanas ātrums (RAD): 134,00 USD

7. solis: pēdējais

Pēc savienošanas sirds sensora LCD jāieslēdzas, Vienkārši novietojiet pirkstu uz gaismas diodes apmēram 10 sekundes.

Lasiet sirdsdarbību no 16X2 LCD … Esiet sirsnīgs!