Op snelheid gebaseerde aritmiedetector met Arduino - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:17

Hartritmestoornissen treffen jaarlijks ongeveer vier miljoen Amerikanen (Texas Heart Institute, par. 2). Terwijl elk hart permutaties in ritme en snelheid ervaart, kunnen chronische hartritmestoornissen fataal zijn voor hun slachtoffers. Veel hartritmestoornissen zijn ook van voorbijgaande aard, wat betekent dat de diagnose moeilijk kan zijn. Bovendien kan het detectieproces kostbaar en onhandig zijn. Het kan nodig zijn dat een patiënt een Holter of eventmonitor draagt gedurende een periode van enkele dagen tot een maand, een hartkatheterisatie moet ondergaan of een lusrecorder onder de huid moet implanteren. Veel patiënten weigeren diagnostische tests vanwege de hinderwaarde en de kosten (NHLBI, pars. 18-26).

Onlangs zijn er verschillende gevallen gemeld waarin slimme horloges zoals de Apple Watch ritmische afwijkingen op hun hartslagsensoren waarnamen, waardoor de dragers werden aangemoedigd om medische behandeling te zoeken (Griffin, pars.10-14). Slimme horloges zijn echter duur, dus ze worden niet door een meerderheid van de bevolking gebruikt. Financiële middelen werden beschouwd als zowel een criterium als een beperking voor de Rate-Based Arrhythmia Detector (RAD), aangezien dure componenten niet konden worden betaald, en het apparaat zowel relatief betaalbaar als handig moest zijn en toch nauwkeurig aritmieën moest herkennen.

Stap 1: Materialen

Arduino UNO-printplaat

zesentwintig jumperdraden

A10K Ohm Potentiometer

Een 6x2 LCD

Een polssensor

Een Alkaline 9V Batterij

A USB 2.0 A naar B mannelijk/mannelijk type perifere kabel

Een Alkaline batterij/9V DC ingang

Een eenrijige Breadboard, soldeer- en desoldeergereedschappen

16 kolommen met afgescheiden pinnen

De Arduino IDE gedownload voor codering en de pinverbindingen

Stap 2: Ontwerp en methodologie

De Rate-Based Aritmia Detector was oorspronkelijk ontworpen als armband. Later werd echter erkend dat de hardware niet compact genoeg was om in deze vorm te passen. RAD is momenteel bevestigd aan een 16,75x9,5cm. piepschuimbord, waardoor het nog steeds draagbaar, lichtgewicht en handig is in vergelijking met andere vormen van aritmiedetectie. Ook zijn alternatieven onderzocht. RAD werd voorgesteld om afwijkingen in het elektrische PQRST-complex te herkennen, maar vanwege de beperkingen op het gebied van kosten en grootte kon het apparaat niet beschikken over elektrocardiogram (EKG)-mogelijkheden.

RAD is gebruikersgericht. De gebruiker hoeft alleen maar zijn of haar vinger op de polssensor te laten rusten en deze ongeveer tien seconden te laten stabiliseren. Als de hartslag van een patiënt binnen een bereik valt dat wordt geassocieerd met grillig hartgedrag zoals bradycardie of tachycardie, zal het LCD-scherm de patiënt hiervan op de hoogte stellen. RAD kan zeven belangrijke hartritmestoornissen herkennen. RAD is niet getest op patiënten met eerder gediagnosticeerde aritmieën, maar het apparaat detecteerde wel "aritmieën" die werden gesimuleerd door de technici fysiek te belasten voordat ze het apparaat testten en door een puls na te bootsen die de infraroodsensor detecteert. Hoewel RAD over primitieve invoerhardware beschikt in vergelijking met andere diagnostische apparaten voor aritmie, dient het als een economisch, gebruikersgericht bewakingsapparaat dat vooral nuttig kan zijn voor patiënten met genetische aanleg of levensstijl voor de ontwikkeling van aritmie.

Stap 3: Hartsensor

De hartsensor die in dit project wordt gebruikt, maakt gebruik van infraroodgolven die door de huid gaan en worden gereflecteerd door het aangewezen vat.

De golven worden vervolgens door het vaartuig gereflecteerd en door de sensor gelezen.

De gegevens worden vervolgens overgebracht naar de Arduino om het LCD-scherm weer te geven.

Stap 4: Aansluitingen

1. De eerste pin van de LCD (VSS) was verbonden met de grond (GND)

2. De tweede pin van de LCD (VCC) was verbonden met de 5V-voedingsingang van de Arduino

3. De derde pin van de LCD (V0) was verbonden met de tweede ingang van de 10K Potentiometer

4. Een van de pinnen van de potentiometer was verbonden met de grond (GND) en de 5V-voedingsingang

5. De vierde pin van de LCD (RS) was verbonden met pin twaalf van de Arduino

6. De vijfde pin van de LCD (RW) was verbonden met de grond (GND)

7. De zesde pin van de LCD (E) was verbonden met pin elf van de Arduino

8. De elfde pin van de LCD (D4) was verbonden met pin vijf van de Arduino

9. De twaalfde pin van de Arduino (D5) was verbonden met pin vier van de Arduino

10. De dertiende pin van de LCD (D6) was verbonden met pin drie van de Arduino

11. De veertiende pin van de LCD (D7) was verbonden met pin twee van de Arduino

12. De vijftiende pin van de LCD (A) was aangesloten op de 5V-voedingsingang

13. Ten slotte was de zestiende pin van de LCD (K) verbonden met de grond (GND).

14. De S-draad van de pulssensor was verbonden met de A0-pin van de Arduino, 15. De tweede draad was verbonden met de 5V-voedingsingang en de derde pin was verbonden met de grond (GND).

Het schema is geplaatst om de verbanden beter te begrijpen.

Stap 5: IDE en de codes

De codes zijn geïmplementeerd op de Arduino IDE. C en Java programmeertalen werden gebruikt om de IDE te coderen. Aanvankelijk werd de LiquidCrystal-bibliotheek aangeroepen door de #include-methode, daarna werden velden en parameters van twaalf, elf, vijf, vier, drie, twee die overeenkomen met de gebruikte Arduino-pinnen die op het LCD-scherm waren aangesloten, ingevoegd. Variabele initialisaties werden uitgevoerd en de voorwaarden voor de BPM-metingen en opmerkingen werden ingesteld op de gewenste outputs die op het LCD-scherm moesten worden weergegeven. De code werd vervolgens voltooid, geverifieerd en geüpload naar het Arduino-bord. Het LCD-scherm werd gekalibreerd met behulp van de potentiometer om de opmerkingen te bekijken die klaar waren voor de proeven.

Stap 6: Conclusie

RAD dient als een goedkopere en gemakkelijkere en draagbare vorm van detectie van hartritmestoornissen. Er zijn echter veel meer tests nodig om RAD als een betrouwbaar aritmisch diagnostisch hulpmiddel te beschouwen. In de toekomst zullen proeven worden uitgevoerd bij patiënten met eerder gediagnosticeerde aritmieën. Er zullen meer gegevens worden verzameld om te bepalen of eventuele aritmieën overeenkomen met fluctuaties in het tijdsverschil tussen hartslagen. Hopelijk kan RAD verder worden verbeterd om deze onregelmatigheden te detecteren en te koppelen aan hun respectievelijke aritmieën. Hoewel er veel moet worden gedaan op het gebied van ontwikkeling en testen, bereikt de op frequentie gebaseerde aritmiedetector zijn doel door met succes verschillende aritmieën te herkennen en de gezondheid van het hart te evalueren onder zijn economische en groottebeperkingen.

Holter-monitor: $ 371,00

Gebeurtenismonitor: $ 498,00

Hartkatheterisatie: $9027,00

Röntgenfoto van de borst (CXR): $ 254,00

Elektrocardiogram (ECG/EKG): $ 193.00

Kanteltafeltest: $ 1598,00

Transoesofageale echocardiografie: $ 1751.00

Radionuclide Ventriculografie of Radionuclide Angiografie (MUGA Scan): $1166.00

Op frequentie gebaseerde aritmiedetector (RAD): $ 134,00

Stap 7: De laatste

Na de verbinding moet het LCD-scherm op de hartsensor aan gaan, Plaats eenvoudig uw vinger ongeveer 10 seconden op de LED.

Lees de hartslag af van het 16X2 LCD-scherm… Blijf gezond!