Detector d’arítmia basat en la taxa mitjançant Arduino: 7 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

Les arítmies cardíaques afecten cada any aproximadament quatre milions d’americans (Texas Heart Institute, par. 2). Tot i que cada cor experimenta permutacions de ritme i ritme, les arítmies cardíaques cròniques poden ser fatals per a les seves víctimes. Moltes arítmies cardíaques també són transitòries, cosa que significa que el diagnòstic pot ser difícil. A més, el procés de detecció pot resultar costós i incòmode. Es pot requerir que un pacient porti un Holter o un monitor d’esdeveniments durant un període que oscil·li entre diversos dies i un mes, se sotmeti a un cateterisme cardíac o s’implanti un registrador de bucle sota la pell. Molts pacients rebutgen les proves diagnòstiques a causa del valor i el cost de molèsties (NHLBI, par. 18-26).

Recentment, s’han informat de diversos casos en què els rellotges intel·ligents com l’Apple Watch van percebre anomalies rítmiques als seus sensors de pols, cosa que va animar els usuaris a buscar tractament mèdic (Griffin, par. 10-14). No obstant això, els rellotges intel·ligents són cars, de manera que no són utilitzats per la majoria de la població. Recursos financers considerats tant com a criteri com com a restricció per al detector d’arítmies basades en la taxa (RAD), ja que no es podien permetre components de gran preu i el dispositiu havia de ser relativament assequible i convenient alhora que reconeixia amb precisió les arítmies.

Pas 1: materials

Placa de circuits Arduino UNO

vint-i-sis cables de pont

Potenciòmetre A10K Ohm

Una pantalla LCD de 6x2

Un sensor de pols

Una bateria alcalina de 9V

Un cable perifèric tipus USB 2.0 A a B masculí / masculí

Una bateria alcalina / entrada de 9V CC

Una taula de pa d’una fila, eines de soldar i de soldar

16 columnes de passadors separables

L'IDE Arduino descarregat per a la codificació i les connexions de pin

Pas 2: Disseny i metodologia

El detector d’arítmia basat en la taxa es va dissenyar inicialment com una polsera. Tanmateix, més tard es va reconèixer que el seu maquinari no era prou compacte per adaptar-se a aquesta forma. RAD actualment està connectat a un 16,75x9,5cm. tauler d'espuma de poliestireno, que el fa encara portàtil, lleuger i còmode en comparació amb altres formes de detecció d'arítmies. També es van explorar alternatives. Es va proposar RAD per reconèixer anomalies en el complex elèctric PQRST, però les restriccions de cost i mida no van permetre que el dispositiu posseís funcions d’electrocardiograma (EKG).

RAD està orientat a l'usuari. Simplement requereix que l'usuari recolzi el dit sobre el sensor de pols i li permeti estabilitzar-se aproximadament deu segons. Si el pols d’un pacient entra en un rang associat a conductes cardíaques erràtiques com la bradicàrdia o la taquicàrdia, la pantalla LCD ho notificarà al pacient. RAD pot reconèixer set anomalies importants del ritme cardíac. El RAD no es va provar en pacients amb arítmies diagnosticades prèviament, però el dispositiu va detectar "arítmies" simulades posant els enginyers a una tensió física abans de provar el dispositiu i imitant un pols perquè el sensor d'infrarojos detectés. Tot i que RAD posseeix maquinari d’entrada primitiu en comparació amb altres dispositius de diagnòstic d’arítmia, serveix com a dispositiu de control econòmic i orientat a l’usuari que pot ser especialment útil per a pacients amb predisposicions genètiques o de vida al desenvolupament de l’arítmia.

Pas 3: sensor del cor

El sensor del cor utilitzat en aquest projecte utilitza ones infraroges que passen per la pell i es reflecteixen des del vas designat.

Les ones es reflecteixen des del recipient i es llegeixen pel sensor.

Les dades es transfereixen a l'Arduino perquè es mostri la pantalla LCD.

Pas 4: connexions

1. El primer pin de la pantalla LCD (VSS) estava connectat a terra (GND)

2. El segon pin del LCD (VCC) es va connectar a l’entrada d’alimentació de 5 V de l’Arduino

3. El tercer pin de la pantalla LCD (V0) es va connectar a la segona entrada del potenciòmetre 10K

4. Qualsevol dels pins del potenciòmetre estava connectat a terra (GND) i a l’entrada d’alimentació de 5V

5. El quart pin de la pantalla LCD (RS) estava connectat al pin dotze de l'Arduino

6. El cinquè pin de la pantalla LCD (RW) estava connectat a terra (GND)

7. El sisè pin de la pantalla LCD (E) es va connectar al pin onze de l'Arduino

8. L'onzena clavilla de la pantalla LCD (D4) es va connectar a la clavella cinc de l'Arduino

9. El dotzè pin de l'Arduino (D5) estava connectat al pin quatre de l'Arduino

10. El tretzè pin de la pantalla LCD (D6) estava connectat al pin tres de l'Arduino

11. El catorzè pin de la pantalla LCD (D7) estava connectat al pin dos de l’Arduino

12. El quinzè pin de la pantalla LCD (A) estava connectat a l’entrada d’alimentació de 5V

13. Per últim, el setzè pin de la pantalla LCD (K) es va connectar a terra (GND).

14. El cable S del sensor de pols es va connectar al pin A0 de l’Arduino, 15. El segon cable es va connectar a l’entrada d’alimentació de 5 V i el tercer pin es va connectar a terra (GND).

L’esquema es publica per comprendre millor les connexions.

Pas 5: IDE i els codis

Els codis es van implementar a l'IDE Arduino. Els llenguatges de programació C i Java es van utilitzar per codificar l'IDE. Inicialment, es va cridar la biblioteca LiquidCrystal mitjançant el mètode #include, i després es van inserir camps i paràmetres de dotze, onze, cinc, quatre, tres, dos corresponents als pins Arduino connectats a la pantalla LCD. Es van realitzar inicialitzacions variables i es van establir les condicions per a les mesures i comentaris de BPM a les sortides desitjades que es mostraran a la pantalla LCD. El codi es va completar, verificar i penjar a la placa Arduino. La pantalla LCD es va calibrar amb el Potenciómetre per veure els comentaris preparats per a les proves.

Pas 6: Conclusió

RAD serveix com una forma de detecció arítmica cardíaca menys costosa, més còmoda i portàtil. Tot i això, cal fer moltes més proves perquè RAD es consideri un dispositiu de diagnòstic arítmic fiable. En el futur, es duran a terme assajos en pacients amb arítmies diagnosticades prèviament. Es recopilaran més dades per determinar si hi ha arítmies que corresponen a fluctuacions en el lapse de temps entre els batecs del cor. Amb sort, RAD es pot millorar encara més per detectar aquestes irregularitats i relacionar-les amb les seves respectives arítmies. Tot i que hi ha molt a fer en termes de desenvolupament i proves, el detector d’arítmies basades en la taxa compleix el seu objectiu reconeixent amb èxit diverses arítmies i avaluant la salut del cor sota les seves limitacions econòmiques i de mida.

Monitor Holter: 371,00 dòlars

Monitor d’esdeveniments: 498,00 $

Cateterisme cardíac: 9027,00 dòlars

Radiografia de tòrax (CXR): 254,00 $

Electrocardiograma (ECG / EKG): 193,00 $

Prova de la taula d’inclinació: 1598,00 $

Ecocardiografia transesofàgica: 1751,00 dòlars

Ventriculografia de radionúclids o angiografia de radionúclids (exploració MUGA): 1166,00 dòlars

Detector d’arítmia basat en la taxa (RAD): 134,00 $

Pas 7: l'últim

Després de la connexió, s’hauria d’encendre la pantalla LCD del sensor del cor, Simplement poseu el dit al LED durant uns 10 segons.

Llegiu el batec del cor des de la pantalla LCD 16X2 … Stay Heathy!