Arduino Kullanan Hız Tabanlı Aritmi Dedektörü: 7 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:19

Kalp aritmileri her yıl yaklaşık dört milyon Amerikalıyı rahatsız etmektedir (Texas Heart Institute, par. 2). Her kalp ritim ve hızda permütasyon yaşarken, kronik kardiyak aritmiler kurbanları için ölümcül olabilir. Birçok kardiyak aritmi de geçicidir, bu da tanının zor olabileceği anlamına gelir. Ayrıca, algılama süreci maliyetli ve zahmetli olabilir. Bir hastanın birkaç günden bir aya kadar değişen bir süre boyunca Holter veya olay monitörü takması, kalp kateterizasyonu geçirmesi veya cilt altına bir döngü kaydedici implante etmesi gerekebilir. Birçok hasta, rahatsız edici değer ve maliyet nedeniyle tanı testlerini reddeder (NHLBI, pars. 18-26).

Son zamanlarda, Apple Watch gibi akıllı saatlerin nabız sensörlerinde ritmik anormallikler algıladığı ve kullanıcıları tıbbi tedavi aramaya teşvik ettiği birkaç vaka bildirilmiştir (Griffin, pars.10-14). Ancak akıllı saatler pahalıdır, bu nedenle nüfusun çoğunluğu tarafından kullanılmazlar. Mali kaynaklar, Hıza Dayalı Aritmi Dedektörü (RAD) için hem bir kriter hem de bir kısıtlama olarak dikkate alındı, çünkü yüksek fiyatlı bileşenler satın alınamadı ve cihazın aritmileri doğru bir şekilde tanırken hem nispeten uygun fiyatlı hem de kullanışlı olması gerekiyordu.

Adım 1: Malzemeler

Arduino UNO devre kartı

yirmi altı atlama teli

A10K Ohm Potansiyometre

6x2 LCD

Bir nabız sensörü

Alkalin 9V Pil

Bir USB 2.0 A - B Erkek/Erkek tipi çevre birimi kablosu

Alkalin pil/9V DC girişi

Tek sıralı Breadboard, lehimleme ve lehimleme aletleri

16 sütun ayrılabilir pim

Kodlama ve pin bağlantıları için indirilen Arduino IDE

Adım 2: Tasarım ve Metodoloji

Hıza Dayalı Aritmi Dedektörü başlangıçta bir bilezik olarak tasarlandı. Ancak daha sonra donanımının bu forma sığacak kadar kompakt olmadığı anlaşıldı. RAD şu anda 16.75x9.5cm'ye bağlı. Strafor levha, diğer aritmi algılama biçimleriyle karşılaştırıldığında hala taşınabilir, hafif ve kullanışlı olmasını sağlar. Alternatifler de araştırıldı. RAD'nin elektriksel PQRST kompleksindeki anormallikleri tanıması önerildi, ancak maliyet ve boyut kısıtlamaları, cihazın elektrokardiyogram (EKG) özelliklerine sahip olmasına izin vermedi.

RAD kullanıcı odaklıdır. Basitçe, kullanıcının parmağını nabız sensörüne koymasını ve yaklaşık on saniye sabitlenmesine izin vermesini gerektirir. Hastanın nabzı, bradikardi veya taşikardi gibi düzensiz kalp davranışlarıyla ilişkili bir aralığa düşerse, LCD hastayı bilgilendirir. RAD, yedi ana kalp hızı anormalliğini tanıyabilir. RAD, önceden teşhis edilmiş aritmileri olan hastalarda test edilmedi, ancak cihaz, cihazı test etmeden önce mühendisleri fiziksel zorlama altına sokarak ve kızılötesi sensörün algılaması için bir darbeyi taklit ederek simüle edilen "aritmileri" tespit etti. RAD, diğer aritmi teşhis cihazlarına kıyasla ilkel giriş donanımına sahip olsa da, aritmi gelişimine genetik veya yaşam tarzı yatkınlığı olan hastalara özellikle yardımcı olabilecek ekonomik, kullanıcı odaklı bir izleme cihazı olarak hizmet eder.

Adım 3: Kalp Sensörü

Bu projede kullanılan kalp sensörü, deriden geçen ve belirlenen damardan yansıyan kızılötesi dalgalar kullanır.

Dalgalar daha sonra gemiden yansıtılır ve sensör tarafından okunur.

Veriler daha sonra LCD'nin gösterilmesi için Arduino'ya aktarılır.

4. Adım: Bağlantılar

1. LCD'nin ilk pimi (VSS) toprağa bağlandı (GND)

2. LCD'nin ikinci pini (VCC) Arduino'nun 5V güç girişine bağlandı.

3. LCD'nin üçüncü pini (V0) 10K Potansiyometrenin ikinci girişine bağlanmıştır.

4. Potansiyometre pinlerinden herhangi biri toprağa (GND) ve 5V güç girişine bağlanmıştır.

5. LCD'nin (RS) dördüncü pimi Arduino'nun on iki pimine bağlandı.

6. LCD'nin beşinci pimi (RW) toprağa bağlandı (GND)

7. LCD'nin (E) altıncı pini Arduino'nun onbir pinine bağlandı.

8. LCD'nin on birinci pimi (D4) Arduino'nun beşinci pimine bağlandı

9. Arduino'nun (D5) on ikinci pimi, Arduino'nun dördüncü pimine bağlandı.

10. LCD'nin (D6) on üçüncü pini Arduino'nun üçüncü pinine bağlandı.

11. LCD'nin on dördüncü pimi (D7) Arduino'nun iki pimine bağlandı

12. LCD'nin (A) on beşinci pimi 5V güç girişine bağlandı

13. Son olarak LCD'nin on altıncı pini (K) toprağa (GND) bağlanmıştır.

14. Nabız Sensörünün S kablosu Arduino'nun A0 pinine bağlandı, 15. İkinci tel 5V güç girişine, üçüncü pin ise toprağa (GND) bağlandı.

Şema, bağlantıları daha iyi anlamak için yayınlanmıştır.

Adım 5: IDE ve Kodlar

Kodlar Arduino IDE üzerinde uygulandı. IDE'yi kodlamak için C ve Java programlama dilleri kullanıldı. İlk olarak LiquidCrystal kütüphanesi #include yöntemi ile çağrıldı, daha sonra LCD'ye bağlı kullanılan Arduino pinlerine karşılık gelen on iki, onbir, beş, dört, üç, iki alan ve parametreler yerleştirildi. Değişken başlatmalar yapıldı ve BPM ölçümleri ve yorumları için koşullar, LCD'de gösterilmesi istenen çıktılara ayarlandı. Kod daha sonra tamamlandı, doğrulandı ve Arduino kartına yüklendi. Denemeler için hazır olan yorumları görüntülemek için LCD ekran Potansiyometre kullanılarak kalibre edildi.

6. Adım: Sonuç

RAD, kardiyak aritmik saptamanın daha ucuz, daha kullanışlı ve taşınabilir bir biçimi olarak hizmet eder. Ancak, RAD'nin güvenilir bir aritmik tanı cihazı olarak kabul edilmesi için çok daha fazla test yapılması gerekmektedir. Gelecekte, daha önce aritmi teşhisi konmuş hastalar üzerinde denemeler yapılacak. Herhangi bir aritminin kalp atışları arasındaki zaman aralığındaki dalgalanmalara karşılık gelip gelmediğini belirlemek için daha fazla veri toplanacaktır. Umarım, RAD bu düzensizlikleri tespit etmek ve bunları ilgili aritmilere bağlamak için daha da geliştirilebilir. Geliştirme ve test etme açısından yapılacak çok şey olsa da, Hıza Dayalı Aritmi Dedektörü, çeşitli aritmileri başarıyla tanıyarak ve ekonomik ve boyut kısıtlamaları altında kalp sağlığını değerlendirerek amacına ulaşır.

Holter Monitörü: 371.00 $

Olay Monitörü: 498,00 $

Kardiyak Kateterizasyon: 9027,00 $

Göğüs Röntgeni (CXR): 254,00 ABD Doları

Elektrokardiyogram (EKG/EKG): 193,00 $

Eğimli Masa Testi: $1598.00

Transözofageal Ekokardiyografi: $1751.00

Radyonüklid Ventrikülografi veya Radyonüklid Anjiyografi (MUGA Taraması): 1166,00 $

Hıza Dayalı Aritmi Dedektörü (RAD): 134,00 $

Adım 7: Sonuncusu

Bağlantıdan sonra Kalp sensöründeki LCD yanmalıdır, Parmağınızı yaklaşık 10 saniye boyunca LED'in üzerine koymanız yeterlidir.

16X2 LCD'den kalp atışlarını okuyun… Sağlıklı Kalın!