Tappetino ECG Point of Care: 14 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:04

introduzione

Ci sono molte condizioni mediche che richiedono un elettrocardiogramma, ECG o ECG, per una corretta diagnosi e trattamento. Un elettrocardiogramma è una misura dell'attività elettrica del cuore. I muscoli cardiaci si contraggono, il che si traduce in un battito cardiaco dettato da impulsi elettrici che sono stati ben caratterizzati dalla comunità medica.

Uno strumento ECG tradizionale, trovato in un ospedale ben finanziato e dotato di risorse adeguate, costa migliaia di dollari. Sebbene questi forniscano una grande risoluzione e accuratezza per una lettura ECG, questi strumenti non sono convenienti per l'uso individuale o per un ospedale con poche risorse e molti sono molto grandi che li escludono dall'applicazione point of care.

Per combattere le sfide poste da uno strumento ECG tradizionale, abbiamo creato un tappetino per ECG point of care. Questo è un design molto economico che richiede solo a un individuo di mettere le mani sul tappetino, incorporato con sensori di bioelettrodi pre-gelificati, al fine di ottenere un ECG.

Questo tappetino ECG point of care è completamente portatile grazie alle sue dimensioni ridotte e al fatto che l'intero tappetino può essere alimentato da un piccolo pacco batteria. Questo dispositivo fornisce una lettura ECG molto economica, facilmente trasportabile e relativamente affidabile.

Materiali e strumenti:

Materiale necessario:

(Materiale/Quantità/Possibile Fornitore)

• 1 Microprocessore Arduino Uno Acquisto su Arduino
• 1 Mezza Tagliere Acquista su Digikey
• 1 sensore ECG BITalino Kit BITalino
• 1 1 x 3 accessori per cavi BItalino kit
• 1 cavo di collegamento RJ22 a Molex kit BItalino
• Kit 3 Elettrodi Monouso Pregellati BItalino
• 1 Adafruit TFT LCD Shield da 2,8" con Touchscreen versione 2 (codice TFT: ILI9341) Acquista su Adafruit
• 2 Resistenza da 220 Ohm Acquisto su Amazon
• 1 pulsante di acquisto su Amazon
• 1 LED verde Acquista su Amazon
• 1 Potenziometro Acquisto su Amazon
• 16 cavi jumper femmina-maschio Acquista su Amazon
• 8 cavi di collegamento Acquista su Amazon
• 1 12" x 12" x 5/8" Acquisto di piastrelle in schiuma su Michaels Craft Store
• 1 12" x 4" x 2" Blocco di schiuma Acquisto su Michaels Craft Store

Strumenti necessari:

• Computer con software di codifica Arduino (fornitore: Arduino)
• Cavo porta USB Com (fornitore: Arduino)

Strumenti utili:

• Forbici
• File
• pennarello
• Governate

Preparazione:

Conoscenze di base necessarie:

• Comprensione e familiarità con la codifica Arduino
• Comprensione del design del circuito

• Comprensione dei sensori BITalino:

  • Posizionamento corretto
  • Soglie di sensibilità
  • Fonti di errore e rumore nel segnale

• Comprensione dell'ECG:

  • I diversi segmenti che compongono un ECG
  • Gli impulsi elettrici corrispondenti a ciascun segmento
  • L'azione fisiologica del cuore corrispondente a ciascun segmento
  • Le caratteristiche di un ECG "normale" e "sano"

Siti necessari:

• Librerie GitHub

  • Libreria Adafruit GFX
  • Libreria Adafruit ILI9431 (Questa libreria corrisponde al nostro particolare schermo TFT ILI9341)
• Scarica anche il codice Arduino per il controllo del dispositivo da GitHub

Considerazioni sulla sicurezza per l'uso:

• Assicurati di controllare i fili sfilacciati prima dell'uso
• Se non si utilizza la batteria, assicurarsi che ci sia una connessione corretta tra il computer e Arduino
• Se collegato al computer, assicurarsi che il computer sia adeguatamente messo a terra con una spina a tre poli
• Se collegato al computer, non utilizzare in caso di temporali, rischio di sbalzi di tensione
• Progettazione del circuito modificata solo quando l'alimentazione è scollegata
• Assicurati che la pelle sia asciutta e intatta quando metti le mani sui sensori o quando usi il pulsante o il potenziometro
• Non utilizzare il tappetino ECG presso il punto di cura vicino a liquidi o su superfici umide

• Avvertenze mediche:

  • Tenere fuori dalla portata dei bambini
  • Questo non è un dispositivo diagnostico, se viene rilevato un problema, far eseguire un ECG a 12 derivazioni dal medico
  • Questo dispositivo non deve essere utilizzato per l'autodiagnosi, consultare sempre un medico con problemi di salute
  • Il segnale ECG con i sensori BITalino è soggetto a rumore e artefatti da movimento

Suggerimenti e suggerimenti:

Risoluzione dei problemi:

• Assicurarsi che tutti i cavi jumper femmina-maschio siano collegati saldamente
• Controllare la versione dello shield LCD TFT in uso per assicurarsi che venga utilizzata la libreria TFT corretta di GitHub
• Verificare che i corrispondenti pin dello shield TFT corrispondano sulla scheda Arduino Uno
• Aprire il monitor seriale sul software Arduino sul computer per verificare che il segnale ECG e la soglia funzionino come previsto
• Assicurarsi che i diversi elettrodi siano posizionati nelle posizioni corrette sul tappetino in modo che si formino le derivazioni corrette

Suggerimenti:

• Per migliorare il segnale, chiedere al paziente di regolare il posizionamento degli elettrodi in gel sui palmi

  Mirare al posizionamento vicino a vene o capillari sul palmo

• I sensori BItalino sono soggetti ad artefatti da movimento, chiedere al paziente di tenere le mani molto ferme

Ulteriori idee:

Questo progetto potrebbe essere ulteriormente sviluppato saldando i componenti del circuito (potenziometro, LED verde, resistori, pulsante, ecc.) a una breadboard di saldatura. Questa breadboard verrebbe quindi collegata a uno shield bluefruit che verrebbe posizionato tra l'Arduino Uno e l'Adafruit TFT LCD. Ciò renderebbe il design del circuito più compatto, aumenterebbe la stabilità delle connessioni e aumenterebbe la durata complessiva del dispositivo.

Un altro miglioramento che potrebbe essere apportato è all'interno del codice Arduino per il tappetino ECG del punto di cura. Potrebbe essere implementato un comando per cancellare il calcolo della frequenza cardiaca dallo schermo, in modo che non si sovrapponga alla frequenza calcolata in precedenza.

Passo 1:

Collega i pin da 3,3 V e di massa di Arduino Uno alla breadboard

Passo 2:

Aggiungi l'interruttore, collegandolo a terra tramite un resistore da 220 ohm e collegandolo al pin digitale 3

Passaggio 3:

Aggiungere il LED verde mettendolo a terra tramite un resistore da 220 ohm e collegandolo al pin digitale 2

Passaggio 4:

Aggiungere il potenziometro tra 3,3 V e massa con la tensione di uscita collegata al pin analogico 5

Passaggio 5:

Aggiungere i cavi del sensore ECG Bitalino, collegando il filo rosso a 3,3V, nero a massa e viola al pin analogico 4

Passaggio 6:

Collegare lo schermo TFT Adafruit da 2,8 utilizzando cavi jumper maschio-femmina per tutti i seguenti pin corrispondenti: RESET, 3,3 V, 5 V, tutti i pin di terra, Vin, pin digitali 13-8.

Passaggio 7:

Disegna o traccia le mani sulla piastrella in schiuma da 12" x 12" x 0,5"

Passaggio 8:

Posizionare gli elettrodi sulla schiuma all'interno delle mani tracciate come indicato nel diagramma sottostante. Gli elettrodi di piombo bianco e nero sono sulla mano sinistra. L'elettrodo rosso si trova sulla mano destra. Premere gli elettrodi nella schiuma in modo che si trovino a filo con la parte superiore della piastrella.

Passaggio 9:

Ritaglia lo spazio per lo schermo TFT, i cavi e Arduino con la breadboard nel blocco di schiuma 2"x4"x12" in base alle dimensioni dei tuoi pezzi specifici. Assicurati di ritagliare lo spazio per raggiungere il pulsante e il potenziometro.

Passaggio 10:

Posiziona Arduino, breadboard e schermo TFT nel blocco di gommapiuma

Passaggio 11:

Collegare i sensori Bitalino agli elettrodi in gel

Passaggio 12:

Fissare il blocco più piccolo con la colla a caldo sul blocco di gommapiuma opaco

Passaggio 13:

Carica il codice dal computer, scollega e collega la batteria

Codice Arduino per il controllo del dispositivo

Passaggio 14:

Accendere la batteria, chiedere al paziente di mettere le mani a bordo, premere il pulsante e raccogliere l'ECG. Se necessario, regolare la soglia per calcolare la frequenza cardiaca. Può essere collegato al computer per visualizzare i dati anche su monitor seriale.