Point-of-Care-EKG-Matte - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:20

Einführung

Es gibt viele Erkrankungen, die zur richtigen Diagnose und Behandlung ein Elektrokardiogramm, EKG oder EKG erfordern. Ein Elektrokardiogramm ist ein Maß für die elektrische Aktivität des Herzens. Die Herzmuskeln kontrahieren, was zu einem Herzschlag führt, der von elektrischen Impulsen diktiert wird, die von der medizinischen Fachwelt gut beschrieben wurden.

Ein traditionelles EKG-Instrument, das in einem gut finanzierten und gut ausgestatteten Krankenhaus zu finden ist, kostet Tausende von Dollar. Obwohl diese eine hohe Auflösung und Genauigkeit für eine EKG-Messung bieten, sind diese Instrumente für den individuellen Gebrauch oder ein Krankenhaus mit geringen Ressourcen nicht erschwinglich, und viele sind sehr groß, was sie von der Anwendung am Point-of-Care ausschließt.

Um den Herausforderungen eines herkömmlichen EKG-Instruments zu begegnen, haben wir eine Point-of-Care-EKG-Matte entwickelt. Dies ist ein sehr kostengünstiges Design, bei dem nur eine Person ihre Hände auf die Matte legen muss, die mit vorgelierten Bioelektrodensensoren eingebettet ist, um ein EKG zu erhalten.

Diese Point-of-Care-EKG-Matte ist aufgrund ihrer geringen Größe und der Tatsache, dass die gesamte Matte mit einem kleinen Akku betrieben werden kann, vollständig tragbar. Dieses Gerät bietet eine sehr kostengünstige, leicht tragbare und relativ zuverlässige EKG-Messung.

Materialien und Werkzeuge:

Benötigte Materialien:

(Material/Menge/Möglicher Lieferant)

• 1 Arduino Uno Mikroprozessor Kauf auf Arduino
• 1 Kauf eines halben Brotbretts bei Digikey
• 1 BITalino EKG-Sensor BITalino-Kit
• 1 1 x 3-adriges Zubehör BITalino-Kit
• 1 RJ22-zu-Molex-Verbindungskabel BITalino-Kit
• 3 vorgelierte Einwegelektroden BITalino-Kit
• 1 Adafruit 2,8" TFT LCD Shield mit Touchscreen Version 2 (TFT-Code: ILI9341) Kauf bei Adafruit
• 2 220 Ohm Widerstand Kauf bei Amazon
• 1 Button Kauf bei Amazon
• 1 grüne LED Kauf bei Amazon
• 1 Potentiometer Kauf bei Amazon
• 16 Überbrückungskabel weiblich-männlich bei Amazon kaufen
• 8 Anschlussdrähte Kauf bei Amazon
• 1 12" x 12" x 5/8" Schaumstofffliese Kauf im Michaels Craft Store
• 1 12" x 4" x 2" Schaumstoffblock Kauf im Michaels Craft Store

Werkzeuge benötigt:

• Computer mit Arduino-Codierungssoftware (Lieferant: Arduino)
• USB-Com-Port-Kabel (Lieferant: Arduino)

Hilfreiche Werkzeuge:

• Schere
• Datei
• Sharpie
• Herrscher

Vorbereitung:

Erforderliches Hintergrundwissen:

• Verständnis und Vertrautheit mit der Arduino-Codierung
• Verständnis für Schaltungsdesign

• Verständnis der BITalino-Sensoren:

  • Richtige Platzierung
  • Empfindlichkeitsschwellen
  • Fehlerquellen und Rauschen im Signal

• Verständnis von EKG:

  • Die verschiedenen Segmente, aus denen ein EKG besteht
  • Die jedem Segment entsprechenden elektrischen Impulse
  • Die physiologische Aktion des Herzens, die jedem Segment entspricht
  • Die Eigenschaften eines "normalen" und "gesunden" EKGs

Benötigte Websites:

• GitHub-Bibliotheken

  • Adafruit GFX-Bibliothek
  • Adafruit ILI9431 Library (Diese Bibliothek entspricht unserem speziellen ILI9341 TFT-Bildschirm)
• Laden Sie auch Arduino-Code zum Steuern von Geräten von GitHub herunter

Sicherheitshinweise für die Verwendung:

• Achten Sie darauf, vor der Verwendung auf ausgefranste Drähte zu überprüfen
• Wenn Sie keinen Akku verwenden, stellen Sie sicher, dass eine ordnungsgemäße Verbindung zwischen dem Computer und dem Arduino besteht
• Wenn der Computer an den Computer angeschlossen ist, stellen Sie sicher, dass der Computer ordnungsgemäß mit einem dreipoligen Stecker geerdet ist
• Wenn an den Computer angeschlossen, nicht bei Gewitter verwenden, Gefahr von Überspannungen
• Geändertes Schaltungsdesign nur im spannungslosen Zustand
• Stellen Sie sicher, dass die Haut trocken und intakt ist, wenn Sie die Hände auf die Sensoren legen oder den Knopf oder das Potentiometer verwenden
• Verwenden Sie die Point-of-Care-EKG-Matte nicht in der Nähe von Flüssigkeiten oder auf feuchten Oberflächen

• Medizinische Warnhinweise:

  • Außerhalb der Reichweite von Kindern aufbewahren
  • Dies ist kein Diagnosegerät. Wenn ein Problem festgestellt wird, lassen Sie ein 12-Kanal-EKG von Ihrem Arzt durchführen
  • Dieses Gerät sollte nicht zur Selbstdiagnose verwendet werden. Wenden Sie sich bei gesundheitlichen Bedenken immer an einen Arzt
  • Das EKG-Signal mit BITalino-Sensoren ist anfällig für Rauschen und Bewegungsartefakte

Hinweise & Tipps:

Fehlerbehebung:

• Stellen Sie sicher, dass alle Überbrückungskabel weiblich-männlich fest angeschlossen sind
• Überprüfen Sie die Version des verwendeten TFT-LCD-Shields, um sicherzustellen, dass die richtige TFT-Bibliothek von GitHub verwendet wird
• Stellen Sie sicher, dass die entsprechenden TFT-Schild-Pins auf der Arduino Uno-Platine übereinstimmen
• Öffnen Sie den seriellen Monitor in der Arduino-Software auf dem Computer, um zu überprüfen, ob das EKG-Signal und die Schwelle wie erwartet funktionieren
• Stellen Sie sicher, dass die verschiedenen Elektroden an den richtigen Positionen auf der Matte platziert sind, damit sich die richtigen Elektroden bilden

Hinweise:

• Um das Signal zu verbessern, lassen Sie den Patienten die Platzierung der Gelelektroden auf den Handflächen anpassen

  Zielen Sie auf die Positionierung in der Nähe von Venen oder Kapillaren auf der Handfläche

• BITalino-Sensoren unterliegen Bewegungsartefakten, Patienten müssen die Hände sehr ruhig halten

Weitere Ideen:

Dieses Design könnte weitergeführt werden, indem die Schaltungskomponenten (Potentiometer, grüne LED, Widerstände, Taster usw.) auf eine Lötplatine gelötet werden. Dieses Brotbrett würde dann mit einem Bluefruit-Schild verbunden werden, das zwischen dem Arduino Uno und dem Adafruit TFT LCD platziert wird. Dies würde das Schaltungsdesign kompakter machen, die Stabilität der Verbindungen erhöhen und die Gesamthaltbarkeit des Geräts erhöhen.

Eine weitere Verbesserung, die gemacht werden könnte, ist der Arduino-Code für die Point-of-Care-EKG-Matte. Es könnte ein Befehl implementiert werden, um die Herzfrequenzberechnung vom Bildschirm zu löschen, damit sie nicht über die zuvor berechnete Frequenz gelegt wird.

Schritt 1:

Verbinden Sie die 3.3V- und Massestifte des Arduino Uno mit dem Steckbrett

Schritt 2:

Fügen Sie den Schalter hinzu, erden Sie ihn über einen 220-Ohm-Widerstand und verbinden Sie ihn mit dem digitalen Pin 3

Schritt 3:

Fügen Sie die grüne LED hinzu, die sie über einen 220-Ohm-Widerstand erdet, und verbinden Sie sie mit dem digitalen Pin 2

Schritt 4:

Fügen Sie das Potentiometer zwischen 3,3 V und Masse hinzu, wobei die Ausgangsspannung an den analogen Pin 5 angeschlossen ist

Schritt 5:

Fügen Sie die EKG-Bitalino-Sensorkabel hinzu, verbinden Sie das rote Kabel mit 3,3 V, das Schwarze mit Masse und das Violett mit dem analogen Pin 4

Schritt 6:

Verbinden Sie das 2,8-Zoll-TFT-Adafruit-Shield mit männlich-weiblichen Überbrückungskabeln für alle folgenden entsprechenden Pins: RESET, 3,3 V, 5 V, alle Massepins, Vin, digitale Pins 13-8.

Schritt 7:

Zeichnen oder zeichnen Sie Hände auf die 12 "x 12" x 0,5" Schaumstofffliese

Schritt 8:

Platzieren Sie die Elektroden auf dem Schaumstoff mit den gezeichneten Händen, wie in der Abbildung unten gezeigt. Die schwarze und weiße Bleielektrode befinden sich auf der linken Seite. Die rote Bleielektrode befindet sich auf der rechten Seite. Elektroden so in Schaumstoff eindrücken, dass sie bündig mit der Fliesenoberseite abschließen.

Schritt 9:

Schnitzen Sie Platz für den TFT-Bildschirm, die Drähte und das Arduino mit Steckbrett in den 2 "x 4" x 12" Schaumstoffblock entsprechend den Abmessungen Ihrer spezifischen Teile. Achten Sie darauf, den Platz auszuschneiden, um den Knopf und das Potentiometer zu erreichen.

Schritt 10:

Legen Sie den Arduino, das Steckbrett und den TFT-Bildschirm in den Schaumstoffblock

Schritt 11:

Verbinden Sie die Bitalino-Sensoren mit den Gelelektroden

Schritt 12:

Befestigen Sie den kleineren Block mit Heißkleber auf dem Mattenschaumblock

Schritt 13:

Code vom Computer hochladen, ausstecken und Batterie anschließen

Arduino-Code zur Steuerung des Geräts

Schritt 14:

Schalten Sie die Batterie ein, lassen Sie den Patienten die Hände an Bord legen, drücken Sie den Knopf und erfassen Sie das EKG. Passen Sie den Schwellenwert bei Bedarf an, um die Herzfrequenz zu berechnen. Kann an einen Computer angeschlossen werden, um Daten auch auf einem seriellen Monitor anzuzeigen.