განაკვეთზე დაფუძნებული არითმიის დეტექტორი არდუინოს გამოყენებით: 7 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:18

გულის არითმიები ყოველწლიურად აწუხებს დაახლოებით ოთხ მილიონ ამერიკელს (ტეხასის გულის ინსტიტუტი, პარაგრაფი 2). მიუხედავად იმისა, რომ ყველა გული განიცდის ცვლილებებს რიტმში და სიხშირეში, გულის ქრონიკული არითმიები შეიძლება იყოს ფატალური მათი მსხვერპლისთვის. მრავალი გულის არითმია ასევე გარდამავალია, რაც იმას ნიშნავს, რომ დიაგნოზი შეიძლება იყოს რთული. გარდა ამისა, გამოვლენის პროცესი შეიძლება იყოს ძვირი და მოუხერხებელი. პაციენტს შეიძლება მოეთხოვოს ჰოლტერის ან ღონისძიების მონიტორის ტარება რამდენიმე დღიდან ერთ თვემდე, გაიაროს გულის კათეტერიზაცია, ან ჩაუდეს კანქვეშ მარყუჟის ჩამწერი. ბევრი პაციენტი უარს ამბობს დიაგნოსტიკურ ტესტებზე უხერხულობის ღირებულებისა და ღირებულების გამო (NHLBI, პარს. 18-26).

ცოტა ხნის წინ, დაფიქსირდა რამდენიმე შემთხვევა, როდესაც ისეთი ჭკვიანი საათები, როგორიცაა Apple Watch, აღიქვამდა რიტმულ ანომალიებს პულსის სენსორებზე, რაც უბიძგებდა მატარებლებს სამედიცინო დახმარების აღმოსაჩენად (გრიფინი, პარს. 10-14). თუმცა, ჭკვიანი საათები ძვირია, ამიტომ მათ არ იყენებს მოსახლეობის უმრავლესობა. ფინანსური რესურსები განისაზღვრება როგორც კრიტერიუმი და როგორც შეზღუდვა განაკვეთზე დაფუძნებული არითმიის დეტექტორისთვის (RAD), ვინაიდან მაღალი ფასის კომპონენტები ვერ ხერხდება და მოწყობილობა უნდა იყოს შედარებით ხელმისაწვდომი და მოსახერხებელი, ხოლო არითმიების ზუსტად ამოცნობა.

ნაბიჯი 1: მასალები

Arduino UNO მიკროსქემის დაფა

ოცდაექვსი მხტუნავი მავთული

A10K Ohm პოტენციმეტრი

6x2 LCD

პულსის სენსორი

ტუტე 9 ვ ბატარეა

USB 2.0 A to B მამრობითი/მამრობითი ტიპის პერიფერიული კაბელი

ტუტე ბატარეა/9V DC შეყვანა

ერთი რიგის პურის დაფა, გასაყიდი და გასაყიდი იარაღები

სეპარატისტული ქინძისთავების 16 სვეტი

Arduino IDE გადმოწერილია კოდირებისთვის და pin კავშირებისთვის

ნაბიჯი 2: დიზაინი და მეთოდოლოგია

სიჩქარეზე დაფუძნებული არითმიის დეტექტორი თავდაპირველად შეიქმნა სამაჯურის სახით. თუმცა, მოგვიანებით გაირკვა, რომ მისი აპარატურა არ იყო საკმარისად კომპაქტური ამ ფორმაში მოთავსებისთვის. RAD ამჟამად მიმაგრებულია 16.75x9.5 სმ. სტიროფომის დაფა, რაც კვლავ პორტატული, მსუბუქი და მოსახერხებელია არითმიის გამოვლენის სხვა ფორმებთან შედარებით. ალტერნატივებიც იქნა შესწავლილი. RAD შემოთავაზებული იყო ელექტრო PQRST კომპლექსში არსებული დარღვევების აღიარებისთვის, მაგრამ ღირებულება და ზომა შეზღუდვები არ აძლევდა მოწყობილობას ელექტროკარდიოგრამის (ეკგ) შესაძლებლობების ფლობის შესაძლებლობას.

RAD არის მომხმარებელზე ორიენტირებული. ის უბრალოდ მოითხოვს მომხმარებელს დაადოს თავისი თითი პულსის სენსორზე და მისცეს დაახლოებით ათი წამი სტაბილიზაციისათვის. თუ პაციენტის პულსი მოხვდება დიაპაზონში, რომელიც დაკავშირებულია გულის არარეგულარულ ქცევებთან, როგორიცაა ბრადიკარდია ან ტაქიკარდია, LCD აცნობებს პაციენტს. RAD– ს შეუძლია აღიაროს გულის რიტმის შვიდი ძირითადი დარღვევა. RAD არ იყო ტესტირებული ადრე დიაგნოზირებული არითმიის მქონე პაციენტებზე, მაგრამ მოწყობილობამ აღმოაჩინა "არითმიები", რომლებიც მოდელირებულია ინჟინრების ფიზიკური დატვირთვის ქვეშ მოწყობილობის შემოწმებამდე და ინფრაწითელი სენსორის პულსის იმიტირების მიზნით. მიუხედავად იმისა, რომ RAD ფლობს პრიმიტიულ აპარატს არითმიის დიაგნოსტიკურ მოწყობილობებთან შედარებით, ის ემსახურება როგორც ეკონომიკურ, მომხმარებელზე ორიენტირებულ მონიტორინგის მოწყობილობას, რომელიც განსაკუთრებით გამოსადეგი იქნება არითმიის განვითარების გენეტიკური ან ცხოვრების წესისადმი მიდრეკილების მქონე პაციენტებისთვის.

ნაბიჯი 3: გულის სენსორი

ამ პროექტში გამოყენებული გულის სენსორი იყენებს ინფრაწითელ ტალღებს, რომელიც გადის კანში და აისახება დანიშნულ ჭურჭლიდან.

ტალღები აისახება ხომალდიდან და იკითხება სენსორით.

შემდეგ მონაცემები გადაეცემა არდუინოს LCD ეკრანის საჩვენებლად.

ნაბიჯი 4: კავშირები

1. LCD– ის პირველი პინი (VSS) დაკავშირებული იყო მიწასთან (GND)

2. LCD– ის მეორე პინი (VCC) დაკავშირებული იყო Arduino– ს 5V დენის შეყვანასთან

3. LCD– ის მესამე პინი (V0) დაკავშირებული იყო 10K პოტენომეტრის მეორე შესასვლელთან

4. პოტენციომეტრის ნებისმიერი ქინძისთავები დაკავშირებული იყო მიწასთან (GND) და 5V დენის შეყვანა

5. LCD– ის მეოთხე პინი (RS) დაკავშირებული იყო Arduino– ს თორმეტ პინთან

6. LCD– ის მეხუთე პინი (RW) მიწასთან იყო დაკავშირებული (GND)

7. LCD– ის მეექვსე პინი (E) დაკავშირებული იყო Arduino– ს მეთერთმეტე პინთან

8. LCD– ის მეთერთმეტე პინი (D4) დაკავშირებული იყო Arduino– ს პინ ხუთთან

9. არდუინოს მეთორმეტე პინი (D5) უკავშირდებოდა არდუინოს ოთხს

10. LCD– ის მეცამეტე პინი (D6) დაკავშირებული იყო Arduino– ს სამ პინთან

11. LCD– ის მეთოთხმეტე პინი (D7) დაკავშირებული იყო Arduino– ს ორ პინთან

12. LCD (A) მეთხუთმეტე პინი უკავშირდებოდა 5V დენის შეყვანას

13. და ბოლოს, LCD (K) მეთექვსმეტე პინი მიწასთან იყო დაკავშირებული (GND).

14. პულსის სენსორის S მავთული უკავშირდებოდა არდუინოს A0 პინს, 15. მეორე მავთული უკავშირდებოდა 5V დენის შეყვანას, ხოლო მესამე pin იყო მიწასთან (GND).

სქემა გამოქვეყნებულია კავშირების უკეთ გასაგებად.

ნაბიჯი 5: IDE და კოდები

კოდები განხორციელდა Arduino IDE– ზე. C და Java პროგრამირების ენები გამოიყენება IDE კოდირებისთვის. თავდაპირველად, LiquidCrystal ბიბლიოთეკა გამოიძახა #მოიცავს მეთოდით, შემდეგ ჩადეს ველები და პარამეტრები თორმეტი, თერთმეტი, ხუთი, ოთხი, სამი, ორი, რომლებიც შეესაბამება არდუინოს გამოყენებულ პინებს, რომლებიც დაკავშირებულია LCD- თან. განხორციელდა ცვლადი ინიციალიზაცია და BPM გაზომვებისა და კომენტარების პირობები შეიქმნა სასურველ შედეგებზე LCD ეკრანზე გამოსაჩენად. კოდი შემდეგ დასრულდა, გადამოწმდა და აიტვირთა არდუინოს დაფაზე. LCD ეკრანი დაკალიბრებული იქნა პოტენომეტრის გამოყენებით, რათა ნახოთ კვლევებისთვის მზად კომენტარები.

ნაბიჯი 6: დასკვნა

RAD ნამდვილად წარმოადგენს გულის არითმიის გამოვლენის ნაკლებად ძვირადღირებულ და უფრო მოსახერხებელ და პორტატულ ფორმას. თუმცა, გაცილებით მეტი ტესტირებაა საჭირო იმისათვის, რომ RAD ჩაითვალოს საიმედო არითმიული დიაგნოსტიკური საშუალება. მომავალში, კვლევები ჩატარდება პაციენტებზე ადრე დიაგნოზირებული არითმიით. მეტი მონაცემები შეგროვდება, რათა დადგინდეს შეესაბამება თუ არა რაიმე არითმია გულისცემას შორის დროის შუალედის რყევებს. ვიმედოვნებთ, რომ RAD შეიძლება კიდევ უფრო გაუმჯობესდეს ამ დარღვევების გამოსავლენად და დააკავშიროს ისინი შესაბამის არითმიებთან. მიუხედავად იმისა, რომ ჯერ კიდევ ბევრია გასაკეთებელი განვითარების და ტესტირების თვალსაზრისით, განაკვეთზე დაფუძნებული არითმიის დეტექტორი ასრულებს თავის მიზანს წარმატებით აღიარებს რამდენიმე არითმიას და აფასებს გულის ჯანმრთელობას მისი ეკონომიკური და ზომის შეზღუდვების მიხედვით.

ჰოლტერის მონიტორი: $ 371,00

ღონისძიების მონიტორი: $ 498.00

გულის კათეტერიზაცია: $ 9027.00

გულმკერდის რენტგენი (CXR): $ 254,00

ელექტროკარდიოგრაფია (ეკგ/ეკგ): $ 193.00

დახრის მაგიდის ტესტი: $ 1598.00

ტრანსეზოფაგური ექოკარდიოგრაფია: $ 1751,00

რადიონუკლიდური ვენტრიკულოგრაფია ან რადიონუკლიდური ანგიოგრაფია (MUGA სკანირება): $ 1166.00

განაკვეთზე დაფუძნებული არითმიის დეტექტორი (RAD): $ 134.00

ნაბიჯი 7: ბოლო

კავშირის შემდეგ გულის სენსორზე LCD უნდა ჩაირთოს, უბრალოდ განათავსეთ თითი LED- ზე დაახლოებით 10 წამის განმავლობაში.

წაიკითხეთ გულისცემა 16X2 LCD– დან… იყავით გულგრილი!