Tapete de ECG en el punto de atención: 14 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:43

Introducción

Hay muchas condiciones médicas que requieren un electrocardiograma, ECG o EKG, para un diagnóstico y tratamiento adecuados. Un electrocardiograma es una medida de la actividad eléctrica del corazón. Los músculos del corazón se contraen, lo que da como resultado un latido del corazón dictado por impulsos eléctricos bien caracterizados por la comunidad médica.

Un instrumento de ECG tradicional, que se encuentra en un hospital bien financiado y con recursos suficientes, cuesta miles de dólares. Aunque proporcionan una gran resolución y precisión para una lectura de ECG, estos instrumentos no son asequibles para uso individual o para un hospital de bajos recursos, y muchos son muy grandes, lo que los excluye de la aplicación en el punto de atención.

Con el fin de combatir los desafíos planteados con un instrumento de ECG tradicional, creamos un tapete de ECG en el punto de atención. Este es un diseño muy económico que solo requiere que una persona coloque sus manos sobre el tapete, incrustado con sensores de bioelectrodos pregelificados, para obtener un ECG.

Este tapete de ECG para el punto de atención es completamente portátil debido a su pequeño tamaño y al hecho de que todo el tapete puede funcionar con una pequeña batería. Este dispositivo proporciona una lectura de ECG relativamente confiable, fácil de transportar y muy económica.

Materiales y herramientas:

Materiales necesitados:

(Material / Cantidad / Proveedor posible)

• 1 Compra de microprocesador Arduino Uno en Arduino
• Compra de 1 tabla de pan de tamaño medio en Digikey
• 1 kit BITalino del sensor de ECG de BITalino
• 1 kit BITalino de accesorios de 3 cables
• 1 kit BITalino de cable de conexión RJ22 a Molex
• Kit BITalino de 3 electrodos desechables pregelificados
• 1 Adafruit 2.8 "TFT LCD Shield con pantalla táctil versión 2 (código TFT: ILI9341) Comprar en Adafruit
• Compra de 22 resistencias de 220 ohmios en Amazon
• Compra con 1 botón en Amazon
• Compra de 1 LED verde en Amazon
• 1 compra de potenciómetro en Amazon
• Compra de 16 cables de puente hembra-macho en Amazon
• 8 Compra de cables de conexión en Amazon
• 1 baldosa de espuma de 12 "x 12" x 5/8 "Compra en Michaels Craft Store
• 1 bloque de espuma de 12 "x 4" x 2 "Compra en Michaels Craft Store

Herramientas necesarias:

• Computadora con software de codificación Arduino (Proveedor: Arduino)
• Cable de puerto USB Com (Proveedor: Arduino)

Herramientas útiles:

• Tijeras
• Expediente
• Sharpie
• Gobernante

Preparación:

Conocimientos previos necesarios:

• Comprensión y familiaridad con la codificación Arduino
• Comprensión del diseño de circuitos

• Comprensión de los sensores BITalino:

  • Colocación adecuada
  • Umbrales de sensibilidad
  • Fuentes de error y ruido en la señal.

• Comprensión del ECG:

  • Los diferentes segmentos que componen un ECG
  • Los impulsos eléctricos correspondientes a cada segmento
  • La acción fisiológica del corazón correspondiente a cada segmento.
  • Las características de un ECG "normal" y "saludable"

Sitios necesarios:

• Bibliotecas de GitHub

  • Biblioteca Adafruit GFX
  • Biblioteca Adafruit ILI9431 (esta biblioteca coincide con nuestra pantalla TFT ILI9341 particular)
• También descargue el código Arduino para controlar el dispositivo desde GitHub

Consideraciones de seguridad para el uso:

• Asegúrese de verificar si hay cables deshilachados antes de usar
• Si no usa la energía de la batería, asegúrese de que haya una conexión adecuada entre la computadora y el Arduino
• Si está conectado a la computadora, asegúrese de que la computadora esté correctamente conectada a tierra con un enchufe de tres clavijas
• Si está conectado a la computadora, no lo use en tormentas eléctricas, riesgo de sobretensión
• Diseño de circuito modificado solo cuando la energía está desconectada
• Asegúrese de que la piel esté seca e intacta al colocar las manos sobre los sensores o al usar el botón o el potenciómetro
• No utilice el tapete de ECG en el punto de atención cerca de líquidos o sobre superficies húmedas

• Advertencias médicas:

  • Mantener fuera del alcance de los niños
  • Este no es un dispositivo de diagnóstico, si se detecta un problema, haga que su médico realice un ECG de 12 derivaciones
  • Este dispositivo no debe utilizarse para el autodiagnóstico, siempre consulte a un profesional médico si tiene problemas de salud.
  • La señal de ECG con los sensores BITalino es propensa a ruidos y artefactos de movimiento

Insinúa consejos:

Solución de problemas:

• Asegúrese de que todos los cables de puente hembra-macho estén conectados de forma segura
• Verifique la versión del protector TFT LCD que se está utilizando para asegurarse de que se usa la biblioteca TFT correcta de GitHub
• Verifique que los pines de protección TFT correspondientes coincidan en la placa Arduino Uno
• Abra el monitor en serie en el software Arduino en la computadora para verificar que la señal y el umbral de ECG estén funcionando como se esperaba
• Asegúrese de que los diferentes electrodos estén colocados en las posiciones correctas sobre el tapete para que se formen los cables correctos.

Sugerencias:

• Para mejorar la señal, haga que el paciente ajuste la colocación de los electrodos de gel en las palmas.

  Apunte a posicionarse cerca de las venas o capilares en la palma

• Los sensores BITalino están sujetos a artefactos de movimiento, haga que el paciente mantenga las manos muy quietas

Más ideas:

Este diseño podría llevarse más lejos soldando los componentes del circuito (potenciómetro, LED verde, resistencias, botón, etc.) a una placa de soldadura. Esta placa de prueba se conectaría a un protector de bluefruit que se colocaría entre el Arduino Uno y el Adafruit TFT LCD. Esto haría que el diseño del circuito fuera más compacto, aumentaría la estabilidad de las conexiones y aumentaría la durabilidad general del dispositivo.

Otra mejora que podría realizarse está dentro del código Arduino para el tapete de ECG en el punto de atención. Se podría implementar un comando para borrar el cálculo de la frecuencia cardíaca de la pantalla, de modo que no se superponga a la frecuencia calculada previamente.

Paso 1:

Conecte los pines de tierra y 3.3V del Arduino Uno a la placa de pruebas

Paso 2:

Agregue el interruptor, conéctelo a tierra a través de una resistencia de 220 ohmios y conéctelo al pin digital 3

Paso 3:

Agregue el LED verde conectándolo a tierra a través de una resistencia de 220 ohmios y conectándolo al pin digital 2

Paso 4:

Agregue el potenciómetro entre 3.3V y tierra con el voltaje de salida conectado al pin analógico 5

Paso 5:

Agregue los cables del sensor ECG Bitalino, conectando el cable rojo a 3.3V, el negro a tierra y el violeta al pin analógico 4

Paso 6:

Conecte el blindaje TFT Adafruit de 2.8 usando cables de puente macho-hembra para todos los siguientes pines correspondientes: RESET, 3.3V, 5V, todos los pines de tierra, Vin, pines digitales 13-8.

Paso 7:

Dibujar o trazar las manos sobre la loseta de espuma de 30 x 30 x 0,5 cm.

Paso 8:

Coloque los electrodos en la espuma dentro de las manos trazadas como se indica en el diagrama a continuación. El electrodo de plomo blanco y negro está en la mano izquierda. El electrodo de cable rojo está en la mano derecha. Presione los electrodos en la espuma para que queden al ras con la parte superior de la loseta.

Paso 9:

Haga espacio para la pantalla TFT, los cables y Arduino con la placa de pruebas en el bloque de espuma de 2 "x4" x12 "de acuerdo con las dimensiones de sus piezas específicas. Asegúrese de recortar espacio para alcanzar el botón y el potenciómetro.

Paso 10:

Coloque el Arduino, la placa de pruebas y la pantalla TFT en el bloque de espuma

Paso 11:

Conecte los sensores Bitalino a los electrodos de gel

Paso 12:

Asegure el bloque más pequeño con pegamento caliente en el bloque de espuma mat

Paso 13:

Cargue el código de la computadora, desenchufe y luego conecte la batería

Código Arduino para controlar el dispositivo

Paso 14:

Encienda la batería, pida al paciente que coloque las manos a bordo, presione el botón y obtenga el ECG. Ajuste el umbral si es necesario para calcular la frecuencia cardíaca. También se puede conectar a la computadora para mostrar datos en el monitor en serie.