จุดดูแล ECG Mat: 14 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:07

บทนำ

มีเงื่อนไขทางการแพทย์หลายอย่างที่ต้องใช้คลื่นไฟฟ้าหัวใจ ECG หรือ EKG เพื่อการวินิจฉัยและการรักษาที่เหมาะสม คลื่นไฟฟ้าหัวใจเป็นการวัดกิจกรรมทางไฟฟ้าของหัวใจ กล้ามเนื้อหัวใจหดตัว ซึ่งส่งผลให้หัวใจเต้นตามที่กำหนดโดยแรงกระตุ้นทางไฟฟ้าที่มีลักษณะเฉพาะจากวงการแพทย์

เครื่องมือ ECG แบบดั้งเดิมที่พบในโรงพยาบาลที่ได้รับทุนสนับสนุนอย่างดีและมีทรัพยากรเพียงพอ ราคาหลายพันดอลลาร์ แม้ว่าเครื่องมือเหล่านี้จะมีความละเอียดและความถูกต้องแม่นยำสูงสำหรับการอ่านค่า ECG แต่เครื่องมือเหล่านี้ไม่มีราคาเหมาะสมสำหรับการใช้งานส่วนบุคคล หรือในโรงพยาบาลที่มีทรัพยากรน้อย และหลายเครื่องก็มีขนาดใหญ่มากซึ่งไม่รวมอยู่ในการใช้งาน ณ จุดดูแล

เพื่อต่อสู้กับความท้าทายที่เกิดจากเครื่องมือวัดคลื่นไฟฟ้าหัวใจแบบเดิม เราได้สร้างแผ่นรองคลื่นไฟฟ้าหัวใจแบบจุดดูแล นี่เป็นการออกแบบที่ไม่แพงมากซึ่งกำหนดให้แต่ละบุคคลวางมือบนเสื่อ ซึ่งฝังด้วยเซ็นเซอร์อิเล็กโทรดไบโออิเล็กโทรดที่เจลไว้ล่วงหน้าเพื่อให้ได้ ECG

แผ่นรอง ECG สำหรับการดูแลนี้สามารถพกพาได้อย่างสมบูรณ์เนื่องจากมีขนาดเล็ก และความจริงที่ว่าแผ่นรองทั้งหมดสามารถใช้พลังงานจากก้อนแบตเตอรี่ขนาดเล็ก อุปกรณ์นี้ให้การอ่าน ECG ราคาไม่แพง พกพาสะดวก และค่อนข้างเชื่อถือได้

วัสดุและเครื่องมือ:

วัสดุที่จำเป็น:

(วัสดุ/ปริมาณ/ซัพพลายเออร์ที่เป็นไปได้)

• 1 การซื้อไมโครโปรเซสเซอร์ Arduino Uno บน Arduino
• 1 ซื้อ Bread Board ขนาดครึ่งบน Digikey
• 1 BITalino ECG เซนเซอร์ ชุด BITalino
• 1 1 x 3 Lead อุปกรณ์เสริม BITalino kit
• 1 สายเคเบิลเชื่อมต่อ RJ22 ถึง Molex BITalino kit
• ชุดอิเล็กโทรด BITalino อิเล็กโทรดแบบเจลที่ใช้แล้วทิ้ง 3 ชุด
• 1 Adafruit 2.8" TFT LCD Shield with Touchscreen version 2 (TFT code: ILI9341) ซื้อจาก Adafruit
• 2 220 Ohm Resistor ซื้อใน Amazon
• ซื้อ 1 ปุ่มบน Amazon
• ซื้อ LED สีเขียว 1 รายการใน Amazon
• ซื้อโพเทนชิออมิเตอร์ 1 รายการใน Amazon
• ซื้อสายจัมเปอร์หญิง-ชาย 16 สายใน Amazon
• 8 สายเชื่อมต่อซื้อใน Amazon
• 1 12" x 12" x 5/8" ซื้อกระเบื้องโฟมที่ Michaels Craft Store
• 1 12" x 4" x 2" บล็อคโฟม ซื้อจาก Michaels Craft Store

เครื่องมือที่จำเป็น:

• คอมพิวเตอร์พร้อมซอฟต์แวร์เข้ารหัส Arduino (ซัพพลายเออร์: Arduino)
• สายเคเบิล USB Com Port (ซัพพลายเออร์: Arduino)

เครื่องมือที่เป็นประโยชน์:

• กรรไกร
• ไฟล์
• Sharpie
• ไม้บรรทัด

การตระเตรียม:

ความรู้พื้นฐานที่จำเป็น:

• ทำความเข้าใจและคุ้นเคยกับการเข้ารหัส Arduino
• ความเข้าใจในการออกแบบวงจร

• ความเข้าใจเกี่ยวกับเซ็นเซอร์ BITalino:

  • ตำแหน่งที่เหมาะสม
  • เกณฑ์ความไว
  • แหล่งที่มาของข้อผิดพลาดและสัญญาณรบกวนในสัญญาณ

• ความเข้าใจเกี่ยวกับคลื่นไฟฟ้าหัวใจ:

  • ส่วนต่าง ๆ ที่ประกอบด้วย ECG
  • แรงกระตุ้นไฟฟ้าที่สอดคล้องกับแต่ละส่วน
  • การกระทำทางสรีรวิทยาของหัวใจที่สอดคล้องกับแต่ละส่วน
  • ลักษณะของ ECG ที่ "ปกติ" และ "สุขภาพดี"

ไซต์ที่จำเป็น:

• GitHub Libraries

  • ห้องสมุด Adafruit GFX
  • ห้องสมุด Adafruit ILI9431 (ห้องสมุดนี้ตรงกับหน้าจอ TFT ILI9341 ของเราโดยเฉพาะ)
• ดาวน์โหลด Arduino Code สำหรับควบคุมอุปกรณ์จาก GitHub. ด้วย

ข้อควรพิจารณาด้านความปลอดภัยในการใช้งาน:

• ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้ตรวจสอบสายไฟหลุดลุ่ยก่อนใช้งาน
• หากไม่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีการเชื่อมต่อที่เหมาะสมระหว่างคอมพิวเตอร์กับ Arduino
• หากเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคอมพิวเตอร์ต่อสายดินอย่างถูกต้องด้วยปลั๊กสามขา
• หากเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ ห้ามใช้ในพายุฝนฟ้าคะนอง เสี่ยงไฟกระชาก
• การออกแบบวงจรดัดแปลงเฉพาะเมื่อไฟถูกตัดการเชื่อมต่อ
• ตรวจสอบให้แน่ใจว่าผิวแห้งและไม่แตกเมื่อวางมือบนเซ็นเซอร์หรือเมื่อใช้ปุ่มหรือโพเทนชิออมิเตอร์
• ห้ามใช้แผ่น ECG จุดดูแลใกล้ของเหลวหรือบนพื้นผิวที่เปียกชื้น

• คำเตือนทางการแพทย์:

  • เก็บให้พ้นมือเด็ก
  • นี่ไม่ใช่อุปกรณ์วินิจฉัย หากตรวจพบว่าปัญหามี 12 ตะกั่ว ECG ที่ดำเนินการโดยแพทย์ของคุณ
  • ไม่ควรใช้อุปกรณ์นี้ในการวินิจฉัยตนเอง ควรปรึกษาแพทย์ผู้เชี่ยวชาญด้านสุขภาพเสมอ
  • สัญญาณ ECG พร้อมเซ็นเซอร์ BITalino มีแนวโน้มที่จะเกิดสัญญาณรบกวนและวัตถุเคลื่อนไหว

คำแนะนำและเคล็ดลับ:

การแก้ไขปัญหา:

• ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสายจัมเปอร์หญิง - ชายทั้งหมดเชื่อมต่ออย่างแน่นหนา
• ตรวจสอบเวอร์ชันของแผงป้องกัน TFT LCD ที่ใช้เพื่อให้แน่ใจว่าใช้ไลบรารี TFT ที่ถูกต้องจาก GitHub
• ตรวจสอบว่าหมุดโล่ TFT ที่สอดคล้องกันบนบอร์ด Arduino Uno
• เปิดมอนิเตอร์แบบอนุกรมบนซอฟต์แวร์ Arduino บนคอมพิวเตอร์เพื่อตรวจสอบว่าสัญญาณ ECG และเกณฑ์การปลุกตามที่คาดไว้
• ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้วางอิเล็กโทรดต่างๆ ในตำแหน่งที่ถูกต้องบนแผ่นรองเพื่อให้ลีดเข้ารูปแบบที่ถูกต้อง

คำแนะนำ:

• เพื่อปรับปรุงสัญญาณ ให้ผู้ป่วยปรับตำแหน่งของเจลอิเล็กโทรดบนฝ่ามือ

  เล็งไปที่ตำแหน่งใกล้เส้นเลือดหรือเส้นเลือดฝอยบนฝ่ามือ

• เซ็นเซอร์ BITalino อาจมีวัตถุเคลื่อนไหว ให้ผู้ป่วยวางมือนิ่งมาก

แนวคิดเพิ่มเติม:

การออกแบบนี้สามารถดำเนินการเพิ่มเติมได้โดยการบัดกรีส่วนประกอบวงจร (โพเทนชิออมิเตอร์, ไฟ LED สีเขียว, ตัวต้านทาน, ปุ่ม, ect) เข้ากับบอร์ดขนมปังบัดกรี บอร์ดขนมปังนี้จะเชื่อมต่อกับโล่บลูฟรุตซึ่งจะวางไว้ระหว่าง Arduino Uno และ Adafruit TFT LCD ซึ่งจะทำให้การออกแบบวงจรมีขนาดกะทัดรัดมากขึ้น เพิ่มความเสถียรของการเชื่อมต่อ และเพิ่มความทนทานโดยรวมของอุปกรณ์

การปรับปรุงอีกประการหนึ่งที่สามารถทำได้คือภายในโค้ด Arduino สำหรับจุดดูแล ECG mat สามารถใช้คำสั่งเพื่อล้างการคำนวณอัตราการเต้นของหัวใจออกจากหน้าจอ เพื่อไม่ให้ซ้อนทับอัตราที่คำนวณไว้ก่อนหน้านี้

ขั้นตอนที่ 1:

เชื่อมต่อ 3.3V และพินกราวด์ของ Arduino Uno เข้ากับเขียงหั่นขนม

ขั้นตอนที่ 2:

เพิ่มสวิตช์ ต่อกราวด์ผ่านตัวต้านทาน 220 โอห์ม และเชื่อมต่อกับพินดิจิตอล 3

ขั้นตอนที่ 3:

เพิ่ม LED สีเขียวลงกราวด์ผ่านตัวต้านทาน 220 โอห์ม และเชื่อมต่อกับพินดิจิตอล2

ขั้นตอนที่ 4:

เพิ่มโพเทนชิออมิเตอร์ระหว่าง 3.3V และกราวด์ด้วยแรงดันเอาต์พุตที่เชื่อมต่อกับพินอะนาล็อก5

ขั้นตอนที่ 5:

เพิ่มสายเซ็นเซอร์ ECG Bitalino เชื่อมต่อสายสีแดงกับ 3.3V สีดำกับพื้น และสีม่วงกับพินอะนาล็อก 4

ขั้นตอนที่ 6:

เชื่อมต่อแผงป้องกัน TFT Adafruit ขนาด 2.8 โดยใช้สายจัมเปอร์ตัวผู้-ตัวเมียสำหรับหมุดที่เกี่ยวข้องทั้งหมดต่อไปนี้: RESET, 3.3V, 5V, หมุดกราวด์ทั้งหมด, Vin, หมุดดิจิตอล 13-8

ขั้นตอนที่ 7:

วาดหรือลากมือลงบนกระเบื้องโฟมขนาด 12” x 12” x 0.5”

ขั้นตอนที่ 8:

วางอิเล็กโทรดบนโฟมด้วยมือที่ลากตามที่ระบุในแผนภาพด้านล่าง อิเล็กโทรดตะกั่วขาวดำอยู่ทางซ้ายมือ อิเล็กโทรดตะกั่วสีแดงอยู่ทางขวามือ กดอิเล็กโทรดให้เป็นโฟมเพื่อให้พอดีกับส่วนบนของกระเบื้อง

ขั้นตอนที่ 9:

แกะสลักพื้นที่สำหรับหน้าจอ TFT สายไฟ และ Arduino พร้อมเขียงหั่นขนมในบล็อคโฟม 2"x4"x12" ตามขนาดของชิ้นส่วนเฉพาะของคุณ อย่าลืมตัดพื้นที่เพื่อเอื้อมถึงปุ่มและโพเทนชิออมิเตอร์

ขั้นตอนที่ 10:

วาง Arduino, เขียงหั่นขนม และหน้าจอ TFT ลงในบล็อคโฟม

ขั้นตอนที่ 11:

เชื่อมต่อเซ็นเซอร์ Bitalino กับอิเล็กโทรดเจล

ขั้นตอนที่ 12:

ยึดบล็อกขนาดเล็กด้วยกาวร้อนบนแผ่นรองโฟม

ขั้นตอนที่ 13:

อัพโหลดโค้ดจากคอมพิวเตอร์ ถอดปลั๊ก แล้วต่อแบตเตอรี่

รหัส Arduino สำหรับควบคุมอุปกรณ์

ขั้นตอนที่ 14:

เปิดแบตเตอรี่ ให้ผู้ป่วยวางมือบนเครื่อง กดปุ่มและเก็บ ECG ปรับเกณฑ์ถ้าจำเป็นเพื่อคำนวณอัตราการเต้นของหัวใจ สามารถเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์เพื่อแสดงข้อมูลบนจอภาพแบบอนุกรมได้เช่นกัน