Detector de arritmia baseado em taxa usando Arduino: 7 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:37

As arritmias cardíacas afetam aproximadamente quatro milhões de americanos a cada ano (Texas Heart Institute, par. 2). Embora todo coração experimente variações de ritmo e frequência, as arritmias cardíacas crônicas podem ser fatais para suas vítimas. Muitas arritmias cardíacas também são transitórias, o que significa que o diagnóstico pode ser difícil. Além disso, o processo de detecção pode ser caro e inconveniente. Um paciente pode ser obrigado a usar um Holter ou monitor de eventos por um período que varia de vários dias a um mês, ser submetido a cateterismo cardíaco ou ter um gravador de loop implantado sob a pele. Muitos pacientes recusam os testes de diagnóstico devido ao valor incômodo e ao custo (NHLBI, pars. 18-26).

Recentemente, vários casos foram relatados em que relógios inteligentes como o Apple Watch perceberam anomalias rítmicas em seus sensores de pulso, estimulando os usuários a procurar tratamento médico (Griffin, pars.10-14). No entanto, os relógios inteligentes são caros, por isso não são usados pela maioria da população. Recursos financeiros considerados tanto um critério quanto uma restrição para o Detector de arritmia baseado em frequência (RAD), já que componentes caros não podiam ser comprados e o dispositivo precisava ser relativamente acessível e conveniente, embora ainda reconhecesse arritmias com precisão.

Etapa 1: Materiais

Placa de circuito Arduino UNO

vinte e seis fios de jumper

Potenciômetro A10K Ohm

Um LCD 6x2

Um sensor de pulso

Uma bateria alcalina de 9V

A USB 2.0 A para B Macho / Cabo periférico do tipo Macho

Uma bateria alcalina / entrada 9V DC

Uma placa de ensaio de uma linha, ferramentas de soldar e dessoldar

16 colunas de pinos separáveis

O IDE do Arduino baixado para codificação e as conexões de pinos

Etapa 2: Design e Metodologia

O detector de arritmia baseado em taxa foi inicialmente projetado como uma pulseira. No entanto, mais tarde foi reconhecido que seu hardware não era compacto o suficiente para caber nessa forma. RAD está atualmente conectado a 16.75x9.5cm. placa de isopor, tornando-o ainda portátil, leve e conveniente quando comparado a outras formas de detecção de arritmia. Alternativas também foram exploradas. O RAD foi proposto para reconhecer anormalidades no complexo elétrico PQRST, mas as restrições de custo e tamanho não permitiam que o dispositivo possuísse capacidades de eletrocardiograma (EKG).

RAD é orientado ao usuário. Ele simplesmente exige que o usuário descanse o dedo sobre o sensor de pulsação e permita que ele se estabilize por aproximadamente dez segundos. Se o pulso de um paciente cair em uma faixa associada a comportamentos cardíacos erráticos, como bradicardia ou taquicardia, o LCD notificará o paciente. O RAD pode reconhecer sete anomalias principais do ritmo cardíaco. O RAD não foi testado em pacientes com arritmias previamente diagnosticadas, mas o dispositivo detectou “arritmias” simuladas colocando os engenheiros sob esforço físico antes de testar o dispositivo e simulando um pulso para o sensor infravermelho detectar. Embora o RAD possua um hardware de entrada primitivo em comparação com outros dispositivos de diagnóstico de arritmia, ele serve como um dispositivo de monitoramento econômico e orientado ao usuário que pode ser especialmente útil para pacientes com predisposição genética ou de estilo de vida para o desenvolvimento de arritmia.

Etapa 3: sensor cardíaco

O sensor cardíaco usado neste projeto usa ondas infravermelhas que passam pela pele e são refletidas do vaso designado.

As ondas são então refletidas da embarcação e lidas pelo sensor.

Os dados são então transferidos para o Arduino para que o LCD seja mostrado.

Etapa 4: conexões

1. O primeiro pino do LCD (VSS) foi conectado ao solo (GND)

2. O segundo pino do LCD (VCC) foi conectado à entrada de alimentação de 5 V do Arduino

3. O terceiro pino do LCD (V0) foi conectado à segunda entrada do Potenciômetro 10K

4. Qualquer um dos pinos do potenciômetro foi conectado ao solo (GND) e a entrada de energia de 5V

5. O quarto pino do LCD (RS) foi conectado ao pino doze do Arduino

6. O quinto pino do LCD (RW) foi conectado ao solo (GND)

7. O sexto pino do LCD (E) foi conectado ao pino onze do Arduino

8. O décimo primeiro pino do LCD (D4) foi conectado ao pino cinco do Arduino

9. O décimo segundo pino do Arduino (D5) foi conectado ao pino quatro do Arduino

10. O décimo terceiro pino do LCD (D6) foi conectado ao pino três do Arduino

11. O décimo quarto pino do LCD (D7) foi conectado ao pino dois do Arduino

12. O décimo quinto pino do LCD (A) foi conectado à entrada de alimentação de 5 V

13. Por último, o décimo sexto pino do LCD (K) foi conectado ao terra (GND).

14. O fio S do sensor de pulso foi conectado ao pino A0 do Arduino, 15. O segundo fio foi conectado à entrada de alimentação de 5 V e o terceiro pino foi conectado ao aterramento (GND).

O esquema é publicado para melhor compreensão das conexões.

Etapa 5: IDE e os códigos

Os códigos foram implementados no IDE do Arduino. Linguagens de programação C e Java foram usadas para codificar o IDE. Inicialmente, a biblioteca LiquidCrystal foi chamada pelo método #include, então os campos e parâmetros de doze, onze, cinco, quatro, três, dois correspondentes aos pinos do Arduino usados conectados ao LCD foram inseridos. Inicializações de variáveis foram realizadas e as condições para as medições e comentários de BPM foram definidas para as saídas desejadas a serem mostradas no LCD. O código foi então concluído, verificado e carregado na placa Arduino. O display LCD foi calibrado usando o potenciômetro para visualizar os comentários prontos para os testes.

Etapa 6: Conclusão

O RAD atua como uma forma menos dispendiosa, mais conveniente e portátil de detecção de arrítmicos cardíacos. No entanto, muito mais testes são necessários para que o RAD seja considerado um dispositivo de diagnóstico arrítmico confiável. No futuro, os ensaios serão conduzidos em pacientes com arritmias previamente diagnosticadas. Mais dados serão coletados a fim de determinar se alguma arritmia corresponde a flutuações no intervalo de tempo entre os batimentos cardíacos. Felizmente, o RAD pode ser melhorado para detectar essas irregularidades e vinculá-las às suas respectivas arritmias. Embora haja muito a ser feito em termos de desenvolvimento e testes, o Detector de arritmia baseado em frequência atinge seu objetivo ao reconhecer com sucesso várias arritmias e avaliar a saúde do coração de acordo com suas limitações econômicas e de tamanho.

Monitor Holter: $ 371,00

Monitor de Eventos: $ 498,00

Cateterismo cardíaco: $ 9.027,00

Raio-X de tórax (CXR): $ 254,00

Eletrocardiograma (ECG / EKG): $ 193,00

Teste de mesa de inclinação: $ 1598,00

Ecocardiografia transesofágica: $ 1.751,00

Ventriculografia por Radionuclídeo ou Angiografia por Radionuclídeo (Varredura MUGA): $ 1.166,00

Detector de arritmia baseado em taxa (RAD): $ 134,00

Etapa 7: o último

Após a conexão, o LCD no sensor do coração deve ligar, Basta colocar o dedo no LED por cerca de 10 segundos.

Leia a batida do coração no LCD 16X2… Mantenha-se saudável!