Détecteur d'arythmie basé sur la fréquence utilisant Arduino : 7 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:08

Les arythmies cardiaques touchent environ quatre millions d'Américains chaque année (Texas Heart Institute, par. 2). Alors que chaque cœur connaît des permutations de rythme et de fréquence, les arythmies cardiaques chroniques peuvent être mortelles pour leurs victimes. De nombreuses arythmies cardiaques sont également transitoires, ce qui signifie que le diagnostic peut être difficile. De plus, le processus de détection peut être coûteux et peu pratique. Un patient peut être tenu de porter un Holter ou un moniteur d'événements sur une période allant de plusieurs jours à un mois, de subir un cathétérisme cardiaque ou de se faire implanter un enregistreur en boucle sous la peau. De nombreux patients refusent les tests de diagnostic en raison de leur valeur et de leur coût (NHLBI, par. 18-26).

Récemment, plusieurs cas ont été signalés dans lesquels des montres intelligentes telles que l'Apple Watch ont perçu des anomalies rythmiques sur leurs capteurs de pouls, incitant les porteurs à consulter un médecin (Griffin, par. 10-14). Cependant, les montres intelligentes sont chères, elles ne sont donc pas utilisées par la majorité de la population. Les ressources financières étaient à la fois un critère et une contrainte pour le détecteur d'arythmie basé sur la fréquence (RAD), car les composants coûteux ne pouvaient pas être achetés, et l'appareil devait être à la fois relativement abordable et pratique tout en reconnaissant avec précision les arythmies.

Étape 1: Matériaux

Circuit imprimé Arduino UNO

vingt-six cavaliers

Potentiomètre A10K Ohm

Un écran LCD 6x2

Un capteur de pouls

Une pile alcaline 9V

Un câble périphérique USB 2.0 A vers B Mâle/Mâle

Une pile alcaline/9V DC entrée

Une planche à pain à une rangée, des outils à souder et à dessouder

16 colonnes de broches de rupture

L'IDE Arduino téléchargé pour le codage et les connexions des broches

Étape 2: Conception et méthodologie

Le détecteur d'arythmie basé sur la fréquence a été initialement conçu comme un bracelet. Cependant, il a été reconnu plus tard que son matériel n'était pas assez compact pour s'adapter à cette forme. RAD est actuellement attaché à un 16.75x9.5cm. panneau en polystyrène, ce qui le rend toujours portable, léger et pratique par rapport à d'autres formes de détection d'arythmie. Des alternatives ont également été explorées. Le RAD a été proposé pour reconnaître les anomalies dans le complexe électrique PQRST, mais les contraintes de coût et de taille ne permettaient pas à l'appareil de posséder des capacités d'électrocardiogramme (EKG).

RAD est orienté utilisateur. Il suffit simplement à l'utilisateur de reposer son doigt sur son capteur de pouls et de lui laisser environ dix secondes pour se stabiliser. Si le pouls d'un patient tombe dans une plage associée à des comportements cardiaques erratiques tels qu'une bradycardie ou une tachycardie, l'écran LCD en informera le patient. Le RAD peut reconnaître sept anomalies majeures du rythme cardiaque. Le RAD n'a pas été testé sur des patients présentant des arythmies précédemment diagnostiquées, mais l'appareil a détecté des « arythmies » simulées en soumettant les ingénieurs à une contrainte physique avant de tester l'appareil et en imitant une impulsion à détecter par le capteur infrarouge. Alors que le RAD possède un matériel d'entrée primitif par rapport à d'autres dispositifs de diagnostic d'arythmie, il sert de dispositif de surveillance économique et orienté utilisateur qui peut être particulièrement utile aux patients ayant des prédispositions génétiques ou liées au mode de vie au développement de l'arythmie.

Étape 3: Capteur cardiaque

Le capteur cardiaque utilisé dans ce projet utilise des ondes infrarouges qui traversent la peau et sont réfléchies par le vaisseau désigné.

Les ondes sont ensuite réfléchies par le navire et lues par le capteur.

Les données sont ensuite transférées vers l'Arduino pour que l'écran LCD s'affiche.

Étape 4: Connexions

1. La première broche de l'écran LCD (VSS) était connectée à la terre (GND)

2. La deuxième broche de l'écran LCD (VCC) était connectée à l'entrée d'alimentation 5V de l'Arduino

3. La troisième broche de l'écran LCD (V0) était connectée à la deuxième entrée du potentiomètre 10K

4. L'une des broches du potentiomètre était connectée à la terre (GND) et à l'entrée d'alimentation 5V

5. La quatrième broche de l'écran LCD (RS) était connectée à la broche douze de l'Arduino

6. La cinquième broche de l'écran LCD (RW) était connectée à la terre (GND)

7. La sixième broche de l'écran LCD (E) était connectée à la broche onze de l'Arduino

8. La onzième broche de l'écran LCD (D4) était connectée à la broche cinq de l'Arduino

9. La douzième broche de l'Arduino (D5) était connectée à la broche quatre de l'Arduino

10. La treizième broche de l'écran LCD (D6) était connectée à la broche trois de l'Arduino

11. La quatorzième broche de l'écran LCD (D7) était connectée à la broche deux de l'Arduino

12. La quinzième broche de l'écran LCD (A) était connectée à l'entrée d'alimentation 5V

13. Enfin, la seizième broche de l'écran LCD (K) était connectée à la masse (GND).

14. Le fil S du capteur de pouls était connecté à la broche A0 de l'Arduino, 15. Le deuxième fil était connecté à l'entrée d'alimentation 5V et la troisième broche était connectée à la terre (GND).

Le schéma est affiché pour mieux comprendre les connexions.

Étape 5: IDE et les codes

Les codes ont été implémentés sur l'IDE Arduino. Les langages de programmation C et Java ont été utilisés pour coder l'IDE. Initialement, la bibliothèque LiquidCrystal a été appelée par la méthode #include, puis les champs et paramètres de douze, onze, cinq, quatre, trois, deux correspondant aux broches Arduino utilisées connectées à l'écran LCD ont été insérés. Des initialisations de variables ont été effectuées et les conditions pour les mesures et les commentaires de BPM ont été définies sur les sorties souhaitées à afficher sur l'écran LCD. Le code a ensuite été complété, vérifié et téléchargé sur la carte Arduino. L'écran LCD a été calibré à l'aide du potentiomètre pour afficher les commentaires prêts pour les essais.

Étape 6: Conclusion

La RAD est une forme de détection des arythmies cardiaques moins coûteuse, plus pratique et plus portable. Cependant, beaucoup plus de tests sont nécessaires pour que le RAD soit considéré comme un dispositif de diagnostic arythmique fiable. À l'avenir, des essais seront menés sur des patients présentant des arythmies déjà diagnostiquées. Davantage de données seront recueillies afin de déterminer si des arythmies correspondent à des fluctuations de l'intervalle de temps entre les battements cardiaques. Espérons que le RAD puisse être encore amélioré pour détecter ces irrégularités et les relier à leurs arythmies respectives. Bien qu'il y ait beaucoup à faire en termes de développement et de tests, le détecteur d'arythmie basé sur la fréquence atteint son objectif en reconnaissant avec succès plusieurs arythmies et en évaluant la santé cardiaque sous ses contraintes économiques et de taille.

Moniteur Holter: 371,00 $

Moniteur d'événement: 498,00 $

Cathétérisme cardiaque: 9027,00 $

Radiographie thoracique (CXR): 254,00 $

Électrocardiogramme (ECG/ECG): 193,00 $

Test de la table inclinable: 1598,00 $

Échocardiographie transœsophagienne: 1751,00 $

Ventriculographie par radionucléide ou angiographie par radionucléide (MUGA Scan): 1166,00 $

Détecteur d'arythmie basé sur la fréquence (RAD): 134,00 $

Étape 7: Le dernier

Après la connexion, l'écran LCD du capteur cardiaque doit s'allumer, Placez simplement votre doigt sur la LED pendant environ 10 secondes.

Lisez le rythme cardiaque sur l'écran LCD 16X2… Restez en bonne santé !