Tapis ECG au point de service : 14 étapes

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

introduction

Il existe de nombreuses conditions médicales qui nécessitent un électrocardiogramme, un ECG ou un ECG, pour un diagnostic et un traitement appropriés. Un électrocardiogramme est une mesure de l'activité électrique du cœur. Les muscles cardiaques se contractent, ce qui entraîne un rythme cardiaque dicté par des impulsions électriques bien caractérisées par la communauté médicale.

Un instrument ECG traditionnel, trouvé dans un hôpital bien financé et bien doté, coûte des milliers de dollars. Bien qu'ils offrent une résolution et une précision élevées pour une lecture ECG, ces instruments ne sont pas abordables pour une utilisation individuelle ou pour un hôpital à faibles ressources, et beaucoup sont très volumineux, ce qui les exclut de l'application au point de service.

Afin de relever les défis posés par un instrument ECG traditionnel, nous avons créé un tapis ECG au point de service. Il s'agit d'une conception très peu coûteuse qui nécessite seulement qu'un individu place ses mains sur le tapis, incrusté de capteurs à bioélectrode pré-gélifiée, afin d'obtenir un ECG.

Ce tapis ECG de point de service est entièrement portable en raison de sa petite taille et du fait que l'ensemble du tapis peut être alimenté par une petite batterie. Cet appareil fournit une lecture ECG très peu coûteuse, facilement portable et relativement fiable.

Matériaux et outils:

Les matériaux nécessaires:

(Matériau/Quantité/Fournisseur possible)

• 1 achat de microprocesseur Arduino Uno sur Arduino
• 1 Planche à Pain Demi-Taille Achat sur Digikey
• 1 kit capteur ECG BITalino BITalino
• 1 kit d'accessoires BITalino 1 x 3 fils
• 1 kit de câble de connexion RJ22 vers Molex BITalino
• Kit de 3 électrodes jetables pré-gélifiées BITalino
• 1 Adafruit 2.8" TFT LCD Shield avec écran tactile version 2 (code TFT: ILI9341) Achat sur Adafruit
• 2 Résistances 220 Ohm Achat sur Amazon
• 1 bouton d'achat sur Amazon
• 1 LED verte Achat sur Amazon
• 1 potentiomètre acheté sur Amazon
• 16 câbles de démarrage femelle-mâle Achat sur Amazon
• 8 fils de connexion Achat sur Amazon
• 1 Tuile de mousse de 12" x 12" x 5/8" Achat sur Michaels Craft Store
• 1 bloc de mousse 12" x 4" x 2" Achat sur Michaels Craft Store

Outils nécessaires:

• Ordinateur avec logiciel de codage Arduino (Fournisseur: Arduino)
• Câble de port de communication USB (fournisseur: Arduino)

Outils utiles:

• Ciseaux
• Déposer
• Sharpie
• Règle

Préparation:

Connaissances de base nécessaires:

• Compréhension et familiarité avec le codage Arduino
• Compréhension de la conception de circuits

• Compréhension des capteurs BITalino:

  • Placement correct
  • Seuils de sensibilité
  • Sources d'erreur et de bruit dans le signal

• Compréhension de l'ECG:

  • Les différents segments qui composent un ECG
  • Les impulsions électriques correspondant à chaque segment
  • L'action physiologique du cœur correspondant à chaque segment
  • Les caractéristiques d'un ECG "normal" et "sain"

Sites nécessaires:

• Bibliothèques GitHub

  • Bibliothèque GFX Adafruit
  • Bibliothèque Adafruit ILI9431 (Cette bibliothèque correspond à notre écran TFT ILI9341 particulier)
• Téléchargez également le code Arduino pour contrôler le périphérique à partir de GitHub

Considérations de sécurité pour l'utilisation:

• Assurez-vous de vérifier les fils effilochés avant utilisation
• Si vous n'utilisez pas la batterie, assurez-vous qu'il existe une connexion appropriée entre l'ordinateur et l'Arduino
• S'il est connecté à l'ordinateur, assurez-vous que l'ordinateur est correctement mis à la terre avec une prise à trois broches
• Si connecté à l'ordinateur, ne pas utiliser en cas d'orage, risque de surtension
• Conception de circuit modifiée uniquement lorsque l'alimentation est déconnectée
• Assurez-vous que la peau est sèche et intacte lorsque vous placez les mains sur les capteurs ou lorsque vous utilisez le bouton ou le potentiomètre
• N'utilisez pas le tapis ECG de point de service à proximité de liquide ou sur des surfaces humides

• Avertissements médicaux:

  • Tenir hors de portée des enfants
  • Ce n'est pas un appareil de diagnostic, si un problème est détecté, faites réaliser un ECG à 12 dérivations par votre médecin
  • Cet appareil ne doit pas être utilisé pour l'autodiagnostic, consultez toujours un professionnel de la santé ayant des problèmes de santé
  • Le signal ECG avec les capteurs BITalino est sujet au bruit et aux artefacts de mouvement

Astuces conseils:

Dépannage:

• Assurez-vous que tous les câbles de démarrage Femelle-Mâle sont correctement connectés
• Vérifiez la version du bouclier LCD TFT utilisé afin de vous assurer que la bibliothèque TFT correcte de GitHub est utilisée
• Vérifiez que les broches de blindage TFT correspondantes correspondent sur la carte Arduino Uno
• Ouvrez le moniteur série sur le logiciel Arduino sur l'ordinateur pour vérifier que le signal ECG et le seuil se réveillent comme prévu
• Assurez-vous que les différentes électrodes sont placées dans les bonnes positions sur le tapis afin que les bons fils se forment

Conseils:

• Pour améliorer le signal, demandez au patient d'ajuster le placement des électrodes de gel sur les paumes

  Visez le positionnement près des veines ou des capillaires sur la paume

• Les capteurs BITalino sont sujets à des artefacts de mouvement, le patient garde les mains très immobiles

Autres idées:

Cette conception pourrait être poussée plus loin en soudant les composants du circuit (potentiomètre, LED verte, résistances, bouton, ect) à une plaque à pain à souder. Cette planche à pain serait ensuite connectée à un blindage bluefruit qui serait placé entre l'Arduino Uno et l'écran LCD TFT Adafruit. Cela rendrait la conception du circuit plus compacte, augmenterait la stabilité des connexions et augmenterait la durabilité globale de l'appareil.

Une autre amélioration qui pourrait être apportée concerne le code Arduino pour le tapis ECG au point de service. Une commande pourrait être implémentée pour effacer le calcul de la fréquence cardiaque de l'écran, afin qu'il ne se superpose pas à la fréquence précédemment calculée.

Étape 1:

Connectez les broches 3,3 V et de masse de l'Arduino Uno à la planche à pain

Étape 2:

Ajoutez le commutateur, mettez-le à la terre via une résistance de 220 ohms et connectez-le à la broche numérique 3

Étape 3:

Ajoutez la LED verte en la mettant à la terre via une résistance de 220 ohms et en la connectant à la broche numérique 2

Étape 4:

Ajoutez le potentiomètre entre le 3.3V et la masse avec la tension de sortie connectée à la broche analogique 5

Étape 5:

Ajoutez les câbles du capteur ECG Bitalino, en connectant le fil rouge à 3,3 V, le noir à la terre et le violet à la broche analogique 4

Étape 6:

Connectez le blindage TFT Adafruit 2,8 à l'aide de câbles de démarrage mâle-femelle pour toutes les broches correspondantes suivantes: RESET, 3,3 V, 5 V, toutes les broches de terre, Vin, broches numériques 13-8.

Étape 7:

Dessinez ou tracez des mains sur le carreau de mousse de 12" x 12" x 0,5"

Étape 8:

Placer les électrodes sur la mousse entre les mains tracées comme indiqué dans le schéma ci-dessous. L'électrode de plomb noir et blanc sont sur la main gauche. L'électrode de plomb rouge est sur la main droite. Pressez les électrodes dans la mousse de manière à ce qu'elles affleurent le haut du carreau.

Étape 9:

Faites de la place pour l'écran TFT, les fils et l'Arduino avec la planche à pain dans le bloc de mousse 2"x4"x12" en fonction des dimensions de vos pièces spécifiques. Assurez-vous de découper de l'espace pour atteindre le bouton et le potentiomètre.

Étape 10:

Placez l'Arduino, la maquette et l'écran TFT dans le bloc de mousse

Étape 11:

Connectez les capteurs Bitalino aux électrodes de gel

Étape 12:

Fixez le plus petit bloc avec de la colle chaude sur le bloc de mousse mat

Étape 13:

Téléchargez le code depuis l'ordinateur, débranchez, puis connectez la batterie

Code Arduino pour contrôler l'appareil

Étape 14:

Allumez la batterie, demandez au patient de placer les mains à bord, appuyez sur le bouton et récupérez l'ECG. Ajustez le seuil si nécessaire pour calculer la fréquence cardiaque. Peut également être connecté à un ordinateur pour afficher les données sur un moniteur série.