„Bluetooth“ stetoskopo grandinė

Tokiomis kritinėmis situacijomis kaip COVID-19 pandemija, gydytojas yra tas personalas, kuris yra labiausiai linkęs užsikrėsti virusu iš paciento.

Todėl gydytojams nuolat siūloma daugybė pažangių ir aukštųjų technologijų prietaisų, siekiant užtikrinti maksimalų jų gyvybės ir sveikatos saugumą.

AAP rinkinys, kaip žinome, yra pagrindinė, pirmoji gynybos linija, kurią gydytojai gauna apsaugoti nuo COVID-19 paciento. Nepaisant to, gydytojai gali užsikrėsti dėl vienos pagrindinės priežasties, kuri yra jų dažnai artimas pacientams diagnozavimas.

Pagrindinė diagnozavimo procedūra, kurią turi atlikti bet kuris gydytojas, yra paciento širdies ritmo tikrinimas stetoskopu.

Naudodamas stetoskopą, gydytojas neišvengiamai turi atsidurti nestabiliai arti paciento burnos ir kūno.

Tai tikrai gali kelti didelę riziką diktoriui, ypač jei pacientas yra įtariamas COVID.

Vis dėlto mokslas ir technologijos yra viena iš sričių, kurios idėjos niekada neišeina, ir pirmiau minėta situacija nėra jos išimtis.

„Bluetooth“ stetoskopas gali būti vienas iš tokių prietaisų, kurie gali padėti gydytojui ar bet kuriam medicinos personalui patikrinti saugų paciento širdies plakimą naudojant paprastą mobilųjį ausinį.

Ko jums reikės

Norėdami sukurti „Bluetooth“ širdies ritmo matuoklio grandinę, jums reikės šių pagrindinių ingredientų:

• Į „Bluetooth“ siųstuvo grandinė su 3,5 mm lizdo adapteriu
• MIC stiprintuvo grandinė
• Minėtiems įrenginiams tinkamas gaubtas, kurį galima užsikabinti diržo diržu.

„Bluetooth“ siųstuvą galima įsigyti paruoštą bet kurioje internetinėje parduotuvėje. Žemiau sėjamas vienas standartinis pavyzdys:

Darbo koncepcija

Šioje blokinėje diagramoje paaiškinami pagrindiniai svarbiausi MIC stiprintuvo etapai.

Siūlomos belaidžio „Bluetooth“ stetoskopo schemos darbo koncepcija yra gana paprasta:

1. Širdies plakimo garso impulsai pasiekia MIC, kuris paverčia juos lygiaverčiais elektriniais impulsais.
2. Šiuos elektrinius impulsus sustiprina integruota op amp stiprintuvo pakopa iki atitinkamo lygio.
3. Sustiprinti signalai tiekiami į „Bluetooth“ siųstuvo įvestį, kuri paverčia juos belaidžiu „Bluetooth“ signalu.
4. Perduotus „Bluetooth“ signalus fiksuoja suderintas mobilusis telefonas, kuris vėl paverčia garsiniais signalais.
5. Konvertuotus „Bluetooth“ duomenis per mobiliąsias ausines susirūpinęs gydytojas naudoja diagnozuodamas pacientų širdies ritmą ir susijusius negalavimus.

Širdies plakimas Dažnis ir darbas

Mūsų širdies plakimo garsas yra pusiau periodinės bangos formos, kurios susidaro dėl turbulentinio kraujo judėjimo, kai širdis plaka.

Paprastai sveiko žmogaus širdies plakimo garsas generuojamas dviem paskesniais impulsais, vadinamais pirmuoju širdies garsu (S1) ir antruoju širdies garsu (S2), kaip parodyta šiame paveiksle:

Tipiškas širdies garso bangos formos pavyzdys . S1 reiškia pirmąjį širdies garsą. S2 reiškia antrąjį širdies garsą.

Vaizdo mandagumas: širdies plakimo bangos forma

Kiekvienas šių impulsų rinkinys trunka apie 100 ms, o to iš tikrųjų visiškai pakanka bet kokiai atitinkamai medicininei analizei atlikti.

Be to, kadangi impulsų dažnis yra tarp 20 ir 150 Hz, tampa patogu ištirti bangos formą 1 ir 2 muzikos oktavose.

Tam reikalingas žemų dažnių filtras, suprojektuotas pagal širdies ritmo dažnio specifikacijas, kaip paaiškinta toliau:

Žemųjų dažnių filtro projektavimas

Dažnai širdies garsą gali lydėti įvairūs foniniai garsai, kuriuos sukelia kiti kūno organų garsai. Todėl duomenų kondicionavimas tampa esminiu uždaviniu, užtikrinančiu efektyvų garso perdavimo apdorojimą.

Pagrindinė priežastis įtraukti a žemo dažnio filtras yra užtikrinti, kad sistema sustiprintų tik tikrą širdies plakimo dažnį, o kiti nepageidaujami dažniai būtų užblokuoti.

Be to, širdies garsuose gali būti keli aukštesni dažniai, turintys didesnius pokyčius. Dėl šios priežasties nenuspėjamų impulsų filtravimas ir triukšmo panaikinimas tampa itin svarbiu uždaviniu. Lengviausias būdas tai pasiekti naudojant žemų dažnių filtrą.

Žemo dažnio filtras, kurio fpass = 250 Hz ir fstop = 400 Hz, suteikia gerą diapazoną aukščiau paaiškintam scenarijui valdyti.

Kadangi mes jau turime aktyvų op ampero stiprintuvą, žemo dažnio pakopą galima pasiekti naudojant įprastą RC pasyvųjį filtrą, kaip nurodyta toliau:

Aukščiau pateiktoje žemo dažnio filtro grandinėje bet koks dažnis, viršijantis 350 Hz, bus labai susilpnintas.

Ribinį rezultatą galima pakoreguoti arba patikrinti naudojant šią formulę

fc = 1 / (2πRC) , kur R bus omuose, o C - faraduose.

Svarbiausio MIC stiprintuvo projektavimas

MIC stiprintuvo konstrukcija yra labai svarbi ir turi užtikrinti, kad ji sustiprintų tik žemo dažnio širdies ritmą ir blokuotų kitus aukštesnio dažnio sutrikimus.

Dėl MIC mes naudojame populiarųjį elektretas MIC , kuris yra rekomenduojamas prietaisas visoms mikrofonais pagrįstoms grandinių programoms.

Stiprintuvui naudojame standartą IC LM386 pagrindo stiprintuvo grandinė .

Visa „Bluetooth“ stetoskopo siųstuvo grandinės schema parodyta žemiau:

Kaip veikia grandinė

„Bluetooth“ širdies ritmo garso siųstuvas veikia taip:

Širdies ritmo garsai, patekę į elektretą MIC, R1, C1 sankryžoje paverčiami mažais elektriniais signalais.

R1 veikia kaip MIC vidinio FET įtampinis rezistorius.

C2 užtikrina, kad tik MIC impulsų kintamosios srovės kiekiui būtų leidžiama pereiti į kitą etapą, o nuolatinės srovės turinys yra užblokuotas.

Širdies ritmo garsui prilygstantys kintamosios srovės impulsai per garso reguliavimo puodą R2 tiekiami į LM386 stiprintuvo grandinės įvestį ir paskesnį žemo dažnio filtrą naudojant R4, C6.

Žemo dažnio filtras užtikrina, kad LM386 grandinė sustiprins tikruosius širdies ritmo dažnius, o kiti nepageidaujami įrašai bus slopinami.

Sustiprinta išvestis generuojama per neigiamą C4 terminalą ir įžeminimo liniją.

Galima pamatyti integruotą „Bluetooth“ siųstuvą su LM386 stiprintuvo pakopos išėjimu, kad būtų galima atlikti belaidį „Bluetooth“ konversiją sustiprėjęs širdies plakimas signalus.

Kaip išbandyti „Bluetoooth“ stetoskopo grandinę

Kadangi „Bluetooth“ siųstuvo modulis yra paruoštas išbandytas įrenginys, užtikrinamas jo veikimas.

Todėl vienintelis dalykas, kurį reikia patikrinti ir patvirtinti, yra LM386 grandinė.

Tai daroma tikrinant stiprintuvo išvestį per ausinių porą, kaip parodyta žemiau.

MIC turi būti tvarkingai pritvirtintas šalia asmens krūtinės srities, kurioje ryškiausias širdies plakimo garsas.

Kai tik grandinė bus įjungta, širdies plakimo garsas turėtų būti girdimas visuose galvos telefonuose.

Jei garsas turi problemų arba jis nėra aiškus, pabandykite optimizuoti parametrus, kol garsas bus aiškiai aiškus. Tai galima padaryti reguliuojant garso reguliavimo puodą ir (arba) kondensatoriaus C2 vertę. Maitinimo įtampa į grandinę taip pat galėtų būti patobulinta.

Reikia pasirūpinti, kad MIC nesvyruotų ir netrintų žmogaus, prie kurio jis pritvirtintas, kūno, o tai gali sukelti didžiulį nereikalingą trikdį išėjime, užtemdydamas tikrąjį širdies plakimo garsą.

Rezultatų patvirtinimas mobiliuoju telefonu

Kai ausinių testas bus sėkmingai baigtas, ausines galima pakeisti „Bluetooth“ siųstuvu.

Tada „Bluetooth“ siųstuvą reikės suporuoti su imtuvo įrenginiu, kuris gali būti išmanusis telefonas arba bet kuris mobilusis telefonas.

Sujungus ir įjungus maitinimą, „Bluetooth“ įrenginys užfiksuos stiprintuvo signalus ir perduos juos į orą netoliese esančiam „Bluetooth“ įrenginiui, kad gautų duomenis.

Suporuotas mobilusis telefonas dabar veiks kaip nuotolinis belaidis „Bluetooth“ stetoskopas, leidžiantis gydytojui ar medicinos specialistui analizuoti paciento širdies plakimą nereikalaujant praktinio paciento tyrimo. Šis prietaisas užtikrina 100% medicinos personalo saugumą nuo galimos infekcijos, kurią sukelia pacientas, kuris gali sirgti užkrečiama liga, tokia kaip COVID 19 ar pan.

• Įspėjimas : Ši koncepcija nebuvo išbandyta praktiškai, tačiau, kadangi idėja yra labai pagrindinė, autorius mano, kad grandinė veiks ir duos numatytus rezultatus, šiek tiek pakoregavus.
• Be to, ši grandinė negali būti naudojama kaip medicinos prietaisas tikriems pacientams gydyti ar diagnozuoti, nebent ir kol grandinę neišbandys ir patvirtins įgaliota laboratorija.