Bluetooth-stetoskoobi ahel

Nii kriitilistes olukordades nagu COVID-19 pandeemia, on arst see personal, kes on kõige vastuvõtlikum patsiendilt viirusesse nakatuma.

Seetõttu pakutakse arstidele pidevalt palju varustatud kõrgtehnoloogiliste seadmetega, et tagada nende elu ja tervise maksimaalne ohutus.

Nagu teada, on isikukaitsevahendite komplekt esmane esimene kaitseliin, mida arstid saavad COVID-19 patsiendi eest kaitsta. Kuid hoolimata sellest võivad arstid nakatuda ühel põhilisel põhjusel, milleks on nende sagedane lähedus patsientidega, samal ajal kui diagnoositakse.

Kõige põhilisem diagnoosimisprotseduur, mida iga arst peab rakendama, on patsiendi südame löögisageduse kontrollimine stetoskoobiga.

Stetoskoopi kasutamise ajal peab arst vältimatult olema patsiendi suust ja kehast ebakindlalt lähedal.

See võib diktorile kindlasti suurt ohtu kujutada, eriti kui patsient on COVID-kahtlusega.

Kuid teadus ja tehnoloogia on üks valdkond, mis pole kunagi ideedest väljas ning ülaltoodud olukord pole sellest erand.

Bluetooth-stetoskoop võib olla üks selline seade, mis võimaldab arstil või meditsiinipersonalil kontrollida patsiendi südamelööke ohutu kauguse tagant, kasutades tavalisi mobiilseid peakomplekte.

Mida vajate

Bluetooth-südame löögisageduse monitori vooluringi valmistamiseks vajate järgmisi põhikomponente:

• TO Bluetooth saatja vooluahel koos 3,5 mm pistiku adapteriga
• MIC-võimendi ahel
• Ülaltoodud seadmete jaoks sobiv korpus, mille saab rihmavööga kinni haakida.

Bluetooth-saatja saab valmis osta igast veebipoest. Üks standardnäide on külvatud allpool:

Töökontseptsioon

Järgmine plokkskeem selgitab MIC-võimendi peamisi olulisi etappe.

Kavandatud traadita bluetooth stetoskoopi skeemi tööpõhimõte on üsna lihtne:

1. Südamelöögi heliimpulsid tabasid MIC-d, mis muudab need samaväärseteks elektrimpulssideks.
2. Neid elektrilisi impulsse võimendab integreeritud opvõimendi võimendi järk sobivatele tasemetele.
3. Võimendatud signaalid suunatakse Bluetooth-saatja sisendisse, mis muudab need traadita Bluetooth-signaalideks.
4. Edastatud bluetooth-signaale püüab häälestatud mobiiltelefon, mis muudab selle tagasi helisignaalideks.
5. Mobiilsete kõrvaklappide kaudu teisendatud bluetooth-andmeid kasutab muret tundev arst patsientide südame löögisageduse ja sellega seotud vaevuste diagnoosimiseks.

Südamelöögid Sagedus ja töötamine

Meie südamelöökide heli on poolperioodiliste lainekujude kujul, mis tekivad südame tuksumisel vere turbulentse liikumise tõttu.

Tavaliselt genereeritakse terve inimese südamelöökide heli kahe järgneva impulsiga, mida nimetatakse esimeseks südameheliks (S1) ja teiseks südameheliks (S2), nagu on näidatud järgmisel joonisel:

Tüüpiline südame heli lainekuju näide . S1 tähistab esimest südameheli. S2 tähistab teist südameheli.

Pildi viisakus: südamelöögi lainekuju

Iga nende impulsside komplekt kestab umbes 100 ms, mis on tegelikult asjakohase meditsiinilise analüüsi jaoks täiesti piisav.

Kuna impulsside sagedus jääb vahemikku 20–150 Hz, on lainekuju mugav uurida 1. ja 2. muusikaoktaavi piires.

Selleks on vaja madalpääsfiltrit, mis on kavandatud vastavalt pulsi sagedusspetsifikatsioonidele, nagu allpool selgitatud:

Madalpääsfiltri kujundamine

Sageli võivad südameheliga kaasneda mitmesugused muud kehaorganite helisid tekitavad taustamüra. Seetõttu muutub andmete konditsioneerimine hädavajalikuks tööks, et tagada heli edastamise tõhus töötlus.

A lisamise peamine põhjus madalpääsfilter on tagada, et süsteem võimendab ainult tegelikku südamelöögisagedust ja teised soovimatud sagedused on blokeeritud.

Lisaks võivad südamehelid sisaldada mitut kõrgemat sagedust, millel on suurem variatsioon. Sel põhjusel saab ettearvamatute impulsside filtreerimine ja müra tühistamine ülioluliseks ettevõtmiseks. Lihtsaim viis selle saavutamiseks läbi madalpääsfiltri.

Madalpääsfilter, mille disain on fpass = 250 Hz ja fstop = 400 Hz, pakub ülalnimetatud stsenaariumi juhtimiseks hea vahemiku.

Kuna meil on juba disainis aktiivne opvõimendil põhinev võimendi, saab madalpäässtaadiumi saavutada tavalise RC passiivfiltri abil, nagu allpool esitatud:

Ülaltoodud madalpääsfiltri ahelas nõrgeneb tugevasti üle 350 Hz sagedus.

Piirväärtust saab reguleerida või kontrollida järgmise valemi abil

fc = 1 / (2πRC) , kus R on oomides ja C fadaadides.

Olulise MIC-võimendi kujundamine

MIC-võimendi disain on ülioluline ja peab tagama, et see võimendab ainult madalsageduslikku pulssi ja blokeerib muid kõrgema sagedusega häireid.

MIC jaoks kasutame populaarset elektrett MIC , mis on soovitatav seade kõigi mikrofonipõhiste vooluringide rakenduste jaoks.

Võimendi jaoks kasutame standardit IC LM386-põhine võimendi ahel .

Allpool on näidatud kogu Bluetooth-stetoskoopi saatja vooluahel:

Kuidas vooluring töötab

Bluetoothi ​​südamelöökide heli saatja töötab järgmiselt:

Südamelöögihelid, mis tabavad elektretti MIC, muundatakse R1, C1 ristmikul väikesteks elektrisignaalideks.

R1 töötab MIC-i sisemise FET-i eelhajutina.

C2 tagab, et ainult MIC-impulsside vahelduvvoolu sisaldusel lastakse järgmisse etappi liikuda, samal ajal kui alalisvoolu sisaldus on blokeeritud.

Südamelöögiheliga samaväärsed vahelduvvoolu impulsid suunatakse helitugevuse reguleerimispoti R2 ja sellele järgneva madalpääsfiltriga R4, C6 abil LM386 võimendi ahela sisendisse.

Madalpääsfilter tagab, et LM386 vooluahel võimendab ainult tõelisi südamelöögisagedusi ja ülejäänud soovimatud sisestused pärsitakse.

Võimendatud väljund genereeritakse üle negatiivse terminali C4 ja maandusjoone.

Bluetoothi ​​saatjat saab näha integreerituna LM386 võimendi astme väljundiga, et muuta Bluetoothi ​​mõeldud traadita Bluetoothi ​​teisenduseks võimendatud südamelöök signaale.

Kuidas testida Bluetoooth stetoskoopi vooluringi

Kuna Bluetooth-saatja moodul on valmis testitud seade, on selle töö kindel.

Seetõttu on ainus testimine ja kinnitamine LM386 vooluring.

Selleks kontrollitakse võimendi väljundit läbi kõrvaklappide paari, mis on näidatud allpool.

MIC peab olema korralikult kinnitatud inimese rinnapiirkonna lähedale, kus südametegevuse heli on kõige silmatorkavam.

Niipea, kui vooluahel on sisse lülitatud, peaks südametegevuse heli olema kõrvaklappidest kuuldav.

Kui helil on probleeme või see pole selge, proovige parameetreid optimeerida, kuni heli on selgelt selge. Seda saab teha helitugevuse reguleerimise poti ja / või kondensaatori C2 väärtuse reguleerimisega. Sama võiks muuta ka vooluahela toitepinget.

Tuleb jälgida, et MIC ei võnkuks ega hõõruks selle inimese keha, kelle külge see on kinnitatud, mis võib muidu tekitada väljundis tohutu hulga tarbetuid häireid, varjates tegelikku südamelöögi heli.

Tulemuste kinnitamine mobiiltelefoniga

Kui kõrvaklappide test on edukalt lõpule viidud, võib kõrvaklapid asendada Bluetooth-saatjaga.

Järgmisena tuleb Bluetooth-saatja siduda vastuvõtjaseadmega, milleks võib olla nutitelefon või mis tahes mobiiltelefon.

Kui seade on ühendatud ja toide on ühendatud, võtab Bluetooth-seade võimendi signaalid kinni ja edastab andmete saamiseks läheduses asuva Bluetooth-seadme õhku.

Seotud mobiil töötab nüüd nagu traadita Bluetooth-stetoskoop, mis võimaldab arstil või meditsiinitöötajal patsiendi südamelööke analüüsida ilma patsiendi praktilise läbivaatuseta. See seade tagab meditsiinitöötajatele sajaprotsendilise ohutuse võimaliku nakkuse eest patsiendilt, kes võib põdeda mõnda nakkushaigust nagu COVID 19 või muud sarnast.

• Hoiatus : Seda kontseptsiooni pole praktiliselt testitud, kuid kuna idee on väga elementaarne, usub autor, et vooluring töötab ja annab soovitud tulemusi mõne väiksema näpistamisega.
• Samuti ei saa seda vooluringi kasutada meditsiiniseadmena tõeliste patsientide ravimiseks või diagnoosimiseks, välja arvatud juhul, kui vooluahel on testitud ja heaks kiidetud volitatud laboris.