Bluetooth верига за стетоскоп

В ситуации, критични като пандемията на COVID-19, лекарят е този персонал, който е най-податлив на заразяване с вируса от пациент.

Поради това лекарите непрекъснато се предлагат и оборудват с много модерни и високотехнологични устройства, за да гарантират максимална безопасност за живота и здравето им.

Комплектът за ЛПС, както познаваме, е основната, първа линия на защита, която лекарите получават, за да ги предпазят от пациент с COVID-19. Въпреки това, въпреки това лекарите могат да се заразят поради една основна причина, която е честата им близост с пациентите, докато диагностицират.

Най-основната диагностична процедура, която всеки лекар трябва да приложи, е проверката на сърдечната честота на пациента със стетоскоп.

И докато използва стетоскоп, лекарят трябва неизбежно да се намира на несигурно близко разстояние до устата и тялото на пациента.

Това определено може да представлява висок риск за диктора, особено ако пациентът е заподозрян в COVID.

Науката и технологиите обаче са една област, която никога не остава без идеи и горната ситуация не е изключение от нея.

Bluetooth стетоскоп може да бъде едно такова устройство, което може да позволи на лекар или медицински персонал да провери сърдечния ритъм на пациент от безопасно разстояние, използвайки обикновена мобилна слушалка.

Какво ще ви трябва

За да направите верига за Bluetooth пулсомер, ще ви трябват следните основни съставки:

• ДА СЕ Bluetooth верига на предавателя с 3,5 мм жак адаптер
• MIC усилвателна верига
• Подходящо заграждение за горепосочените единици, което може да се закачи с ремъчен ремък.

Bluetooth предавателят може да бъде закупен в готов вид от всеки онлайн магазин. Един стандартен пример е даден по-долу:

Работна концепция

Следващата блок-схема обяснява основните основни етапи на MIC усилвателя.

Концепцията за работа на предложената безжична Bluetooth стетоскопска схема е доста проста:

1. Звуковите импулси на сърдечния ритъм удрят MIC, който ги преобразува в еквивалентни електрически импулси.
2. Тези електрически импулси се усилват от вграден усилвател на операционна степен до подходящи нива.
3. Усилващите сигнали се подават към входа на Bluetooth предавател, който ги преобразува в безжични Bluetooth сигнали.
4. Предаваните Bluetooth сигнали се улавят от настроен мобилен телефон, който го преобразува обратно в звукови сигнали.
5. Преобразуваните данни за Bluetooth през мобилните слушалки се използват от съответния лекар за диагностика на сърдечната честота на пациентите и свързаните с тях заболявания.

Сърдечен ритъм Честота и работа

Звукът на сърцето ни е под формата на полупериодични форми на вълни, които се генерират поради бурното движение на кръвта, когато сърцето бие.

Обикновено звукът на сърдечен ритъм на здрав човек се генерира с два последващи импулса, наречени като първи сърдечен звук (S1) и втори сърдечен звук (S2), както е показано на следващата фигура:

Типичен пример за форма на вълната на сърдечния звук . S1 означава първия сърдечен звук S2 означава вторият сърдечен звук.

Учтивост на изображението: форма на вълната на сърдечния ритъм

Всеки набор от тези импулси трае около 100 ms, което всъщност е напълно достатъчно за всеки подходящ медицински анализ.

Освен това, тъй като честотата на импулсите е между 20 и 150 Hz, става удобно да се изследва формата на вълната в рамките на 1-ва и 2-ра музикална октава.

Това изисква нискочестотен филтър, проектиран в съответствие с честотните спецификации на сърдечната честота, както е обяснено по-долу:

Проектиране на нискочестотен филтър

Често сърдечният звук може да бъде придружен от различни фонови шумове, генерирани от звуци на други органи на тялото. В резултат на това кондиционирането на данните се превръща в основна работа, за да се гарантира, че аудио предаването се обработва ефективно.

Основната причина за включване на a нискочестотен филтър е да се гарантира, че само истинската честота на сърдечния ритъм се усилва от системата, а останалите нежелани честоти се блокират.

Освен това сърдечните звуци могат да съдържат няколко по-високи честоти с по-големи вариации. Поради тази причина филтрирането и премахването на шума на непредсказуемите импулси се превръща в решаващо начинание. Най-лесният начин да постигнете това чрез нискочестотен филтър.

Нискочестотен филтър, проектиран с fpass = 250 Hz и fstop = 400 Hz, осигурява добър обхват за управление на описания по-горе сценарий.

Тъй като в дизайна вече имаме активен усилвател, базиран на усилвател, нискочестотният етап може да бъде постигнат с обикновен RC пасивен филтър, както е дадено по-долу:

В горната верига на нискочестотния филтър всяка честота над 350 hz ще бъде силно отслабена.

Резултатът от границата може да бъде коригиран или проверен чрез следната формула

fc = 1 / (2πRC) , където R ще бъде в ома, а C ще бъде във фарад.

Проектиране на решаващия MIC усилвател

Дизайнът на MIC усилвателя е от решаващо значение и трябва да гарантира, че той усилва само нискочестотния пулс и блокира други смущения с по-висока честота.

За MIC използваме популярното електрет MIC , което е препоръчителното устройство за всички приложения, базирани на микрофон.

За усилвателя използваме стандарт IC LM386 базирана усилвателна схема .

Цялата схема на веригата на Bluetooth стетоскоп е показана по-долу:

Как работи веригата

Звуковият предавател за сърдечен ритъм на Bluetooth работи по следния начин:

Звуците на сърдечния ритъм, удрящи микрофона на electrte, се превръщат в малки електрически сигнали на кръстовището на R1, C1.

R1 работи като отклоняващ резистор за вътрешния FET на MIC.

C2 гарантира, че само AC съдържанието на MIC импулсите може да премине към следващия етап, докато DC съдържанието е блокирано.

Променливотоковите импулси, еквивалентни на сърдечния ритъм, се подават към входа на усилвателна верига LM386 чрез гърне за контрол на силата на звука R2 и последващия нискочестотен филтър, използвайки R4, C6.

Нискочестотният филтър гарантира, че само истинските сърдечни честоти се усилват от веригата LM386, а останалите нежелани записи се потискат.

Усиленият изход се генерира през отрицателния терминал C4 и земната линия.

Може да се види Bluetooth предавател, интегриран с изхода на усилвателя LM386 за предвиденото безжично Bluetooth преобразуване на усилен сърдечен ритъм сигнали.

Как да тестваме веригата за стетоскоп Bluetoooth

Тъй като модулът на предавателя Bluetooth е готов тестван модул, работата му е гарантирана.

Следователно единственото нещо, което трябва да бъде тествано и потвърдено, е веригата LM386.

Това се прави чрез проверка на изхода на усилвателя през чифт слушалки, показано по-долу.

MIC трябва да бъде добре закрепен близо до областта на гърдите на човека, където звукът на сърдечния ритъм е най-виден.

Веднага щом веригата се задейства, звукът от сърдечен ритъм трябва да се чува през всички слушалки.

Ако звукът има проблеми или не е чист, опитайте да оптимизирате параметрите, докато звукът е ясно чист. Това може да се направи чрез регулиране на гърлото за контрол на силата на звука и / или стойността на кондензатора C2. Захранващото напрежение към веригата също може да бъде променено за същото.

Трябва да се внимава MIC да не трепне или да не се трие в тялото на човека, към когото е прикрепен, което в противен случай може да създаде огромно количество ненужни смущения на изхода, прикриващи действителния сърдечен ритъм.

Потвърждаване на резултатите на мобилен телефон

След като тестът на слушалките приключи успешно, слушалките могат да бъдат заменени с Bluetooth предавател.

След това Bluetooth предавателят ще трябва да бъде сдвоен с приемника, който може да бъде смартфон или всеки мобилен телефон.

След сдвояване и захранване, сигналите от усилвателя ще бъдат уловени от Bluetooth устройството и предадени във въздуха за близкото Bluetooth устройство за получаване на данните.

Сдвоеният мобилен телефон вече ще работи като дистанционен безжичен Bluetooth стетоскоп, позволяващ на лекар или медицински специалист да анализира сърдечния ритъм на пациентите, без да е необходим практически преглед на пациента. Това устройство осигурява на медицинския персонал 100% безопасност от възможна инфекция, причинена от пациент, който може да страда от заразна болест като COVID 19 или подобна.

• Внимание : Тази концепция не е тествана практически, но тъй като идеята е много основна, авторът вярва, че веригата ще работи и ще доведе до очакваните резултати с някои незначителни промени.
• Също така, тази схема не може да се използва като медицинско изделие за лечение или диагностика на реални пациенти, освен ако и докато веригата не бъде тествана и одобрена от оторизирана лаборатория.