Портативное устройство для регистрации электросигналов сердца

Разработка и сборка портативного устройства, которое обеспечит мониторинг электросигналов сердца больных сердечно-сосудистыми заболеваниям в нестационарных условиях. Сбор информации о электрокардиографах. Создание программы для работы устройства.

Рубрика Медицина
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 09.04.2019
Размер файла 368,4 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Портативное устройство для регистрации электросигналов сердца

Мисник А.Ю.,

Муляр В.Д.

Тема: Портативное устройство для регистрации электросигналов сердца.

Цель: Разработка и сборка портативного устройства, которое обеспечит мониторинг электросигналов сердца больных сердечно-сосудистыми заболеваниям в нестационарных условиях.

Задачи и основные этапы:

I. Постановка задачи

Основная задача состоит в следующих пунктах:

1. Сбор информации о электрокардиографах (как в России, так и за рубежом).

К примеру: японский Cardisuny C-120, китайский KADEN ECG-901 электрокардиографы и российский ECG-1215.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.1. Cardisuny C-120 Рис.2. KADEN ECG-901 Рис.3. ECG-1215

Таблица 1.

Название кардиографа\

Преимущества

Недостатки

Cardisuny C-120

Скорость печати 50 мм/c;

Наличие памяти;

Вывод предварительного диагноза;

Прочный корпус;

Наличие аккумулятора 1,5 ч.

Габариты 274 х 210 х 69 мм;

Вес: 2.8 кг;

Памяти хватает только на 60 с.

KADEN ECG-901

Время готовности к работе (не более 10 с (без учета времени наложения электродов);

Наличие таких фильтров как: фильтр переменного тока, электромиограмм и дрейфа изолинии;

Габаритные размеры 288х 204х 60 мм;

Большая масса 2.7 кг;

Нет записи кардиосигнала, есть только его печатный вариант на выходе;

Работа только от сети питания.

Эффективная ширина записи (не менее 40 мм);

Скорость печати 50 мм/c;

Недорогой по стоимости.

ECG-1215

Возможность использования SD карты;

Высокий уровень безопасности;

Передача данных USB-порт, LANпорт;

Скорость печати 50 мм/c;

Аккумулятор 2 ч.;

Многоязычный интерфейс; Автоматическое обнаружение и

запись аритмии;

Габариты 360 х 325 х 38 мм;

Вес 8.6 кг;

Высокая цена;

2. Реализация полученных знаний:

a. Выбор микросхемы

b. Нахождение минимально необходимого количества деталей для работы устройства.

c. Проектирование дизайна корпуса, комфортного для использования

d. Создание программы для работы устройства

3. Разработка модели электрокардиографа, которая будет иметь такие особенности как:

• Работает на батарейках, что позволяет носить прибор с собой;

• Благодаря малому весу и габаритам не занимает много места;

• Встроенная память рассчитана на 20-25 измерений;

• Экран позволяет визуализировать электросигналы в виде кардиограммы непосредственно;

• Дополнительно есть разъем под карту SD объемом до 1 Гб, что дает возможность не только хранить данные, но и воспроизводить их при необходимости;

• Имеется разъем USB. Данные можно перенести на компьютер с помощью кабеля для более детального изучения или хранения;

• Простой и понятный интерфейс позволяет применять электрокардиограф по назначению людям практически любого возраста;

• Безопасный в использовании.

4. Реализация модели в программе Inventor

5. Закупка необходимых деталей

6. Непосредственная сборка устройства

II. Начальный этап разработки

1. Выбор схемы платы

Исходя из выше описанных свойств, была выбрана данная плата.

Рис. 4. Общий вид схемы платы

Схема платы состоит из трех частей:

1) Программируемая часть

• U1 - TL 494 ШИМ - контроллер (включает в себя усилитель ошибки, встроенный регулируемый генератор, компаратор регулировки времени)

• U4 - TLP281GB - оптопара (светодиод)

2) Усилитель биопотенциалов

• DA2, DA4 - операционные усилители

3) Преобразователь

• DD1 - ATMEG48 - микроконтроллер (программируемый)

• DD2 - FT232RL - USB-преобразователь

Подробные схемы основных частей платы находятся в приложении 1.

Данная плата имеет все необходимое для дальнейшей сборки. Возможно она будет еще доработана и исправлены некоторые недочеты, но на данном этапе модель платы выглядит именно так.

2. Создание схемы сборки платы

3. Составление списка необходимых деталей (исходя из схемы сборки)

• Входной блок - электроды, которые фиксируются на теле пациента, переключатель отведений

• Усилитель, позволяющий увеличивать ничтожно малый сигнал в 1-10 т. раз.

• Блок калибровки.

• Регистрирующее устройство (память MicroSD)

• Блок питания аппарата.

• Плата

• LCD экран

4. Проектирование корпуса устройства

Основной этап разработки

Заключается в:

1. Сборка платы по составленной схеме

2. Написание программы для устройства

3. Выбор наиболее подходящей среды для программирования

III. Заключительный этап разработки

1. Сборка устройства

2. Сравнение полученного устройства по параметрам с другими конкурирующими устройствами

3. Возможные варианты по усовершенствованию кардиографа

Актуальность:

В современном мире с каждым днем все больше людей страдают от болезней сердца, и это связано со многими аспектами нашей жизни, а именно: с каждым днем темп нашей жизни увеличивается, все делается быстрей и быстрей, у людей толком нет времени на себя, они постоянно находятся в различных делах, лишь малая часть способна спланировать свой день с возможностью преуспеть во всех делах и не навредить своему здоровью, другая же часть жертвует своим временем, которое можно было бы потратить на укрепление здоровья, делам. В следствии чего, на данный момент, все больше и больше людей страдают заболеваниями сердца, причем большинство из них даже не подозревают об этом. Конечно каждый человек может сходить в больницу и пройти обследование, но вероятность того, что у него обнаружат то или иное отклонение в работе сердца далеко не 100%. Проблема в том, что ЭКГ, которая записывается при обследовании, имеет продолжительность нескольких секунд, и является очень ситуативной, например, если человек пришедший на обследование очень сильно волновался и ничего с этим не мог поделать, то ЭКГ покажет отклонение от нормального состояния работы сердца, и тот же человек уже через пол часа мог стать полностью спокойным (как вариант: нашлись пропавшие ключи от машины). Исходя из этого можно прийти к выводу, что ЭКГ желательно делать в более продолжительный период, а это сделать можно только при наличии электрокардиографа у себя дома.

Наш проект рассчитан на создание такого электрокардиографа, который был бы максимально легким, мобильным и простым в использовании для обычных людей. Так как основная масса кардиографов в России имеют вес 2.0-2.5 кг, они являются не очень удобными для их ежедневного применения, они не обладают мобильностью, и чтобы снять ЭКГ приходится быть прикованным к месту где он стоит, в то время, как если бы он был более портативным, его можно было бы носить с собой и в случае чего он будет всегда под рукой. Так же многие люди думают, что, имея свой собственный кардиограф они все равно не смогут понять состояние своего сердца, но это не так, большинство заболеваний сердца, если смотреть на ЭКГ, можно выявить невооруженным взглядом (по значительным скачкам зубцов, при различных промежутках между зубцами и т.д.) портативный электрокардиограф сердце

Теоретическая часть:

Электрокардиограф - это медицинское диагностическое оборудование, предназначенное для регистрации электрических потенциалов, возникающих в сердце, и их отображения в виде кривой - электрокардиограммы.

Как работают электрокардиографы?

Устройство различных кардиографов отличается, но все они, как правило, обязательно имеют две части:

1. Электроды, которые фиксируют на теле человека. Они предназначены непосредственно для регистрации электрических импульсов, возникающих в сердечной мышце и распространяющихся по поверхности тела человека. Электрод представляет собой устройство, которое накладывается на конечность (в виде ремешка или прищепки) или грудную клетку (в виде присоски), соединенное с аппаратом при помощи провода:

• провод электрода, который накладывается на правую руку, маркируется красным цветом;

• на правую ногу - черным цветом;

• на левую руку - желтым цветом;

• на левую ногу - зеленым цветом;

• для грудной клетки используется один электрод с присоской, который поочередно устанавливают в разные места, или шесть электродов, которые накладывают одновременно.

2. Пишущее устройство, через которое движется бумажная лента. В старых моделях электрокардиографов для записи кривой используется краска. В более современных аппаратах применяется термобумага.

Модели электрокардиографов

Старые модели кардиографов - это небольшие устройства, внутри которых находится индукционная катушка. Они поочередно записывают электрокардиограмму для разных отведений на ленте, которая движется внутри них.

Современные модели - это сложная цифровая техника, которая может быть интегрирована с компьютером. Врач сразу видит электрокардиографические кривые во всех отведениях, может сохранить это изображение на жестком диске компьютера или распечатать на бумаге.

Где применяются электрокардиографы?

Этот прибор есть практически в каждом приемном отделении больниц и в каждой поликлинике. Наиболее мощные модели установлены в кардиологических и кардиохирургических центрах. В палатах реанимации и интенсивной терапии электрокардиографы могут быть объединены с другими приборами для мониторинга состояния пациента.

Бригадами "Скорой помощи" применяются портативные мобильные устройства.

Какие заболевания помогает диагностировать электрокардиограф?

Электрокардиографы широко применяются в клинической практике для диагностики:

• инфаркта миокарда и ишемической болезни сердца;

• нарушений ритма сердечных сокращений;

• увеличение размеров и изменение положения сердца, гипертрофию (утолщение) его мышечных стенок при артериальной гипертонии, миокардитах, кардиомиопатиях и пр.

Специальные виды электрокардиографов

Электрокардиографы, которые применяются для специфических видов ЭКГ, имеют некоторые конструктивные особенности:

• для внутрипищеводной электрокардиографии используют специальный электрод, который можно ввести в пищевод;

• холтеровское мониторирование - регистрация в течение суток, для этого также применяют специальные приборы, имеющие совершенно отличную конструкцию;

• электрокардиографы высокого разрешения могут регистрировать небольшие по амплитуде потенциалы, возникающие в сердце.

Литература

1. Виды, цены, особенности и преимущества аппаратов ЭКГ http://www.operabelno.ru/vidy-sovremennyx-elektrokardiografov-vidy-cenyosobennosti-i-preimushhestva-apparatov-ekg/;

2. Все о электрокардиографах http://www.med-otzyv.ru/medtehnika/87472-elektrokardiograf;

3. Кардиограф на основе Arduino http://www.prointellekt.ru/EKG1.php

4. Характеристики электрокардиографов http://www.xn--80aaiduj5ane5bze.xn--p1ai/tech-901.html http://www.stormoff.ru/catalog_40_2.html

5. Схемы плат электрокардиографа http://cpp.in.ua/ru/2014/01/ecg-light-usb-pristavka-k-kompyuteru/

Приложение

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.