Bluetooth-stetoskopkrets

I situasjoner som er så kritiske som en COVID-19-pandemi, er en lege det personellet som er mest utsatt for å bli smittet av viruset fra en pasient.

Derfor blir leger kontinuerlig tilbudt og utstyrt med mange avanserte og høyteknologiske enheter i et forsøk på å garantere maksimal sikkerhet for deres liv og helse.

PPE-settet er som kjent den primære, første forsvarslinjen som legene får for å beskytte dem mot en COVID-19-pasient. Imidlertid, til tross for dette, kan leger bli smittet på grunn av en grunnleggende årsak som er deres hyppige nærhet til pasientene mens de diagnostiserer.

Den mest grunnleggende diagnoseprosedyren som enhver lege må gjennomføre er å kontrollere hjertefrekvensen til en pasient med stetoskop.

Og mens du bruker et stetoskop, må legen uunngåelig komme i en usikker avstand til pasientens munn og kropp.

Dette kan definitivt utgjøre en høy risiko for diktatoren, spesielt hvis pasienten er mistenkt for COVID.

Imidlertid er vitenskap og teknologi et felt som aldri er utenfor ideer, og situasjonen ovenfor er ikke noe unntak fra den.

Et Bluetooth-stetoskop kan være en slik enhet som kan gjøre det mulig for en lege eller ethvert medisinsk personale å sjekke hjerterytmen til en pasient fra sikker avstand ved hjelp av et vanlig mobilhodesett.

Hva du trenger

For å lage en Bluetooth-pulsmålerkrets, trenger du følgende grunnleggende ingredienser:

• TIL blåtann senderkrets med en 3,5 mm jackadapter
• En MIC-forsterkerkrets
• Egnet kabinett for ovennevnte enheter, som kan kobles til med et stroppbelte.

Bluetooth-senderen kan kjøpes ferdig laget fra hvilken som helst nettbutikk. Et standardeksempel er sådd nedenfor:

Arbeidskonsept

Følgende blokkskjema forklarer de viktigste viktige trinnene i MIC-forsterkeren.

Arbeidskonseptet til den foreslåtte trådløse Bluetooth-stetoskopkretsen er ganske enkel:

1. Hjerteslag lydpulser traff MIC, som konverterer dem til ekvivalente elektriske pulser.
2. Disse elektriske pulser forsterkes av et integrert forsterkertrinn til passende nivåer.
3. De forsterkede signalene mates til en Bluetooth-senderinngang som konverterer dem til trådløse Bluetooth-signaler.
4. De overførte Bluetooth-signalene fanges opp av en innstilt mobiltelefon som konverterer den tilbake til hørbare signaler.
5. De konverterte Bluetooth-dataene via den mobile hodetelefonen brukes av en bekymret lege for å diagnostisere pasientens hjertefrekvens og relaterte plager.

Hjerteslag Frekvens og arbeid

Lyden av hjerteslag er i form av semi-periodiske bølgeformer som genereres på grunn av den turbulente bevegelsen av blod når hjertet slår.

Normalt genereres en hjerteslaglyd fra en sunn person med to påfølgende pulser, betegnet som den første hjertelyden (S1), og den andre hjertelyden (S2) som avslørt i følgende figur:

Et typisk hjertelydbølgeformeksempel . S1 betyr den første hjertelyden S2 betyr den andre hjertelyden.

Bilde med tillatelse: hjerterytme bølgeform

Hvert sett av disse pulser varer i omtrent 100 ms, noe som faktisk er tilstrekkelig for enhver relevant medisinsk analyse.

Også, fordi frekvensen av pulser er mellom 20 og 150 Hz, blir det praktisk å undersøke bølgeformen i 1. og 2. musikkoktav.

Dette krever et lavpasfilter designet i samsvar med frekvensspesifikasjonene til hjertefrekvensen, som forklart nedenfor:

Designe lavpassfilter

Ofte kan en hjertelyd ledsages av forskjellige bakgrunnsstøy generert fra andre kroppsorganlyder. Som et resultat blir kondisjonering av data en viktig jobb for å sikre at lydoverføringen blir behandlet effektivt.

Den grunnleggende årsaken til å inkludere en lavpassfilter er å sikre at bare den ekte hjerterytmefrekvensen forsterkes av systemet, og de andre uønskede frekvensene blir blokkert.

I tillegg kan hjertelydene inneholde flere høyere frekvenser med større variasjoner. Av denne grunn blir filtrering og støyavbrudd av uforutsigbare pulser et viktig arbeid. Den enkleste måten å oppnå dette gjennom et lavpassfilter.

Et lavpassfilter designet med fpass = 250 Hz og fstop = 400 Hz gir et godt område for å kontrollere det ovenfor forklarte scenariet.

Siden vi allerede har en aktiv forsterkerbasert forsterker i designet, kan lavpass-trinnet oppnås med et vanlig RC passivt filter som gitt nedenfor:

I ovennevnte lavpassfilterkrets vil enhver frekvens over 350 Hz bli dempet kraftig.

Kuttresultatet kan justeres eller verifiseres ved hjelp av følgende formel

fc = 1 / (2πRC) , hvor R vil være i ohm og C vil være i farader.

Designe den avgjørende MIC-forsterkeren

MIC-forsterkerens design er avgjørende og må sørge for at den bare forsterker lavfrekvent hjertefrekvens og blokkerer andre forstyrrelser med høyere frekvens.

For MIC bruker vi det populære electret MIC , som er den anbefalte enheten for alle mikrofonbaserte kretsapplikasjoner.

For forsterkeren bruker vi en standard IC LM386-basert forsterkerkrets .

Hele kretsen til Bluetooth-stetoskop-senderkretsen er vist nedenfor:

Hvordan kretsen fungerer

Bluetooth-hjerterytmesenderen fungerer på følgende måte:

Hjerteslaglyder som treffer elektromikrofonen, blir konvertert til små elektriske signaler i krysset mellom R1, C1.

R1 fungerer som en forspenningsmotstand for den indre FET i MIC.

C2 sørger for at bare AC-innholdet i MIC-pulser får lov til å gå videre til neste trinn, mens DC-innholdet er blokkert.

AC-pulser som tilsvarer hjerteslaglyden mates til inngangen til en LM386 forsterkerkrets via en volumkontrollpotte R2, og det påfølgende lavpassfilteret ved bruk av R4, C6.

Lavpassfilteret sørger for at bare de sanne hjerterytmefrekvensene blir forsterket av LM386-kretsen, og de gjenværende uønskede oppføringene blir undertrykt.

Den forsterkede utgangen genereres over den negative C4-terminalen og bakken.

En Bluetooth-sender kan sees integrert med utgangen fra LM386-forsterkertrinnet for den tiltenkte trådløse Bluetooth-konvertering av forsterket hjerterytme signaler.

Hvordan teste Bluetoooth-stetoskopkretsen

Siden Bluetooth-sendermodulen er en ferdig testet enhet, er dens arbeid garantert.

Derfor er det eneste som må testes og bekreftes LM386-kretsen.

Dette gjøres ved å kontrollere forsterkerens utgang gjennom et par hodetelefoner, vist nedenfor.

MIC må være pent klemt nær personens brystområde der hjerteslaglyden er mest fremtredende.

Nå, så snart kretsen får strøm, bør hjerteslaglyden være hørbar over hodetelefonene.

Hvis lyden har problemer eller ikke er klar, kan du prøve å optimalisere parametrene til lyden er tydelig klar. Dette kan gjøres ved å justere volumkontrollpotten og / eller verdien av kondensatoren C2. Forsyningsspenningen til kretsen kan også justeres for det samme.

Det må utvises forsiktighet for at MIC ikke skal svinge eller gni seg mot kroppen til personen den er festet til, noe som ellers kan skape en enorm mengde unødvendig forstyrrelse ved utgangen og tilsløre den faktiske hjerterytmen.

Bekrefte resultatene på en mobiltelefon

Når hodetelefontesten er fullført, kan hodetelefonene byttes ut med Bluetooth-senderen.

Deretter må Bluetooth-senderen pares med mottakerenheten som kan være en smarttelefon eller hvilken som helst mobiltelefon.

Når de er paret og strømforsynet, blir signalene fra forsterkeren fanget opp av Bluetooth-enheten og overført til lufta for en Bluetooth-enhet i nærheten for å motta dataene.

Den sammenkoblede mobilen fungerer nå som et eksternt trådløst Bluetooth-stetoskop som gjør det mulig for en lege eller en medisinsk fagperson å analysere pasientens hjerterytme uten behov for en praktisk undersøkelse av pasienten. Denne enheten sikrer medisinsk personell 100% sikkerhet mot en mulig infeksjon fra en pasient som kan lide av en smittsom sykdom som COVID 19 eller lignende.

• Advarsel : Dette konseptet er ikke testet praktisk, men siden ideen er veldig grunnleggende, mener forfatteren at kretsen vil fungere og produsere de tiltenkte resultatene med litt mindre justering.
• Dessuten kan denne kretsen ikke brukes som medisinsk utstyr for behandling eller diagnostisering av reelle pasienter, med mindre og inntil kretsen er testet og godkjent av et autorisert laboratorium.