Vezje za stetoskop Bluetooth

V tako kritičnih situacijah, kot je pandemija COVID-19, je zdravnik tisto osebje, ki je najbolj dovzetno za okužbo virusa s pacientom.

Zato se zdravniki nenehno ponujajo in opremljajo s številnimi naprednimi in visokotehnološkimi napravami, da bi zagotovili največjo možno varnost za njihovo življenje in zdravje.

Komplet osebne zaščitne opreme, kot ga poznamo, je primarna, prva obrambna linija, ki jo zdravniki zaščitijo pred pacientom s COVID-19. Kljub temu se lahko zdravniki okužijo zaradi enega od osnovnih razlogov, ki je njihova pogosta bližina bolnikov med diagnozo.

Najosnovnejši diagnostični postopek, ki ga mora izvesti kateri koli zdravnik, je preverjanje srčnega utripa bolnika s stetoskopom.

Medtem ko mora zdravnik pri uporabi stetoskopa neizogibno priti na negotovo razdaljo do pacientovih ust in telesa.

To lahko vsekakor predstavlja veliko tveganje za diktor, še posebej, če je bolnik osumljen COVID-a.

Vendar sta znanost in tehnologija eno področje, ki nikoli ne ostane brez idej, in zgoraj navedena situacija zanj ni nobena izjema.

Stetoskop Bluetooth je lahko ena takih naprav, ki lahko zdravniku ali kateremu koli medicinskemu osebju omogoči, da z običajnimi mobilnimi slušalkami z varne razdalje preveri srčni utrip bolnika.

Kaj boste potrebovali

Za izdelavo vezja merilnika srčnega utripa Bluetooth boste potrebovali naslednje osnovne sestavine:

• TO Bluetooth vezje oddajnika s 3,5-milimetrskim adapterjem
• Ojačevalno vezje MIC
• Primerno ohišje za zgornje enote, ki ga lahko pritrdite s pasovnim pasom.

Oddajnik Bluetooth lahko kupite v kateri koli spletni trgovini. Spodaj je naveden en standardni primer:

Koncept dela

Naslednji blokovni diagram razlaga glavne bistvene stopnje ojačevalnika MIC.

Delovni koncept predlaganega brezžičnega bluetooth stetoskopa je precej preprost:

1. Zvočni impulzi srčnega utripa zadenejo MIC, ki jih pretvori v enakovredne električne impulze.
2. Te električne impulze ojača ojačevalnik z ojačevalnikom na ustrezne ravni.
3. Ojačani signali se dovajajo na vhod bluetooth oddajnika, ki jih pretvori v brezžične bluetooth signale.
4. Prenesene bluetooth signale zajema uglašen mobilni telefon, ki ga pretvori nazaj v zvočne signale.
5. Pretvorjene podatke Bluetooth prek mobilne slušalke zadevni zdravnik uporablja za diagnosticiranje srčnega utripa bolnikov in s tem povezanih bolezni.

Srčni utrip Frekvenca in delovanje

Zvok našega srčnega utripa je v obliki polčasovnih valovnih oblik, ki nastanejo zaradi burnega gibanja krvi, ko srce utripa.

Običajno se pri zdravi osebi ustvari zvok srčnega utripa z dvema naslednjima impulzoma, ki se imenujeta prvi srčni zvok (S1) in drugi srčni zvok (S2), kot je razkrito na naslednji sliki:

Tipičen primer valovne oblike srčnega zvoka . S1 pomeni prvi srčni zvok S2 pomeni drugi srčni zvok.

Vljudnost slike: valovna oblika srčnega utripa

Vsak nabor teh impulzov traja približno 100 ms, kar je pravzaprav povsem dovolj za kakršno koli ustrezno medicinsko analizo.

Ker so frekvence impulzov med 20 in 150 Hz, postane primerno pregledati valovno obliko v 1. in 2. glasbeni oktavi.

Za to je potreben nizkoprepustni filter, zasnovan v skladu s frekvenčnimi specifikacijami srčnega utripa, kot je razloženo spodaj:

Oblikovanje nizkofrekvenčnega filtra

Pogosto lahko srčni zvok spremljajo različni zvoki v ozadju, ki jih ustvarjajo zvoki drugih telesnih organov. Kot rezultat, priprava podatkov postane bistveno delo za zagotovitev učinkovite obdelave zvočnega prenosa.

Osnovni razlog vključitve a nizkoprepustni filter je zagotoviti, da sistem ojača samo pristno frekvenco srčnega utripa, druge neželene frekvence pa blokira.

Poleg tega lahko srčni zvoki vsebujejo več višjih frekvenc, ki imajo večje razlike. Zaradi tega postane filtriranje in odpravljanje hrupa nepredvidljivih impulzov ključnega pomena. To najlažje dosežemo z nizkoprepustnim filtrom.

Nizkopasovni filter, zasnovan s fpass = 250 Hz in fstop = 400 Hz, zagotavlja dober obseg za nadzor zgoraj pojasnjenega scenarija.

Ker že imamo zasnovo aktivnega ojačevalnika na osnovi ojačevalnika, lahko stopnjo nizkih prehodov dosežemo z običajnim RC pasivnim filtrom, kot je navedeno spodaj:

V zgornjem nizkofrekvenčnem vezju filtra bo katera koli frekvenca nad 350 hz močno oslabljena.

Rezultat meje je mogoče prilagoditi ali preveriti po naslednji formuli

fc = 1 / (2πRC) , kjer bo R v ohmih in C v faradih.

Oblikovanje ključnega ojačevalnika MIC

Zasnova ojačevalnika MIC je ključnega pomena in mora zagotoviti, da ojača le nizkofrekvenčni srčni utrip in blokira druge višje frekvenčne motnje.

Za MIC uporabljamo priljubljeno elektret MIC , ki je priporočljiva naprava za vse programe, ki temeljijo na mikrofonu.

Za ojačevalnik uporabljamo standard Ojačevalno vezje na osnovi IC LM386 .

Celotno vezje oddajnika stetoskopa bluetooth je prikazano spodaj:

Kako deluje vezje

Oddajnik zvoka s srčnim utripom Bluetooth deluje na naslednji način:

Zvoki srčnega utripa, ki zadenejo elektricni MIC, se na stičišču R1 in C1 pretvorijo v drobne električne signale.

R1 deluje kot pristranski upor za notranji FET MIC.

C2 zagotavlja, da lahko samo AC vsebnost impulzov MIC preide v naslednjo stopnjo, medtem ko je DC vsebina blokirana.

Impulzi izmeničnega toka, enakovredni zvoku srčnega utripa, se prek vtičnice za nadzor glasnosti R2 dovajajo na vhod ojačevalnega vezja LM386 in nadaljnji nizkoprepustni filter z R4, C6.

Nizkopasovni filter zagotavlja, da se vezje LM386 ojača le z resničnimi frekvencami srčnega utripa, preostali neželeni vnosi pa se zatrejo.

Ojačan izhod se ustvari preko negativnega priključka C4 in talne črte.

Oddajnik Bluetooth je mogoče videti integriran z izhodom ojačevalne stopnje LM386 za predvideno brezžično pretvorbo Bluetooth okrepljen srčni utrip signalov.

Kako preizkusiti vezje stetoskopa Bluetoooth

Ker je modul oddajnika Bluetooth že pripravljena preizkušena enota, je njegovo delovanje zagotovljeno.

Zato je edino, kar je treba preizkusiti in potrditi, vezje LM386.

To se naredi s preverjanjem izhoda ojačevalnika skozi par slušalk, kot je prikazano spodaj.

MIC mora biti lepo vpet v bližini prsnega koša osebe, kjer je srčni utrip najbolj viden.

Zdaj, takoj ko se vezje napaja, bi moral biti zvok srčnega utripa zaslišan čez slušalke.

Če ima zvok težave ali ni jasen, poskusite optimizirati parametre, dokler zvok ni popolnoma čist. To lahko storite s prilagoditvijo lonca za nadzor glasnosti in / ali vrednosti kondenzatorja C2. Tudi napajalno napetost v vezju bi lahko prilagodili.

Paziti je treba, da MIC ne niha in ne drgne telesa osebe, na katero je pritrjen, kar lahko v nasprotnem primeru ustvari ogromno nepotrebnih motenj na izhodu, ki zakriva dejanski srčni utrip.

Potrditev rezultatov na mobilnem telefonu

Ko je preizkus slušalk uspešno zaključen, lahko slušalke zamenjate z oddajnikom Bluetooth.

Nato je treba oddajnik Bluetooth povezati s sprejemno enoto, ki je lahko pametni telefon ali kateri koli mobilni telefon.

Ko so signali ojačevalnika seznanjeni in napajani, jih bo enota Bluetooth zajela in prenesla v zrak za bližnjo napravo Bluetooth za sprejem podatkov.

Seznanjeni mobilni telefon bo zdaj deloval kot oddaljeni brezžični stetoskop Bluetooth, ki bo zdravniku ali zdravstvenemu delavcu omogočil analizo srčnega utripa pacientov brez potrebe po praktičnem pregledu bolnika. Ta naprava medicinskemu osebju zagotavlja 100-odstotno varnost pred morebitno okužbo, ki jo povzroči pacient, ki morda trpi za nalezljivo boleznijo, kot je COVID 19 ali podobno.

• Opozorilo : Ta koncept ni bil praktično preizkušen, ker pa je ideja zelo osnovna, avtor meni, da bo vezje delovalo in prineslo predvidene rezultate z nekaj manjšimi popravki.
• Prav tako tega vezja ni mogoče uporabiti kot medicinsko napravo za zdravljenje ali diagnosticiranje resničnih bolnikov, razen če in dokler vezja ne preizkusi in odobri pooblaščeni laboratorij.