Obvod Bluetooth stetoskopu

Vyzkoušejte Náš Nástroj Pro Odstranění Problémů





V kritických situacích, jako je pandemie COVID-19, je lékař tím, kdo je nejvíce náchylný k nakažení virem od pacienta.

Proto jsou lékaři neustále nabízeni a vybaveni mnoha vyspělými a špičkovými technologiemi ve snaze zaručit maximální bezpečnost pro jejich život a zdraví.



Sada PPE, jak víme, je primární, první obrannou linií, kterou doktoři ochrání před pacientem s COVID-19. I přes to se však lékaři mohou nakazit z jednoho základního důvodu, kterým je jejich častá těsná blízkost s pacienty při diagnostice.

Nejzákladnějším diagnostickým postupem, který musí každý lékař provést, je kontrola srdeční frekvence pacienta pomocí stetoskopu.



Při používání stetoskopu musí lékař nevyhnutelně přijít v nejistě blízké vzdálenosti od úst a těla pacienta.

To může rozhodně představovat vysoké riziko pro diktátora, zvláště pokud je pacient podezřelý z COVID.

Věda a technologie jsou však jednou z oblastí, které nikdy nepřijdou z myšlenek, a výše uvedená situace není výjimkou.

Bluetooth stetoskop může být jedním z takových zařízení, které umožňuje lékaři nebo jakémukoli zdravotnickému personálu kontrolovat srdeční rytmus pacienta z bezpečné vzdálenosti pomocí běžné mobilní náhlavní soupravy.

Co budete potřebovat

Chcete-li vytvořit obvod Bluetooth monitoru srdečního tepu, budete potřebovat následující základní ingredience:

  • NA Bluetooth obvod vysílače s 3,5 mm jack adaptérem
  • Obvod zesilovače MIC
  • Vhodný kryt pro výše uvedené jednotky, který lze zavěsit pomocí popruhového pásu.

Vysílač Bluetooth lze zakoupit připravený v kterémkoli online obchodě. Jeden standardní příklad je zaset níže:

Pracovní koncept

Následující blokové schéma vysvětluje hlavní základní stupně zesilovače MIC.

Pracovní koncept navrhovaného bezdrátového Bluetooth stetoskopického obvodu je poměrně jednoduchý:

  1. Zvukové pulsy srdečního rytmu zasáhly MIC, který je převádí na ekvivalentní elektrické pulsy.
  2. Tyto elektrické impulsy jsou zesilovány integrovaným operačním zesilovačem na příslušnou úroveň.
  3. Zesílené signály jsou přiváděny na vstup vysílače bluetooth, který je převádí na bezdrátové signály bluetooth.
  4. Přenášené signály Bluetooth jsou zachyceny vyladěným mobilním telefonem, který jej převádí zpět na zvukové signály.
  5. Převedená data bluetooth prostřednictvím mobilních sluchátek používá příslušný lékař k diagnostice srdeční frekvence pacientů a souvisejících onemocnění.

Srdeční frekvence a práce

Zvuk našeho srdečního rytmu je ve formě semi-periodických vlnových průběhů, které jsou generovány v důsledku turbulentního pohybu krve, když srdce bije.

Normálně se zvuk zdravého člověka generuje dvěma následujícími pulzy, které se nazývají první srdeční zvuk (S1) a druhý srdeční zvuk (S2), jak je znázorněno na následujícím obrázku:

Typický příklad zvukové vlny srdce . S1 znamená první zvuk srdce S2 znamená druhý zvuk srdce.

Obrázek se svolením: srdeční křivka

Každá sada těchto pulzů trvá přibližně 100 ms, což je ve skutečnosti zcela dostačující pro jakoukoli relevantní lékařskou analýzu.

Vzhledem k tomu, že frekvence pulzů je mezi 20 a 150 Hz, je vhodné zkoumat tvar vlny v první a druhé hudební oktávě.

To vyžaduje dolní propust navržený v souladu s frekvenční specifikací srdeční frekvence, jak je vysvětleno níže:

Návrh dolnoprůchodového filtru

Zvuk srdce může být často doprovázen různými zvuky pozadí generovanými zvuky jiných orgánů. Výsledkem je, že úprava dat se stává základní úlohou, která zajistí efektivní zpracování přenosu zvuku.

Základní důvod zahrnutí a dolní propust je zajistit, aby systém zesiloval pouze skutečnou frekvenci srdečního rytmu a ostatní nežádoucí frekvence byly blokovány.

Zvuky srdce mohou navíc obsahovat několik vyšších frekvencí, které mají větší variace. Z tohoto důvodu se filtrování a potlačení šumu u nepředvídatelných pulzů stává zásadním úkolem. Nejjednodušší způsob, jak toho dosáhnout, je použití dolní propusti.

Nízkoprůchodový filtr navržený s fpass = 250 Hz a fstop = 400 Hz poskytuje dobrý rozsah pro ovládání výše vysvětleného scénáře.

Vzhledem k tomu, že v návrhu již máme aktivní zesilovač založený na operačním zesilovači, bylo možné dosáhnout nízkofrekvenční fáze s běžným pasivním filtrem RC, jak je uvedeno níže:

Ve výše uvedeném nízkoprůchodovém filtračním obvodu bude jakákoli frekvence nad 350 Hz silně oslabena.

Výsledek cut-off lze upravit nebo ověřit pomocí následujícího vzorce

fc = 1 / (2πRC) , kde R bude v ohmech a C bude ve faradech.

Návrh klíčového zesilovače MIC

Návrh zesilovače MIC je zásadní a musí zajistit, aby zesiloval pouze nízkofrekvenční srdeční frekvenci a blokoval další vysokofrekvenční rušení.

Pro MIC používáme populární elektretový MIC , což je doporučené zařízení pro všechny aplikace obvodů na bázi mikrofonu.

Pro zesilovač používáme standard Obvod zesilovače na bázi IC LM386 .

Celý obvod vysílacího obvodu stetoskopu Bluetooth je uveden níže:

Jak obvod funguje

Vysílač zvuku Bluetooth Bluetooth pracuje následujícím způsobem:

Zvuky srdečního rytmu dopadající na elektrický obvod MIC se převádějí na malé elektrické signály na křižovatce R1, C1.

R1 pracuje jako předpěťový rezistor pro vnitřní FET MIC.

C2 zajišťuje, že pouze AC obsah pulzů MIC může procházet do dalšího stupně, zatímco DC obsah je blokován.

Střídavé impulsy ekvivalentní zvuku srdečního rytmu jsou přiváděny na vstup obvodu zesilovače LM386 přes ovládací knoflík hlasitosti R2 a následný dolní propust pomocí R4, C6.

Nízkofrekvenční filtr zajišťuje, že obvod LM386 zesílí pouze skutečné frekvence srdečního rytmu a zbývající nežádoucí záznamy budou potlačeny.

Zesílený výstup je generován přes zápornou svorku C4 a zemnicí linku.

Bluetooth vysílač lze vidět integrovaný s výstupem zesilovacího stupně LM386 pro zamýšlenou bezdrátovou Bluetooth konverzi zesílený tep signály.

Jak otestovat obvod Bluetoooth Stethoscope

Protože modul vysílače Bluetooth je hotová testovaná jednotka, je jeho fungování zajištěno.

Jedinou věcí, kterou je třeba otestovat a potvrdit, je tedy obvod LM386.

To se provádí kontrolou výstupu zesilovače přes sluchátka, jak je uvedeno níže.

MIC musí být úhledně sevřen v blízkosti oblasti hrudníku osoby, kde je nejvýraznější zvuk srdečního rytmu.

Nyní, jakmile je obvod napájen, měl by být zvuk sluchátek slyšet přes sluchátka.

Pokud má zvuk problémy nebo není jasný, zkuste optimalizovat parametry, dokud nebude zvuk zřetelně čistý. Toho lze dosáhnout úpravou potenciometru regulace hlasitosti a / nebo hodnoty kondenzátoru C2. Stejným způsobem lze také vylepšit napájecí napětí obvodu.

Je třeba dbát na to, aby MIC nekmital a neotíral se o tělo osoby, ke které je připojen, což by jinak mohlo způsobit velké množství zbytečného rušení na výstupu a zakrýt skutečný zvuk srdečního rytmu.

Potvrzení výsledků na mobilním telefonu

Po úspěšném dokončení testu sluchátek lze sluchátka nahradit vysílačem Bluetooth.

Dále bude nutné spárovat Bluetooth vysílač s přijímací jednotkou, kterou může být chytrý telefon nebo jakýkoli mobilní telefon.

Po spárování a napájení budou signály ze zesilovače zachyceny jednotkou Bluetooth a přeneseny do vzduchu pro blízké zařízení Bluetooth pro příjem dat.

Spárovaný mobilní telefon bude nyní fungovat jako vzdálený bezdrátový Bluetooth stetoskop, který umožní lékaři nebo lékaři analyzovat srdeční rytmus pacientů bez nutnosti praktického vyšetření pacienta. Toto zařízení zajišťuje lékařskému personálu 100% bezpečnost před možnou infekcí od pacienta, který může trpět nakažlivým onemocněním, jako je COVID 19 nebo podobné.

  • Varování : Tento koncept nebyl prakticky testován, protože myšlenka je velmi základní, autor věří, že obvod bude fungovat a vyprodukuje zamýšlené výsledky s drobným vylepšením.
  • Tento obvod také nelze použít jako zdravotnický prostředek pro léčbu nebo diagnostiku skutečných pacientů, pokud a dokud obvod nebude testován a schválen autorizovanou laboratoří.



Předchozí: Obvody injektoru signálu pro rychlé řešení problémů se všemi zvukovými zařízeními Další: Poslouchejte pásma UHF a SHF (GHz) s tímto jednoduchým okruhem