Bluetooth sztetoszkóp áramkör

Olyan kritikus helyzetekben, mint a COVID-19 járvány, az orvos az a személyzet, aki a leginkább fogékony a vírus fertőzésére a betegtől.

Ezért az orvosokat folyamatosan kínálják és felszerelik számos fejlett és csúcstechnológiás eszközzel annak érdekében, hogy garantálják életük és egészségük maximális biztonságát.

A PPE készlet, mint tudjuk, az elsődleges, első védelmi vonal, amelyet az orvosok megvédenek a COVID-19 betegektől. Ennek ellenére az orvosok megfertőződhetnek egy alapvető ok miatt, amely a betegek gyakori közelsége, miközben diagnosztizálnak.

A legalapvetőbb diagnosztizálási eljárás, amelyet minden orvosnak végre kell hajtania, a beteg pulzusának ellenőrzése sztetoszkóppal.

A sztetoszkóp használata közben az orvosnak elkerülhetetlenül bizonytalanul közel kell lennie a beteg szájától és testétől.

Ez mindenképpen nagy kockázatot jelenthet a diktor számára, különösen, ha a beteg COVID-gyanús.

A tudomány és a technológia azonban egy olyan terület, amelyből soha nincsenek ötletek, és a fenti helyzet sem kivétel ez alól.

A bluetooth sztetoszkóp lehet az egyik olyan eszköz, amely lehetővé teszi az orvos vagy bármely egészségügyi személyzet számára, hogy egy közönséges mobil headset segítségével biztonságos távolságból ellenőrizhesse a beteg szívverését.

Amire szüksége lesz

A Bluetooth pulzusmérő áramkör elkészítéséhez a következő alapvető összetevőkre lesz szükség:

• NAK NEK Bluetooth adó áramkör 3,5 mm-es jack adapterrel
• MIC erősítő áramkör
• Megfelelő burkolat a fenti egységekhez, amelyet egy hevederrel lehet összekapcsolni.

A Bluetooth adó bármely online áruházból készen megvásárolható. Az alábbiakban egy szokásos példát vetünk:

Működő koncepció

Az alábbi blokkdiagram ismerteti a MIC erősítő főbb szakaszait.

A javasolt vezeték nélküli bluetooth sztetoszkóp áramkör működési koncepciója meglehetősen egyszerű:

1. A szívveréses hangimpulzusok megütik a MIC-t, amely ekvivalens elektromos impulzusokká alakítja őket.
2. Ezeket az elektromos impulzusokat egy integrált op erősítő fokozat erősíti megfelelő szintre.
3. Az erősített jeleket egy bluetooth adó bemenetre vezetik, amely vezeték nélküli bluetooth jelekké alakítja őket.
4. Az átvitt bluetooth jeleket egy hangolt mobiltelefon rögzíti, amely visszaalakítja azokat hangjelekké.
5. A mobil fejhallgatón keresztül konvertált bluetooth-adatokat az érintett orvos felhasználja a betegek pulzusának és a kapcsolódó betegségek diagnosztizálására.

Szívverés Gyakoriság és munka

A szívverésünk hangja félperiódusos hullámformák formájában jelenik meg, amelyek a vér turbulens mozgása miatt keletkeznek, amikor a szív dobog.

Normális esetben egy egészséges ember szívdobogásának hangja két egymást követő impulzussal jön létre, amelyeket első szívhangnak (S1) és második szívhangnak (S2) neveznek, amint az a következő ábrán látható:

Tipikus szívhang hullámforma . S1 az első szívhangot, az S2 a második szívhangot jelenti.

Kép jóvoltából: szívverés hullámformája

Ezen impulzusok mindegyike körülbelül 100 ms-ig tart, ami valójában elégséges bármilyen releváns orvosi elemzéshez.

Továbbá, mivel az impulzusok frekvenciája 20 és 150 Hz között van, kényelmesebbé válik a hullámforma vizsgálata az 1. és a 2. zenei oktávon belül.

Ehhez egy aluláteresztő szűrőre van szükség, amelyet a pulzus frekvencia-specifikációinak megfelelően kell kialakítani, az alábbiak szerint:

Aluláteresztő szűrő megtervezése

Gyakran előfordulhat, hogy a szívhangot különböző testzavarok kísérik, amelyeket más testszervek hangjai generálnak. Ennek eredményeként az adatok kondicionálása elengedhetetlen feladattá válik a hangátvitel hatékony feldolgozásának biztosítása érdekében.

Alapvető oka a aluláteresztő szűrő annak biztosítása, hogy a rendszer csak az eredeti szívverés frekvenciáját erősítse fel, és a többi nem kívánt frekvenciát blokkolja.

Ezenkívül a szívhangok több magasabb frekvenciát is tartalmazhatnak, amelyeknek nagyobb a variációja. Emiatt a kiszámíthatatlan impulzusok szűrése és zajeltávolítása döntő fontosságú vállalkozássá válik. Ennek legegyszerűbb módja az aluláteresztő szűrő.

Az aluláteresztő szűrő, amelynek fpass = 250 Hz és fstop = 400 Hz, jó tartományt biztosít a fent ismertetett forgatókönyv vezérléséhez.

Mivel már kialakítottunk egy aktív op erősítő alapú erősítőt, az aluláteresztő fokozatot egy közönséges RC passzív szűrővel lehet elérni, az alábbiak szerint:

A fenti aluláteresztő szűrő áramkörben minden 350 hz feletti frekvencia erősen csillapodik.

A határérték a következő képlet segítségével módosítható vagy ellenőrizhető

fc = 1 / (2πRC) , ahol R ohmos, C pedig farádokban lesz.

A kulcsfontosságú MIC erősítő megtervezése

A MIC erősítő kialakítása kulcsfontosságú, és biztosítania kell, hogy csak az alacsony frekvenciájú pulzusszámot erősítse, és blokkolja az egyéb magasabb frekvenciájú zavarokat.

A MIC-hez a népszerűt használjuk elektret MIC , amely az összes mikrofon alapú áramköri alkalmazáshoz ajánlott eszköz.

Az erősítőhöz standardot használunk IC LM386 alapú erősítő áramkör .

Az alábbiakban a bluetooth sztetoszkóp adó áramkörének teljes áramköre látható:

Hogyan működik az áramkör

A bluetooth szívverés hangadója a következő módon működik:

Az MIC-be ütő szívverés hangjai apró elektromos jelekké alakulnak át az R1, C1 találkozásánál.

R1 a MIC belső FET-jének előfeszítő ellenállóként működik.

A C2 biztosítja, hogy csak a MIC impulzusok AC-tartalma engedje át a következő szakaszba, miközben a DC-tartalom blokkolva van.

A szívverés hangjával egyenértékű váltakozó áramú impulzusokat egy LM386 erősítő áramkör bemenetére táplálják az R2 hangerőszabályzó edényen keresztül, majd az ezt követő aluláteresztő szűrővel R4, C6 segítségével.

Az aluláteresztő szűrő biztosítja, hogy az LM386 áramkör csak a valódi szívfrekvenciákat erősítse fel, és a fennmaradó nem kívánt bejegyzéseket elnyomják.

Az erősített kimenetet a C4 negatív terminálon és a földvezetéken generálják.

Az LM386 erősítő fokozatának kimenetével integrált Bluetooth adó látható az AVS vezeték nélküli Bluetooth átalakításához felerősített szívverés jeleket.

Hogyan teszteljük a Bluetoooth sztetoszkóp áramkört

Mivel a Bluetooth adómodul készen tesztelt egység, működése biztosított.

Ezért csak az LM386 áramkört kell tesztelni és megerősíteni.

Ez úgy történik, hogy az erősítő kimenetét egy fejhallgatón keresztül ellenőrizzük, az alábbiakban látható.

A MIC-t rendesen rögzíteni kell annak a személynek a mellkas közelében, ahol a szívritmus hangja a legkiemelkedőbb.

Most, amint az áramkör be van kapcsolva, a szívverés hangjának hallhatónak kell lennie a fejhallgatókon.

Ha a hangnak problémái vannak, vagy nem tiszta, próbálja meg optimalizálni a paramétereket, amíg a hang egyértelműen tiszta nem lesz. Ez a hangerőszabályzó edény és / vagy a C2 kondenzátor értékének beállításával történhet. Az áramkör tápfeszültsége szintén módosítható ugyanezért.

Vigyázni kell arra, hogy a MIC ne lengjen és ne dörzsölje annak a személynek a testét, amelyhez kapcsolódik, ami egyébként hatalmas mennyiségű felesleges zavart okozhat a kimeneten, elfedve a tényleges szívdobogás hangját.

Az eredmények megerősítése mobiltelefonon

Miután a fejhallgató teszt sikeresen befejeződött, a fejhallgatót ki lehet cserélni a Bluetooth adóra.

Ezután a Bluetooth adót párosítani kell a vevőegységgel, amely lehet okos telefon vagy bármilyen mobiltelefon.

A párosítás után és az áramellátás után az erősítőből érkező jeleket a Bluetooth egység rögzíti és a levegőbe továbbítja egy közeli Bluetooth-eszköz számára az adatok felvétele céljából.

A párosított mobil most úgy működik, mint egy távoli vezeték nélküli Bluetooth sztetoszkóp, amely lehetővé teszi, hogy egy orvos vagy egy orvosi szakember elemezze a betegek szívverését anélkül, hogy a betegnek gyakorlati vizsgálatot kellene végeznie. Ez az eszköz 100% -os biztonságot nyújt az egészségügyi személyzet számára egy olyan fertőzéssel szemben, amelyet olyan beteg okozhat, aki olyan fertőző betegségben szenved, mint a COVID 19 vagy hasonló.

• Figyelem : Ezt a koncepciót még nem tesztelték gyakorlatilag, mivel azonban az ötlet nagyon alapvető, a szerző úgy véli, hogy az áramkör működni fog, és némi apróbb csípéssel el fogja érni a kívánt eredményeket.
• Továbbá, ez az áramkör nem használható orvosi eszközként valódi betegek kezelésére vagy diagnosztizálására, hacsak és amíg az áramkört egy engedélyezett laboratórium nem teszteli és hagyja jóvá.