Projetando um monitor de ECG baseado em Arduino usando um sensor de ECG AD8232

As doenças cardíacas são uma preocupação à medida que as pessoas envelhecem. Na verdade, os problemas cardíacos são bastante comuns em homens com mais de 50 anos, mas afectam cada vez mais os adultos mais jovens, independentemente do sexo. Isto é atribuído, pelo menos parcialmente, a estilos de vida mais sedentários e estressantes e a hábitos pouco saudáveis. Mas a genética também pode desempenhar um papel.

O eletrocardiograma (ECG) é um exame médico comum para avaliar a função cardíaca medindo a atividade elétrica do coração, embora outros exames também possam ser realizados. O ECG é considerado uma indicação bastante rotineira e suficiente da saúde do coração e é realizado com máquinas de ECG/ECG de 3, 5, 12 ou 15 derivações.

Curiosamente, também é possível projetar uma máquina de ECG de baixo custo usando Arduino e um sensor de ECG AD8232.

AD8232 é um sensor analógico de ECG econômico para medir a atividade elétrica do coração. Essencialmente, o AD8232 é um bloco integrado de condicionamento de sinal para ECG e outras medições de biopotencial. Ele foi projetado para extrair, amplificar e filtrar pequenos sinais de biopotencial em condições ruidosas.

Um cabo de ECG de três eletrodos pode ser conectado a esta placa de sensor, que faz interface facilmente com Arduino ou Raspberry Pi para monitorar com eficiência os sinais de ECG – que é o que este projeto envolve.

No entanto, observe que o AD8232 é não um dispositivo médico de nível industrial. Deveria não ser usado para diagnosticar ou tratar qualquer condição médica. É simplesmente um dispositivo amplificador operacional que mede sinais de biopotencial e pode oferecer um gráfico de ECG bastante preciso. Não deixe de visitar seu médico para uma avaliação médica verdadeira.

Ao fazer a interface do AD8232 com o Arduino, também é possível monitorar um gráfico de ECG no Serial Plotter do IDE do Arduino no IDE de processamento e em um laptop ou PC.

Componentes necessários

1. Arduino UNO x1
2. Módulo ECG AD8232 x1
3. Cabo ECG de três eletrodos x1
4. Almofadas de eletrodo de ECG x3
5. Fios de conexão ou jumper
6. Um laptop ou PC

Software necessário

  • IDE do Arduino

Conexões de circuito
O sensor de ECG AD8232 possui um conector de seis pinos para interface com Arduino, Raspberry Pi ou outra plataforma semelhante. O cabeçalho expõe os terminais para alimentação de 3,3 V, GND, saída, LO+, LO- e SDN. A placa também oferece três conexões breakout para sensores/eletrodos personalizados, incluindo o braço direito (RA), o braço esquerdo (LA) e a perna direita (RL).

No entanto, em vez de usar essas conexões breakout, é possível usar um cabo de sensor biomédico com conector de 3,5 mm.

Esta placa é alimentada por Arduino. Para fazer isso corretamente, certifique-se de conectar:

  • Pinos 3,3V e GND do AD8232 com alimentação 3V3 do Arduino UNO e aterramento, respectivamente.
  • Terminal de saída do AD3282 com pino de entrada analógica do Arduino. E, para a saída deste circuito, o AD8232 está conectado ao pino A1 do Arduino UNO.
  • Terminais LO+ e LO- do AD3282 com GPIO do Arduino. Aqui, LO+ e LO- são conectados aos pinos 10 e 11 do Arduino, respectivamente. (Nota: um cabo de sensor é usado para conectar ao conector de 3,5 mm do AD8232).

Para medir o ECG de alguém, eletrodos são conectados ao cabo do sensor e os eletrodos são colocados no corpo do sujeito.

Diagrama de circuito

Colocação do eletrodo de ECG

Para garantir uma leitura precisa do ECG, é importante posicionar corretamente os cabos do sensor. O cabo EKG de três derivações possui três cores de derivação em vermelho, verde e amarelo.

  • O eletrodo vermelho deve ser colocado sob a clavícula direita do sujeito, que fica próximo ao ombro direito e dentro da caixa torácica.
  • O eletrodo amarelo deve ser colocado sob a clavícula esquerda do sujeito, que fica próximo ao ombro esquerdo e dentro da caixa torácica.
  • O eletrodo verde deve ser colocado no lado esquerdo do sujeito, abaixo dos músculos peitorais, próximo à borda inferior da caixa torácica esquerda.

Para obter os melhores resultados, todos os eletrodos devem ser colocados na parede torácica equidistante do coração.

Alternativamente, as almofadas podem ser colocadas nos membros – o eletrodo vermelho no braço direito, o eletrodo amarelo no braço esquerdo e o eletrodo verde na perna direita.

O sistema de ECG de três eletrodos é ilustrado aqui…

Esboço do Arduino

configuração vazia {
pinMode(10,INPUT);
pinMode(11,INPUT);

}

loop vazio {
Serial.begin(9600);
if((digitalRead(10)==1) (digitalRead(11)==1)){
Serial.println(“Gagal”);
}
outro{
Serial.println(analogRead(A1));
}
atraso(100);
Serial.end ;
atraso(100);
}

Como funciona
ECG é o registro gráfico dos sinais elétricos do coração. É útil para determinar a frequência e o ritmo cardíaco de uma pessoa. Ele serve como um indicador de atividades elétricas cardíacas e pode apontar para certos problemas relacionados ao coração (novamente, este não é um dispositivo de nível médico, portanto, consulte um médico sobre quaisquer preocupações).

O gráfico de ECG contém ciclos repetidos. Cada ciclo é dividido em três partes: ondas P, QRS e T.

A onda AP oferece informações sobre o tempo de propagação do impulso para os dois átrios do coração. Isto é seguido por uma tendência plana, chamada segmento PR, que indica a propagação do impulso elétrico dos átrios para os ventrículos.

O que se segue é uma onda QRS complexa, composta por uma onda Q pequena, uma onda R alta e uma onda S pequena. O segmento QRS oferece informações sobre a sístole ventricular em relação à propagação do impulso dos ventrículos (onda Q).

A transmissão para todo o tecido é causada pelas ondas R e S.

O ECG também fornece informações sobre fibrilação e arritmias cardíacas, o que pode ser útil para analisar ataques cardíacos. O intervalo ST é seguido pela onda T, que indica ocorrências de isquemia. O segmento T é útil na análise de hipertrofia cardíaca, ataques cardíacos e isquemia.

O sinal do ECG termina com um pequeno pico, denominado onda U. Diferentes segmentos do gráfico são úteis na avaliação de diferentes patologias potenciais.

O sensor de ECG AD8232 é útil para medir a frequência cardíaca e pode ser usado como monitor cardíaco portátil. Ele é otimizado para uso como uma máquina de ECG/EKG de duas ou três derivações.

Este dispositivo oferece saída analógica, que é recebida pelo pino A1 do Arduino no circuito. O sinal analógico pode ser monitorado no Serial Monitor do Arduino IDE ou plotado em seu Serial Plotter.

Se os eletrodos forem colocados corretamente em um sujeito, o gráfico traçado fornecerá resultados bastante precisos (mas consulte seu médico para uma avaliação médica adequada). O LO+ e LO- oferecem a detecção de derivações.

Como funciona o código
O AD8232 é um sensor de ECG analógico com um monitor de frequência cardíaca de derivação única. O esboço do Arduino simplesmente lê o sinal analógico da placa do sensor e o imprime na porta serial. Se houver detecção de fios desligados, o caractere de exclamação será enviado à impressora.

O gráfico de ECG pode ser plotado no Serial Plotter do Arduino IDE.

Resultados


(tagsParaTraduzir)Arduino

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