En situaciones tan críticas como una pandemia de COVID-19, un médico es el personal más susceptible de infectarse con el virus de un paciente.
Por lo tanto, se ofrece y equipa a los médicos continuamente con muchos dispositivos avanzados y de alta tecnología en un esfuerzo por garantizar la máxima seguridad para su vida y salud.
El equipo de PPE como lo conocemos es la primera línea de defensa que los médicos obtienen para protegerlos de un paciente con COVID-19. Sin embargo, a pesar de esto, los médicos pueden infectarse debido a una razón básica que es su frecuente proximidad con los pacientes durante el diagnóstico.
El procedimiento de diagnóstico más básico que debe implementar cualquier médico es el control de la frecuencia cardíaca de un paciente con un estetoscopio.
Y mientras usa un estetoscopio, el médico inevitablemente tiene que acercarse a una distancia muy cercana a la boca y el cuerpo del paciente.
Esto definitivamente puede suponer un alto riesgo para el dictador, especialmente si el paciente es sospechoso de COVID.
Sin embargo, la ciencia y la tecnología es un campo que nunca se queda sin ideas, y la situación anterior no es una excepción.
Un estetoscopio bluetooth puede ser uno de esos dispositivos que puede permitir que un médico o cualquier personal médico controle el latido del corazón de un paciente desde una distancia segura utilizando un auricular móvil común.
Que necesitarás
Para hacer un circuito de monitor de frecuencia cardíaca bluetooth, necesitará los siguientes ingredientes básicos:
- A Bluetooth circuito transmisor con un adaptador jack de 3,5 mm
- Un circuito amplificador MIC
- Recinto adecuado para las unidades anteriores, que se puede conectar con un cinturón.
El transmisor Bluetooth se puede comprar listo para usar en cualquier tienda en línea. A continuación se muestra un ejemplo estándar:
Concepto de trabajo
El siguiente diagrama de bloques explica las principales etapas esenciales del amplificador MIC.
El concepto de trabajo del circuito de estetoscopio inalámbrico bluetooth propuesto es bastante simple:
- Los pulsos de sonido del latido del corazón golpean el MIC, que los convierte en pulsos eléctricos equivalentes.
- Estos pulsos eléctricos se amplifican mediante una etapa de amplificador de amplificador operacional integrado a niveles apropiados.
- Las señales amplificadas se envían a una entrada de transmisor bluetooth que las convierte en señales bluetooth inalámbricas.
- Las señales de bluetooth transmitidas son capturadas por un teléfono móvil sintonizado que las convierte de nuevo en señales audibles.
- Los datos de bluetooth convertidos a través de los auriculares móviles son utilizados por un médico interesado para diagnosticar la frecuencia cardíaca del paciente y las dolencias relacionadas.
Frecuencia de latidos cardíacos y funcionamiento
El sonido de los latidos de nuestro corazón se presenta en forma de ondas semi-periódicas que se generan debido al movimiento turbulento de la sangre cuando el corazón late.
Normalmente, se genera un sonido de latido del corazón de una persona sana con dos pulsos subsiguientes, denominados como el primer sonido del corazón (S1) y el segundo sonido del corazón (S2) como se muestra en la siguiente figura:
Un ejemplo típico de forma de onda de sonido cardíaco . S1 significa el primer ruido cardíaco S2 significa el segundo ruido cardíaco.
Imagen de cortesía: forma de onda del latido del corazón
Cada conjunto de estos pulsos dura aproximadamente 100 ms, lo que en realidad es suficiente para cualquier análisis médico relevante.
Además, debido a que la frecuencia de los pulsos está entre 20 y 150 Hz, resulta conveniente examinar la forma de onda dentro de la primera y segunda octavas musicales.
Esto requiere un filtro de paso bajo diseñado de acuerdo con las especificaciones de frecuencia de la frecuencia cardíaca, como se explica a continuación:
Diseño del filtro de paso bajo
A menudo, un ruido cardíaco puede ir acompañado de varios ruidos de fondo generados por los sonidos de otros órganos del cuerpo. Como resultado, acondicionar los datos se convierte en un trabajo esencial para garantizar que la transmisión de audio se procese de manera eficiente.
La razón básica de incluir un filtro de paso bajo es asegurar que el sistema solo amplifique la frecuencia genuina de los latidos del corazón y que se bloqueen las otras frecuencias no deseadas.
Además, los sonidos cardíacos pueden contener varias frecuencias más altas con variaciones más grandes. Por esta razón, el filtrado y la cancelación de ruido de pulsos impredecibles se convierte en una empresa crucial. La forma más sencilla de conseguirlo es mediante un filtro de paso bajo.
Un filtro de paso bajo diseñado con un fpass = 250 Hz y fstop = 400 Hz proporciona un buen rango para controlar el escenario explicado anteriormente.
Dado que ya tenemos un amplificador activo basado en amplificador operacional en el diseño, la etapa de paso bajo podría lograrse con un filtro pasivo RC ordinario como se indica a continuación:
En el circuito de filtro de paso bajo anterior, cualquier frecuencia por encima de 350 hz se atenuará gravemente.
El resultado de corte se puede ajustar o verificar utilizando la siguiente fórmula
fc = 1 / (2πRC) , donde R estará en ohmios y C estará en faradios.
Diseño del amplificador de micrófono Crucial
El diseño del amplificador MIC es crucial y debe garantizar que amplifica solo la frecuencia cardíaca de baja frecuencia y bloquea otras perturbaciones de frecuencia más alta.
Para el MIC, usamos el popular micrófono electret , que es el dispositivo recomendado para todas las aplicaciones de circuitos basados en micrófonos.
Para el amplificador, usamos un estándar Circuito amplificador basado en IC LM386 .
El circuito completo del circuito transmisor de estetoscopio bluetooth se muestra a continuación:
Cómo funciona el circuito
El transmisor de sonido de latido del corazón bluetooth funciona de la siguiente manera:
Los sonidos de los latidos del corazón que golpean el electrte MIC se convierten en pequeñas señales eléctricas, en la unión de R1, C1.
R1 funciona como resistencia de polarización para el FET interno del MIC.
C2 garantiza que solo el contenido de CA de los pulsos MIC pueda pasar a la siguiente etapa, mientras que el contenido de CC está bloqueado.
Los pulsos de CA equivalentes al sonido del latido del corazón se alimentan a la entrada de un circuito amplificador LM386 a través de un potenciómetro de control de volumen R2, y el subsiguiente filtro de paso bajo usando R4, C6.
El filtro de paso bajo asegura que solo las verdaderas frecuencias de los latidos sean amplificadas por el circuito LM386, y se supriman las entradas no deseadas restantes.
La salida amplificada se genera a través del terminal negativo C4 y la línea de tierra.
Se puede ver un transmisor Bluetooth integrado con la salida de la etapa del amplificador LM386 para la conversión inalámbrica Bluetooth prevista del latido del corazón amplificado señales.
Cómo probar el circuito del estetoscopio Bluetoooth
Dado que el módulo transmisor Bluetooth es una unidad probada y lista para usar, su funcionamiento está asegurado.
Por lo tanto, lo único que debe probarse y confirmarse es el circuito LM386.
Esto se hace comprobando la salida del amplificador a través de unos auriculares, como se muestra a continuación.
El MIC debe sujetarse cuidadosamente cerca del área del pecho de la persona donde el sonido del latido del corazón es más prominente.
Ahora, tan pronto como se encienda el circuito, el sonido del latido del corazón debería ser audible a través de los auriculares.
Si el sonido tiene problemas o no es claro, intente optimizar los parámetros hasta que el sonido sea claramente claro. Esto se puede hacer ajustando el potenciómetro de control de volumen y / o el valor del condensador C2. El voltaje de suministro al circuito también se podría ajustar para lo mismo.
Se debe tener cuidado de que el MIC no oscile ni se frote contra el cuerpo de la persona a la que está conectado, lo que de otro modo podría crear una gran cantidad de perturbaciones innecesarias en la salida, oscureciendo el sonido real del latido del corazón.
Confirmación de los resultados en un teléfono móvil
Una vez que la prueba de los auriculares se haya completado con éxito, los auriculares podrían reemplazarse por el transmisor Bluetooth.
A continuación, el transmisor Bluetooth deberá emparejarse con la unidad receptora, que puede ser un teléfono inteligente o cualquier teléfono móvil.
Una vez emparejado y encendido, las señales del amplificador serán capturadas por la unidad Bluetooth y transmitidas al aire para un dispositivo Bluetooth cercano para recibir los datos.
El móvil emparejado ahora funcionará como un estetoscopio Bluetooth inalámbrico remoto que permite a un médico o un profesional médico analizar los latidos del corazón del paciente sin la necesidad de un examen práctico del paciente. Este dispositivo garantiza al personal médico un 100% de seguridad frente a una posible infección proveniente de un paciente que pueda estar padeciendo una enfermedad contagiosa como COVID 19 o similar.
- Advertencia : Este concepto no ha sido probado en la práctica, sin embargo, dado que la idea es muy básica, el autor cree que el circuito funcionará y producirá los resultados esperados con algunos ajustes menores.
- Además, este circuito no se puede utilizar como dispositivo médico para tratar o diagnosticar pacientes reales, a menos que y hasta que el circuito sea probado y aprobado por un laboratorio autorizado.
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