מעגל סטטוסקופ Bluetooth

במצבים קריטיים כמו מגיפת COVID-19, רופא הוא הצוות הרגיש ביותר להידבק בנגיף ממטופל.

לכן, הרופאים מוצעים כל העת ומצוידים במכשירים מתקדמים והיי-טק רבים במטרה להבטיח בטיחות מירבית לחייהם ולבריאותם.

ערכת ה- PPE כידוע היא קו ההגנה הראשון והראשון שמקבלים הרופאים כדי להגן עליהם מפני חולה COVID-19. עם זאת, למרות זאת רופאים יכולים להידבק בגלל סיבה בסיסית אחת שהיא קרבתם התכופה לחולים, תוך כדי אבחון.

הליך האבחון הבסיסי ביותר שעל כל רופא לבצע הוא בדיקת קצב הלב של חולה עם סטטוסקופ.

ותוך כדי שימוש בסטטוסקופ הרופא צריך להגיע בהכרח קרוב מאוד לפיו ולגופו של המטופל.

זה בהחלט יכול להוות סיכון גבוה עבור הרודן, במיוחד אם המטופל חשוד ב- COVID.

עם זאת, מדע וטכנולוגיה הם תחום שאינו יוצא מכל רעיונות, והמצב הנ'ל אינו יוצא דופן ממנו.

סטטוסקופ Bluetooth יכול להיות מכשיר כזה שיכול לאפשר לרופא או לכל צוות רפואי לבדוק את פעימות הלב של המטופל ממרחק בטוח באמצעות אוזניות ניידות רגילות.

מה שאתה תצטרך

כדי ליצור מעגל של דופק Bluetooth, תזדקק למרכיבים הבסיסיים הבאים:

• ל בלוטות מעגל משדר עם מתאם שקע 3.5 מ'מ
• מעגל מגבר MIC
• מארז מתאים ליחידות הנ'ל, הניתן לחיבור עם חגורת רצועה.

ניתן לרכוש את משדר ה- Bluetooth מוכן מכל חנות מקוונת. דוגמה סטנדרטית אחת נזרעת להלן:

קונספט עבודה

דיאגרמת הגוש הבאה מסבירה את השלבים החיוניים העיקריים של מגבר ה- MIC.

תפיסת העבודה של מעגל הסטטוסקופ האלחוטי המוצע של Bluetooth היא פשוטה למדי:

1. פעימות הקול של פעימות הלב פגעו ב- MIC, מה שהופך אותן לדופקים חשמליים מקבילים.
2. פעימות חשמליות אלו מוגברות על ידי שלב מגבר מגבר משולב לרמות המתאימות.
3. האותות המוגברים מוזנים לכניסת משדר Bluetooth אשר ממירה אותם לאותות Bluetooth אלחוטיים.
4. אותות ה- Bluetooth המשודרים נלכדים על ידי טלפון נייד מכוון אשר ממיר אותו בחזרה לאותות נשמעים.
5. נתוני ה- Bluetooth שהומרו באמצעות האוזניות הניידות משמשים רופא מודאג לאבחון קצב הלב והמחלות הקשורות אליו.

דופק תדירות ועבודה

צליל פעימות הלב שלנו הוא בצורה של צורות גל חצי תקופתיות שנוצרות עקב תנועת דם סוערת כשהלב פועם.

בדרך כלל נוצר צליל פעימות לב של אדם בריא עם שני פעימות עוקבות, המכונות כצליל הלב הראשון (S1), וקול הלב השני (S2) כפי שנחשף באיור הבא:

דוגמה אופיינית לצורת גל צליל לב . S1 מסמל את צליל הלב הראשון S2 מסמל את קול הלב השני.

תמונה באדיבות: צורת גל פעימות לב

כל קבוצה של פולסים אלה מחזיקה מעמד כ- 100 אלפיות השנייה, וזה למעשה די מספיק לכל ניתוח רפואי רלוונטי.

כמו כן, מכיוון שתדירות הפולסים היא בין 20 ל -150 הרץ, זה הופך להיות נוח לבחון את צורת הגל בתוך אוקטבות המוסיקה הראשונה והשנייה.

לשם כך יש צורך במסנן נמוך לעבור שתוכנן בהתאם למפרט התדרים של דופק, כמוסבר להלן:

תכנון פילטר המעבר הנמוך

לעתים קרובות, צליל לב עשוי להיות מלווה ברעשי רקע שונים הנוצרים מקולות איברי גוף אחרים. כתוצאה מכך, מיזוג הנתונים הופך לתפקיד חיוני בכדי להבטיח עיבוד יעיל של העברת השמע.

הסיבה הבסיסית לכלול א מסנן מעביר נמוך היא להבטיח שרק תדר פעימות הלב האמיתי מוגבר על ידי המערכת, ושאר התדרים הלא רצויים חסומים.

בנוסף, צלילי הלב עשויים להכיל כמה תדרים גבוהים יותר עם שינויים גדולים יותר. מסיבה זו, סינון וביטול רעשים של פולסים בלתי צפויים הופכים למשימה מכרעת. הדרך הקלה ביותר להשיג זאת באמצעות פילטר נמוך לעבור.

מסנן נמוך לעבור שתוכנן עם fpass = 250 הרץ ו- fstop = 400 הרץ מספק טווח טוב לשליטה בתרחיש שהוסבר לעיל.

מכיוון שכבר יש לנו מגבר מבוסס מגבר פעיל פעיל בתכנון, ניתן להשיג את שלב המעבר הנמוך עם מסנן פסיבי RC רגיל כמפורט להלן:

במעגל סינון המעבר הנמוך לעיל כל תדר מעל 350 הרץ יוחלש קשות.

ניתן להתאים או לאמת את תוצאת הניתוק באמצעות הנוסחה הבאה

fc = 1 / (2πRC) , שם R יהיה באום ו- C יהיה בפרדות.

תכנון מגבר ה- MIC הקריטי

תכנון מגבר ה- MIC הוא חיוני ועליו להבטיח שהוא מגביר רק את קצב הלב בתדר נמוך, וחוסם הפרעות בתדר גבוה יותר.

עבור ה- MIC, אנו משתמשים בפופולרי MIC אלקטרונית , שהוא המכשיר המומלץ לכל יישומי המעגלים מבוססי המיקרופון.

עבור המגבר אנו משתמשים בתקן מעגל מגבר מבוסס IC LM386 .

כל המעגל של מעגל משדר הסטטוסקופ של Bluetooth מוצג להלן:

איך עובד המעגל

משדר צלילי פעימות הלב של Bluetooth פועל באופן הבא:

צלילי פעימות לב הפוגעים ב- MIC האלקטרוני מומרים לאותות חשמל זעירים, בצומת R1, C1.

R1 פועל כנגד ההטיה ל- FET הפנימי של ה- MIC.

C2 מבטיח שרק תוכן ה- AC של פולסי ה- MIC מותר לעבור לשלב הבא, בעוד שתוכן ה- DC חסום.

פעימות ה- AC המקבילות לצלילי פעימות הלב מוזנות לקלט של מעגל מגבר LM386 באמצעות סיר בקרת עוצמת קול R2, ומסנן המעבר הנמוך לאחר מכן באמצעות R4, C6.

מסנן המעבר הנמוך מבטיח שרק תדרי פעימות הלב האמיתיות יוגברו על ידי מעגל LM386, והערכים הלא רצויים הנותרים מודחקים.

הפלט המוגבר נוצר על פני הטרמינל השלילי C4 וקו הקרקע.

ניתן לראות משדר Bluetooth משולב בפלט שלב המגבר LM386 להמרת Bluetooth אלחוטית המיועדת של ה- פעימות לב מוגברות אותות.

כיצד לבדוק את מעגל הסטטוסקופ של Bluetoooth

מכיוון שמודול משדר ה- Bluetooth הוא יחידת בדיקה מוכנה, עבודתו מובטחת.

לכן, הדבר היחיד שצריך לבדוק ולאשר הוא מעגל LM386.

זה נעשה על ידי בדיקת פלט המגבר דרך זוג אוזניות, כפי שמוצג להלן.

על המיקרופון להיות מהודק בקפידה ליד אזור החזה של האדם, שם צליל פעימות הלב הוא הבולט ביותר.

כעת, ברגע שהמעגל מופעל, צליל פעימות הלב צריך להיות נשמע על פני הטלפונים הראשיים.

אם לצליל יש בעיות או שהוא לא ברור, נסה לבצע אופטימיזציה של הפרמטרים עד שהצליל יהיה ברור בצורה ברורה. ניתן לעשות זאת על ידי התאמת סיר בקרת עוצמת הקול ו / או הערך של הקבל C2. מתח האספקה ​​למעגל יכול להיות מותאם עבור אותו הדבר.

יש לשים לב שמיקרופון ה- MIC לא יתנודד או יתחכך בגופו של האדם אליו הוא מחובר, מה שאחרת עשוי ליצור הפרעה מיותרת בכמות עצומה בפלט, ומטשטש את קול פעימות הלב בפועל.

אישור התוצאות בטלפון נייד

לאחר סיום בדיקת האוזניות בהצלחה, ניתן היה להחליף את האוזניות עם משדר ה- Bluetooth.

לאחר מכן, יש לשלב את משדר ה- Bluetooth עם יחידת המקלט שיכולה להיות טלפון חכם או כל טלפון נייד.

לאחר ההתאמה וההפעלה, האותות מהמגבר יתפסו על ידי יחידת הבלוטות 'ויועברו לאוויר עבור מכשיר Bluetooth סמוך לצורך התאמת הנתונים.

הנייד המשויך יעבוד כעת כמו סטטוסקופ אלחוטי אלחוטי מרחוק המאפשר לרופא או איש מקצוע רפואי לנתח את פעימות הלב של המטופלים ללא צורך בבדיקה מעשית של המטופל. מכשיר זה מבטיח לאנשי הצוות הרפואי בטיחות של 100% מפני זיהום אפשרי הנובע מחולה העלול לסבול ממחלה מדבקת כמו COVID 19 או דומה.

• אַזהָרָה : רעיון זה לא נבדק באופן מעשי, אולם מכיוון שהרעיון הוא בסיסי מאוד, המחבר מאמין שהמעגל יעבוד וייצור את התוצאות המיועדות עם כמה שינויים קלים.
• כמו כן, לא ניתן להשתמש במעגל זה כמכשיר רפואי לטיפול או לאבחון של חולים אמיתיים, אלא אם כן ועד לבדיקת המעגל ואישורו על ידי מעבדה מורשית.