Circuit de stéthoscope Bluetooth

Dans des situations aussi critiques qu'une pandémie de COVID-19, un médecin est le seul personnel qui est le plus susceptible d'être infecté par le virus d'un patient.

Par conséquent, les médecins sont continuellement proposés et équipés de nombreux appareils avancés et de haute technologie dans le but de garantir une sécurité maximale à leur vie et à leur santé.

Le kit EPI que nous connaissons est la première ligne de défense que les médecins obtiennent pour les protéger d'un patient COVID-19. Cependant, malgré cela, les médecins peuvent être infectés pour une raison fondamentale qui est leur proximité fréquente avec les patients, lors du diagnostic.

La procédure de diagnostic la plus élémentaire que tout médecin doit mettre en œuvre est la vérification de la fréquence cardiaque d'un patient avec un stéthoscope.

Et tout en utilisant un stéthoscope, le médecin doit inévitablement se trouver à une distance précaire de la bouche et du corps du patient.

Cela peut certainement poser un risque élevé pour le dicteur, surtout si le patient est un suspect COVID.

Cependant, la science et la technologie sont un domaine qui n’est jamais à court d’idées, et la situation ci-dessus n’y fait pas exception.

Un stéthoscope Bluetooth peut être un tel dispositif qui peut permettre à un médecin ou à tout membre du personnel médical de vérifier le rythme cardiaque d'un patient à une distance de sécurité à l'aide d'un casque mobile ordinaire.

Ce dont vous allez avoir besoin

Pour créer un circuit de moniteur de fréquence cardiaque Bluetooth, vous aurez besoin des ingrédients de base suivants:

• À Bluetooth circuit émetteur avec un adaptateur jack 3,5 mm
• Un circuit amplificateur MIC
• Boîtier approprié pour les unités ci-dessus, qui peut être connecté avec une sangle de ceinture.

L'émetteur Bluetooth peut être acheté prêt à l'emploi dans n'importe quelle boutique en ligne. Un exemple standard est semé ci-dessous:

Concept de travail

Le schéma fonctionnel suivant explique les principales étapes essentielles de l'amplificateur MIC.

Le concept de fonctionnement du circuit de stéthoscope bluetooth sans fil proposé est assez simple:

1. Les impulsions sonores des battements cardiaques frappent le MIC, qui les convertit en impulsions électriques équivalentes.
2. Ces impulsions électriques sont amplifiées par un étage amplificateur op intégré aux niveaux appropriés.
3. Les signaux amplifiés sont envoyés à une entrée d'émetteur bluetooth qui les convertit en signaux bluetooth sans fil.
4. Les signaux Bluetooth transmis sont capturés par un téléphone mobile réglé qui le convertit en signaux sonores.
5. Les données Bluetooth converties via le casque mobile sont utilisées par un médecin concerné pour diagnostiquer la fréquence cardiaque du patient et les affections associées.

Fréquence cardiaque et fonctionnement

Le son de nos battements cardiaques se présente sous la forme de formes d'onde semi-périodiques qui sont générées en raison du mouvement turbulent du sang lorsque le cœur bat.

Normalement, un son de battement de cœur d'une personne en bonne santé est généré avec deux impulsions suivantes, appelées le premier son du cœur (S1) et le second son du cœur (S2), comme le montre la figure suivante:

Un exemple typique de forme d'onde du son cardiaque . S1 signifie le premier son cardiaque S2 signifie le second son cardiaque.

Courtoisie d'image: forme d'onde du rythme cardiaque

Chaque ensemble de ces impulsions dure environ 100 ms, ce qui est en fait tout à fait suffisant pour toute analyse médicale pertinente.

De plus, comme la fréquence des impulsions est comprise entre 20 et 150 Hz, il devient pratique d'examiner la forme d'onde dans les 1ère et 2ème octaves musicales.

Cela nécessite un filtre passe-bas conçu conformément aux spécifications de fréquence de la fréquence cardiaque, comme expliqué ci-dessous:

Conception du filtre passe-bas

Souvent, un bruit cardiaque peut être accompagné de divers bruits de fond générés par les sons d'autres organes du corps. En conséquence, le conditionnement des données devient un travail essentiel pour garantir que la transmission audio est traitée efficacement.

La raison fondamentale de l'inclusion d'un filtre passe bas est de s'assurer que seule la fréquence cardiaque réelle est amplifiée par le système et que les autres fréquences indésirables sont bloquées.

De plus, les sons cardiaques peuvent contenir plusieurs fréquences plus élevées ayant des variations plus importantes. Pour cette raison, le filtrage et la suppression du bruit des impulsions imprévisibles deviennent une entreprise cruciale. Le moyen le plus simple d'y parvenir grâce à un filtre passe-bas.

Un filtre passe-bas conçu avec un fpass = 250 Hz et un fstop = 400 Hz fournit une bonne plage pour contrôler le scénario expliqué ci-dessus.

Depuis, nous avons déjà un amplificateur basé sur un ampli op actif dans la conception, l'étage passe-bas pourrait être réalisé avec un filtre passif RC ordinaire comme indiqué ci-dessous:

Dans le circuit de filtre passe-bas ci-dessus, toute fréquence supérieure à 350 Hz sera fortement atténuée.

Le résultat du seuil peut être ajusté ou vérifié à l'aide de la formule suivante

fc = 1 / (2πRC) , où R sera en ohms et C en farads.

Conception de l'amplificateur MIC Crucial

La conception de l'amplificateur MIC est cruciale et doit garantir qu'elle n'amplifie que la fréquence cardiaque basse fréquence et bloque les autres perturbations à haute fréquence.

Pour le MIC, nous utilisons le populaire électret MIC , qui est l'appareil recommandé pour toutes les applications de circuits à base de microphone.

Pour l'amplificateur, nous utilisons un standard Circuit amplificateur basé sur IC LM386 .

L'ensemble du circuit du circuit émetteur du stéthoscope Bluetooth est illustré ci-dessous:

Comment fonctionne le circuit

L'émetteur de son de pulsation Bluetooth fonctionne de la manière suivante:

Les sons de battements cardiaques frappant l'électrte MIC sont convertis en minuscules signaux électriques, à la jonction de R1, C1.

R1 fonctionne comme la résistance de polarisation pour le FET interne du MIC.

C2 garantit que seul le contenu AC des impulsions MIC est autorisé à passer à l'étape suivante, tandis que le contenu DC est bloqué.

Les impulsions CA équivalentes au son de battement cardiaque sont envoyées à l'entrée d'un circuit amplificateur LM386 via un potentiomètre de commande de volume R2, et le filtre passe-bas suivant utilisant R4, C6.

Le filtre passe-bas garantit que seules les vraies fréquences de battement de cœur sont amplifiées par le circuit LM386 et que les entrées indésirables restantes sont supprimées.

La sortie amplifiée est générée à travers la borne négative C4 et la ligne de masse.

Un émetteur Bluetooth peut être vu intégré à la sortie de l'étage d'amplification LM386 pour la conversion Bluetooth sans fil prévue du rythme cardiaque amplifié signaux.

Comment tester le circuit du stéthoscope Bluetoooth

Étant donné que le module émetteur Bluetooth est une unité testée prête à l'emploi, son fonctionnement est assuré.

Par conséquent, la seule chose qui doit être testée et confirmée est le circuit LM386.

Cela se fait en vérifiant la sortie de l'amplificateur via une paire d'écouteurs, comme illustré ci-dessous.

Le MIC doit être soigneusement serré près de la zone de la poitrine de la personne où le son des battements du cœur est le plus important.

Désormais, dès que le circuit est alimenté, le son des battements du cœur doit être audible à travers les écouteurs.

Si le son a des problèmes ou n'est pas clair, essayez d'optimiser les paramètres jusqu'à ce que le son soit clairement clair. Cela peut être fait en ajustant le potentiomètre de contrôle du volume, et / ou la valeur du condensateur C2. La tension d'alimentation du circuit pourrait également être modifiée pour le même.

Il faut veiller à ce que le MIC n'oscille pas ou ne frotte pas contre le corps de la personne à laquelle il est attaché, ce qui pourrait autrement créer une énorme quantité de perturbations inutiles à la sortie, obscurcissant le son des battements cardiaques.

Confirmation des résultats sur un téléphone mobile

Une fois le test du casque terminé avec succès, le casque peut être remplacé par l'émetteur Bluetooth.

Ensuite, l'émetteur Bluetooth devra être couplé avec le récepteur qui peut être un téléphone intelligent ou n'importe quel téléphone mobile.

Une fois couplés et alimentés, les signaux de l'amplificateur seront capturés par l'unité Bluetooth et transmis dans les airs pour un appareil Bluetooth à proximité pour recevoir les données.

Le mobile couplé fonctionnera désormais comme un stéthoscope Bluetooth sans fil à distance permettant à un médecin ou à un professionnel de la santé d'analyser le rythme cardiaque du patient sans avoir besoin d'un examen pratique du patient. Ce dispositif garantit au personnel médical une sécurité à 100% contre une éventuelle infection provenant d'un patient pouvant souffrir d'une maladie contagieuse comme le COVID 19 ou similaire.

• Avertissement : Ce concept n'a pas été testé pratiquement, cependant, puisque l'idée est très basique, l'auteur pense que le circuit fonctionnera et produira les résultats escomptés avec quelques ajustements mineurs.
• De plus, ce circuit ne peut pas être utilisé comme dispositif médical pour traiter ou diagnostiquer de vrais patients, à moins et jusqu'à ce que le circuit soit testé et approuvé par un laboratoire autorisé.