Circuito de Estetoscópio Bluetooth

Em situações críticas como uma pandemia de COVID-19, o médico é a pessoa mais suscetível a ser infectada pelo vírus de um paciente.

Por isso, os médicos estão continuamente sendo oferecidos e equipados com diversos dispositivos avançados e de alta tecnologia, em um esforço para garantir a máxima segurança à sua vida e saúde.

O kit PPE, como sabemos, é a primeira linha de defesa que os médicos obtêm para protegê-los de um paciente COVID-19. No entanto, apesar disso, os médicos podem ser infectados por uma razão básica que é a sua proximidade frequente com os pacientes, durante o diagnóstico.

O procedimento de diagnóstico mais básico que qualquer médico deve implementar é a verificação da frequência cardíaca de um paciente com um estetoscópio.

E, ao usar um estetoscópio, o médico tem que chegar inevitavelmente a uma distância precária da boca e do corpo do paciente.

Isso definitivamente pode representar um alto risco para o ditador, especialmente se o paciente for suspeito de COVID.

No entanto, ciência e tecnologia são um campo que nunca está fora de ideias, e a situação acima não é uma exceção.

Um estetoscópio bluetooth pode ser um dispositivo que permite que um médico ou qualquer equipe médica verifique os batimentos cardíacos de um paciente a uma distância segura usando um fone de ouvido móvel comum.

O que você vai precisar

Para fazer um circuito monitor de frequência cardíaca bluetooth, você precisará dos seguintes ingredientes básicos:

• PARA Bluetooth circuito do transmissor com um adaptador jack de 3,5 mm
• Um circuito amplificador MIC
• Caixa adequada para as unidades acima, que podem ser presas com uma cinta de cinto.

O transmissor Bluetooth pode ser comprado em qualquer loja online. Um exemplo padrão é semeado abaixo:

Conceito de Trabalho

O diagrama de blocos a seguir explica os principais estágios essenciais do amplificador MIC.

O conceito de trabalho do circuito de estetoscópio bluetooth sem fio proposto é bastante simples:

1. Os pulsos de som de batimento cardíaco atingem o MIC, que os converte em pulsos elétricos equivalentes.
2. Esses pulsos elétricos são amplificados por um estágio amplificador de amplificador operacional integrado para níveis apropriados.
3. Os sinais amplificados são enviados para uma entrada de transmissor bluetooth que os converte em sinais bluetooth sem fio.
4. Os sinais bluetooth transmitidos são capturados por um telefone celular sintonizado, que os converte de volta em sinais audíveis.
5. Os dados de bluetooth convertidos por meio do fone de ouvido móvel são usados ​​por um médico preocupado para diagnosticar a freqüência cardíaca do paciente e as doenças relacionadas.

Frequência de batimento cardíaco e trabalho

O som de nosso batimento cardíaco está na forma de ondas semiperiódicas que são geradas devido ao movimento turbulento do sangue quando o coração bate.

Normalmente, um som de batimento cardíaco de uma pessoa saudável é gerado com dois pulsos subsequentes, denominado como o primeiro som cardíaco (S1) e o segundo som cardíaco (S2), conforme revelado na figura a seguir:

Um exemplo típico de forma de onda de som cardíaco . S1 significa a primeira bulha cardíaca S2 significa a segunda bulha cardíaca.

Cortesia de imagem: forma de onda de batimento cardíaco

Cada conjunto desses pulsos dura cerca de 100 ms, o que na verdade é suficiente para qualquer análise médica relevante.

Além disso, como a frequência dos pulsos está entre 20 e 150 Hz, torna-se conveniente examinar a forma de onda na 1ª e na 2ª oitavas da música.

Isso requer um filtro passa-baixo projetado de acordo com as especificações de frequência da frequência cardíaca, conforme explicado abaixo:

Projetando o Filtro Passa Baixo

Freqüentemente, um som cardíaco pode ser acompanhado por vários ruídos de fundo gerados por sons de outros órgãos do corpo. Como resultado, o condicionamento dos dados se torna um trabalho essencial para garantir que a transmissão de áudio seja processada de forma eficiente.

A razão básica para incluir um filtro passa-baixo é para garantir que apenas a frequência de batimento cardíaco genuína seja amplificada pelo sistema e as outras frequências indesejadas sejam bloqueadas.

Além disso, os sons cardíacos podem conter várias frequências mais altas com variações maiores. Por essa razão, a filtragem e o cancelamento de ruído de pulsos imprevisíveis tornam-se tarefas cruciais. A maneira mais fácil de conseguir isso é através de um filtro passa-baixo.

Um filtro passa-baixa projetado com fpass = 250 Hz e fstop = 400 Hz fornece uma boa faixa para controlar o cenário explicado acima.

Uma vez que já temos um amplificador baseado em amplificador operacional ativo no projeto, o estágio de passagem baixa poderia ser alcançado com um filtro RC passivo comum, conforme mostrado abaixo:

No circuito de filtro passa-baixo acima, qualquer frequência acima de 350 Hz será severamente atenuada.

O resultado de corte pode ser ajustado ou verificado usando a seguinte fórmula

fc = 1 / (2πRC) , onde R estará em ohms e C em farads.

Projetando o amplificador MIC crucial

O projeto do amplificador MIC é crucial e deve garantir que amplifique apenas a frequência cardíaca de baixa frequência e bloqueie outros distúrbios de frequência mais alta.

Para o MIC, usamos o popular eletreto MIC , que é o dispositivo recomendado para todas as aplicações de circuito baseado em microfone.

Para o amplificador, usamos um padrão Circuito amplificador baseado em IC LM386 .

Todo o circuito do circuito transmissor do estetoscópio bluetooth é mostrado abaixo:

Como funciona o circuito

O transmissor de som de pulsação bluetooth funciona da seguinte maneira:

Os sons do batimento cardíaco atingindo o eletrte MIC são convertidos em pequenos sinais elétricos, na junção de R1, C1.

R1 funciona como o resistor de polarização para o FET interno do MIC.

C2 garante que apenas o conteúdo AC dos pulsos MIC passem para o próximo estágio, enquanto o conteúdo DC é bloqueado.

Os pulsos CA equivalentes ao som do batimento cardíaco são alimentados à entrada de um circuito amplificador LM386 por meio de um potenciômetro de controle de volume R2 e o filtro passa-baixo subsequente usando R4, C6.

O filtro passa-baixo garante que apenas as verdadeiras frequências de pulsação sejam amplificadas pelo circuito LM386 e as entradas indesejadas restantes sejam suprimidas.

A saída amplificada é gerada através do terminal negativo C4 e da linha de aterramento.

Um transmissor Bluetooth pode ser visto integrado com a saída do estágio do amplificador LM386 para a conversão de Bluetooth sem fio pretendida do batimento cardíaco amplificado sinais.

Como testar o circuito do estetoscópio Bluetoooth

Como o módulo transmissor Bluetooth é uma unidade testada e pronta, seu funcionamento é garantido.

Portanto, a única coisa que precisa ser testada e confirmada é o circuito LM386.

Isso é feito verificando a saída do amplificador por meio de um par de fones de ouvido, conforme mostrado abaixo.

O MIC deve ser firmemente fixado próximo à área do peito da pessoa, onde o som do batimento cardíaco é mais proeminente.

Agora, assim que o circuito é ligado, o som da batida do coração deve ser audível nos fones de ouvido.

Se o som apresentar problemas ou não estiver claro, tente otimizar os parâmetros até que o som esteja nitidamente claro. Isso pode ser feito ajustando o potenciômetro de controle de volume e / ou o valor do capacitor C2. A tensão de alimentação para o circuito também pode ser ajustada para o mesmo.

Deve-se tomar cuidado para que o MIC não oscile ou esfregue contra o corpo da pessoa a quem está ligado, o que pode criar uma grande perturbação desnecessária na saída, obscurecendo o som real do batimento cardíaco.

Confirmando os resultados em um telefone celular

Assim que o teste do fone de ouvido for concluído com êxito, o fone de ouvido pode ser substituído pelo transmissor Bluetooth.

Em seguida, o transmissor Bluetooth precisará ser emparelhado com a unidade receptora, que pode ser um smartphone ou qualquer telefone móvel.

Uma vez emparelhado e ligado, os sinais do amplificador serão capturados pela unidade Bluetooth e transmitidos para o ar para um dispositivo Bluetooth próximo para receber os dados.

O celular emparelhado agora funcionará como um estetoscópio Bluetooth sem fio remoto, permitindo que um médico ou profissional médico analise os batimentos cardíacos do paciente sem a necessidade de um exame prático do paciente. Este dispositivo garante ao pessoal médico 100% de segurança contra uma possível infecção proveniente de um paciente que pode estar sofrendo de uma doença contagiosa como COVID 19 ou similar.

• Aviso : Este conceito não foi testado na prática, porém, como a ideia é muito básica, o autor acredita que o circuito funcionará e produzirá os resultados pretendidos com alguns pequenos ajustes.
• Além disso, este circuito não pode ser usado como um dispositivo médico para tratar ou diagnosticar pacientes reais, a menos e até que o circuito seja testado e aprovado por um laboratório autorizado.