Prototipo Innovativo di elettrocardiografo indossabile

Realizzazione prototipo innovativo di elettrocardiografo portatile ed indossabile

In questo breve articolo viene descritto il prototipo innovativo di elettrocardiografo indossabile e portatile indossabile realizzato quando ancora lavoravo come ricercatore presso l’Università degli Studi di Firenze.

elettrocardiogramma

Funzionalità

L’elettrocardiografo realizzato a livello prototipale doveva avere caratteristiche innovative, rispetto ai classici elettrocardiografi holter, sia in termini di indossabilità, sia in termini di dimensioni, sia in termini di autonomia e, per finire, anche in termini elettronici e di tecnologia utilizzata al suo interno.

Tutti gli obiettivi di innovazione che era necessario soddisfare furono raggiunti in fase di progettazione e realizzazione dell’elettrocardiografo le cui caratteristiche fondamentali sono elencate di seguito:

  • rilevazione delle 3 tracce ECG delle derivazioni bipolari (DI, DII, DIII) e di una traccia ECG di una derivazione precordiale (V1) utilizzando 5 elettrodi standard;
  • front-end analogico ed ADC a 24 bit progettato per dispositivi medicali;
  • memorizzazione del traccia ECG all’interno di una scheda microSD estraibile;
  • invio del tracciato ECG in tempo reale tramite connessione wireless Bluetooth 4 Low Energy;
  • invio del tracciato in tempo reale tramite connessione USB;
  • allarmi sonori (buzzer) e luminosi (led RGB) per notificare gli stati del dispositivo all’utente;
  • accelerometro on-board per la verifica della posizione del paziente;
  • dimensioni del PCB di soli 44×60 mm;
  • batteria di lunga durata avente una capacità di 1300 mAh;
  • connettori per cavi ECG standard a clip con spinotto DIN di diametro pari a 1.5mm.

 

Com’è possibile osservare dalla caratteristiche dell’elettrocardiografo, esso è stato progettato e realizzato per essere molto innovativo. Il front-end analogico per l’acquisizione delle tracce ECG integra un ADC ad altissima risoluzione (24 bit) e capace di campionare fino a 25.6 ksps. Tale front-end è prodotto dalla Texas Instruments ed è commercializzato solo per uso medico.

La connessione wireless impiega un modulo Bluetooth 4.0 Low Energy che consente di interfacciarsi con qualsiasi PC dotato di bluetooth di ultima generazione e smartphone. Il Bluetooth 4.0 consente una migliore gestione della connessione rispetto alle versioni precedenti e, come si può percipire dallo stesso nome, consente una netta diminuzione dei consumi che lo rendono perfetto per un dispositivo portatile.

Le piccole dimensioni ed il peso contenuto dell’elettrocardiografo lo rendono perfetto per poter essere indossato anche per lunghi periodi di tempo ma anche per poter essere trasportato, ad esempio dal medico alla casa del paziente, o, ancora, per poter essere impiegato come elettrocardiografo di prima emergenza.

Una caratteristica da non sottovalutare è l’utilizzo di connettori standard per la connessione dei cavi ECG. Solitamente gli elettrocardiografi hanno connettori fuori standard e richiedono, quindi, l’impiego di cavi proprietari e molto costosi. L’elettrocardiografo realizzato impiega connettori standard così che possano essere utilizzati cavi ECG standard aventi uno spinotto DIN da 1.5mm di diametro.

 

elettrocardiografo indossabile

Prototipo elettrocardiografo indossabile

Le funzionalità sopra elencate possono essere estese o modificate poiché l’elettrocardiografo monta un microcontrollore di ultima generazione della serie ARM Cortex-M (STM32F411) della STMicroelectronics con modulo per operazioni native in floating point. Il fatto di avere un microcontrollore estremamente performante ma comunque con consumi contenuti (10µA in standby) rende le funzionalità dell’elettrocardiografo pienamente modificabili ed estendibili attraverso aggiornamenti del firmware.

Nei successivi paragrafi viene descritto in dettaglio, sia a livello hardware che software l’elettrocardiografo realizzato.

 

Nella seconda parte dell’articolo alcune notizie sull’hardware utilizzato.

 

Alla Prossima!!!

 


3 Responses to Prototipo Innovativo di elettrocardiografo indossabile

  1. […] questa seconda parte dell’articolo già pubblicato Prototipo Innovativo di elettrocardiografo indossabile, verrà illustrata l’architettura e l’hardware di cui è composto il prototipo […]

  2. Emidio Vagnoni ha detto:

    Scrivo per un consiglio. io troverei la soluzione per togliere i sensori con i cavi e adotterei soluzioni tipo Qardio: C100-IAW oppure SEDA: Sistema V-Patch.
    Sistemi Wireless BT ma come Qardio funzionano con il cellulare tramite app Android/Apple (Qardio solo iPhone). Per praticità d’uso io farei una fascia toracica regolabile tipo Gibaud che integra i sensori e che è agganciabile sul davanti, La batteria e l’elettronica dovrebbero essere posizionati sul torace in modo che la si possa indossare durante il sonno in quasi tutte le posizioni. Lo scambio dati col cellulare dovrebbe essere a scelta in modo continuo con durata 24h oppure a comando con durata una settimana (due connessioni giornaliere almeno).Se vengono rilevati segnali di pericolo, lasciando il Bluetooth del telefono acceso, la app deve essere messa in allerta e deve far squillare la suoneria. Se poi, con opportuno set, la app è anche in grado di fare una chiamata telefonica, ancora meglio. Penso che questo apparecchio, magari non proprio preciso, sarebbe davvero utile a tanta gente che potrebbero gestirselo in autonomia n collaborazione col medico di base e magari salvare tante vite invece che un ottimo apparecchio che spesso viene utilizzato quando è troppo tardi.
    Spero di essere stato utile, ma è quello che stavo cercando e che non trovo.

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