Делаем пульсоксиметр с питанием от USB на Arduino

Модели пульсоксиметров в Украине отличаются лишь «наворотами»: наличие кардиограммы, цветной дисплей, синхронизация со смартфоном и много чего еще.

О проекте

Идея проекта возникла из-за ситуации с COVID-19. Это заболевание, вызываемое вирусом SARS-CoV-2, поражает, прежде всего, дыхательную систему человека. Некоторые более легкие симптомы могут включать лихорадку, боли и озноб, но также может привести к более серьезным проблемам, таким как пневмония.

Человек, у которого есть пневмония или даже небольшая одышка, может не понимать, когда ему лучше обратиться за помощью. Так и появилась идея создания пульсоксиметра с открытым исходным кодом, который может помочь людям получить необходимую помощь и точную информацию об их текущем состоянии.

Важно! Это устройство/проект не должен использоваться в качестве точного медицинского диагностического инструмента!

О проекте

Давайте опишем принцип действия пульсоксиметра, который приведен в Википедии:

В основу метода положено 2 явления. Во-первых, поглощение гемоглобином (Hb) света двух различных по длине волн меняется в зависимости от насыщения его кислородом. Во-вторых, световой сигнал, проходя ткани, приобретает пульсирующий характер вследствие изменения объёма артериального русла при каждом сердечном сокращении.

Пульсоксиметр имеет периферический датчик, в котором находится источник света двух длин волн — 660 нм («красный») и 940 нм («инфракрасный»). Степень поглощения зависит от того, насколько гемоглобин крови насыщен кислородом (каждая молекула Hb способна присоединить максимум 4 молекулы кислорода). Фотодетектором регистрируются изменения цвета крови в зависимости от этого показателя. Усреднённое наполнение отображается монитором пульсоксиметра.

Технические погрешности и артефакты ЭКГ. Клиническое значение ЭКГ

Большинство ЭКГ интерпретируют без первичной информации о клиническом состоянии больного, но точность и ценность интерпретаций при наличии этих сведений повышается.

Сведения могут включать, например, информацию о лекарственной терапии, которая может быть причиной наблюдаемых изменений на ЭКГ, или о предшествовавшем ИМ, который на ЭКГ может вызывать изменения, похожие на острую ишемию.

Наличие предшествующих ЭКГ помогает в клинической оценке последней регистрации. Например, может улучшить точность диагностики и облегчить установление очередности оказания помощи больным с текущими ЭКГ и клиническими признаками ишемии или ИМ, а также улучшить интерпретацию, например, блокады ножки на фоне ОИМ.

Читайте также:  Переливание крови при маточном кровотечении

Технические погрешности могут приводить к значительным диагностическим ошибкам, которые могут привести к использованию ненужных и, возможно, потенциально опасных диагностических исследований и лечебных назначений и, соответственно, растрачиванию материальных ресурсов системы здравоохранения.

Неточное наложение одного или нескольких регистрирующих электродов — частая причина ошибок в интерпретации ЭКГ. Некоторые топографические неточности создают характерные картины.

Например, перестановка местами двух электродов на руках приводит к инверсии формы зубца Р и комплекса QRS в отведении I, но не в отведении V6 (в норме эти два отведения должны иметь одинаковую полярность). Другие неправильные положения электродов не так очевидны.

Например, установка правых грудных электродов слишком высоко на поверхности грудной клетки может создать картину переднего ИМ (медленный прирост зубца R) или задержки внутрижелудочковой проводимости (тип rSr'). Сохранение постоянства точек, с которых проводится регистрация серийных ЭКГ, является важным условием правильной оценки динамики изменений, наблюдаемой, например, во время эпизодов ишемии миокарда.

Электрические или механические артефакты, созданные плохим контактом электрода с кожей или мышечным тремором, могут симулировать жизнеугрожающие аритмии, а чрезмерные телодвижения больного могут стать причиной больших колебаний изолинии, симулирующих смещение сегмента ST при ишемии или повреждении миокарда.

При интерпретации ЭКГ довольно часто допускаются ошибки.

Исследования, оценивающие точность интерпретации, выявили значительное количество ошибок, которые приводили к неправильному пониманию клинической картины, в т.ч.

к неспособности точного определения и установления очередности соответствующей медицинской помощи пациентам с острой ишемией миокарда и в других жизнеугрожающих ситуациях.

Обзор литературы показал, что основные ошибки в заключениях ЭКГ присутствуют в 4-32% случаев.

American College Cardiology и American College of Physicians предложили стандарты минимально необходимой профессиональной подготовки и требования к квалификации для специалистов по ЭКГ, чтобы способствовать снижению потенциально серьезных ошибок, однако свидетельств о реализации этих специфических рекомендаций немного.

Последнее касается завышенных надежд на использование компьютеров в интерпретации ЭКГ. Компьютерные системы облегчают хранение большого количества ЭКГ, рутинного применения сложных диагностических алгоритмов и, поскольку диагностические алгоритмы становятся более точными, предоставляют важные дополнительные сведения для клинической интерпретации ЭКГ.

Однако интерпретация с помощью компьютерных систем не всегда бывает правильной (особенно в случае сложных нарушений и в критической клинической ситуации) для вынесения надежного заключения без экспертной оценки специалиста.

Новые методы анализа, основанные на концепциях искусственного интеллекта, могут привести к дальнейшему усовершенствованию, а новые технические возможности — к широкому распространению систем для быстрой и квалифицированной интерпретации.

Читайте также:  Ушиб органов брюшной полости у детей описание

На некоторых сайтах в Интернете есть примеры ЭКГ и клинические комментарии к ним для самоконтроля. Например, ECG Wave-Maven обеспечивает свободный доступ более чем к 300 ЭКГ с ответами и мультимедийными приложениями.

– Также рекомендуем “Проба с физической нагрузкой в кардиологии. Физиология физических нагрузок”

Оглавление темы “Оценка ЭКГ при физической нагрузке”: 1. Технические погрешности и артефакты ЭКГ. Клиническое значение ЭКГ 2. Проба с физической нагрузкой в кардиологии. Физиология физических нагрузок 3. Положение пациента при физической нагрузке. Кардиопульмональная проба с физической нагрузкой 4. Анаэробный порог. Параметры вентиляции легких при физической нагрузки 5. Метаболический эквивалент. Протоколы проб с физической нагрузкой 6. Статическая и динамическая физическая нагрузка. Ручная эргометрия и велоэргометрия 7. Протокол тредмил-теста (ТрТ). Нагрузочный тест с ходьбой 8. Системы отведений ЭКГ. Типы смещения сегмента ST при физической нагрузке 9. Измерение смещения сегмента ST. Косовосходящие сегменты ST 10. Изменение зубца Т. ЭКГ маркеры миокардиальной ишемии

Другие артефакты при МР-сканировании

Потоковые артефакты обусловлены движением крови и других жидкостей. Дефекты возникают после испытывания РЧ-импульса во время циркуляции. Если при регистрации сигнала детектором жидкость вытекает из плоскости сканирования, возникают погрешности томографии.

Искажения химического сдвига обусловлены разными градиентами жира и воды в разных плоскостях при срезах. Спины жира могут смещаться под влиянием РЧ-импульса. Фазово-контрастный градиент между водой и жиром в разных вокселах по разному кодирует сигнал. На томограмме ситуация проявляется разным векторным градиентом. Интенсивность зависит от мощности магнитного поля, измеренного в Тесла.

Двигательные артефакты (рисунок а)

Дефекты порционного объема вызываются величинами воксела графической картинки. При маленьком объеме воксела передается сигнал только от жира и воды. При крупном размере графической единицы последовательность содержит средневзвешенный градиент от нескольких сред. Качество картинки в этих двух случаях значительно отличается.

Еще одним дефектом является потеря разрешения. Провоцируется искажение кодировкой нескольких признаков, заложенных в единичном вокселе.

Артефакты заворота обуславливают искажение анатомического представления внутри и вне обзорного поля. Погрешности формируются при выборе размера поля, которое меньше обследуемой области.

Другие артефакты при МР-сканировании

Звон Гиббса – артефакт обусловлен неправильной оцифровкой эхо. Погрешность характеризуется усилением линий края, приводящим к искажению изображения. Артефакт обусловлен небольшой матрицей для сбора сигнала.

При описании артефактов на МРТ нельзя забывать о существовании МР-фантомов – РЧ-однородостный, разрешающий.

Читайте также:  Классификация побоев по степени тяжести и квалифицирующие признаки

Последний вариант применяется исключительно для тестирования характеристик пространственной передачи изображения:

1. Срезовая толщина; 2. Соотношение между линейностью и сигнал-шумом; 3. Разрешающая способность.

Для определения характеристик применяются специальные эталоны – пластмассовые фантомы с заполнением водным раствором. Стандарт имеет разную плотность для сравнения с эталонными показателями при исследованиях Т1, Т2 для оценки пропорций шум-контраст.

Однородностные фантомы применяются для передачи однородности магнитного поля. Для вращения намагниченности применяется поле B1. Чувствительность катушки проверяется РЧ-полем (B1R). Для оценки однородности требуется анализ нескольких срезов одного фантома.

Показания и противопоказания к пульсоксиметрии

находящихся в реанимации

При каких заболеваниях нужна пульсоксиметрия?

разных заболеванияхнапример, у спортсменов

Тем не менее, есть определенный круг заболеваний, при которых пульсоксиметрия является очень важным диагностическим методом. Речь идет о патологиях сердечно-сосудистой и дыхательной системы. Дело в том, что именно эти системы в основном отвечают за насыщение организма кислородом. Соответственно, проблемы с сердцем или легкими чаще и быстрее других болезней ведут к понижению концентрации кислорода в крови.

Наиболее часто пульсоксиметрию проводят при следующих патологиях:

  • дыхательная недостаточность (на фоне различных заболеваний );
  • бронхиальная астма;
  • синдром ночного апноэ;
  • отравление угарным газом.

сатурация

При дыхательной (респираторной ) недостаточности

режеправильного лечения

В зависимости от степени насыщения крови кислородом, различают следующие виды дыхательной недостаточности:

  • Компенсированная. При компенсированной дыхательной недостаточности показатели пульсоксиметрии будут в пределах нормы. Другие органы справляются с небольшими проблемами с дыханием, и уровень кислорода в крови понизится незначительно.
  • Декомпенсированная. При декомпенсированной дыхательной недостаточности пульсоксиметрия обнаружит значительное понижение уровня кислорода в крови. Это является показанием для более интенсивного режима лечения (искусственная вентиляция легких и др. ).

При ХОБЛ (хроническая обструктивная болезнь легких )

при появлении симптомов дыхательной недостаточности

При пневмонии (воспалении легких )

При бронхиальной астме

бронхиальной астме

При отравлении угарным газом

у пациентов после пожаровпереносящий кислород в норме

При ночном апноэ

эпизодами от 10 – 20 секунд до 1 – 2 минутмониторинг

Противопоказания к пульсоксиметрии

Единственным существенным противопоказанием является психомоторное возбуждение, когда из-за нервных или психических расстройств пациент не осознает происходящего. В этом случае закрепить датчик просто не представляется возможным, потому что пациент сам его срывает. Однако применение транквилизаторов помогает успокоить больного и провести процедуру. Аналогичная ситуация может возникнуть при судорогах , когда из-за сильной дрожи в конечностях датчик будет смещаться, и получить достоверные данные труднее.

ОРТГК - на страже вашего здоровья