रक्षा - फ्रंटलाइन वर्कर्स के लिए महत्वपूर्ण मॉनिटर: 6 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:20

स्मार्टवॉच और फिटनेस ट्रैकर्स सहित पहनने योग्य स्वास्थ्य निगरानी प्रौद्योगिकियों ने पिछले कुछ वर्षों में काफी उपभोक्ता रुचि को आकर्षित किया है। न केवल इस रुचि को मुख्य रूप से महत्वपूर्ण संकेतों की सर्वव्यापी, निरंतर और व्यापक निगरानी के लिए पहनने योग्य प्रौद्योगिकी बाजार में तेजी से मांग वृद्धि द्वारा प्रोत्साहित किया गया है, बल्कि सेंसर में अत्याधुनिक तकनीकी विकास द्वारा इसका लाभ उठाया गया है। प्रौद्योगिकी और वायरलेस संचार। 2016 के अंत तक पहनने योग्य प्रौद्योगिकी बाजार का मूल्य 13.2 अरब डॉलर से अधिक था और 2020 के अंत तक इसका मूल्य 34 अरब डॉलर तक पहुंचने का अनुमान है।

मानव शरीर के महत्वपूर्ण अंगों को मापने के लिए कई सेंसर हैं जो स्वास्थ्य समस्याओं को जानने के लिए डॉक्टर या दवा के लिए आवश्यक हैं। हम सभी जानते हैं कि डॉक्टर पहले हार्ट रेट वेरिएबिलिटी (एचआरवी) और शरीर के तापमान को जानने के लिए हार्ट रेट की जांच करते हैं। लेकिन वर्तमान पहनने योग्य बैंड और डिवाइस मापा डेटा की सटीकता और दोहराव में विफल होते हैं। यह ज्यादातर फिटनेस ट्रैकर के मिस अलाइनमेंट और गलत रीडिंग आदि के कारण होता है। अधिकांश लोग हृदय गति माप के लिए एलईडी और फोटोडायोड आधारित फोटो प्लेथिस्मोग्राफी (पीपीजी) सेंसर का उपयोग करते हैं।

विशेषताएं:

• बैटरी चालित पहनने योग्य
• वास्तविक समय में हृदय गति और इंटर-बीट इंटरवल (IBI) को मापता है
• वास्तविक समय में शरीर के तापमान को मापता है
• डिस्प्ले पर प्लॉट रीयल-टाइम ग्राफ
• मोबाइल फ़ोन पर ब्लूटूथ पर डेटा भेजता है
• डेटा को रिकॉर्ड किया जा सकता है और आगे के विश्लेषण के लिए सीधे डॉक्टर को भेजा जा सकता है।
• शामिल नींद के साथ अच्छा बैटरी प्रबंधन।
• क्लाउड पर डेटा भेजकर यह COVID-19 के चिकित्सा समाधानों पर काम करने वाले शोधकर्ताओं के लिए एक विशाल डेटाबेस बनाता है।

आपूर्ति

हार्डवेयर की जरूरत:

• SparkFun Arduino Pro Mini 328 - 5V/16MHz×1
• पल्स सेंसर × 1
• थर्मिस्टर 10k×1
• रिचार्जेबल बैटरी, 3.7 वी × 1
• HC-05 ब्लूटूथ मॉड्यूल × 1

सॉफ़्टवेयर ऐप्स और ऑनलाइन सेवाएं

अरुडिनो आईडीई

हाथ उपकरण और निर्माण मशीनें

• 3डी प्रिंटर (सामान्य)
• सोल्डरिंग आयरन (जेनेरिक)

चरण 1: चलिए शुरू करते हैं

वर्तमान में, आधुनिक पहनने योग्य उपकरण अब केवल साधारण फिटनेस ट्रैकिंग मापों पर ध्यान केंद्रित नहीं कर रहे हैं जैसे कि एक दिन में उठाए गए कदमों की संख्या, वे हृदय गति परिवर्तनशीलता (एचआरवी), ग्लूकोज उपायों, रक्तचाप रीडिंग, और जैसे महत्वपूर्ण शारीरिक विचारों की निगरानी भी करते हैं। बहुत अधिक स्वास्थ्य संबंधी जानकारी। मापे गए कई महत्वपूर्ण संकेतों में से, हृदय गति (एचआर) गणना सबसे मूल्यवान मापदंडों में से एक रही है। कई वर्षों से, फ़ाइल इलेक्ट्रोकार्डियोग्राम (ईसीजी) का उपयोग हृदय संबंधी असामान्यताओं की पहचान करने और हृदय की लय में अनियमितताओं का पता लगाने के लिए एक प्रमुख हृदय निगरानी तकनीक के रूप में किया जाता रहा है। ईसीजी हृदय की विद्युत गतिविधि की एक रिकॉर्डिंग है। यह ईसीजी सिग्नल बनाम समय के आयाम में भिन्नता को दर्शाता है। यह दर्ज की गई विद्युत गतिविधि प्रत्येक हृदय चक्र के दौरान हृदय के प्रवाहकीय मार्ग और हृदय की मांसपेशियों के ऊतकों के विध्रुवण से उत्पन्न होती है। भले ही ईसीजी संकेतों का उपयोग करने वाली पारंपरिक कार्डियक मॉनिटरिंग तकनीकों में दशकों से निरंतर सुधार हुआ है, ताकि उनके उपयोगकर्ताओं की बदलती आवश्यकताओं को पूरा किया जा सके, विशेष रूप से माप सटीकता के संदर्भ में।

इन तकनीकों को अब तक उपयोगकर्ता के लचीलेपन, सुवाह्यता और सुविधा की पेशकश करने के बिंदु तक नहीं बढ़ाया गया है। उदाहरण के लिए, ईसीजी को प्रभावी ढंग से संचालित करने के लिए, शरीर के कुछ स्थानों पर कई बायो-इलेक्ट्रोड लगाए जाने चाहिए; यह प्रक्रिया उपयोगकर्ताओं के गतिशील लचीलेपन और गतिशीलता को बहुत सीमित करती है। इसके अलावा, पीपीजी ने खुद को एक वैकल्पिक मानव संसाधन निगरानी तकनीक के रूप में दिखाया है। विस्तृत सिग्नल विश्लेषण का उपयोग करके, पीपीजी सिग्नल एचआरवी संकेतों के निष्कर्षण के लिए ईसीजी रिकॉर्डिंग को बदलने की उत्कृष्ट क्षमता प्रदान करता है, विशेष रूप से स्वस्थ व्यक्तियों की निगरानी में। इसलिए, ईसीजी सीमाओं को पार करने के लिए, पीपीजी तकनीक पर आधारित एक वैकल्पिक समाधान का उपयोग किया जा सकता है। इन सभी आंकड़ों से हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि हृदय गति और शरीर के तापमान को मापने और उनका विश्लेषण करने के लिए यह जांचने के लिए कि क्या शरीर के तापमान में असामान्य वृद्धि हुई है और हीमोग्लोबिन में SpO2 ऑक्सीजन का स्तर कम है, COVID-19 का शीघ्र पता लगाने में मदद करेगा। चूंकि यह उपकरण पहनने योग्य है, इसलिए यह डॉक्टरों, नर्सों, पुलिस अधिकारियों और स्वच्छता कर्मचारियों जैसे अग्रिम पंक्ति के कार्यकर्ताओं की मदद कर सकता है जो COVID-19 के खिलाफ लड़ने के लिए दिन-रात सेवा कर रहे हैं।

आवश्यक भागों को प्राप्त करें जिन्हें हम आवश्यकता के आधार पर डिस्प्ले और सेंसर प्रकार बदल सकते हैं। पीपीजी तकनीक का उपयोग करके हृदय गति माप के लिए एक और अच्छा सेंसर MAX30100 या MAX30102 है। मैं तापमान माप के लिए 10k थर्मिस्टर का उपयोग कर रहा हूं, कोई भी तापमान सेंसर जैसे LM35 या DS1280 आदि का उपयोग कर सकता है।

चरण 2: केस डिजाइन करना

पहनने योग्य गैजेट पहनने के लिए, इसे नुकसान से बचाने के लिए एक उचित मामले में संलग्न किया जाना चाहिए, इसलिए मैंने आगे बढ़कर एक ऐसा मामला तैयार किया जो मेरे सभी सेंसर और एमसीयू में फिट हो सके।

चरण 3: इलेक्ट्रॉनिक्स को असेंबल करना

अब हमें सभी आवश्यक घटकों को जोड़ने की आवश्यकता है, पहले मेरे पास ESP12E को MCU के रूप में चुनने की योजना थी, लेकिन चूंकि इसमें केवल 1 ADC पिन है और मैं 2 एनालॉग डिवाइसों को इंटरफ़ेस करना चाहता था जिन्हें मैंने ब्लूटूथ कॉन्फ़िगरेशन के साथ Arduino पर वापस लौटा दिया।

मैंने लगभग ESP 12E चुना है

ईएसपी के साथ कोई भी डेटा सीधे क्लाउड पर भेज सकता है, व्यक्तिगत सर्वर या वेबसाइट जैसे थिंग्सपीक हो सकता है और वहां से संबंधित कर्मियों को सीधे साझा किया जा सकता है।

ढांच के रूप में

पहले केबल-आधारित कनेक्शन में बहुत सारी समस्याएँ थीं, क्योंकि मोड़ और मोड़ के कारण तार टूट जाते थे, बाद में मैं डीसी मोटर के आर्मेचर से इंसुलेटेड कॉपर वायर में चला गया। जो काफी मजबूत है मुझे कहना चाहिए।

चरण 4: कोडिंग

मूल विचार इस प्रकार है।

पीपीजी सेंसर का कार्य सिद्धांत मूल रूप से उंगलियों पर प्रकाश को रोशन करना और फोटो-डायोड का उपयोग करके प्रकाश की तीव्रता को मापना है। यहाँ मैं www.pulsesensor.com के शेल्फ़ पल्स सेंसर का उपयोग कर रहा हूँ। मैंने भागों अनुभाग में अन्य विकल्पों का उल्लेख किया है। हम एनालॉग वोल्टेज भिन्नता को एनालॉग पिन 0 पर मापेंगे जो बदले में, उंगलियों पर या कलाई पर रक्त प्रवाह का माप है जिसके द्वारा हम हृदय गति और आईबीआई को माप सकते हैं। तापमान माप के लिए हम एक का उपयोग कर रहे हैं 10k एनटीसी थर्मिस्टर, मेरा लैपटॉप बैटरी पैक से निकाला जाता है। यहां, 10kΩ के NTC प्रकार के थर्मिस्टर का उपयोग किया जाता है। 10kΩ के NTC का अर्थ है कि इस थर्मिस्टर का प्रतिरोध 25°C पर 10kΩ है। प्रो-मिनी-बोर्ड के एडीसी को 10kΩ रोकनेवाला के पार वोल्टेज दिया जाता है।

तापमान को स्टाइनहार्ट-हार्ट समीकरण का उपयोग करके थर्मिस्टर प्रतिरोध से पता लगाया जा सकता है। केल्विन में तापमान = 1 / (ए + बी [एलएन (आर)] + सी [एलएन (आर)] ^ 3) जहां ए = 0.001129148, बी = 0.000234125 और सी = 8.76741*10^-8 और आर थर्मिस्टर प्रतिरोध है। ध्यान दें कि Arduino में लॉग () फ़ंक्शन वास्तव में एक प्राकृतिक लॉग है।

इंट थर्मिस्टर_एडीसी_वैल;

डबल आउटपुट_वोल्टेज, थर्मिस्टर_रेसिस्टेंस, थर्म_रेस_एलएन, तापमान, टेम्पफ; थर्मिस्टर_एडीसी_वल = एनालॉगरेड (थर्मिस्टर_आउटपुट);

आउटपुट_वोल्टेज = ((थर्मिस्टर_एडीसी_वल * 3.301) / 1023.0));

थर्मिस्टर_रेसिस्टेंस = ((3.301 * (10 / आउटपुट_वोल्टेज)) - 10);

/* किलो ओम में प्रतिरोध */

थर्मिस्टर_रेसिस्टेंस = थर्मिस्टर_रेसिस्टेंस * 1000;

/* ओम में प्रतिरोध */

therm_res_ln = लॉग (थर्मिस्टर_रेसिस्टेंस);

/* स्टीनहार्ट-हार्ट थर्मिस्टर समीकरण: */ /* केल्विन में तापमान = 1 / (A + B[ln(R)] + C[ln(R)]^3) *// जहां A = 0.001129148, B = 0.000234125 और सी = 8.76741*10^-8 */ तापमान = (1 / (0.001129148 + (0.000234125 * therm_res_ln) + (0.0000000876741 * therm_res_ln * therm_res_ln * therm_res_ln))); /* केल्विन में तापमान */तापमान = तापमान - २७३.१५; /* डिग्री सेल्सियस में तापमान */

सीरियल.प्रिंट ("डिग्री सेल्सियस में तापमान =");

Serial.println (तापमान);

पूरा कोड यहां पाया जा सकता है।

चरण 5: परीक्षण और कार्य करना।

चरण 6: भविष्य में वृद्धि और निष्कर्ष

भविष्य संवर्द्धन:

• मैं निम्नलिखित विशेषताएं जोड़ना चाहूंगा:
• विसंगति का पता लगाने के लिए Tiny ML और Tensorflow lite का उपयोग करना।
• BLE. का उपयोग करके बैटरी का अनुकूलन
• स्वास्थ्य के संबंध में व्यक्तिगत सूचनाओं और सुझावों के लिए Android एप्लिकेशन
• सतर्क करने के लिए कंपन मोटर जोड़ना

निष्कर्ष:

ओपन सोर्स सेंसर और इलेक्ट्रॉनिक्स की मदद से, हम वास्तव में COVID-19 लक्षणों का पता लगाकर फ्रंटलाइन वर्कर्स के जीवन में बदलाव ला सकते हैं, यानी एचआरवी और शरीर के तापमान में बदलाव कोई भी बदलाव का पता लगा सकता है और उन्हें प्रसार को रोकने के लिए क्वारंटाइन होने का सुझाव दे सकता है। रोग की। इस डिवाइस की सबसे अच्छी बात यह है कि इसकी कीमत 15 डॉलर से कम है जो किसी भी उपलब्ध फिटनेस ट्रैकर आदि की तुलना में काफी सस्ता है और इसलिए सरकार इन्हें बना सकती है और फ्रंट लाइन वर्कर्स की सुरक्षा कर सकती है।