Bir Arduino'yu insan vücuduna bağlamak güvenli midir?

14

EKG verilerini toplamak ve görüntülemek için Arduino kullanan bir proje oluşturmak istiyorum. Vücuda (göğüste) bağlı iki elektrot kullanır. Sinyal daha sonra op-amp'ler aracılığıyla bir Arduino ADC pinine iletilir. Arduino sadece bir PC'ye bağlı. Hem insan hem de Arduino kartının bu şekilde bağlanması güvenli midir?

Bazı güvenlik önlemleri almalı mıyım ve öyleyse hangisi?

arduino operational-amplifier safety

— Garnagar
kaynak

3

Durumu farkettiğiniz için iyi, göründüğü kadar basit değildi ve yapmadan önce sormak değildi. İlgili: electronics.stackexchange.com/questions/120596/…

— Matt Young

1

EKG ölçümü için Arduino'ya bağlı bir bilgisayarın kullanımı çok tehlikelidir. Bu soru kapatılmalıdır.

— Leon Heller

Dizüstü bilgisayar kullanmak istiyorum (batery üzerinde çalışan), daha güvenli mi?

— Garnagar

43

@LeonHeller Amacınız insanları güvende tutmaksa, soruyu kapatmak yapabileceğiniz en kötü şeylerden biridir. İyi bilgi insanları güvende tutar, eksikliğini değil.

— Lily Finley

3

@LeonHeller Bu Meta soruya katkıda bulunmayı düşünün: Tehlikeli maddelerle ilgili politikamız nedir? Bu soruya gelince, açık kalması gerektiğine inanıyorum. Şu ana kadar yakın bir nedenimiz olmadığını unutmayın: "Çok tehlikeli - bu tür bilgiler kamuya açık olarak saklanmalıdır ve sadece layık gördüğümüz kişilere gizlice verilmelidir."

— Adam Davis

25

Tüm proje düşük voltajlı ve pille çalıştırılmadıkça önerilmez. Çalışan şebeke elektriği, transformatör izole edilmiş olsa bile tehlikeli olabilir. Aşırı kaçak akımlara ve ekipman veya bileşen arızalarından kaynaklanan potansiyel güvenlik tehlikelerine karşı koruma sağlamak için şebekeye bağlı hastaya bağlı ekipman için özel güvenlik gereksinimleri vardır.

Bu düzenlemeler profesyonel tıbbi ekipman için geçerlidir, ancak bir nedenden dolayı oradadırlar. Sadece bir hobi projesi olsa bile onları görmezden gelmenin güvenli olduğunu varsaymamalısın.

— Yuhanna D
kaynak

12

Küçük bir ek: proje pille çalışıyor olsa bile, galvanik izolasyon olmadan kartı uart-usb dönüştürücü ile bağlamak hala tehlikeli olabilir.

— Ashton

5

Bu ^^. Bir masaüstünde, USB topraklaması toprak, dizüstü bilgisayarlarda, kim bilir ... Genel olarak, bir USB bağlantısı bu tür uygulamalarda şebeke olarak ele alınmalıdır. electronics.stackexchange.com/questions/120596/…

— Matt Young

Pratik öneriler: yüksek tarafta küçük bir sigorta kullanın, örn. Tüm akım akışını öldürecek bir yerde 50mA veya daha fazla (bu kadar akım bir EKG'de akmamalıdır!). Biraz direnç ekleyecektir, bu yüzden bunu dikkate almanız gerekebilir.

— Hugh Nolan

@AshtonH.: Sadece "olabilir" değil, kesinlikle. USB izole edilmemiştir ve birden fazla eşzamanlı arıza içermekle birlikte test nesnesini zaplayabilir.

— whatsisname

7

Bir EKG testi yaparken, elektrotlar kuru ciltten çok daha iletkendir, bu nedenle küçük voltajlardan fibrilasyon veya diğer aritmi tetikleme olasılığı mevcuttur ve çok ciddiye alınması gerekir. İmplante edilen kalp pilleri için çoğu kalp pili palsları 2mV ila 250mV arasındadır. Bu çok fazla voltaj değildir ve cihazınız bunu yanlışlıkla kalbe yönlendirirse, büyük bir sorun yaşayabilirsiniz.

Kısa cevap: IEC 60601-2-25'i okuyun.

Orta cevap: Bu günlerde bunu yapmak için, tüm dijital sinyallerinizin fiziksel bir yalıtım sınırı boyunca opto-izole edilmesi ve güç kaynağınızın izole edilmesi gerekir (yani, transformatörler). Bunların ne tür bir korumaya sahip olmaları gerektiğine dair çok ayrıntılı ve katı gereksinimler vardır, bu da birçok kiloVolt ile zaptedilmeye ve sınırı geçmemeye dayanabilmeyi içerir.

Tüm amplifikasyon ve veri işleme, temel olarak bir UART'tan başka bir şey olmadan izolasyon sınırınızın üst kısmında gerçekleşmelidir. Kısacası, düzgün bir şekilde yapmak için temel olarak özel bir PCB yapmalısınız.

SPI üzerinden iletişim kurabileceğiniz analog ön uç olarak TI ADS1298 gibi bir şey kullanın.

— whatsisname
kaynak

"Tüm amplifikasyon ve veri işleme sistemlerinizin izolasyon sınırınızın yukarısında yer alması gerekiyor" Doğru değil, sadece elektriksel olarak güvenli bir şekilde yapmanız gerekecek. Ahududu pi benzeri bir cihazı (güvenli güç kaynakları ile) kolayca veri işleme yapabilir ve 9V'den güvenle görüntüleyebilir ve hiçbir yerde izolasyona sahip olamazsınız. Bu var muhtemelen mümkün olduğunca proba yakın olarak izole etmek sadece daha ucuz.

— Sam

1

"Kısa cevap: IEC 60601-2-25'i okuyun." Uzun cevap bu değil mi? IEC 60601-2-25, 60 sayfanın üzerinde.

— Ajedi32

@ Ajedi32: yazmak için kısa :)

— whatsisname

@Sam: izolasyon sınırının gereksinimleri minimum fiziksel boşluk ve çeşitli diğer gereksinimleri içerir. Duvar siğiliniz gereksinimleri karşılamıyor.

— whatsisname

Ben de katılmıyorum @Sam tüm içinde " tüm amplifikasyon ve izolasyon sınır yeri ust baş çekmek için. İhtiyacı işlenmesi veriler " Bu (mümkünse hiç değilse) Çoğalmamış EKG sinyalleri çapraz yapmak için denemek için lanetlemek elverişsiz olacağı doğrudur izolasyon sınırı. Bununla birlikte, galvanik izolasyonun nerede düzenleneceği için birden fazla seçenek vardır. Pille çalışan cihazın mekanik tasarımını, USB (kaydedilen verilerin şarj edilmesi ve okunması için) elektrot kablosuyla aynı anda takılamayacak şekilde yapmak bile mümkündür.

— Nick Alexeev

2

Dahili A / D ile EKG sinyallerini okuyamayacaksınız, yeterince yükseltmiyor veya yeterli ortak mod kazancı reddi var. Bir enstrümantasyon amplifikatörü kullanmanız gerekecek. Uygun tasarım (opto-kuplör) ile akülü bir enstrümantasyon amplifikatörünü bir arduinoya bağlamak oldukça güvenli olmalıdır, en azından ben böyle yapardım. (Enstrümantasyon amplifikatörünün duvarını güçlendirirdim, ama salak alma riskiyim)

— Sam
kaynak

9

Bonus riski için eBay'den gelen 1 $ 'lık sahte Apple duvar fiş adaptörlerinden birini kullanın, ancak lütfen size biraz hayat sigortası yaptırmama izin verin.

— Spehro Pefhany

0

Arduino'yu dizüstü bilgisayara bağlayıp yalnızca pilleri kullanarak çalıştırmanız güvenlidir (o zaman sizi şok edebilecek en yüksek voltaj dizüstü bilgisayarın pil voltajıdır - yeterince güvenli olmalıdır).

Bir süre önce farklı parçalar kullanarak benzer bir proje yaptım - tüm cihazı pillerden çalıştırmayı ve bilgisayara veri göndermek için Bluetooth'u kullanmayı seçtim.

— yufka
kaynak

1

Hayır, dizüstü bilgisayar pili kullanıldığında bile güvenli değildir. İmplante edilen kalp pili darbeleri 250mV ila 2mV kadar düşük olabilir. Bir kalp atışı sinyali vermek için yeterliyse, dizüstü bilgisayarınızdan 5 volt veya daha fazlası kesinlikle bunu yapabilir.

— whatsisname

@whatsisname Dünyadaki her EKG'nin ön amplifikatör ucu + 5V tarafından desteklenmektedir (olması gerekir). Hiçbiri hastadan galvanik olarak izole edilmez (olamaz).

— Nick Alexeev

@NickAlexeev: evet, ancak güvenlik için herhangi bir dizüstü bilgisayar güç kaynağından çok daha katı mühendislik gereksinimlerine sahipler.

— whatsisname

@whatsisname "Güvenlik için çok daha katı gereksinimler [EKG ön uçlarındaki ön amplifikatörler için]" referansları ve detayları, lütfen? Unutmayın, hala DC besleme rayı voltajlarından bahsediyoruz.

— Nick Alexeev

0

En kolay ve güvenli tasarım , elektrot sinyalini yükseltmek için pille çalışan bir amplifikatör kullanmak , amplifikatörü bilgileri yakalamak, işlemek ve saklamak için pille çalışan bir Arduino'ya bağlamak olacaktır . Elektrotları hastadan
çıkardıktan sonra , Arduino'yu istediğiniz şekilde PC'ye bağlayın (kutu) ve verileri PC'ye aktarın. Açıkçası, kullanmayan bu aparat , bir "pace maker" vardır (giyer) kimseye !

— Guill
kaynak