Ist es sicher, einen Arduino mit dem menschlichen Körper zu verbinden?

Ich möchte ein Projekt erstellen, das ein Arduino verwendet, um EKG-Daten zu sammeln und anzuzeigen. Es werden zwei Elektroden verwendet, die am Körper (auf der Brust) angebracht sind. Das Signal wird dann über Operationsverstärker an einen Arduino-ADC-Pin übertragen. Das Arduino ist nur mit einem PC verbunden. Ist es für den Menschen und das Arduino-Board sicher, auf diese Weise verbunden zu werden?

Sollte ich Sicherheitsvorkehrungen treffen und wenn ja, welche?

Es ist nicht ratsam, es sei denn, das gesamte Projekt ist Niederspannung und batteriebetrieben. Jeder Netzbetrieb kann gefährlich sein, selbst wenn der Transformator isoliert ist. Es gibt spezielle Sicherheitsanforderungen für netzbetriebene Geräte, die an Patienten angeschlossen sind, um sich vor übermäßigen Ableitströmen und möglichen Sicherheitsrisiken aufgrund von Geräteausfällen oder Komponentenfehlern zu schützen.

Diese Bestimmungen gelten für professionelle medizinische Geräte, sie sind jedoch aus einem bestimmten Grund vorhanden. Sie sollten nicht davon ausgehen, dass es sicher ist, sie zu ignorieren, auch wenn es sich nur um ein Hobbyprojekt handelt.

Bei der Durchführung eines EKG-Tests sind die Elektroden viel leitfähiger als trockene Haut. Daher besteht die Möglichkeit, dass durch kleine Spannungen ein Flimmern oder eine andere Arrhythmie ausgelöst wird, und dies muss sehr ernst genommen werden. Die meisten Herzschrittmacherimpulse für implantierte Herzschrittmacher liegen zwischen 2 mV und 250 mV. Das ist nicht viel Spannung, und wenn Ihr Gerät dies versehentlich zum Herzen treibt, könnten Sie in große Schwierigkeiten geraten.

Kurze Antwort: Lesen Sie IEC 60601-2-25.

Mittlere Antwort: Um dies heutzutage zu tun, müssen alle Ihre digitalen Signale über eine physikalische Isolationsgrenze hinweg optisch isoliert sein, und Ihre Stromquelle muss isoliert sein (dh Transformatoren). Es gibt sehr detaillierte und strenge Anforderungen an die Art des Schutzes, den diese erfüllen müssen. Dazu gehört, dass sie es aushalten müssen, mit vielen Kilovolt gezappt zu werden und die Grenze nicht zu überschreiten.

Die gesamte Verstärkung und Datenverarbeitung muss vor Ihrer Isolationsgrenze erfolgen, wobei im Grunde nichts als ein UART diese Grenze überschreitet. Kurz gesagt, Sie müssen im Grunde eine benutzerdefinierte Leiterplatte herstellen, um es richtig zu machen.

Verwenden Sie so etwas wie den TI ADS1298 als analoges Front-End, mit dem Sie über SPI kommunizieren können.

Mit dem integrierten A / D können Sie keine EKG-Signale lesen, es wird nicht ausreichend verstärkt oder die Gleichtaktverstärkung wird nicht ausreichend unterdrückt. Sie müssen einen Instrumentenverstärker verwenden. Mit dem richtigen Design (Optokoppler) sollte es ziemlich sicher sein, einen batteriebetriebenen Instrumentenverstärker an ein Arduino anzuschließen, zumindest würde ich das so machen. (Ich würde den Instrumentenverstärker an der Wand betreiben, aber ich bin ein Idiot, der das Risiko eingeht.)

Es ist sicher, wenn Sie Arduino an den Laptop anschließen und ihn nur mit Batterien betreiben (dann ist die höchste Spannung, die Sie schockieren könnte, die Batteriespannung des Laptops - das sollte sicher genug sein).

Ich habe vor einiger Zeit ein ähnliches Projekt mit verschiedenen Teilen durchgeführt. Ich habe mich dafür entschieden, das gesamte Gerät über Batterien mit Strom zu versorgen und über Bluetooth Daten an den Computer zu senden.

Das einfachste und sicherste Design wäre, einen batteriebetriebenen Verstärker zu verwenden, um das Elektrodensignal zu verstärken, den Verstärker mit einem batteriebetriebenen Arduino zu verbinden, um die Informationen zu erfassen, zu verarbeiten und zu speichern . Schließen Sie
nach dem Trennen der Elektroden vom Patienten Arduino an den PC an, wie Sie möchten (können), und übertragen Sie die Daten auf den PC.
Offensichtlich Sie nicht verwenden , das Gerät auf jeden, der hat (trägt) einen „Schrittmacher“ !