È sicuro connettere un Arduino al corpo umano?

14

Voglio creare qualche progetto che utilizza un Arduino per raccogliere e visualizzare i dati ECG. Usa due elettrodi che sono attaccati al corpo (sul petto). Il segnale viene quindi trasmesso attraverso op-amp a un pin ADC Arduino. Arduino è collegato solo a un PC. È sicuro che sia la scheda umana che quella Arduino siano collegate in questo modo?

Devo prendere alcune precauzioni di sicurezza e, in caso affermativo, quali?

arduino operational-amplifier safety

— Garnagar
fonte

3

Essere bravi a riconoscere la situazione non era così semplice come sembrava, e chiedere prima di farlo. Correlati: electronics.stackexchange.com/questions/120596/…

— Matt Young,

1

L'uso di un PC collegato ad un Arduino per la misurazione dell'ECG è molto pericoloso. Questa domanda dovrebbe essere chiusa.

— Leon Heller,

Vorrei usare il laptop (funzionante a batteria), è più sicuro?

— Garnagar,

43

@LeonHeller Se il tuo obiettivo è proteggere le persone, chiudere la domanda è una delle peggiori cose che potresti fare. Una buona informazione protegge le persone, non la loro mancanza.

— Lily Finley,

3

@LeonHeller Prendi in considerazione l'idea di contribuire a questa Meta domanda: qual è la nostra politica sulle cose pericolose? Per quanto riguarda questa domanda, credo che dovrebbe rimanere aperta. Si noti che al momento non abbiamo una ragione stretta "Troppo pericoloso - tali informazioni dovrebbero essere nascoste al pubblico e fornite solo in segreto a coloro che abbiamo ritenuto meritevoli".

— Adam Davis,

25

Non è consigliabile a meno che l'intero progetto non sia a bassa tensione e funzionante a batteria. Qualunque rete elettrica può essere pericolosa anche se il trasformatore è isolato. Esistono requisiti di sicurezza specifici per le apparecchiature collegate al paziente alimentate dalla rete per proteggere da correnti di dispersione eccessive e potenziali rischi per la sicurezza dovuti a guasti alle apparecchiature o ai componenti.

Tali regolamenti si applicano alle apparecchiature mediche professionali, ma sono lì per un motivo. Non dovresti presumere che sia sicuro ignorarli anche se è solo un progetto hobby.

— Giovanni D.
fonte

12

Una piccola aggiunta: anche se il progetto è alimentato a batteria, potrebbe comunque essere pericoloso collegare la scheda tramite convertitore uart-usb senza isolamento galvanico.

— Ashton H.,

5

^^ Questo. Su un desktop, la terra USB è la terra, sui laptop, chissà ... Nel complesso, una connessione USB dovrebbe essere considerata la rete in questi tipi di applicazioni. electronics.stackexchange.com/questions/120596/…

— Matt Young,

Raccomandazione pratica: utilizzare un piccolo fusibile sul lato alto, ad esempio 50 mA o giù di lì (questa corrente non dovrebbe fluire in un elettrocardiogramma !!) in un luogo che ucciderebbe tutto il flusso di corrente. Aggiungerà un po 'di resistenza, quindi potrebbe essere necessario o meno tenerne conto.

— Hugh Nolan,

@AshtonH.: Non solo "potrebbe essere", lo è sicuramente. L'USB non è isolato e sebbene implichi più guasti simultanei, potrebbe compromettere il soggetto del test.

— whatsisname

7

Quando si esegue un test ECG, gli elettrodi sono molto più conduttivi della pelle secca, quindi è presente la possibilità di innescare fibrillazione o altra aritmia da piccole tensioni e deve essere presa molto sul serio. La maggior parte degli impulsi del pacemaker per pacemaker impiantati va da 2mV a 250mV. Non è un sacco di tensione e se il tuo dispositivo lo porta accidentalmente al cuore, potresti avere molti problemi.

Risposta breve: leggere IEC 60601-2-25.

Risposta media: per farlo in questi giorni, devi avere tutti i tuoi segnali digitali optoisolati oltre un confine di isolamento fisico e la tua fonte di alimentazione deve essere isolata (cioè trasformatori). Esistono requisiti molto dettagliati e rigorosi sul tipo di protezione di cui devono essere capaci, che implica la capacità di resistere allo zapping con molti chiloVolt e non oltrepassare il confine.

Tutta l'amplificazione e l'elaborazione dei dati devono avvenire a monte del confine di isolamento, con praticamente nient'altro che un UART che lo attraversa. In breve, devi fondamentalmente creare un PCB personalizzato per farlo correttamente.

Utilizzare qualcosa come la TI ADS1298 come front-end analogico, a cui è possibile comunicare tramite SPI.

— comesichiama
fonte

"Tutta la tua amplificazione e l'elaborazione dei dati devono avvenire a monte del tuo limite di isolamento" Non è affatto vero, dovrai solo farlo in un modo elettricamente sicuro. Si potrebbe facilmente fare in modo che un dispositivo simile a un lampone pi (con alimentatori sicuri) esegua l'elaborazione dei dati e visualizzi in modo sicuro da un 9V e non abbia alcun isolamento da nessuna parte. E ' probabilmente solo più conveniente per isolare il più vicino alla sonda il più possibile.

— Sam,

1

"Risposta breve: leggi IEC 60601-2-25." Non è questa la risposta lunga? IEC 60601-2-25 è lungo oltre 60 pagine.

— Ajedi32,

@ Ajedi32: abbreviato per me da scrivere :)

— whatsisname

@Sam: i requisiti del limite di isolamento includono una spaziatura fisica minima e una varietà di altri requisiti. La tua verruca non soddisfa i requisiti.

— whatsisname

@Sam Sono troppo in disaccordo con tutto in " tutte le tue amplificazioni e l'elaborazione dei dati devono avvenire a monte del tuo limite di isolamento. " È vero che sarebbe dannatamente poco pratico (se possibile) cercare di far attraversare i segnali ECG non amplificati limite di isolamento. Tuttavia, esiste più di un'opzione per la disposizione dell'isolamento galvanico. È anche possibile eseguire la progettazione meccanica del dispositivo alimentato a batteria in modo tale che l'USB (per la ricarica e la lettura dei dati registrati) non possa essere collegato contemporaneamente al cavo dell'elettrodo.

— Nick Alexeev

2

Non sarai in grado di leggere i segnali ECG con l'A / D di bordo, non amplifica abbastanza o ha abbastanza rifiuto di guadagno in modo comune. Dovrai utilizzare un amplificatore di strumentazione. Con un design adeguato (optoaccoppiatore) dovrebbe essere abbastanza sicuro collegare un amplificatore di strumentazione alimentato a batteria ad un arduino, almeno è così che lo farei. (Vorrei alimentare a parete l'amplificatore della strumentazione, ma sono un rischio prendere un idiota)

— Sam
fonte

9

Per il rischio bonus usa uno di quei falsi adattatori per presa a muro Apple da $ 1 di eBay, ma per favore fammi stipulare un'assicurazione sulla vita.

— Spehro Pefhany,

0

È sicuro se colleghi Arduino al laptop e lo esegui solo usando le batterie (quindi la tensione più alta che potrebbe scuotere è la tensione della batteria del laptop - che dovrebbe essere abbastanza sicura).

Qualche tempo fa ho realizzato un progetto simile utilizzando parti diverse: ho scelto di alimentare l'intero dispositivo dalle batterie e di utilizzare il Bluetooth per inviare dati al computer.

— Filo
fonte

1

No, non è sicuro nemmeno usando una batteria per laptop. Gli impulsi del pacemaker impiantato possono essere compresi tra 250 mV e 2 mV. Se questo è abbastanza per segnalare un battito cardiaco, 5 volt o più dal tuo laptop è sicuramente in grado di farlo.

— whatsisname

@whatsisname L'estremità anteriore dell'amplificatore di ogni elettrocardiogramma nel mondo è alimentata da + 5V (deve essere). Né è galvanicamente isolato dal paziente (non può essere).

— Nick Alexeev

@NickAlexeev: sì, ma hanno requisiti ingegneristici molto, molto più rigorosi per la sicurezza rispetto a qualsiasi alimentatore per laptop.

— whatsisname

@whatsisname Riferimenti e dettagli per i "requisiti molto più rigorosi per la sicurezza [per gli amplificatori frontali nei front end ECG]", per favore? Tieni presente che stiamo ancora parlando delle tensioni della barra di alimentazione CC.

— Nick Alexeev

0

Il design più semplice e sicuro sarebbe quello di utilizzare un amplificatore alimentato a batteria per amplificare il segnale degli elettrodi, collegare l'amplificatore a un Arduino alimentato a batteria per acquisire, elaborare e archiviare le informazioni.
Dopo aver scollegato gli elettrodi dal paziente , collegare Arduino al PC nel modo desiderato (possibile) e trasferire i dati sul PC.
Ovviamente, non usi questo apparato su nessuno che ha (indossa) un "pace maker" !

— Guill
fonte