HRP-N3 - серия источников питания с максимальной пиковой мощностью в 350% от MEAN WELL

Электромеханический кардиостимулятор

Diodes NE555

Уважаемые читатели!
Представленный ниже материал предназначен только для ознакомления и не является медицинской или иной рекомендацией, побуждающей использовать его для практического применения без консультации со специалистами.
Автор и редакция не несут ответственности за действия третьих лиц, попытавшихся повторить описанный ниже эксперимент, а равно как и за вред, вызванный этими действиями.

Выбираем схему BMS для заряда литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов


Предлагаемый материал предназначен исключительно для ознакомления и является результатом индивидуальной экспериментальной практики автора. Материал изложен без употребления специфических медицинских терминов.

История и предпосылки

Этой зимой зловредный вирус добрался до автора. Болезнь прошла в легкой форме, но оставила память о себе в виде осложнения, ощущаемого в форме спонтанных нарушений сердечного ритма, возникающих в основном в вечернее время при отсутствии каких-либо физических нагрузок и других провоцирующих факторов. Врачи диагностировали аритмию.

Автор до болезни занимался любительским бегом на длинные дистанции, что сказалось на естественном снижении частоты пульса в покое до 55…52 ударов в минуту. После перенесенного COVIDa при приступах нарушения ритма частота пульса снижалась до 45...35 ударов в минуту. Снижение вызывалось пропусками сердечных сокращений, что иллюстрирует Рисунок 1.

Пропущенный цикл сердцебиения.
Рисунок 1. Пропущенный цикл сердцебиения.

На экране пульс-оксиметра хорошо виден пропуск очередного цикла. Субъективно это ощущается как «замирание» сердца, что вызывает естественное состояние тревоги. Изучение специфической литературы, в которой описаны более двадцати видов аритмии, каждый из которых имеет свои подвиды, показало, что при подобных нарушениях ритма применяется лекарственная терапия и в отдельных случаях установка вживляемого электронного кардиостимулятора, посылающего ритмичные электрические импульсы непосредственно в полость сердца. Стало ясно, что для снятия приступа необходимо каким-то образом стимулировать ритмичное сокращение сердца, не прибегая к таким экстремальным мерам, как установка электронного кардиостимулятора.

Все мы на бытовом уровне знаем, что человеческий организм имеет очень высокую степень адаптации к внешним воздействиям. Следовательно, нужен был внешний источник ритмических колебаний, который, воздействуя на органы чувств, постепенно принуждал бы сердечный ритм к синхронизации с внешним источником. Решено было реализовать такой «водитель ритма» в форме электромеханического устройства, создающего легкое ритмичное тактильное воздействие на область грудной клетки.

Реализация

В качестве электромеханического преобразователя использована низкочастотная динамическая головка от компьютерной аудиосистемы, имеющая мягкую подвеску и значительный ход диффузора. Внешний вид прибора, имеющего размеры 50 × 50 × 22 мм, изображен на Рисунке 2.

Внешний вид прибора.
Рисунок 2. Внешний вид прибора.

На рисунке видно, что в качестве элемента, контактирующего с поверхностью тела, используется мягкая резиновая пробка диаметром 10 мм от медицинского флакона, приклеенная по центру диффузора. Практика показала, что эффективное воздействие такого «толкателя» достигается и при использовании поверх неплотной домашней одежды.

Электронная часть прибора выполнена с применением таймера NE555, включенного по классической схеме, и приведена на Рисунке 3.

Принципиальная схема прибора.
Рисунок 3. Принципиальная схема прибора.

Особенностью схемы является применением модуля DC1, повышающего напряжение LiPo аккумулятора с 3.7 В до 12 В. Модуль приобретен на AliExpress. Указывать конкретную ссылку не имеет смысла, найти легко, их много и разных. Напряжение на выходе преобразователя DC1 остается постоянным при изменении входного напряжения от 4.2 В до 3.2 В. Это способствует высокой стабильности частоты и силы воздействия.

Сопротивление катушки динамической головки составляет 2 Ом, для ее раскачки нужен значительный ток, поэтому в качестве выходного элемента применен мощный транзистор Дарлингтона. Следует особо остановиться на форме импульса на клеммах динамической головки, показанного на Рисунке 4.

Форма импульса в нагрузке.
Рисунок 4. Форма импульса в нагрузке.

Прямоугольный импульс в данном случае неприемлем, так как ощущается как очень неприятный двойной «щелчок». Конденсатор С3 и резистор R8 формируют импульс, обеспечивающий интенсивный разгон и мягкий возврат диффузора в исходное положение. Это очень важно для правильного функционирования.

Резисторы R1 – R4 регулируют частоту стимулирующих импульсов, а R5 – длительность управляющего импульса, влияющего на экономичность прибора. В нашем случае длительность управляющего импульса около 10 мс. При тестовом включении время непрерывной работы прибора с аккумулятором 100 мА·ч составило более 4 часов.

Практической применение

Внимание! Все изложенное ниже носит сугубо индивидуальный характер и не может быть использовано в качестве каких-либо аргументов «pro o contro».

При первых признаках приближения приступа аритмии принимаем горизонтальное положение, измеряем частоту пульса фитнес-браслетом или пульс-оксиметром. Устанавливаем переключателем прибора наиболее близкую частоту. Помещаем прибор в экспериментально определенное наиболее комфортное место и включаем его. Дышим равномерно, используя такты прибора для равенства вдоха и выдоха, длительность которых должна быть максимально комфортной.

Как правило, синхронизация пульса и ритма прибора наступает через пять-семь минут, что хорошо идентифицируется. При желании убеждаемся в этом при помощи пульс-оксиметра, диаграмма на котором становится равномерной, без провалов, а число, показывающее пульс, незначительно отличается от заданного нашим прибором. Выключаем прибор, продолжая равномерно дышать и слушать собственные ощущения. Положение тела резко не изменяем, чтобы не спровоцировать повторение приступа. Минут через пятнадцать возвращаемся к прерванным делам.

Заключение

В статье описывается экспериментальный электромеханический кардиостимулятор, разработанный и примененный автором в индивидуальном порядке, на свой риск.

В данном конкретном случае описываемый прибор показал возможность предотвращения развития приступа аритмии путем синхронизации ритма сердечных сокращений с внешним ритмическим тактильным воздействием.

Материалы по теме

  1. Datasheet Diodes NE555
  2. Datasheet ON Semiconductor BDW47
83 предложений от 36 поставщиков
NE555 - аналоговая интегральная схема, универсальный таймер — устройство для формирования (генерации) одиночных и повторяющихся импульсов со стабильными временными характеристиками. Применяется...
ЗУМ-СМД
Россия
NE555
2.69 ₽
AliExpress
Весь мир
LM393DR SOP8 LM393 SOP-8 SOP LM393DT LM358DR LM358 NE555DR NE555 LM339DR LM339 LM324DR LM324 NE5532 NE5532R JRC4558D 4558D
2.70 ₽
NE555DR
Texas Instruments
3.16 ₽
NE555
от 3.30 ₽
Электронные компоненты. Бесплатная доставка по России
Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя
Фрагменты обсуждения (только последние 20 сообщений):Полный вариант обсуждения »
  • По красивому бы связать с пульсометром, дабы не играться ручками, не?
  • Здорово, спасибо. А не подскажете модель пульсоксиметра?
  • Аналогияно с ФИТНЕСБРАСЛЕТОМ....
  • Спасибо за интерес к моей работе. Отвечаю по порядку. Изначально все было сделано примерно так как вы предлагаете. В основе микроконтроллер Iskra JS, поскольку я работаю только с этим микроконтроллером, имеющим значительные вычислительные возможности и программируемом на Js. Датчик частоты пульса с Али измерял пульс. Если в пульсе обнаруживались пропуски запускался стимулятор с последним нормальным периодом. Затем включалась подпрограмма контроля совпадения пульса с ритмом стимулятора. при совпадении в течение 1 минуты стимулятор автоматически отключался. Все это работало в экспериментальном режиме но потом благополучно отправилось в корзину (за исключением самого микроконтроллера:)). Дело в том что попытка подменить субъективный контроль объективным в данном случае неправильна. Возможно она нужна если тяжелый больной не в состоянии сообщить о проблеме врачу, но это уже другая история. Наступление момента пропуска сердечного цикла возникает в основном в состоянии покоя (такова его природа) и отчетливо ощущается. Это ощущение ни с чем не спутаешь! Точно также момент синхронизации ловится достаточно четко по отсутствию негативных ощущений. Теперь по конструкции. Тут вы правы на 100%. если прямо на тело, то жестковато, хотя на функциональности не сказывается. Первоначальным местом размещения была выбрана область грудины, потом точка контакта переместилась на грудную мышцу. И через футболку. Так хорошо и комфортно. Ваша идея с мембраной интересна и я обязательно ее попробую. Пульсоксиметр безымянный китайский но я его специально купил в Москве чтобы иметь возможность замены по гарантии. Но мне повезло, пульс измеряет правильно, оксигенацию тоже, сравнивал и с изменителями давления и с другими аналогичными пульсоксиметрами. Т.е. +/- 1 по пульсу, то же по кислороду. Так что мой совет - купить в магазине с возможностью обмена по гарантии. И в заключение. По соображениям безопасности я рекомендую посоветоваться с медиками или биофизиками.
  • [b]Михаил_Басков[/b], Я скорее всего сейчас глупость скажу, но иногда люди со стороны могут быть источником идей. Я сам всегда обращаюсь к своему другу если есть затыки в проекте. Так что не судите строго. Так вот, низкие частоты очень хорошо передаются прямо в грудину. Например, если рядом с вами бьют в большой барабан. Тоже самое происходит если слушать музыку при мощности НЧ канала около 100 Ватт RMS. Я смею предположить, что на сердечный ритм можно влиять и бесконтактным путём, причём даже более эффективно. Например такие НЧ импульсы можно было бы генерировать даже во сне по сигналу датчика. Правда это только если вы живёте в частном доме. 100 Ватт НЧ ночью спокойно преодолеет 5-6 этажей в многоэтажке.
  • Отчего же глупость? Я тоже обдумывал эту возможность, ведь эффектор в виде пробочки появился после испытания просто динамика. Работает и так. Однако нужно качественное акустическое демпфирование, чтобы предотвратить резонансные явления. Но сила воздействия просто акустической волны в моем случае была меньше, а звук, который сообщал близким о моем плохом самочуствии, громче. Собственно мощный низкочастотный акустический сигнал давно используется в качестве оружия. А уж если его правильно промодулировать... Спасибо за интерес к моей работе. Постарайтесь не болеть. Мерзкая штука этот вирус.
  • [b]Михаил_Басков[/b], Ну тогда может быть следует увеличить площадь соприкосновения подвижной части системы с грудиной. Мне кажется, что ваша конструкция в принципе не сможет передать достаточное количество энергии грудине. При увеличении амплитуды вы можете только травмировать точку соприкосновения. Просто я когда увидел ваш динамик сразу вспомнил про свою аналогичную конструкцию: [url]https://youtu.be/_0FWp3GxI9g[/url] Вы могли бы закрепить на динамике небольшую пластину, скажем, диаметром 100мм, а между пластиной и грудиной проложить какой-нибудь эластичный пористый материал. Может быть поролон подойдёт или пенополиэтилен. В идиллии можно было бы положить на грудь полиэтилен и отлить прокладку из гипса. Затем отзеркалить её на гипс, а затем использовать в качестве матрицы для силиконового герметика. Силиконовая прокладка была бы жёсткой, но, благодаря точному распределению нагрузки, создавала бы минимальное усилие на каждый отдельный участок кожи. Я смею предположить, что ваша конструкция не очень эффективная, раз вам приходится так долго ждать положительного эффекта. Ведь с помощью массажа грудины иногда даже удаётся даже запустить остановившееся сердце.
  • Я посмотрел видео. Изумительно!!! Всегда с огромным пиететом относился к мастерам визуализации физических процессов. Далее по существу. Да, действительно, при расположении пробочки на грудине возникает болевой эффект после нескольких минут, поэтому как я уже упоминал комфортно располагать прибор на грудной мышце и производить воздействие через неплотную ткань. Тогда никаких неприятных эффектов не наблюдается. Ваши вполне квалифицированные и конструктивные предложения подразумевают проведение опытно конструкторских работ и исследований с набором статистики с участием медиков, с возможным выходом на широкие клинические испытания. Передо мной стояла "во весь рост" насущная проблема уменьшить или курировать приступ аритмии вызывающий сильный психологический дискомфорт. Поэтому я пошел по пути максимального упрощения конструкции и электронной схемы для получения быстрого приемлемого результата. Он действительно получен от примитивного приборчика размером в два спичечных коробка. Что касается модификации, я пока воздержусь. Лучшее враг хорошего, тем более, что экспериментировать то приходится на себе, а любой эксперимент это большой риск.
  • [b]Михаил_Басков[/b], Ну, лучшее - враг хорошего, - мой любимый лозунг! Просто меня несколько смутили 5-7 минут. Не факт, что восстановление ритма происходит по цепочке тактильное воздействие - сердце. Вполне возможно, что цепь немного длиннее и она проходит через мозг, и мы тут имеем работу аутотренинга, то есть по сути - эффект плацебо. Если бы с помощью более мощного, но бесконтактного воздействия на грудину, можно было бы ускорить процесс на порядок или два, то это бы позволило получить очень важные данные. Если использовать УНЧ 2х50 Ватт и хорошую акустику, то думаю этого было бы достаточно. Опасность для пациента будет соизмерима с посещением ночного клуба или рок концентра. В последнем случае, кстати, воздействие может быть на порядок выше и даже на два, если расположиться поближе к сцене. Так же можно было бы поэкспериментировать с формой сигнала, даже без специальных схем. Я помню, когда занимался светосинхронизацией, тоже было хотел строить генератор, выдающий замысловатые последовательности служебных импульсов. А потом меня осенило, и я просто нарисовал эти последовательности в бесплатной программе Audacity и в ней же зациклил воспроизведение. [COLOR="Gray"]Но конечно вам решать, проводить эти опыты на себе или нет. Я был на вашем месте, только не с сердцем, а с глазами. Когда увидел, что быстро теряю зрение с помощью местных светил-офтальмологов, отказался от их услуг. Размерность по таблице Сивцева для левого и правого глаза соответственно. Вот их "впечатляющие" результаты за два года: от 1,2 и 1,2 до 0,6 и 0,2. А вот мои результаты за 20 лет: от 0,6 и 0,2 до 0,5 и 0,2. Мир полон дилетантов, поэтому всё нужно делать самому![/COLOR]
  • Журнал "РадиоЛюбитель 2001г. №9 стр-13" статья "Лечимся... музыкой." Человек 40% звука слышит костной проводимостью. Подводная связь, авиа-гарнитура, танковые шлемы, и т.д. и т.п. Акустическое лечение применяется давно, к примеру "Витафон". Ремиссия аритмии быстро достигается массажем ребра ладони и мизинца, сначала левой, затем правой руки (Иглорефлексотерапия). Приблизительно 2-3 минуты.
  • Да, уж, но я бы так сказал, "мир полон невеж" . Дилетант это человек, не получивший профильного образования в области, которой он занимается. В этом смысле дилетантов полно среди программистов, я бы сказал, что их 70-80 процентов. это не мешает многим из них быть вполне успешными. Люди невежественные вполне могут иметь диплом по профилю деятельности но в силу разных причин не получивших должных знаний во время обучения. И, что самое страшное, не желающие их получать в настоящем и будущем. Ваши окулисты видимо из них. Далее по существу. Вполне вероятно, что предлагаемое вами акустическое воздействие может оказать очень эффективным. Но данное предположение нуждается в экспериментальной проверке. Что же касается длительности нормализации сердцебиения то это, наверное, сугубо индивидуальный параметр. Спустя два месяца почти ежедневного использования моего прибора, я замечаю, что нормализация происходит заметно быстрее, видимо тут имеет место и фактор самогипноза, и фактор положительной адаптации. Мне сложно судить о происходящих процессах с медицинской точки зрения, в данном случае, я дилетант, который столкнувшись с феноменом из другой области знаний, применил знания и опыт из своей области знаний, решив проблему для себя и только для себя. Вы отметили, что, возможно, форма сигнала не важна. В процессе эксперимента я пришёл к выводу что форма возбуждающего импульса является оптимальной и для индивидуального восприятия и для получения максимальной экономии энергии источника автономного питания. При чисто акустическом воздействии возможно это не так. Спасибо за интересные идеи. Сергею. Действительно, описанные вами приемы работают, но не всегда. Опять же это зависит от индивидуальной восприимчивости. Вряд ли массаж ребра ладони поможет мастеру карате:) Мне иногда помогает. Я провёл "глубокий поиск" в Интернете по проблемам аритмии. Есть масса полезных народных советов. Но многие из них оказались для меня неэффективными. Ведь обычно пишут так: "При аритмии помогает... ". А этих аритмий 20 видов. Так что любой полезный совет в этой области нуждается в индивидуальной экспериментальной проверке. За совет спасибо. Теперь чуть что массирую мизинцы:)
  • Данный вид массажа помогает и каратисту и пессимисту. Меня этому учили 30 лет назад (а тот кто научил лет 50 пользовался, и его в своё время научили), и отказов не было ни разу. Дело в другом: одному нужно 2 минуты другому 5-7, массаж должен быть жёстким, в зависимости от чувствительности и состояния кожного покрова. Мизинец и ребро - меридиан сердца. И не важно какой вид аритмии. Данный вид массажа также укрепляет сердце, особенно если во время массажа идёт энергия, своя или чужая (если массаж делает другой человек). Можно даже электронный массаж применить, например прибор "ДиаДенс Кардио". Хорошо восстанавливает (даже после инфаркта уходят рубцы) сердце: магнит от любой динамической головки (как правило керамика), в который с зазором (из изоленты, ткани.....) вставлен металлический шарик от подшипника. Есть шарики из гематита, или шарики из магнитной керамики. Носят магнит "СЕВЕР"-синий к телу напротив сердца, "ЮГ"-красный, наружу. Мощность магнита подбирается научным методом тыка, по ощущениям. Носить только во время бодрствования, не более 8 часов. Сам носил несколько лет на шнурке (им же обмотал магнит и внутрь вставил шарик из магнитной керамики он сам хорошо держится, даже вытащить не просто). Всем здоровья!!!
  • Я воспользовался вашим советом. Работает. Пользуюсь жесткой щеткой с коротким ворсом. Спасибо!
  • Лучше руками (щеткой можно повредить кожный покров): пощипывая, растирая, мизинец у ногтевой фаланги - как буд-то плоскогубцами захватываем, большим и указательным пальцами, и маятниковыми движениями проводим массаж.
  • [COLOR="Blue"] электромеханического преобразователя использована низкочастотная динамическая головка[/COLOR] Ремонтировал "встряхиватель". Конструкция электромеханического преобразователя весьма оригинальна. Две плоские катушки, включены так, что магнитные потоки направлены встречно. Они сложны вместе. При подаче импульсов они отталкиваются друг от друга. Возможно такая конструкция окажется более удобна в этом приборе. Кроме того, буде ещё воздействие магнитным полем.
  • Хорошего дня всем. Спасибо за совет. Попробую сделать так как Вы рекомендуете. Хотя щеткой тоже работает, собственно это не щетка а наладонный массажная "варежка", с эластчными выступами-остриями. Да, принцип интересный, вопрос только в экономичности. Встряхиватель, наверно, от сети работает. Магнитное поле это отдельная тема. В свое время меня очень интересовала биофизика, тема необьятная и перспективная.
  • Если мне не изменяет память - ток через катушки 100-150 мА Диаметр катушек -50-70мм толщина 5-6мм, пропитаны смолой. Провод, не измерял,но прибл. 02-04мм
  • А фотками не поделитесь? Между катушками магнит?
  • [b]SERGEY-314628[/b], Увы фоток нет. Магнитов между катушками не было.
  • [b]Михаил_Басков[/b], здравствуйте, я студент биомедицинских технологий, у меня дипломный проект по вашему прибору, хотел спросить, есть/остались ли у вас файлы печатной платы данного каржиостимулятора? Мне они нужны для сборочного чертежа
Полный вариант обсуждения »