É seguro conectar um Arduino ao corpo humano?

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Quero criar um projeto que use um Arduino para coletar e exibir dados de ECG. Ele usa dois eletrodos que estão ligados ao corpo (no peito). O sinal é então transmitido através de amplificadores operacionais para um pino do Arduino ADC. O Arduino está conectado apenas a um PC. É seguro que a placa humana e a placa Arduino sejam conectadas dessa maneira?

Devo fazer algumas precauções de segurança e, em caso afirmativo, quais?

arduino operational-amplifier safety

— Garnagar
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Ser bom em reconhecer a situação não era tão simples quanto parecia e perguntar antes de fazê-lo. Relacionados: electronics.stackexchange.com/questions/120596/...

— Matt Young

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O uso de um PC conectado a um Arduino para medição de ECG é muito perigoso. Esta questão deve ser encerrada.

— 21715 Leon Heller

Eu gostaria de usar laptop (funcionando com bateria), é mais seguro?

— Garnagar

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@LeonHeller Se seu objetivo é manter as pessoas seguras, encerrar a pergunta é uma das piores coisas que você pode fazer. Boas informações mantêm as pessoas seguras, não a falta delas.

— Lily Finley

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@LeonHeller Considere contribuir para esta pergunta meta: Qual é a nossa política sobre coisas perigosas? No que diz respeito a essa pergunta, acredito que ela deve permanecer aberta. Observe que ainda não temos um motivo próximo "Muito perigoso - essas informações devem ser ocultadas ao público e fornecidas apenas em segredo para aqueles que consideramos dignos".

— Adam Davis

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Não é aconselhável, a menos que todo o projeto seja de baixa voltagem e funcione com bateria. Qualquer coisa que a rede operada possa ser perigosa, mesmo se o transformador for isolado. Existem requisitos de segurança específicos para o equipamento conectado ao paciente operado pela rede elétrica, a fim de proteger contra correntes excessivas de vazamento e possíveis riscos à segurança devido a falhas no equipamento ou nos componentes.

Esses regulamentos se aplicam a equipamentos médicos profissionais, mas existem por um motivo. Você não deve assumir que é seguro ignorá-los, mesmo que seja apenas um projeto de hobby.

— John D
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Uma pequena adição: mesmo que o projeto seja alimentado por bateria, ainda pode ser perigoso conectar a placa via conversor uart-usb sem isolamento galvânico.

— Ashton H.

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^^ Isso. Em um desktop, o aterramento USB é terra, nos laptops, quem sabe ... No geral, uma conexão USB deve ser tratada como principal nesses tipos de aplicativos. electronics.stackexchange.com/questions/120596/…

— Matt Young

Recomendação prática: use um fusível pequeno no lado alto, por exemplo, 50mA ou mais (essa quantidade de corrente não deve estar fluindo em um ECG !!) em um local que possa matar todo o fluxo de corrente. Isso adicionará alguma resistência, portanto você pode ou não precisar levar isso em consideração.

— Hugh Nolan

@ AshtonH.: Não apenas "pode ser", mas definitivamente é. O USB não está isolado e, apesar de envolver várias falhas simultâneas, pode causar zap ao sujeito do teste.

— Whatsisname

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Ao fazer um teste de ECG, os eletrodos são muito mais condutivos que a pele seca, portanto a possibilidade de desencadear fibrilação ou outra arritmia por pequenas tensões está presente e precisa ser levada muito a sério. A maioria dos pulsos de marcapasso para marcapassos implantados é de 2mV a 250mV. Isso não é muita tensão, e se o dispositivo acidentalmente levar isso ao coração, você poderá estar com muitos problemas.

Resposta curta: Leia IEC 60601-2-25.

Resposta média: para fazer isso hoje em dia, você precisa ter todos os seus sinais digitais opto-isolados através de um limite de isolamento físico, e sua fonte de energia precisa ser isolada (ou seja, transformadores). Existem requisitos muito detalhados e rigorosos sobre que tipo de proteção eles precisam ser capazes, o que envolve ser capaz de suportar ser atingido por muitos quilos de tensão e não cruzar a fronteira.

Toda a sua amplificação e processamento de dados precisa ocorrer a montante do seu limite de isolamento, com basicamente nada além de um UART cruzando-o. Em resumo, você basicamente precisa criar um PCB personalizado para fazê-lo corretamente.

Use algo como o ADS1298 da TI como um front end analógico, com o qual você pode se comunicar por meio do SPI.

— whatsisname
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"Toda a sua amplificação e processamento de dados precisa ocorrer a montante do seu limite de isolamento" Não é verdade, você só precisará fazer isso de uma maneira eletricamente segura. Você pode facilmente fazer um dispositivo semelhante ao raspberry pi (com fontes de alimentação seguras) processar e exibir dados com segurança em um 9V e não ter isolamento em lugar algum. É provavelmente apenas mais barato para isolar tão perto quanto possível da sonda.

— Sam

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"Resposta curta: Leia IEC 60601-2-25." Essa não é a resposta longa? A IEC 60601-2-25 tem mais de 60 páginas.

— Ajedi32

@ Ajedi32: curto para eu escrever :)

— whatsisname 16/07/2015

@ Sam: os requisitos do limite de isolamento incluem espaçamento físico mínimo e uma variedade de outros requisitos. Sua verruga de parede não cumprirá os requisitos.

— Whatsisname

@ Sam Eu também discordo de tudo: " toda a sua amplificação e processamento de dados precisam ocorrer a montante do seu limite de isolamento. " limite de isolamento. No entanto, há mais de uma opção para onde organizar o isolamento galvânico. É até possível fazer o projeto mecânico do dispositivo alimentado por bateria, de modo que o USB (para carregamento e leitura dos dados registrados) não possa ser conectado ao mesmo tempo que o cabo do eletrodo.

— Nick Alexeev

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Você não conseguirá ler os sinais de ECG com o A / D integrado, ele não amplifica o suficiente ou possui rejeição de ganho em modo comum suficiente. Você precisará usar um amplificador de instrumentação. Com o design adequado (opto-acoplador), deve ser bastante seguro conectar um amplificador de instrumentação alimentado por bateria a um arduino, pelo menos é assim que eu faria. (Gostaria de alimentar o amplificador de instrumentação na parede, mas sou um idiota de correr riscos)

— Sam
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Para risco de bônus, use um desses adaptadores de tomada Apple falsos de US $ 1 do eBay, mas deixe-me fazer um seguro de vida para você.

— Spehro Pefhany

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É seguro se você conectar o Arduino ao laptop e executá-lo usando apenas baterias (a tensão mais alta que pode causar choque é a tensão da bateria do laptop - isso deve ser seguro o suficiente).

Há algum tempo, fiz um projeto semelhante usando peças diferentes - optei por alimentar o dispositivo inteiro com baterias e use o Bluetooth para enviar dados ao computador.

— filo
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Não, não é seguro, mesmo usando uma bateria de laptop. Os pulsos de marcapasso implantados podem variar de 250mV a 2mV. Se isso é suficiente para sinalizar um batimento cardíaco, 5 volts ou mais do seu laptop são definitivamente capazes.

— Whatsisname

@whatsisname A extremidade do amplificador frontal de todo eletrocardiograma no mundo é alimentada por + 5V (deve ser). Nem é isolado galvanicamente do paciente (não pode ser).

— Nick Alexeev

@NickAlexeev: sim, mas eles têm requisitos de engenharia muito mais rigorosos para a segurança do que qualquer fonte de alimentação para laptop.

— Whatsisname 17/07/2015

@whatsisname Referências e detalhes dos "requisitos muito mais rigorosos de segurança [para os amplificadores frontais nas extremidades frontais do eletrocardiograma]", se preferir? Lembre-se de que ainda estamos falando de tensões no trilho de alimentação CC.

— Nick Alexeev

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O design mais fácil e seguro seria usar um amplificador alimentado por bateria para amplificar o sinal dos eletrodos, conectar o amplificador a um Arduino alimentado por bateria para capturar, processar e armazenar as informações.
Após desconectar os eletrodos do paciente , conecte o Arduino ao PC da maneira que desejar (transfira) e transfira os dados para o PC.
Obviamente, você não usa este aparelho em ninguém que tenha (usa) um "marcapasso" !

— Guill
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