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Arduino, elettronica... e il settore medico

Con questo inizio una serie di approfondimenti e concetti utili per realizzare dei progetti strumentali in ambito medico da tenere in casa dando la possibilità di realizzarlo con piccoli costi ed accessibile a tutti in modo che si abbia la possibilità di un controllo veloce a casa per chi ne ha bisogno da conferma successivamente da un medico. Ma anche lo stesso medico può in questo modo avere uno strumento accessibile che sicuramente gli è utile.
Con questo non invento niente di nuovo e in rete trovate tanti maker che fanno attività abbinando elettronica e medicina. Sono una fonte importate di conoscenza e di idee che mi hanno dato tanto nell'ultime settimane grazie a quando da loro fatto e che continuano a fare. Per capire cosa dico partite per esempio dal portale dedicato a Arduino nel settore medico http://medicarduino.net/ o usare google con termini come  medical arduino oppure arduino ecg ekg. Per esempio date un occhiata a questo DIY pulse oximeter oppure a questi video

Ovviamente questi strumenti medici per uso a casa li troviamo pronti per essere acquistati già pronti in commercio. Ma sia  maker che il settore commerciale sono in fermento grazie al uso delle nuove tecnologie come smatphone e table mettono a disposizione alla loro potenza ma sopratutto semplicità di rappresenta graficamente e ai sistemi Android e iOS. Grazie anche alla larga banda questi dati posso essere inviati al proprio medico o consultati da remoto. Un esempio di cosa avremo un domani sempre più vicino lo potete leggere in questo blog

A volte per spingerci in determinate direzioni contribuisco malgrado tutto anche le situazioni a te vicine. Da alcune settimane mi sto documento e provando di migliorando la mia conoscenza  di come utilizzare l'informatica e elettronica nel settore medicale. Ultimamente sia per vari impegni sia per dedicarmi nel tempo libero a questo settore. Questo ha comportato anche che per alcune settimane ero un po assente comportando per esempio lo slittamento del corso a maggio. Una parte importante la fanno le persone e chi vuole partecipare in questo interessante e utile utilizzo dell'elettronica con Arduino è il benvenuto.

Prima di mettere le mani sul saldatore e scrivere codice sotto il segno del DIY, vale la pena di partire da lontano cercando di approfondire di come far combaciare i tasselli formati dalla nostra fidata board Arduino,  elettronica, informatica, medicina e il come il nostro corpo funziona (quest'ultimo è il tassello più difficile per me, dopo tutto sono nato elettronico ma diventato poco dopo informatico per lavoro e con elettronica come passione.) Dal nostro corpo dobbiamo catturare per esempio le piccole attività elettriche che per esempio il cuore produce.


Vi invito a dare un occhiata ai progetti con Arduino in campo medico su http://medicarduino.net/ di cui ho sperimentato alcuni e ovviamente cercare su Google. Non può certamente mancare la vivace comunità di elettronica Element14 con il gruppo Medicale  # registratevi alla comunità che vale!

Faccio una breve passerella di alcune aziende di semiconduttori che hanno un settore dedicato alle applicazioni mediche che ci torneranno utili per eventuale uso dei loro prodotti sia come fonte di studio. In quest'ultimo caso mettono ha disposizione molti documenti tecnici ed informativi utili che ci spiegano sia come si rilevano per esempio la microcorrente del nostro cuore che, quali problematiche ci sono e come risolvere per realizzare questi strumenti.
Inizio elencando in quelle che ho investito più tempo fin d'ora e pian piano che approfondirò  il lavoro delle altre le aggiungo.


Analog Device, inc. - ADi - http://www.analog.com

World leader in high performance signal processing questa è la frase di punta che sul loro sito. É azienda con prodotti molto validi come data converters (ADC/DAC), analog, isolamento ecc.   Quello che a noi interessa è il settore per le applicazioni mediche  (Healtcare) in particolare la sotto categoria Home Health. Qui trovate diverse risorse utile. Un documento in pdf da cui partire è Portable Home Healthcare Brochure. ADi ha soluzioni interessanti come su come realizzare per esempio un Analog Front End (AFE) per esempio per un ECG e Holter. In questo caso il documento MS-2160: Mitigation Strategies for ECG Design Challenges  è molto utile per capire come funziona un ECG e un Holter. Descrive le problematiche che ci sono nel realizzare uno strumento di questo tipo come le caratteristiche del AFE, quali problemi portano le interferenze RFI e EMI e come eliminarle. Molto interessante, in pre-release, è ADAS1000 - Low Power, 5 Electrode Electrocardiogram (ECG) Analog Front  ideale per soluzioni portatili.

Due risorse interessanti che ADi mette a disposizione sono EngineerZone e Circuits from the labs

Freescale Semiconductor - http://www.freescale.com

Per chi non la conosce è ex divisone semiconduttori di Motorola. Molto interessante è la divisione dedicate alle applicazioni medicale Per una panoramica veloce il documento da partire è Medical Applications User Guide ma sul sito sotto Medical/Healthcare trovate molti documenti, note applicative  e video. È un azienda molto specialistica ed è in grado di fornire un prodotto finito con AFE,  processore ecc.
Interessante è la loro piattaforma modulare di valutazione e sviluppo in campo medico. Per esempio si può usare lo stesso modulo AFE MED-EKG (per elettrocardiogramma) con la scheda basta con un microcontrollore a 8bit oppure a 32bit oppure uno ARM.
Per valutare e come fonte di paragone ho preso TWR-MCF51MM: MCF51MM Medical Development Module che contiene il modulo MED-EKG che la scheda microcontrollore basata su MCF51MM256 che è un 32 bit.

Freescale_TWR-MCF51MMKIT-ND



Successivamente ho acquistato il TWR-K53N512: Kinetis K53 MCU Module dove troviamo un Kinestis K53 che è un 32bit ARM e dispone di un connettore per uso "medico" dove si può collegare il modulo MED-EKG cosa che ho fatto.

Freescale_Kinetis_TWR-K53N512_MCU_Module


Con entrambe le schede processore si possono usare diversi AFE oltre MED-EKG è disponibile il MED-SPO2: Pulse Oximeter Development Kit, MED-STETH: Medical Stethoscope

Le comunità Towergreeks riguarda la loro piattaforma di sviluppo e valutazione modulare, mentre i.MX Community sui processori i.MX

Texas Instruments - http://www.ti.com

È un colosso in semiconduttori praticamente opera è in tutte le area dove c'è un semiconduttore. Sotto applicazioni in area medicale ci sono note tecniche ed applicative che vedremo più avanti. Se vi interessa la guida in pdf.  

E2E è la comunità tecnica di TI.

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