Переносная диагностическая клиника COVID-19: подробный обзор компонентов

Настройка программного обеспечения MAXREFDES100 (MAX32620HSP)

Примечание (настройка MAXREFDES100)

Теперь я знаю, что все думаете: это довольно дорого для низкобюджетного решения. Однако размещение машин должно быть трилатеральным — 3 штуки в разных деревнях, городах и т.д., чтобы они были доступны людьми в скорых. Возьмем Африку: 22 недоразвитые страны (без средств мониторинга и диагностики на всей территории). Самая большая по площади — Конго (2 344 858 кв. км), самая густонаселенная — Нигерия (~200 млн человек на декабрь 2019). Машины нужно размещать в среднем на расстоянии 3 км друг от друга, потому что африканцы в среднем проходят 4 км в день за водой, так что они могут пройти это расстояние или быть доставленными на скорой. Машины также можно сдавать в аренду разным скорым с разными временными слотами, с 3–4 в резерве для экстренных случаев. Устройство также имеет защиту от дефибрилляции и измеряет концентрацию SpO2 (кислород в крови), BPM, температуру тела и ЭКГ, а также с разными светодиодами и атмосферным давлением, чтобы увидеть, возникает ли нагрузка из-за жары, которую любитель-кардиолог может прочитать, чтобы определить, есть ли у человека базовое состояние, и заранее направить на тест COVID-19 (RT-PCR или новый лазерный тест ОАЭ) или в больницу для лечения признаков гриппа или любого заболевания, связанного с респираторным и кардиологическим повреждением. Таким образом, стоимость одной машины окупает около 10 людей на лечение COVID-19 на критической стадии. Иными словами, помощь в диагностике COVID-19 на ранней стадии или любого другого базового состояния, за которым обычно не уделяют внимания или задерживают лечение, сильно полагается на использование моей машины.

Теперь к реальной настройке:

Обсужу только настройку HSP-платы в GUI и Android-приложении. Для деталей обратитесь к странице продукта MAXREFDES100. Предпочтительнее — или если вы не визуальный aprendiz: кликните на это видео для инструкций по настройке.

Аппаратная и программная настройка

https://youtu.be/UZ4MkrNHI2A

1. Вставьте USB-C порт HDK-адаптера в порт HSP, а micro-USB кабель в HDK-порт адаптера и другой конец — в компьютер.
2. Нажмите единственную кнопку на сенсорной плате на полсекунды и ждите, пока загорится красный LED.
3. На ПК должно появиться уведомление, что настройка COM10 завершена. (Это позволяет загрузить кастомную прошивку позже.)
4. Откройте Диспетчер устройств → COM Ports (LPT) и проверьте наличие COM-порта.
5. Отключите HDK-адаптер от ПК и просто подключите USB-C кабель от сенсорной платы к компьютеру для настройки с GUI.
6. Подождите пару минут до уведомления «USB Serial Device (COM11) is set up».
7. Скачайте GUI по ссылке или со страницы продукта: https://www.maximintegrated.com/content/dam/files/secured/design-tools/software/6312/MAXREFDES100SW302.zip
8. При первом запуске GUI появится окно конфигурации UART со скоростью 9600. Нажмите Scan Ports, найдите COM11 (или тот, где USB Serial Device) и нажмите Connect.
9. Откроется страница. Перейдите на вкладку Optical и положите палец на стеклянное окно с мигающим красным LED.
10. Нажмите Start Monitor. Должны появиться показания.
11. Нажмите ECG MUX, выберите ECG OPENP и OPEN-N, выберите Connected.
12. Включите EN_ECG и EN_RTOR (ECG и R-R, если имена регистров MAX30003 отключены).
13. Перейдите на вкладку Plots и нажмите Start Monitor. Должен появиться ЭКГ-пульс (при условии, что кабели припаяны или вставлены через male header pins).
14. Нажмите Temperature и подуйте на сенсорную плату. Показания температуры должны подняться.
15. Это всё для ПК-приложения.

Android-приложение

https://www.maximintegrated.com/en/design/software-description.html/swpart=SFW0007670A

Нажмите на имя файла и скачайте .zip папку. Кликните по .apk файлу и скопируйте в Google Drive (BlueScaps на фото выше). Перейдите на Android-телефон и откройте .apk из Google Drive. Скачайте .apk — откроется страница сканирования BLE-портов. MAXREFDES100 должен появиться в списке доступных устройств. Нажмите на него. Откроется страница со значениями разных датчиков. Однако оптические измерения и уровни SpO2 здесь не показаны. Только Windows ПК может показать температуру, ЭКГ и SpO2, необходимые для мониторинга пациента. В этом случае каждое место размещения машины должно иметь рядом ПК с установленным GUI или просто телефон для ЭКГ-замеров влияния условий среды на здоровье человека.

Конструктивная настройка (продолжение)

Разместите плату датчика MAXREFDES100 в красивом картонном корпусе, например, в маленькой коробке, которая открывает верхнюю часть платы — часть с оптическим сенсором концентрации кислорода в крови.

Следующий шаг — припаять ЭКГ-выводы к женским джекам ЭКГ-кабелей. Затем нащелкните влажные электроды или биомедицинские сенсорные накладки на пэды ЭКГ-кабеля.

Для долгосрочного измерения жизненных показателей закрепите держатель монетной батареи CR2032, идущий в комплекте MAXREFDES100# (желательно перезаряжаемую, но обычная тоже подойдет).

Что касается санитайзера масок, можно также положить картонный лист по всей внутренней площади, чтобы закрыть электронику и термически защитить её от горячей среды (холодные среды лучше — они снижают сопротивление цепи электронному потоку), а также обеспечить платформу для размещения масок. Кстати, не извлекайте маску, пока не пройдет полчаса или пока вы не сочтете, что УФ-айонизирующее излучение достаточно дезинфицировало её.

Особенности: Детекция И защита в одном проекте

Детекция: MAXREFDES100 использует передовые алгоритмы и медицинские сенсоры, что делает его крайне надежным для обнаружения и предварительного предоставления детальных показаний, помогающих медицинскому персоналу (даже медсестрам) выявлять бессимптомных людей. Процент кислорода в крови, обнаруживаемый медицинской сенсорной платой, упадет из-за увеличения вирусного RNA и цитокинов из-за инвазии клеток, циркулирующих в крови, тем самым снижая количество кислорода, обнаруживаемого оптическим сенсором, и выступая в роли условного анализа крови (это очень хорошая замена RT-PCR тесту, так как можно использовать многократно для тестирования пациентов и не производит загрязнителей или побочных продуктов).

Защита: Больничный санитайзер масок на дешевых но мощных UV-C светодиодах Innotek и 5V DC — очень энергоэффективен. Низкопотребляющий Arduino-микроконтроллер вместе с автоматическим дозатором санитайзера означает, что люди просто подносят руку, чтобы получить мыло и дезинфектант, тем самым сильно снижая вирусное распространение за счет устранения необходимости посещать другие станции и разносить потенциально инфекционные микробы и вирусы.

Дополнительные преимущества:

• Низкая стоимость: Обычно такие специализированные станции стоят более $500; переносная клиника предлагает те же функции с усиленной структурной прочностью (картон плавится только при ~200°C и обеспечивает термозащиту в жарких странах) по цене $200–300 за всё, включая коробку.
• Прочность: Картон дешев, широко доступен в малоразвитых странах, имеет отличную структурную целостность. Древесные волокна картона прочны и устойчивы. Картон устойчив к проколу и не рвется легко. Аркированный дизайн внутреннего гофрирования придает прочность.
• Картон плавится при 200°C, защищая внутренности в очень горячих странах (рекомендуется не выше 120°C). Самая высокая температура в истории мира (кроме LHC) — 56,7°C (134,1°F), поэтому все компоненты будут идеально работать и быть защищены при этой температуре.
• Древесные волокна картона экранируют внутренность от любого типа электромагнитного излучения в ЭМ-спектре до UV-C излучения (можно размещать в загрязненных районах).
• Многоцелевое изобретение (одно решение — многие проблемы): Переносная клиника может диагностировать симптоматических и бессимптомных пациентов COVID-19 и других базовых состояний с минимальной помощью врача/медсестры, а также защищать и замедлять распространение болезни за счет автоматического дозатора дезинфектанта и медицинского санитайзера масок по существенно низкой стоимости для сообществ — идеальное решение для דרמטного выпрямления кривой болезнь-время (выпрямить кривую).
• Высокая и легкая настраиваемость: Детали можно добавлять или удалять, Arduino MCU можно перепрограммировать для пользовательских программ.
• Энергоэффективность и низкое потребление: Вся клиника (санитайзер масок, санитайзер рук, MAXREFDES100) потребляет всего 15 В или 10 В от power bank (3В монетная + 12В DC адаптер / 10В дешевый power bank) — рисковые сообщества смогут питать их без страха перерасхода электричества.
• Внутренность автоматически обезвоживается от кислорода: Картон отлично поглощает и лишает кислород, поэтому любые аэробно дышащие микробы погибнут от недостатка кислорода, если UV-C свет их не убьет (что крайне маловероятно).
• Высокая переносимость: Вся конструкция носится легко, как коробка U-Haul — легче другого оборудования, быстро переносится в другие палаты больницы.
• Биоразлагаемость и перерабатываемость: Картон — спрессованные древесина и бумага, органический материал, можно выбросить (без скоб) в поле, где разложители (грибы, бактерии) разложат его в почву, помогая растениям расти. #TeamTreesHack. Компоненты открыты — их можно извлечь по истечении срока службы (~10 лет в нормальных условиях, 7–8 в жарких/холодных), Arduino пригодится для других проектов, периферия — для переработки. Всё помогает планете и людям.
• Амортизация ударов: Случайное внутреннее гофрирование и сеть целлюлозных спиц означают, что при легких ударах внутренние компоненты не повреждаются. Возможно, придется согнуть LDR так, чтобы вся его площадь была закрыта лазером.

Это мой первый проект. Я потратил около 4 месяцев на работу над ним, чтобы предоставить вам те же детали, которые вы будете использовать для сборки, чтобы вы не проходили через тот же мозголомный ад, через который прошел я. Оставьте лайк или комментарий ниже, если интересно — отвечу как можно скорее.

Все, проект наконец готов. Поздравляю, у вас есть потенциал для предварительной диагностики COVID-19 (при условии, что врач или медсестра дежурит на станции) и вызова скорой и медподдержки, если кто-то тестирован положительно на COVID-19 или другое базовое заболевание. Молю Бога, чтобы этого не случилось ни с кем из вас, ведь вы — мое сообщество :). Будьте в безопасности. И огромное спасибо всем крупным технологическим и программным компаниям, которые помогли оживить это по-настоящему究极 решение.