¿Es seguro conectar un Arduino al cuerpo humano?

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Quiero crear algún proyecto que use un Arduino para recopilar y mostrar datos de ECG. Utiliza dos electrodos que están unidos al cuerpo (en el cofre). La señal se transmite a través de amplificadores operacionales a un pin Arduino ADC. El Arduino está conectado solo a una PC. ¿Es seguro que tanto la placa humana como la placa Arduino estén conectadas de esta manera?

¿Debo hacer algunas precauciones de seguridad y, de ser así, cuáles?

Garnagar
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Lo bueno para reconocer la situación no fue tan simple como parecía, y preguntar antes de hacerlo. Relacionado: electronics.stackexchange.com/questions/120596/…
Matt Young
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El uso de una PC conectada a un Arduino para la medición de ECG es muy peligroso. Esta pregunta debería estar cerrada.
Leon Heller
Me gustaría usar una computadora portátil (que funciona con batería), ¿es más segura?
Garnagar
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@LeonHeller Si su objetivo es mantener a las personas seguras, cerrar la pregunta es una de las peores cosas que puede hacer. La buena información mantiene a las personas seguras, no la falta de ella.
Lily Finley
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@LeonHeller Considere contribuir a esta pregunta Meta: ¿Cuál es nuestra política sobre cosas peligrosas? En cuanto a esta pregunta, creo que debería permanecer abierta. Tenga en cuenta que hasta el momento no tenemos una razón cercana "Demasiado peligroso: dicha información debe ser ocultada al público y solo debe proporcionarse en secreto a aquellos que consideramos dignos".
Adam Davis

Respuestas:

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No es aconsejable a menos que todo el proyecto sea de bajo voltaje y funcione con batería. Cualquier cosa que funcione con la red eléctrica puede ser peligrosa incluso si el transformador está aislado. Existen requisitos de seguridad específicos para los equipos conectados al paciente operados por la red eléctrica para proteger contra corrientes de fuga excesivas y posibles riesgos de seguridad debido a fallas en los equipos o componentes.

Esas regulaciones se aplican al equipo médico profesional, pero están ahí por una razón. No debes asumir que es seguro ignorarlos incluso si es solo un proyecto de pasatiempo.

John D
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Una pequeña adición: incluso si el proyecto funciona con batería, aún podría ser peligroso conectar la placa a través del convertidor uart-usb sin aislamiento galvánico.
Ashton H.
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^^ Esto. En una computadora de escritorio, la conexión a tierra del USB es tierra, en las computadoras portátiles, quién sabe ... En general, una conexión USB debe tratarse como red eléctrica en este tipo de aplicaciones. electronics.stackexchange.com/questions/120596/…
Matt Young
Recomendación práctica: use un fusible pequeño en el lado alto, por ejemplo, 50 mA (¡esta cantidad de corriente no debería estar fluyendo en un ECG!) En un lugar que mataría todo el flujo de corriente. Agregará algo de resistencia, por lo que puede o no tener que tener eso en cuenta.
Hugh Nolan
@AshtonH.: No solo "podría ser", definitivamente lo es. El USB no está aislado y, aunque implicaría múltiples fallas simultáneas, podría eliminar al sujeto de prueba.
whatsisname
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Al realizar una prueba de ECG, los electrodos son mucho más conductores que la piel seca, por lo que existe la posibilidad de desencadenar fibrilación u otra arritmia a partir de pequeños voltajes y debe tomarse muy en serio. La mayoría de los pulsos de marcapasos para marcapasos implantados son de 2 mV a 250 mV. Eso no es una gran cantidad de voltaje, y si su dispositivo accidentalmente lo lleva al corazón, podría tener muchos problemas.

Respuesta corta: lea IEC 60601-2-25.

Respuesta media: para hacerlo en estos días, debe tener todas sus señales digitales optoaisladas a través de un límite de aislamiento físico, y su fuente de alimentación debe estar aislada (es decir, transformadores). Existen requisitos muy detallados y estrictos sobre qué tipo de protección deben ser capaces de ser capaces, lo que implica ser capaces de resistir el ataque con muchos kilovoltios y no cruzar el límite.

Toda su amplificación y procesamiento de datos debe realizarse aguas arriba de su límite de aislamiento, básicamente con nada más que un UART que lo cruza. En resumen, básicamente tiene que hacer una PCB personalizada para hacerlo correctamente.

Use algo como el TI ADS1298 como un front-end analógico, al que puede comunicarse a través de SPI.

whatsisname
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"Toda su amplificación y procesamiento de datos debe realizarse aguas arriba de su límite de aislamiento" No es cierto en absoluto, solo tendrá que hacerlo de una manera eléctricamente segura. Puede hacer fácilmente que un dispositivo similar a una frambuesa pi (con fuentes de alimentación seguras) procese datos y se muestre de forma segura con un 9V y no tenga aislamiento en ninguna parte. Es probable que simplemente más barato para aislar lo más cerca posible de la sonda como sea posible.
Sam
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"Respuesta corta: lea IEC 60601-2-25". ¿No es esa la respuesta larga? IEC 60601-2-25 tiene más de 60 páginas.
Ajedi32
@ Ajedi32: corta para mí escribir :)
Whatsisname
@Sam: los requisitos del límite de aislamiento incluyen espacio físico mínimo y una variedad de otros requisitos. Su verruga de la pared no cumplirá los requisitos.
whatsisname
@ Sam yo también en desacuerdo con todo en " toda su amplificación y procesamiento de datos debe tener lugar aguas arriba de su límite de aislamiento. " Es cierto que no sería práctico maldito (si es posible) para tratar de hacer las señales de ECG sin amplificar cruzan la límite de aislamiento. Sin embargo, hay más de una opción sobre dónde organizar el aislamiento galvánico. Incluso es posible hacer el diseño mecánico del dispositivo alimentado por batería de modo que el USB (para cargar y leer los datos registrados) no se pueda enchufar al mismo tiempo que el cable del electrodo.
Nick Alexeev
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No podrá leer las señales de ECG con el A / D incorporado, no amplifica lo suficiente ni tiene suficiente rechazo de ganancia de modo común. Tendrás que usar un amplificador de instrumentación. Con un diseño adecuado (optoacoplador), debería ser bastante seguro conectar un amplificador de instrumentación con batería a un arduino, al menos así es como lo haría. (Instalaría el amplificador de instrumentación en la pared, pero soy un idiota arriesgado)

Sam
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Para obtener un riesgo adicional, use uno de esos adaptadores de enchufe de pared falsos de Apple de $ 1 de eBay, pero permítame contratar un seguro de vida para usted.
Spehro Pefhany
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Es seguro si conecta Arduino a la computadora portátil y lo ejecuta solo con baterías (entonces el voltaje más alto que podría impactarlo es el voltaje de la batería de la computadora portátil, eso debería ser lo suficientemente seguro).

Hice un proyecto similar hace algún tiempo usando diferentes partes: elegí alimentar todo el dispositivo con baterías y usar Bluetooth para enviar datos a la computadora.

filo
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No, no es seguro incluso con una batería de computadora portátil. Los pulsos de marcapasos implantados pueden ser de 250 mV a tan solo 2 mV. Si eso es suficiente para indicar un latido cardíaco, 5 voltios o más de su computadora portátil es definitivamente capaz de hacerlo.
whatsisname
@whatsisname El extremo del amplificador frontal de cada EKG en el mundo funciona con + 5V (tiene que serlo). Tampoco está aislado galvánicamente del paciente (no puede serlo).
Nick Alexeev
@NickAlexeev: sí, pero tienen requisitos de ingeniería mucho más estrictos para la seguridad que cualquier fuente de alimentación para computadora portátil.
whatsisname
@whatsisname Referencias y detalles para los "requisitos de seguridad mucho más estrictos [para los amplificadores frontales en las partes frontales del EKG]", ¿por favor? Tenga en cuenta que todavía estamos hablando de voltajes de rieles de suministro de CC.
Nick Alexeev
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El diseño más fácil y seguro sería utilizar un amplificador alimentado por batería para amplificar la señal de los electrodos, conectar el amplificador a un Arduino alimentado por batería para capturar, procesar y almacenar la información.
Después de desconectar los electrodos del paciente , conecte Arduino a la PC de la forma que desee (puede) y transfiera los datos a la PC.
¡Obviamente, usted no usa este aparato con nadie que tenga (use) un "marcapasos" !

Guill
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