Arduinoを人体に接続するのは安全ですか？

Arduinoを使用してECGデータを収集および表示するプロジェクトを作成します。体に取り付けられた2つの電極（胸部）を使用します。その後、信号はオペアンプを介してArduino ADCピンに送信されます。ArduinoはPCに接続されています。人間とArduinoボードの両方がこの方法で接続されるのは安全ですか？

いくつかの安全上の注意を払う必要がありますか？

プロジェクト全体が低電圧でバッテリー駆動でない限り、お勧めできません。変圧器が絶縁されている場合でも、動作する主電源は危険です。装置またはコンポーネントの故障による過度の漏れ電流および潜在的な安全上の危険から保護するために、主電源で動作する患者装着装置には特定の安全要件があります。

これらの規制は、専門の医療機器に適用されますが、理由があります。単なる趣味のプロジェクトであっても、それらを無視しても安全だと思い込まないでください。

ECGテストを行うとき、電極は乾燥肌よりもはるかに導電性が高いため、小電圧から細動または他の不整脈を引き起こす可能性が存在し、非常に真剣に考える必要があります。植込み型ペースメーカーのほとんどのペースメーカーパルスは2mVから250mVです。それはそれほど大きな電圧ではなく、デバイスが誤ってそれを心臓に駆り立てると、大きなトラブルに巻き込まれる可能性があります。

短い答え：IEC 60601-2-25を読んでください。

中程度の答え：最近これを行うには、すべてのデジタル信号を物理的な絶縁境界で光絶縁する必要があり、電源を絶縁する必要があります（トランスなど）。どのような保護を行う必要があるかについて、非常に詳細かつ厳格な要件があります。これには、多くのキロボルトでザッピングされ、境界を越えないことに耐えることが含まれます。

すべての増幅とデータ処理は、分離境界の上流で行う必要があり、基本的にはUARTだけがそれを通過します。つまり、基本的には適切に行うためにカスタムPCBを作成する必要があります。

TI ADS1298のようなものをアナログフロントエンドとして使用し、SPIを介して通信できます。

オンボードA / DでECG信号を読み取ることはできません。十分な増幅が行われないか、十分なコモンモードゲインリジェクションがありません。計装アンプを使用する必要があります。適切な設計（オプトカプラー）で、バッテリー駆動の計装アンプをarduinoに接続することはかなり安全であるはずです、少なくともそれは私がする方法です。（私は計装アンプの電源を壁に入れますが、私はばか者になるリスクがあります）

Arduinoをラップトップに接続し、バッテリーのみを使用して実行する場合は安全です（ショックを受ける可能性のある最高電圧はラップトップのバッテリー電圧です-これは十分に安全なはずです）。

少し前に別の部品を使用して同様のプロジェクトを作成しました。バッテリーからデバイス全体に電力を供給し、Bluetoothを使用してコンピューターにデータを送信することを選択しました。

最も簡単で安全な設計は、電池駆動のアンプを使用して電極信号を増幅し、アンプを電池駆動のArduinoに接続して、情報をキャプチャ、処理、保存することです。電極を患者から外した
後、Arduinoをお望みの方法でPCに接続し（可能）、データをPCに転送します。 明らかに、「ペースメーカー」を持っている（着ている）人にはこの装置を使用しないでください！