É seguro conectar um Arduino ao corpo humano?

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?

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.

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.

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)

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.

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" !