Rejestrator EKG - poręczny monitor pracy serca do długoterminowej akwizycji i analizy danych: 3 kroki

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:29

Pierwsze wydanie: Październik 2017 Najnowsza wersja: 1.6.0 Status: Stabilny Poziom trudności: Wysoki Warunek: Arduino, Programowanie, Budowa sprzętu Unikalne repozytorium: SF (patrz linki poniżej) Wsparcie: Tylko forum, bez PM

Rejestrator EKG to poręczny monitor pracy serca do długoterminowej akwizycji i analizy danych. Projekt ECG Logger ma na celu dostarczenie bardzo taniego (~ 35 $) urządzenia sprzętowego typu open source (licencja GPL3) oraz oprogramowania darmowego (licencja CC-BY-NC-NA) dla holtera rytmicznego. Sprzęt został bardzo prosty i oparty na „Arduino Nano” z dwiema płytami towarzyszącymi dla karty SD i wzmacniacza różnicowego oprzyrządowania. Pomaga monitorować zespoły arytmii, takie jak bradykardia, tachykardia, skurcze dodatkowe czy pauza. W żadnym wypadku nie może zastąpić profesjonalnego badania lekarskiego.

ECG Logger Viewer to oprogramowanie towarzyszące do odczytywania danych EKG z urządzenia ECG Logger

=>Należy przestrzegać zasad bezpieczeństwa związanych z urządzeniami elektrycznymi i nie należy wykonywać bezpośredniego ani pośredniego* połączenia między urządzeniem Holter a urządzeniami podłączonymi do sieci (* np. gdy urządzenie jest podłączone do portu USB komputera PC zasilanego z sieci).

OŚWIADCZENIE: *** RYZYKO PORAŻENIA PRĄDEM I ŚMIERCI ***

Osoby niewykwalifikowane, nieznające lub nieświadome zagrożeń związanych z elektrycznością są zniechęcane do angażowania się.

Ten projekt jest przeznaczony do celów szkoleniowych/edukacyjnych iw żadnym wypadku do celów komercyjnych lub diagnostyki medycznej. Korzystanie z tych informacji projektowych podlega CAŁKOWITEJ i WYŁĄCZNEJ ODPOWIEDZIALNOŚCI UŻYTKOWNIKÓW. Nie został zatwierdzony do jakichkolwiek zastosowań.

Krok 1: Rejestrator EKG - urządzenie holterowskie

Krótki opis

Rejestrator EKG udostępnia kompletne rozwiązanie, w tym kieszonkowy rejestrator EKG z wbudowanym oprogramowaniem sprzętowym. Sygnał EKG jest zapisywany na karcie pamięci SD z wysoką częstotliwością (częstotliwość próbkowania 250Hz). Urządzenie jest wspierane przez najnowszą technologię oferującą większą swobodę i dokładność do 24 godzin ciągłego nagrywania.

System oparty jest na mikrokontrolerze „Arduino Nano”, płytce wzmacniacza monitora tętna AD8232 i module karty SD SPI z absolutnie minimalnymi dodatkowymi komponentami

Cechy

• Stabilny i niezawodny rejestrator, oparty na najnowocześniejszej i najnowszej technologii
• Przeciwzakłóceniowy i przeciwwstrząsowy
• Mały rozmiar
• Zapis przebiegu i znakowanie zdarzeń
• Dokładny zapis czasu rozpoczęcia i próbkowane dane
• Wbudowana karta SD do przechowywania (może być podłączana i wyciągana)
• Nie ma potrzeby kompresowania oryginalnych danych dzięki dużej pojemności pamięci
• Szybszy interfejs USB 2.0
• Nagrywaj szczegóły przebiegu w oparciu o wysoką precyzję i częstotliwość próbkowania
• Zapisz stan stymulatora, używając wyższej częstotliwości próbkowania.
• Automatyczne wykrywanie pików R-R za pomocą Pan-Tompkins.
• Międzynarodowy standard 3 odprowadzeń. Nagraj do 24 godzin sygnału EKG.
• Bardzo prosty i ergonomiczny interfejs użytkownika

WAŻNE:Ten projekt jest objęty licencją Open-Source wyłącznie do celów edukacyjnych i żaden z jego składników nie może być używany ani ponownie wykorzystywany do celów komercyjnych lub aplikacji.

Sterownik USB musi być zainstalowany na komputerze przed połączeniem Holtera (Arduino Nano). Niektóre Arduino używają chipsetu FTDI, podczas gdy niektóre chińskie produkty wymagają chipsetu CH340. Odpowiedni sterownik musi zostać pobrany i zainstalowany na komputerze. Kliknij Start >> Panel sterowania >> Menedżer urządzeń, a na liście urządzeń poszukaj portów Com (np. USB-SERIAL CH340).

Specyfikacje

• Liczba kanałów: 1
• Ołów: standardowy 3-odprowadzeniowy
• Częstotliwość próbkowania: 250 Hz
• Dokładność próbkowania: do wyboru 10-bit / 8-bit
• Czas nagrywania: do 24 godzin
• Dokładność czasu: +/- 1 minuta dziennie
• Interfejs: USB 2.0 (230 kbodów)
• Napięcie skali: 1 mV ± 5%
• Zawór czułości: ≤20μV
• Najniższy sygnał napięciowy: 50 μ Vpp
• Impedancja wejściowa: ≥ 1GΩ
• Prąd polaryzacji obwodu wejściowego: ≤ 0,1 μA
• Poziom hałasu: ≤ 10 μ Vpp (0,1 Hz do 40 Hz)
• Współczynnik tłumienia w trybie wspólnym: >= 60 dB (DC do 60 Hz)
• Odrzucenie przesunięcia elektrody: ± 300 mV
• Tolerancja napięcia: ± 500 mV
• Stała czasowa: 3,2 s (0,3 Hz)
• Pasmo przenoszenia: 0,05 ~ 125 Hz
• Filtr: AC, EMG, filtr dryfu, RFI
• Złożone wykrywanie QRS: algorytm Pan & Tompkins
• Model bezpieczeństwa ludzkiego ciała: 8 kV ESD (HBM)

Parametry fizyczne:

• Typ B: zasilany wewnętrznie
• Rozmiar (dł. x szer. x wys.): 100 x 60 x 25 mm
• Waga netto (bez baterii): 65 g
• Waga z bateriami: 111g
• Masa całkowita: 195 g (wraz z uchwytem/elektrodami)
• Zasilanie: 4 baterie AAA
• Autonomia: >30 godzin z bateriami alkalicznymi

Średnia konsumpcja:

• Tryb normalny: 17 mA (Czuwanie)
• Tryb uśpienia: 6,2 mA
• Tryb nagrywania: 31 mA (~36 godzin - w zależności od karty SD)

Krok 2: Przeglądarka rejestratora EKG - analizator danych

Krótki opis

ECG Logger Viewer to aplikacja towarzysząca urządzeniom Holter do pobierania, analizowania danych i zarządzania pacjentami.

• NOWOŚĆ: Wersja 2 z drastycznie poprawioną wydajnością (wymaga EKG Logger FW v1.6.0+)
• Przetwarzanie zmienności rytmu serca (HRV)
• Wykrywanie pików R i klasyfikacja arytmii
• Arytmia: brakardia, tachykardia, skurcze dodatkowe i pauzy
• Wykrywanie artefaktów EKG
• Podgląd i wydruk sygnału EKG i statystyk
• Eksport danych w formatach EDF/BDF
• Interfejs w języku angielskim, francuskim i chińskim
• Automatyczna aktualizacja oprogramowania
• Nawigacja EKG według typów arytmii lub pozycji w czasie
• WAŻNE: działa tylko z urządzeniem holterowskim „ECG Logger”. Wymaga urządzenia holterowskiego „ECG Logger” w wersji 1.6 lub nowszej
• Wersja przenośna obsługiwana od v2.0

OPROGRAMOWANIE

Oprogramowanie działa pod systemem Windows i obsługuje 3 różne języki. Uruchom instalator i przeczytaj plik pomocy.

NOWA WERSJA v2.1.0.7 SF to unikalne miejsce do pobrania aplikacji "ECG Logger Viewer".

Krok 3: Budowanie urządzenia

Krótki opis

SPRZĘT KOMPUTEROWY

Elektronika została maksymalnie uproszczona i nie wymaga płytki drukowanej. Prosty kawałek Veroboard może załatwić sprawę.

OPROGRAMOWANIE

Musisz wgrać Arduino Nano z HEX. Kod wykorzystuje 99% pamięci, a nowe bootloadery mogą uniemożliwić wgrywanie oprogramowania, jeśli są większe.

SF to wyjątkowe miejsce do pobierania oprogramowania układowego urządzenia „ECG Logger”.

Uwaga na temat pliku HEX i bootloadera Arduino

Arduino Nano ma pamięć Flash 32K, a bootloader wykorzystuje 2K. Z pozostałych 30K (30 720 B) Flasha oprogramowanie układowe wykorzystuje 30 692 bajtów, pozostawiając bardzo niewiele bajtów wolnych!

Istnieją dwa różne bootloadery (do wyboru z Arduino IDE >> Narzędzia >> Procesor):

ATmega328P (Old Bootloader) jest bootloaderem "ATmegaBOOT" i oczekuje komunikacji przesyłania z prędkością 57600 bodów

ATmega328P to bootloader "Optiboot", który oczekuje komunikacji wgrywania z prędkością 115200 bodów

Podczas gdy oryginalne Arduino Nano są dostarczane z bootloaderem Optiboot, wersje chińskie (z chipsetem USB CH341) są ładowane za pomocą bootloadera ATmegaBOOT. Programowanie prędkości komunikacji jest inne!

UWAGA: Obecny plik HEX został opracowany dla Arduino z bootloaderem "ATmegaBOOT", ale działa również z Optiboot.