EKG -logger - en bärbar hjärtmonitor för långsiktig datainsamling och analys: 3 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:41

Första utgåvan: oktober 2017 Senaste versionen: 1.6.0 Status: Stabil svårighetsgrad: Hög Förutsättning: Arduino, Programmering, Hårdvarubyggnad Unikt arkiv: SF (se länkar nedan) Support: Endast forum, inget PM

EKG Logger är en bärbar hjärtmonitor för långsiktig datainsamling och analys. EKG Logger-projektet syftar till att tillhandahålla en mycket billig (~ 35 $) hårdvaruenhet med öppen källkod (GPL3-licens) och freeware (CC-BY-NC-NA-licens) för ett Rhythmic Holter. Hårdvaran har gjorts väldigt enkel och är baserad på en "Arduino Nano" med två medföljande kort för SD -kortet och instrumentdifferentialförstärkaren. Det hjälper till att övervaka arytmi syndrom som bradykardi, takykardi, extrasystoler eller paus. Det kan under inga omständigheter användas för att ersätta en professionell medicinsk undersökning.

EKG Logger Viewer är den kompletterande programvaran för att läsa EKG -data från EKG Logger -enheten

=> Säkerhetsregler för elektriska apparater måste följas och ingen direkt eller indirekt anslutning* får göras mellan Holter -enheten och apparater som är anslutna till elnätet (* t.ex. när enheten är ansluten till USB -porten på en dator som drivs från elnätet).

ANSVARSFRISKRIVNING: *** RISK FÖR ELEKTRISKA STÖD OCH DÖD ***

Personer som är okunniga, inte bekanta eller omedvetna om elektriska risker avråds från att engagera sig.

Detta projekt tillhandahålls för utbildning/utbildning och inte i något fall för kommersiella ändamål eller medicinsk diagnostik. Användningen av denna projektinformation är under HELA och ENDA ANSVARET för ANVÄNDARE. Det har inte godkänts för någon form av ansökningar.

Steg 1: EKG -logger - en Holter -enhet

Kort beskrivning

EKG Logger tillhandahåller en komplett lösning, inklusive en hårdvarueenhet med EKG-inspelare i fickformat med inbyggd firmware. EKG -signalen spelas in på ett SD -kortminne vid hög frekvens (250 Hz samplingshastighet). Enheten stöds av den senaste tekniken som erbjuder mer frihet och noggrannhet i upp till 24 timmars kontinuerlig inspelning.

Systemet är baserat på en”Arduino Nano” mikrokontroller, ett AD8232 pulsmätarförstärkarkort och en SPI SD -kortmodul med absoluta minimum extra komponenter

Funktioner

• Stabil och pålitlig inspelare, baserad på toppmodern och senaste teknik
• Anti-jamming och anti-shock
• Liten i storlek
• Waveform record och event markering
• Exakt starttidspost och samplad data
• Inbyggt SD-kort för lagring (kan plug-in och pull-out)
• Du behöver inte komprimera originaldata tack vare den stora lagringsmöjligheten
• Snabbare USB 2.0 -gränssnitt
• Spela in vågformsdetaljer baserat på hög precision och samplingsfrekvens
• Registrera pacemakers tillstånd med högre samplingsfrekvens.
• Automatisk R-R-toppdetektering med Pan-Tompkins.
• Internationell standard på 3 leads. Spela in upp till 24-timmars EKG-signal.
• Mycket enkelt och ergonomiskt användargränssnitt

VIKTIGT: Detta projekt är endast öppen källkod licensierat för utbildningsändamål och ingen av dess komponenter kan användas eller återanvändas för kommersiella ändamål eller applikationer.

USB -drivrutinen måste installeras på datorn innan Holter (Arduino Nano) -anslutning. Vissa Arduino använder FTDI -chipset medan vissa kinesiska produkter kräver CH340 -chipset. Motsvarande drivrutin måste laddas ner och installeras på datorn. Klicka på Start >> Kontrollpanelen >> Enhetshanteraren och leta efter enhetslistan efter Com-portar (t.ex. USB-SERIAL CH340).

Specifikationer

• Antal kanaler: 1
• Bly: standard 3-ledad
• Samplingshastighet: 250 Hz
• Samplingsnoggrannhet: 10-bitars / 8-bitars valbar
• Inspelningstid: upp till 24 timmar
• Tidsnoggrannhet: +/- 1 minut per dag
• Gränssnitt: USB 2.0 (230 kbauds)
• Skalspänning: 1 mV ± 5%
• Känslighetsventil: ≤20μV
• Lägsta spänningssignal: 50 μ Vpp
• Ingångsimpedans: ≥ 1GΩ
• Ingångskrets förspänningsström: ≤ 0,1 μA
• Ljudnivå: ≤ 10 μ Vpp (0,1 Hz till 40 Hz)
• Avslagningsförhållande för vanligt läge:> = 60 dB (DC till 60Hz)
• Elektrodförskjutningsavvisning: ± 300 mV
• Spänningstolerans: ± 500 mV
• Tidskonstant: ＞ 3,2 s (0,3 Hz)
• Frekvenssvar: 0,05 ~ 125 Hz
• Filter: AC, EMG, driftfilter, RFI
• Komplex QRS -detektion: Pan & Tompkins -algoritm
• Säkerhetskroppsmodell: 8 kV ESD (HBM)

Fysiska parametrar:

• Typ B: internt driven
• Storlek (L x B x H): 100 x 60 x 25 mm
• Nettovikt (utan batteri): 65 g
• Vikt med batterier: 111g
• Totalvikt: 195 g (inkl. Bärare/elektroder)
• Effekt: 4 x AAA -batterier
• Autonomi:> 30 timmar med alkaliska batterier

Genomsnittlig förbrukning:

• Normalt läge: 17 mA (Standby)
• Viloläge: 6,2 mA
• Inspelningsläge: 31 mA (~ 36 timmar - beroende på SD -kort)

Steg 2: EKG Logger Viewer - en dataanalysator

Kort beskrivning

ECG Logger Viewer är Holter -enhetens kompletterande applikation för nedladdning, analys av data och hantering av patienter.

• NYHET: Version 2 med drastiskt förbättrade prestanda (kräver ECG Logger FW v1.6.0+)
• Pulsvariabilitetsbehandling (HRV)
• R-toppdetektering och arrytmiklassificering
• Arrytmi: Bracardia, Takykardio, Extrasystoler och pauser
• Upptäckt av EKG -artefakter
• Förhandsgranska och skriva ut EKG -signal och statistik
• Dataexport i EDF/BDF -format
• Gränssnitt på engelska, franska och kinesiska
• Automatisk firmwareuppdatering
• EKG -navigering efter arryhtmia -typer eller tidsposition
• VIKTIGT: körs endast med "EKG Logger" Holter -enhet. Kräver "EKG -loggare" Holter -enhet version 1.6 eller högre
• Bärbar version som stöds från v2.0

PROGRAMVARA

Programvaran körs under Windows och stöder 3 olika språk. Kör installationsprogrammet och läs hjälpfilen.

NEW VERSION v2.1.0.7 SF är den unika platsen för nedladdning av "ECG Logger Viewer" -applikation.

Steg 3: Bygg enheten

Kort beskrivning

HÅRDVARA

Elektroniken har gjorts så enkel som möjligt och kräver inget kretskort. En enkel bit Veroboard kan göra jobbet.

FIRMWARE

Du måste ladda upp Arduino Nano med HEX. Koden använder 99% av minnet och nya bootloaders kan förhindra att firmware laddas upp om det finns större.

SF är den unika platsen för nedladdning av fast programvara för "EKG -loggare".

Obs om HEX -fil och Arduino bootloader

Arduino Nano har ett 32K Flash -minne och bootloader använder 2K. Från de återstående 30K (30 720 B) Flash använder firmware 30 692 Bytes så att mycket få byte är lediga!

Det finns två olika bootloaders (valbara från Arduino IDE >> Verktyg >> Processor):

ATmega328P (Old Bootloader) är "ATmegaBOOT" bootloader och förväntar sig uppladdningskommunikationen vid 57600 baud

ATmega328P är "Optiboot" bootloader förväntar sig uppladdningskommunikationen på 115200 baud

Medan äkta Arduino Nano levereras med Optiboot bootloader, laddas de kinesiska versionerna (med USB -chipset CH341) med ATmegaBOOT bootloader. Att programmera kommunikationshastigheter är annorlunda!

OBS: Den nuvarande HEX -filen har utvecklats för Arduino med "ATmegaBOOT" bootloader men körs också med Optiboot.