Регистратор ЭКГ - переносной кардиомонитор для сбора и анализа долгосрочных данных: 3 шага

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2025-01-23 15:04

Первый выпуск: октябрь 2017 г. Последняя версия: 1.6.0 Статус: стабильный Сложность: высокая Предварительные требования: Arduino, программирование, сборка оборудования Уникальный репозиторий: SF (см. Ссылки ниже) Поддержка: только форум, без PM

Регистратор ЭКГ - это переносной кардиомонитор для сбора и анализа долгосрочных данных. Проект регистратора ЭКГ направлен на предоставление очень недорогого (~ 35 $) аппаратного устройства с открытым исходным кодом (лицензия GPL3) и бесплатного (лицензия CC-BY-NC-NA) прикладного программного обеспечения для ритмического холтера. Аппаратное обеспечение сделано очень просто и основано на «Arduino Nano» с двумя сопутствующими платами для SD-карты и инструментального дифференциального усилителя. Это помогает контролировать синдромы аритмии, такие как брадикардия, тахикардия, экстрасистолы или пауза. Его ни в коем случае нельзя использовать вместо профессионального медицинского осмотра.

ECG Logger Viewer - это сопутствующее программное обеспечение для чтения данных ЭКГ с устройства ECG Logger.

=> Должны соблюдаться правила безопасности, связанные с электрическими устройствами, и между устройством Холтера и устройствами, подключенными к сети, не должно быть никакого прямого или косвенного * соединения (* например, когда устройство подключено к USB-порту ПК, питающегося от сети).

ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ: *** РИСК ПОРАЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ И СМЕРТИ ***

Лицам, не имеющим квалификации, незнакомым или не знающим об опасности поражения электрическим током, не рекомендуется вмешиваться.

Этот проект предназначен для обучения / обучения и ни в коем случае не для коммерческих целей или медицинской диагностики. Использование этой информации о проекте находится под ВСЮ И ИСКЛЮЧИТЕЛЬНУЮ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ. Он не был одобрен для каких-либо приложений.

Шаг 1: Регистратор ЭКГ - устройство Холтера

Краткое описание

Регистратор ЭКГ представляет собой комплексное решение, включающее карманное устройство записи ЭКГ со встроенным микропрограммным обеспечением. Сигнал ЭКГ записывается на карту памяти SD с высокой частотой (частота дискретизации 250 Гц). В устройстве используются новейшие технологии, обеспечивающие большую свободу и точность для непрерывной записи до 24 часов.

Система основана на микроконтроллере «Arduino Nano», плате усилителя монитора сердечного ритма AD8232 и модуле SD-карты SPI с минимальным количеством дополнительных компонентов.

Функции

• Стабильный и надежный рекордер, основанный на новейших технологиях.
• Анти-заклинивание и противоударный
• Маленький размер
• Запись формы сигнала и маркировка событий
• Точная запись времени начала и выборки данных
• Встроенная SD-карта для хранения (может быть вставной и выдвижной)
• Нет необходимости сжимать исходные данные благодаря большой емкости хранилища
• Более быстрый интерфейс USB 2.0
• Записывайте детали формы сигнала на основе высокой точности и частоты дискретизации
• Запишите состояние кардиостимулятора, используя более высокую частоту дискретизации.
• Автоматическое определение пиков R-R с использованием Pan-Tompkins.
• Международный стандарт 3-х отведений. Запишите до 24-часового сигнала ЭКГ.
• Очень простой и эргономичный пользовательский интерфейс

ВАЖНО: Этот проект с открытым исходным кодом лицензирован только для образовательных целей, и ни один из его компонентов не может быть использован или повторно использован в коммерческих целях или в приложениях.

USB-драйвер должен быть установлен на компьютере до подключения к Холтеру (Arduino Nano). Некоторые Arduino используют набор микросхем FTDI, тогда как некоторые китайские продукты требуют набора микросхем CH340. Соответствующий драйвер необходимо загрузить и установить на компьютер. Щелкните Пуск >> Панель управления >> Диспетчер устройств и в списке устройств найдите Com-порты (например, USB-SERIAL CH340).

Характеристики

• Количество каналов: 1
• Отведение: стандартный 3-выводной
• Частота дискретизации: 250 Гц
• Точность выборки: по выбору 10/8 бит
• Время записи: до 24 часов
• Точность времени: +/- 1 минута в день
• Интерфейс: USB 2.0 (230 кбод)
• Напряжение шкалы: 1 мВ ± 5%
• Клапан чувствительности: ≤20 мкВ
• Сигнал самого низкого напряжения: 50 мкВ пик.
• Входное сопротивление: ≥ 1 ГОм
• Ток смещения входной цепи: ≤ 0,1 мкА
• Уровень шума: ≤ 10 мкВ (от 0,1 Гц до 40 Гц)
• Коэффициент подавления синфазного сигнала:> = 60 дБ (от 0 до 60 Гц)
• Подавление смещения электрода: ± 300 мВ
• Допуск напряжения: ± 500 мВ
• Постоянная времени: ＞ 3,2 с (0,3 Гц)
• Частотный диапазон: 0,05 ~ 125 Гц
• Фильтр: AC, EMG, дрейфовый фильтр, RFI
• Обнаружение сложных QRS: алгоритм Пэна и Томпкинса
• Модель безопасного человеческого тела: 8 кВ ESD (HBM)

Физические параметры:

• Тип B: с внутренним питанием
• Размер (Д x Ш x В): 100 x 60 x 25 мм
• Вес нетто (без батареи): 65 г
• Вес с батареями: 111 г
• Общий вес: 195 г (включая держатель / электроды)
• Питание: 4 батарейки типа ААА
• Автономность:> 30 часов с щелочными батареями

Средний расход:

• Нормальный режим: 17 мА (в режиме ожидания)
• Спящий режим: 6,2 мА
• Режим записи: 31 мА (~ 36 часов - зависит от SD-карты)

Шаг 2. Средство просмотра регистратора ЭКГ - анализатор данных

Краткое описание

ECG Logger Viewer - это приложение-компаньон для устройств Холтера, предназначенное для загрузки, анализа данных и ведения пациентов.

• НОВИНКА: версия 2 со значительно улучшенными характеристиками (требуется ECG Logger FW v1.6.0 +)
• Обработка вариабельности сердечного ритма (ВСР)
• Обнаружение R-пика и классификация аритмии
• Аритмия: бракардия, тахикардия, экстрасистолия и паузы.
• Обнаружение артефактов ЭКГ
• Предварительный просмотр и печать сигнала ЭКГ и статистики
• Экспорт данных в форматах EDF / BDF
• Интерфейс на английском, французском и китайском языках.
• Автоматическое обновление прошивки
• ЭКГ-навигация по типам аритмии или временной позиции
• ВАЖНО: работает только с устройством Холтера «Регистратор ЭКГ». Требуется устройство Холтера "ECG Logger" версии 1.6 или выше.
• Переносимая версия поддерживается начиная с версии 2.0

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Программное обеспечение работает под Windows и поддерживает 3 разных языка. Запустите установщик и прочтите файл справки.

НОВАЯ ВЕРСИЯ v2.1.0.7 SF - это уникальное место для загрузки приложения "ECG Logger Viewer".

Шаг 3: Сборка устройства

Краткое описание

АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Электроника сделана максимально простой и не требует печатной платы. Простая доска Veroboard справится с этой задачей.

ПРОШИВКА

Вы должны загрузить Arduino Nano с помощью HEX. Код использует 99% памяти, и новые загрузчики могут помешать загрузке прошивки, если она больше.

SF - это уникальное место для загрузки прошивки устройства "Регистратор ЭКГ".

Замечание о HEX-файле и загрузчике Arduino

Arduino Nano имеет 32 КБ флэш-памяти, а загрузчик использует 2 КБ. Из оставшихся 30 КБ (30 720 Б) флэш-памяти микропрограммное обеспечение использует 30 692 байта, оставляя очень мало свободных байтов!

Есть два разных загрузчика (выбираются из Arduino IDE >> Инструменты >> Процессор):

ATmega328P (старый загрузчик) является загрузчиком "ATmegaBOOT" и ожидает передачи данных на скорости 57600 бод

ATmega328P - загрузчик "Optiboot", ожидающий передачи данных на скорости 115200 бод

В то время как подлинная Arduino Nano поставляется с загрузчиком Optiboot, китайские версии (с использованием набора микросхем USB CH341) загружаются с помощью загрузчика ATmegaBOOT. Программирование скорости связи разное!

ПРИМЕЧАНИЕ. Текущий файл HEX был разработан для Arduino с загрузчиком ATmegaBOOT, но также работает с Optiboot.