ECG Logger: un monitor cardíac usable per a l’adquisició i anàlisi de dades a llarg termini: 3 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

Primera versió: octubre de 2017 Última versió: 1.6.0 Estat: estable Dificultat: alta Requisit previ: Arduino, programació, construcció de maquinari Dipòsit únic: SF (vegeu els enllaços següents) Suport: només fòrum, sense PM

ECG Logger és un monitor cardíac portable per a l’adquisició i anàlisi de dades a llarg termini. El projecte ECG Logger està dirigit a proporcionar un programari de maquinari de codi obert (llicència GPL3) de baix cost (~ 35 $) i programari d'aplicació de programari gratuït (llicència CC-BY-NC-NA) per a un Holter rítmic. El maquinari s’ha fet molt senzill i es basa en un “Arduino Nano” amb dues plaques complementàries per a la targeta SD i l’amplificador diferencial d’instrumentació. Ajuda a controlar els síndromes d’arítmia com bradicàrdia, taquicàrdia, extrasistoles o pausa. En cap cas es pot utilitzar per substituir un examen mèdic professional.

ECG Logger Viewer és el programari complementari per llegir dades ECG del dispositiu ECG Logger

=> S'han de complir les normes de seguretat relacionades amb els dispositius elèctrics i no s'ha de fer cap connexió directa o indirecta * entre el dispositiu Holter i els aparells connectats a la xarxa elèctrica (* per exemple, quan el dispositiu està connectat al port USB d'un PC alimentat des de la xarxa elèctrica).

EXCLUSIÓ DE RESPONSABILITAT: *** RISC DE XOCS ELÈCTRICS I DE MORT ***

Es desaconsella que hi participin persones no qualificades, que no siguin familiars o que desconeixin els riscos elèctrics.

Aquest projecte es proporciona per a formació / educació i en cap cas amb finalitats comercials o de diagnòstic mèdic. L’ús d’aquesta informació del projecte queda sota la RESPONSABILITAT TOTAL i ÚNICA dels USUARIS. No s’ha aprovat per a cap tipus de sol·licitud.

Pas 1: ECG Logger: un dispositiu Holter

Descripció breu

ECG Logger posa a la vostra disposició una solució completa que inclou un dispositiu de maquinari de gravadora ECG de butxaca amb firmware incrustat. El senyal ECG s’enregistra en una memòria de la targeta SD a alta freqüència (freqüència de mostreig de 250 Hz). El dispositiu està recolzat per la tecnologia recent que ofereix més llibertat i precisió durant un registre continu de fins a 24 hores.

El sistema es basa en un microcontrolador “Arduino Nano”, una placa amplificador AD8232 Heart Rate Monitor i un mòdul de targeta SD SPI amb components addicionals mínims absoluts

Característiques

• Gravador estable i fiable, basat en l'última tecnologia i la tecnologia més recent
• Anti-bloqueig i anti-xoc
• De mida petita
• Registre de formes d'ona i marcatge d'esdeveniments
• Registre precís de l'hora d'inici i dades mostrejades
• Targeta SD integrada per emmagatzemar (es pot connectar i treure)
• No cal comprimir les dades originals, gràcies a la gran capacitat d’emmagatzematge
• Interfície USB 2.0 més ràpida
• Registre els detalls de la forma d'ona basats en una alta precisió i freqüència de mostreig
• Registre l'estat del marcapassos mitjançant una freqüència de mostreig més alta.
• Detecció automàtica de pics R-R mitjançant Pan-Tompkins.
• Estàndard internacional de 3 derivacions. Enregistreu fins a 24 hores de senyal ECG.
• Interfície d'usuari molt senzilla i ergonòmica

IMPORTANT: aquest projecte té llicència de codi obert només amb finalitats educatives i cap dels seus components no es pot utilitzar ni reutilitzar amb fins comercials o aplicacions.

El controlador USB s’ha d’instal·lar a l’ordinador abans de la connexió Holter (Arduino Nano). Alguns Arduino utilitzen el chipset FTDI, mentre que alguns productes xinesos requereixen el chipset CH340. Cal descarregar i instal·lar el controlador corresponent a l’ordinador. Feu clic a Inici >> Tauler de control >> Gestor de dispositius i, a la llista de dispositius, cerqueu ports Com (per exemple, USB-SERIAL CH340).

Especificacions

• Nombre de canals: 1
• Plom: 3 plom estàndard
• Freqüència de mostreig: 250 Hz
• Precisió de mostreig: seleccionable de 10 bits / 8 bits
• Temps de gravació: fins a 24 hores
• Precisió del temps: +/- 1 minut al dia
• Interfície: USB 2.0 (230 kbauds)
• Voltatge de l’escala: 1 mV ± 5%
• Vàlvula de sensibilitat: ≤20μV
• Senyal de tensió més baixa: 50 μ Vpp
• Impedància d'entrada: ≥ 1 GΩ
• Corrent de polarització del circuit d’entrada: ≤ 0,1 μA
• Nivell de soroll: ≤ 10 μ Vpp (0,1 Hz a 40 Hz)
• Relació de rebuig en mode comú:> = 60 dB (CC a 60Hz)
• Rebuig del desplaçament de l'elèctrode: ± 300 mV
• Tolerància de tensió: ± 500 mV
• Constant de temps: ＞ 3,2 s (0,3 Hz)
• Resposta de freqüència: 0,05 ~ 125 Hz
• Filtre: CA, EMG, Filtre a la deriva, RFI
• Detecció complexa de QRS: algorisme Pan & Tompkins
• Model de seguretat del cos humà: 8 kV ESD (HBM)

Paràmetres físics:

• Tipus B: alimentació interna
• Mides (L x W x H): 100 x 60 x 25 mm
• Pes net (sense bateria): 65 g
• Pes amb bateries: 111g
• Pes total: 195 g (inclòs el portador / elèctrodes)
• Potència: 4 piles AAA
• Autonomia:> 30 hores amb piles alcalines

Consum mitjà:

• Mode normal: 17 mA (en espera)
• Mode de repòs: 6,2 mA
• Mode de gravació: 31 mA (~ 36 hores - depèn de la targeta SD)

Pas 2: ECG Logger Viewer: un analitzador de dades

Descripció breu

ECG Logger Viewer és l'aplicació complementària del dispositiu Holter per descarregar, analitzar dades i gestionar els pacients.

• NOU: versió 2 amb un rendiment dràsticament millorat (requereix ECG Logger FW v1.6.0 +)
• Processament de la variabilitat de la freqüència cardíaca (HRV)
• Detecció de pics R i classificació de l’arítmia
• Arritmia: Bracardia, Taquicardi, Extrasistoles i Pauses
• Detecció d'artefactes ECG
• Previsualització i impressió de senyals i estadístiques d’ECG
• Exportació de dades en formats EDF / BDF
• Interfície en anglès, francès i xinès
• Actualització automàtica del firmware
• Navegació ECG per tipus d’arítmia o posició horària
• IMPORTANT: només funciona amb el dispositiu Holter "ECG Logger". Requereix un dispositiu Holter "ECG Logger" versió 1.6 o superior
• Versió portàtil compatible amb la v2.0

PROGRAMARI

El programari funciona sota Windows i admet tres idiomes diferents. Executeu l'instal·lador i llegiu el fitxer d'ajuda.

NOVA VERSIÓ v2.1.0.7 SF és el lloc únic per descarregar l'aplicació "ECG Logger Viewer".

Pas 3: Construir el dispositiu

Descripció breu

HARDWARE

L’electrònica s’ha fet el més senzilla possible i no necessita cap PCB. Una simple peça de Veroboard pot fer la feina.

FIRMWARE

Heu de carregar l'Arduino Nano amb l'hex. El codi utilitza el 99% de la memòria i els nous carregadors d’arrencada podrien evitar carregar el firmware si n’hi ha de més grans.

SF és l'únic lloc per descarregar el firmware del dispositiu "ECG Logger".

Nota sobre el fitxer HEX i el carregador d'arrencada Arduino

L'Arduino Nano té una memòria Flash de 32K i el carregador d'arrencada utilitza 2K. Dels 30K restants (30 720 B) de Flash, el firmware utilitza 30 692 bytes, deixant molt pocs bytes lliures.

Hi ha dos carregadors d’arrencada diferents (seleccionables des d’Arduino IDE >> Eines >> Processador):

ATmega328P (Old Bootloader) és el gestor d'arrencada "ATmegaBOOT" i espera que la comunicació de pujada sigui de 57600 baud

ATmega328P és el carregador d'arrencada "Optiboot" que espera que la comunicació de pujada sigui de 115200 baud

Mentre que l’Arduino Nano genuí es proporciona amb el carregador d’arrencada Optiboot, les versions xineses (mitjançant el chipset USB CH341) es carreguen amb el carregador d’arrencada ATmegaBOOT. Programar les velocitats de comunicació és diferent.

NOTA: El fitxer HEX actual s'ha desenvolupat per a Arduino amb el carregador d'arrencada "ATmegaBOOT", però també s'executa amb l'Optiboot.