EKG-Logger - ein tragbarer Herzmonitor für die langfristige Datenerfassung und -analyse - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:17

Erste Veröffentlichung: Okt. 2017 Neueste Version: 1.6.0 Status: Stabil Schwierigkeit: Hoch Voraussetzung: Arduino, Programmierung, Hardware-Building Einzigartiges Repository: SF (siehe Links unten) Support: Nur Forum, keine PM

Der EKG-Logger ist ein tragbarer Herzmonitor für die langfristige Datenerfassung und -analyse. Das EKG-Logger-Projekt zielt darauf ab, ein sehr kostengünstiges (~35 $) Open-Source-Hardwaregerät (GPL3-Lizenz) und eine Freeware-Anwendungssoftware (CC-BY-NC-NA-Lizenz) für ein rhythmisches Holter bereitzustellen. Die Hardware ist sehr einfach gehalten und basiert auf einem „Arduino Nano“mit zwei Companion-Boards für die SD-Karte und den Instrumentierungs-Differenzverstärker. Es hilft bei der Überwachung von Arrhythmie-Syndromen wie Bradykardie, Tachykardie, Extrasystolen oder Pause. Es kann in keinem Fall eine fachärztliche Untersuchung ersetzen.

ECG Logger Viewer ist die Begleitsoftware zum Lesen von EKG-Daten vom EKG-Logger-Gerät

=>Sicherheitsvorschriften für elektrische Geräte müssen eingehalten werden und es darf keine direkte oder indirekte* Verbindung zwischen dem Holter-Gerät und an das Stromnetz angeschlossenen Geräten hergestellt werden (* zB wenn das Gerät an den USB-Port eines netzbetriebenen PCs angeschlossen ist).

HAFTUNGSAUSSCHLUSS: *** GEFAHR VON STROMSCHLÄGEN UND TOD ***

Personen, die ungelernt, nicht vertraut oder sich der elektrischen Gefahren nicht bewusst sind, wird davon abgeraten, sich einzumischen.

Dieses Projekt dient der Aus- und Weiterbildung und keinesfalls kommerziellen Zwecken oder der medizinischen Diagnostik. Die Nutzung dieser Projektinformationen unterliegt der GESAMTEN und ALLEINIGEN VERANTWORTUNG der NUTZER. Es wurde nicht für jede Art von Anwendungen zugelassen.

Schritt 1: EKG-Logger - ein Holter-Gerät

Kurze Beschreibung

ECG Logger stellt eine Komplettlösung zur Verfügung, die ein EKG-Rekorder-Hardwaregerät im Taschenformat mit eingebetteter Firmware umfasst. Das EKG-Signal wird mit hoher Frequenz (250 Hz Abtastrate) auf einem SD-Kartenspeicher aufgezeichnet. Das Gerät wird von der neuesten Technologie unterstützt, die mehr Freiheit und Genauigkeit für bis zu 24 Stunden kontinuierliche Aufzeichnung bietet.

Das System basiert auf einem „Arduino Nano“-Mikrocontroller, einer AD8232-Herzfrequenzmesser-Verstärkerplatine und einem SPI-SD-Kartenmodul mit einem absoluten Minimum an zusätzlichen Komponenten

Merkmale

• Stabiler und zuverlässiger Rekorder, basierend auf dem neuesten Stand der Technik
• Anti-Jamming und Anti-Schock
• Klein in der Größe
• Wellenformaufzeichnung und Ereignismarkierung
• Genaue Startzeitaufzeichnung und abgetastete Daten
• Eingebaute SD-Karte zum Speichern (einsteckbar und herausziehbar)
• Dank der großen Speicherkapazität müssen die Originaldaten nicht komprimiert werden
• Schnellere USB 2.0-Schnittstelle
• Aufzeichnung von Wellenformdetails basierend auf hoher Präzision und Abtastfrequenz
• Zeichnen Sie den Zustand des Schrittmachers mit einer höheren Abtastfrequenz auf.
• Automatische Erkennung von R-R-Peaks mit Pan-Tompkins.
• Internationaler Standard von 3 Leitungen. Zeichnen Sie bis zu 24 Stunden EKG-Signal auf.
• Sehr einfache und ergonomische Benutzeroberfläche

WICHTIG: Dieses Projekt ist Open-Source-lizensiert nur für Bildungszwecke und keine seiner Komponenten kann für kommerzielle Zwecke oder Anwendungen verwendet oder wiederverwendet werden.

Der USB-Treiber muss auf dem Computer installiert werden, bevor eine Verbindung mit Holter (Arduino Nano) hergestellt wird. Einige Arduino verwenden den FTDI-Chipsatz, während einige chinesische Produkte den CH340-Chipsatz erfordern. Der entsprechende Treiber muss heruntergeladen und auf dem Computer installiert werden. Klicken Sie auf Start >> Systemsteuerung >> Geräte-Manager und suchen Sie in der Geräteliste nach Com Ports (z. B. USB-SERIAL CH340).

Spezifikationen

• Anzahl der Kanäle: 1
• Leitung: Standard-3-Leitung
• Abtastrate: 250 Hz
• Abtastgenauigkeit: 10-Bit / 8-Bit wählbar
• Aufnahmezeit: bis zu 24 Stunden
• Zeitgenauigkeit: +/- 1 Minute pro Tag
• Schnittstelle: USB 2.0 (230 kBaud)
• Skalenspannung: 1 mV ±5%
• Empfindlichkeitsventil: ≤20μV
• Niedrigstes Spannungssignal: 50 μ Vpp
• Eingangsimpedanz: ≥ 1GΩ
• Vorspannungsstrom der Eingangsschaltung: ≤ 0,1 μA
• Geräuschpegel: ≤ 10 μ Vpp (0,1 Hz bis 40 Hz)
• Gleichtaktunterdrückungsverhältnis: >= 60 dB (DC bis 60 Hz)
• Elektroden-Offset-Unterdrückung: ± 300 mV
• Spannungstoleranz: ± 500 mV
• Zeitkonstante: ＞ 3,2 s (0,3 Hz)
• Frequenzgang: 0,05 ~ 125 Hz
• Filter: AC, EMG, Driftfilter, RFI
• Komplexe QRS-Erkennung: Pan & Tompkins-Algorithmus
• Sicherheitsmodell des menschlichen Körpers: 8 kV ESD (HBM)

Physikalische Parameter:

• Typ B: intern versorgt
• Größe (L x B x H): 100 x 60 x 25 mm
• Nettogewicht (ohne Batterie): 65 g
• Gewicht mit Batterien: 111g
• Gesamtgewicht: 195 g (inkl. Träger/Elektroden)
• Stromversorgung: 4 x AAA-Batterien
• Autonomie: >30 Stunden mit Alkaline-Batterien

Durchschnittlicher Verbrauch:

• Normalmodus: 17 mA (Standby)
• Schlafmodus: 6,2 mA
• Aufnahmemodus: 31 mA (~36 Stunden - abhängig von SD-Karte)

Schritt 2: EKG-Logger-Viewer - ein Datenanalysator

Kurze Beschreibung

ECG Logger Viewer ist die Begleitanwendung für Holter-Geräte zum Herunterladen, Analysieren von Daten und Verwalten von Patienten.

• NEU: Version 2 mit drastisch verbesserten Leistungen (erfordert EKG-Logger FW v1.6.0+)
• Verarbeitung der Herzfrequenzvariabilität (HRV)
• R-Peak-Erkennung und Arrhythmie-Klassifizierung
• Arrhythmie: Brakardie, Tachykardie, Extrasystolen und Pausen
• Erkennung von EKG-Artefakten
• Vorschau und Ausdruck des EKG-Signals und der Statistik
• Datenexport in EDF/BDF-Formate
• Schnittstelle in Englisch, Französisch und Chinesisch
• Automatisches Firmware-Update
• EKG-Navigation nach Arrhythmietypen oder Zeitposition
• WICHTIG: Läuft nur mit dem Holter-Gerät "EKG-Logger". Erfordert Holter-Gerät "EKG Logger" Version 1.6 oder höher
• Tragbare Version unterstützt ab v2.0

SOFTWARE

Software läuft unter Windows und unterstützt 3 verschiedene Sprachen. Führen Sie das Installationsprogramm aus und lesen Sie die Hilfedatei.

NEUE VERSION v2.1.0.7 SF ist der einzigartige Ort für den Download der Anwendung "EKG Logger Viewer".

Schritt 3: Aufbau des Geräts

Kurze Beschreibung

HARDWARE

Die Elektronik ist so einfach wie möglich gestaltet und kommt ohne Platine aus. Ein einfaches Stück Veroboard kann die Arbeit erledigen.

FIRMWARE

Sie müssen den Arduino Nano mit dem HEX hochladen. Der Code verwendet 99% des Speichers und neue Bootloader könnten das Hochladen der Firmware verhindern, wenn es größere gibt.

SF ist der einzigartige Ort für den Firmware-Download des "EKG-Loggers".

Hinweis zu HEX-Datei und Arduino-Bootloader

Der Arduino Nano hat einen 32K Flash-Speicher und der Bootloader verwendet 2K. Von den verbleibenden 30K (30.720 B) Flash verwendet die Firmware 30.692 Bytes, so dass nur sehr wenige Bytes frei bleiben!

Es gibt zwei verschiedene Bootloader (auswählbar über Arduino IDE >> Tools >> Processor):

ATmega328P (Old Bootloader) ist der "ATmegaBOOT" Bootloader und erwartet die Upload-Kommunikation mit 57600 Baud

ATmega328P ist der "Optiboot"-Bootloader, der die Upload-Kommunikation mit 115200 Baud erwartet

Während echte Arduino Nano mit dem Optiboot-Bootloader geliefert werden, werden die chinesischen Versionen (mit dem USB-Chipsatz CH341) mit dem ATmegaBOOT-Bootloader geladen. Das Programmieren von Kommunikationsgeschwindigkeiten ist anders!

HINWEIS: Die aktuelle HEX-Datei wurde für Arduino mit "ATmegaBOOT"-Bootloader entwickelt, läuft aber auch mit dem Optiboot.