ECG Logger - เครื่องตรวจหัวใจแบบสวมใส่ได้สำหรับการได้มาและการวิเคราะห์ข้อมูลระยะยาว: 3 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:04

เผยแพร่ครั้งแรก: ต.ค. 2560 เวอร์ชันล่าสุด: 1.6.0 สถานะ: เสถียร ความยาก: สูง ความต้องการ: Arduino, การเขียนโปรแกรม, การสร้างฮาร์ดแวร์ Unique repository: SF (ดูลิงก์ด้านล่าง) Support: Forum only, no PM

ECG Logger เป็นเครื่องตรวจหัวใจแบบสวมใส่ได้สำหรับการได้มาและการวิเคราะห์ข้อมูลระยะยาว โครงการ ECG Logger มีจุดมุ่งหมายเพื่อจัดหาอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์โอเพ่นซอร์ส (ใบอนุญาต GPL3) ที่มีต้นทุนต่ำมาก (~ 35$) และซอฟต์แวร์แอปพลิเคชันฟรีแวร์ (ใบอนุญาต CC-BY-NC-NA) สำหรับ Rhythmic Holter ฮาร์ดแวร์ถูกสร้างขึ้นมาอย่างเรียบง่ายและอิงจาก “Arduino Nano” ที่มีบอร์ดคู่กันสำหรับการ์ด SD และแอมพลิฟายเออร์ดิฟเฟอเรนเชียลของเครื่องมือวัด ช่วยตรวจสอบกลุ่มอาการหัวใจเต้นผิดจังหวะ เช่น หัวใจเต้นช้า อิศวร ภาวะหัวใจหยุดเต้นผิดปกติ หรือหยุดชั่วคราว ไม่ว่าในกรณีใดก็สามารถใช้ทดแทนการตรวจสุขภาพอย่างมืออาชีพได้

ECG Logger Viewer เป็นซอฟต์แวร์ร่วมสำหรับการอ่านข้อมูล ECG จากอุปกรณ์ ECG Logger

=>ต้องปฏิบัติตามกฎความปลอดภัยที่เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์ไฟฟ้า และห้ามทำการเชื่อมต่อโดยตรงหรือโดยอ้อม* ระหว่างอุปกรณ์ Holter และอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟหลัก (* เช่น เมื่ออุปกรณ์เชื่อมต่อกับพอร์ต USB ของพีซีที่ใช้พลังงานจากแหล่งจ่ายไฟหลัก).

ข้อจำกัดความรับผิดชอบ: *** ความเสี่ยงจากไฟฟ้าช็อตและการเสียชีวิต ***

บุคคลที่ไร้ทักษะ ไม่คุ้นเคย หรือไม่รู้ถึงความเสี่ยงจากไฟฟ้า ไม่ควรเข้าไปเกี่ยวข้อง

โครงการนี้จัดทำขึ้นเพื่อการฝึกอบรม/การศึกษา และไม่ใช่เพื่อวัตถุประสงค์ทางการค้าหรือการวินิจฉัยทางการแพทย์แต่อย่างใด การใช้ข้อมูลโครงการนี้อยู่ภายใต้ความรับผิดชอบทั้งหมดและของผู้ใช้ ยังไม่ได้รับการอนุมัติสำหรับการใช้งานทุกประเภท

ขั้นตอนที่ 1: ECG Logger - อุปกรณ์ Holter

คำอธิบายสั้น

ECG Logger ทำให้มีโซลูชั่นที่สมบูรณ์รวมถึงอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์เครื่องบันทึก ECG ขนาดพกพาพร้อมเฟิร์มแวร์ในตัว สัญญาณ ECG จะถูกบันทึกลงในหน่วยความจำ SD การ์ดที่ความถี่สูง (อัตราการสุ่มตัวอย่าง 250Hz) อุปกรณ์ได้รับการสนับสนุนโดยเทคโนโลยีล่าสุดที่ให้อิสระและความแม่นยำมากขึ้นสำหรับการบันทึกต่อเนื่องสูงสุด 24 ชั่วโมง

ระบบนี้ใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ "Arduino Nano", บอร์ดเครื่องขยายเสียง AD8232 Heart Rate Monitor และโมดูลการ์ด SPI SD ที่มีส่วนประกอบพิเศษขั้นต่ำ

คุณสมบัติ

• เครื่องบันทึกที่เสถียรและเชื่อถือได้ โดยใช้เทคโนโลยีล่าสุดและทันสมัย
• ป้องกันการรบกวนและป้องกันการกระแทก
• ขนาดเล็ก
• บันทึกรูปคลื่นและเครื่องหมายเหตุการณ์
• บันทึกเวลาเริ่มต้นที่ถูกต้องและข้อมูลตัวอย่าง
• การ์ด SD ในตัวสำหรับจัดเก็บข้อมูล (สามารถเสียบปลั๊กและดึงออกได้)
• ไม่จำเป็นต้องบีบอัดข้อมูลต้นฉบับด้วยความสามารถในการจัดเก็บข้อมูลขนาดใหญ่
• อินเทอร์เฟซ USB 2.0 ที่เร็วขึ้น
• บันทึกรายละเอียดของรูปคลื่นตามความแม่นยำสูงและความถี่ในการสุ่มตัวอย่าง
• บันทึกสถานะของเครื่องกระตุ้นหัวใจโดยใช้ความถี่ในการสุ่มตัวอย่างที่สูงขึ้น
• การตรวจจับยอด R-R อัตโนมัติโดยใช้ Pan-Tompkins
• มาตรฐานสากล 3 สาย บันทึกสัญญาณ ECG ได้นานถึง 24 ชั่วโมง
• ส่วนต่อประสานผู้ใช้ที่เรียบง่ายและถูกหลักสรีรศาสตร์

สำคัญ: โครงการนี้เป็นโอเพ่นซอร์สที่ได้รับอนุญาตเพื่อการศึกษาเท่านั้น และไม่มีส่วนประกอบใดที่สามารถนำมาใช้หรือนำมาใช้ซ้ำเพื่อวัตถุประสงค์ทางการค้าหรือแอปพลิเคชัน

ต้องติดตั้งไดรเวอร์ USB บนคอมพิวเตอร์ก่อนการเชื่อมต่อ Holter (Arduino Nano) Arduino บางตัวใช้ชิปเซ็ต FTDI ในขณะที่ผลิตภัณฑ์จีนบางตัวต้องการชิปเซ็ต CH340 ต้องดาวน์โหลดและติดตั้งไดรเวอร์ที่เกี่ยวข้องในคอมพิวเตอร์ คลิก Start >> Control Panel >> Device Manager และในรายการอุปกรณ์ให้มองหา Com Ports (เช่น USB-SERIAL CH340)

ข้อมูลจำเพาะ

• จำนวนช่อง: 1
• ตะกั่ว:มาตรฐาน 3-lead
• อัตราการสุ่มตัวอย่าง: 250 Hz
• ความแม่นยำในการสุ่มตัวอย่าง: เลือกได้ 10 บิต / 8 บิต
• เวลาในการบันทึก: สูงสุด 24 ชั่วโมง
• ความแม่นยำของเวลา: +/- 1 นาทีต่อวัน
• อินเทอร์เฟซ: USB 2.0 (230 kbauds)
• ขนาดแรงดันไฟฟ้า: 1 mV ±5%
• วาล์วความไว: ≤20μV
• สัญญาณแรงดันต่ำสุด: 50 μ Vpp
• อิมพีแดนซ์อินพุต: ≥ 1GΩ
• กระแสอคติของวงจรอินพุต: ≤ 0.1 μA
• ระดับเสียงรบกวน: ≤ 10 μ Vpp (0.1 Hz ถึง 40 Hz)
• อัตราส่วนการปฏิเสธโหมดทั่วไป: >= 60 dB (DC ถึง 60Hz)
• การปฏิเสธออฟเซ็ตอิเล็กโทรด: ± 300 mV
• ความทนทานต่อแรงดันไฟฟ้า: ± 500 mV
• ค่าคงที่เวลา: ＞ 3.2 วินาที (0.3Hz)
• การตอบสนองความถี่: 0.05 ~ 125 Hz
• ตัวกรอง: AC, EMG, ตัวกรองดริฟท์, RFI
• การตรวจจับ QRS ที่ซับซ้อน: อัลกอริธึม Pan & Tompkins
• แบบจำลองร่างกายมนุษย์ด้านความปลอดภัย: 8 kV ESD (HBM)

พารามิเตอร์ทางกายภาพ:

• Type B: ขับเคลื่อนภายใน
• ขนาด (ยาว x กว้าง x สูง): 100 x 60 x 25 mm
• น้ำหนักสุทธิ (ไม่รวมแบตเตอรี่): 65 ก
• น้ำหนักรวมแบตเตอรี่: 111g
• น้ำหนักรวม: 195 ก. (รวมพาหะ/อิเล็กโทรด)
• กำลังไฟ: แบตเตอรี่ AAA x 4 ก้อน
• อิสระ: >30 ชั่วโมงด้วยแบตเตอรี่อัลคาไลน์

การบริโภคเฉลี่ย:

• โหมดปกติ: 17 mA (สแตนด์บาย)
• โหมดสลีป: 6.2 mA
• โหมดบันทึก: 31 mA (~ 36 ชั่วโมง - ขึ้นอยู่กับการ์ด SD)

ขั้นตอนที่ 2: โปรแกรมดูบันทึก ECG - เครื่องมือวิเคราะห์ข้อมูล

คำอธิบายสั้น

ECG Logger Viewer เป็นแอปพลิเคชั่นร่วมของอุปกรณ์ Holter สำหรับการดาวน์โหลด วิเคราะห์ข้อมูล และจัดการผู้ป่วย

• ใหม่: เวอร์ชัน 2 พร้อมประสิทธิภาพที่ดีขึ้นอย่างมาก (ต้องใช้ ECG Logger FW v1.6.0+)
• การประมวลผลความแปรปรวนของอัตราการเต้นของหัวใจ (HRV)
• การตรวจจับ R-peak และการจำแนกภาวะหัวใจล้มเหลว
• ภาวะหัวใจเต้นผิดจังหวะ: Bracardia, Tachycardio, Extrasystoles and Pauses
• การตรวจจับสิ่งประดิษฐ์ ECG
• ดูตัวอย่างและพิมพ์สัญญาณ ECG และสถิติ
• การส่งออกข้อมูลในรูปแบบ EDF/BDF
• อินเทอร์เฟซภาษาอังกฤษ ฝรั่งเศส และจีน
• อัพเดตเฟิร์มแวร์อัตโนมัติ
• การนำทาง ECG ตามประเภท arryhtmia หรือตำแหน่งเวลา
• สำคัญ: ทำงานเฉพาะกับอุปกรณ์ Holter "ECG Logger" ต้องใช้อุปกรณ์ Holter "ECG Logger" เวอร์ชัน 1.6 หรือสูงกว่า
• เวอร์ชันพกพาได้รับการสนับสนุนจาก v2.0

ซอฟต์แวร์

ซอฟต์แวร์ทำงานภายใต้ Windows และรองรับ 3 ภาษาที่แตกต่างกัน เรียกใช้โปรแกรมติดตั้งและอ่านไฟล์วิธีใช้

เวอร์ชันใหม่ v2.1.0.7 SF เป็นสถานที่ที่ไม่เหมือนใครสำหรับการดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน "ECG Logger Viewer"

ขั้นตอนที่ 3: สร้างอุปกรณ์

คำอธิบายสั้น

ฮาร์ดแวร์

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้รับการออกแบบมาให้เรียบง่ายที่สุดและไม่ต้องใช้ PCB Veroboard ชิ้นง่าย ๆ สามารถทำงานได้

เฟิร์มแวร์

คุณต้องอัปโหลด Arduino Nano ด้วย HEX รหัสนี้ใช้หน่วยความจำ 99% และโปรแกรมโหลดบูตใหม่อาจป้องกันการอัปโหลดเฟิร์มแวร์หากมีขนาดใหญ่กว่า

SF เป็นสถานที่พิเศษสำหรับดาวน์โหลดเฟิร์มแวร์อุปกรณ์ "ECG Logger"

หมายเหตุเกี่ยวกับไฟล์ HEX และ Arduino bootloader

Arduino Nano มีหน่วยความจำแฟลช 32K และโปรแกรมโหลดบูตใช้ 2K จากแฟลชที่เหลืออีก 30K (30 720 B) เฟิร์มแวร์ใช้ 30 692 Bytes เหลือเพียงไม่กี่ไบต์เท่านั้น!

มี bootloaders ที่แตกต่างกันสองแบบ (เลือกได้จาก Arduino IDE >> Tools >> Processor):

ATmega328P (Old Bootloader) เป็น bootloader " ATmegaBOOT " และคาดว่าจะมีการสื่อสารการอัปโหลดที่ 57600 baud

ATmega328P เป็น bootloader " Optiboot " คาดว่าการสื่อสารการอัปโหลดที่ 115200 baud

ในขณะที่ Arduino Nano ของแท้มาพร้อมกับ Optiboot bootloader เวอร์ชั่นภาษาจีน (โดยใช้ชิปเซ็ต USB CH341) จะถูกโหลดด้วย ATmegaBOOT bootloader ความเร็วในการสื่อสารของการเขียนโปรแกรมนั้นแตกต่างกัน !

หมายเหตุ: ไฟล์ HEX ปัจจุบันได้รับการพัฒนาสำหรับ Arduino ด้วย bootloader "ATmegaBOOT" แต่ยังทำงานกับ Optiboot ด้วย