Registrador de ECG - um monitor cardíaco vestível para aquisição e análise de dados de longo prazo: 3 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:36

Primeiro lançamento: outubro de 2017 Versão mais recente: 1.6.0 Status: Estável Dificuldade: Alto Pré-requisito: Arduino, programação, construção de hardware Repositório exclusivo: SF (ver links abaixo) Suporte: Somente fórum, sem PM

ECG Logger é um monitor cardíaco vestível para aquisição e análise de dados de longo prazo. O ECG Logger Project tem como objetivo fornecer um dispositivo de hardware de código aberto (licença GPL3) e software de aplicativo freeware (licença CC-BY-NC-NA) de custo muito baixo (~ 35 $) para um Holter Rítmico. O hardware foi feito de forma muito simples e é baseado em um “Arduino Nano” com duas placas complementares para o cartão SD e o amplificador diferencial de instrumentação. Ajuda a monitorar síndromes de arritmia como bradicardia, taquicardia, extra-sístoles ou pausa. Em nenhum caso pode ser usado para substituir um exame médico profissional.

ECG Logger Viewer é o software complementar para leitura de dados de ECG do dispositivo ECG Logger

=> As regras de segurança relacionadas a dispositivos elétricos devem ser cumpridas e nenhuma conexão direta ou indireta * deve ser feita entre o dispositivo Holter e os aparelhos conectados à rede elétrica (* por exemplo, quando o dispositivo está conectado à porta USB de um PC alimentado pela rede elétrica).

ISENÇÃO DE RESPONSABILIDADE: *** RISCO DE CHOQUES ELÉTRICOS E MORTE ***

Pessoas não qualificadas, não estão familiarizadas ou desconhecem os riscos elétricos são desencorajadas a se envolver.

Este projeto é fornecido para treinamento / educação e em nenhum caso para fins comerciais ou diagnósticos médicos. O uso das informações deste projeto é de TOTAL e ÚNICA RESPONSABILIDADE DOS USUÁRIOS. Não foi aprovado para nenhum tipo de aplicação.

Etapa 1: Registrador de ECG - um dispositivo Holter

Pequena descrição

O registrador de ECG disponibiliza uma solução completa, incluindo um dispositivo de hardware de gravador de ECG de bolso com firmware integrado. O sinal de ECG é gravado em um cartão de memória SD em alta frequência (taxa de amostragem de 250 Hz). O dispositivo é apoiado pela tecnologia recente que oferece mais liberdade e precisão para gravação contínua de até 24 horas.

O sistema é baseado em um microcontrolador "Arduino Nano", uma placa amplificadora do monitor de frequência cardíaca AD8232 e um módulo de cartão SD SPI com componentes extras mínimos absolutos

Recursos

• Gravador estável e confiável, baseado em tecnologia de ponta e mais recente
• Anti-bloqueio e anti-choque
• Pequeno em tamanho
• Registro de forma de onda e marcação de evento
• Registro preciso da hora de início e dados de amostra
• Cartão SD integrado para armazenamento (pode ser plug-in e pull-out)
• Não há necessidade de compactar os dados originais, graças à grande capacidade de armazenamento
• Interface USB 2.0 mais rápida
• Grave detalhes da forma de onda com base em alta precisão e frequência de amostragem
• Registre o estado do marcapasso usando uma frequência de amostragem mais alta.
• Detecção automática de picos R-R usando Pan-Tompkins.
• Padrão internacional de 3 derivações. Registre até 24 horas de sinal de ECG.
• Interface de usuário muito simples e ergonômica

IMPORTANTE: Este projeto é licenciado de código aberto apenas para fins educacionais e nenhum de seus componentes pode ser usado ou reutilizado para fins comerciais ou aplicativos.

O driver USB deve ser instalado no computador antes da conexão Holter (Arduino Nano). Alguns Arduino usam o chipset FTDI, enquanto alguns produtos chineses requerem o chipset CH340. O driver correspondente deve ser baixado e instalado no computador. Clique em Iniciar >> Painel de controle >> Gerenciador de dispositivos e, na lista de dispositivos, procure Portas de comunicação (por exemplo, USB-SERIAL CH340).

Especificações

• Número de canais: 1
• Chumbo: padrão 3 chumbo
• Taxa de amostragem: 250 Hz
• Precisão de amostragem: selecionável de 10 bits / 8 bits
• Tempo de gravação: até 24 horas
• Precisão do tempo: +/- 1 minuto por dia
• Interface: USB 2.0 (230 kbauds)
• Tensão da escala: 1 mV ± 5%
• Válvula de sensibilidade: ≤20μV
• Sinal de tensão mais baixa: 50 μ Vpp
• Impedância de entrada: ≥ 1GΩ
• Corrente de polarização do circuito de entrada: ≤ 0,1 μA
• Nível de ruído: ≤ 10 μ Vpp (0,1 Hz a 40 Hz)
• Taxa de rejeição de modo comum:> = 60 dB (DC a 60 Hz)
• Rejeição de deslocamento de eletrodo: ± 300 mV
• Tolerância de tensão: ± 500 mV
• Constante de tempo: ＞ 3,2 s (0,3 Hz)
• Resposta de frequência: 0,05 ~ 125 Hz
• Filtro: AC, EMG, filtro de deriva, RFI
• Detecção de QRS complexo: algoritmo Pan & Tompkins
• Modelo do corpo humano de segurança: 8 kV ESD (HBM)

Parâmetros físicos:

• Tipo B: alimentado internamente
• Tamanho (C x L x A): 100 x 60 x 25 mm
• Peso líquido (sem bateria): 65 g
• Peso com baterias: 111g
• Peso total: 195 g (incl. Portador / eletrodos)
• Alimentação: 4 pilhas AAA
• Autonomia:> 30 horas com baterias alcalinas

Consumo médio:

• Modo normal: 17 mA (espera)
• Modo de suspensão: 6,2 mA
• Modo de gravação: 31 mA (~ 36 horas - depende do cartão SD)

Etapa 2: Visualizador do registrador de ECG - um analisador de dados

Pequena descrição

ECG Logger Viewer é o aplicativo complementar do dispositivo Holter para download, análise de dados e gerenciamento de pacientes.

• NOVO: Versão 2 com desempenho drasticamente melhorado (requer ECG Logger FW v1.6.0 +)
• Processamento da variabilidade da frequência cardíaca (HRV)
• Detecção de pico R e classificação de arritmia
• Arritmia: Bracardia, Taquicardio, Extrassístoles e Pausas
• Detecção de artefatos de ECG
• Pré-visualizar e imprimir o sinal e estatísticas de ECG
• Exportação de dados em formatos EDF / BDF
• Interface em inglês, francês e chinês
• Atualização automática de firmware
• Navegação de ECG por tipos de arritmia ou posição de tempo
• IMPORTANTE: funciona apenas com o dispositivo Holter "ECG Logger". Requer dispositivo Holter "ECG Logger" versão 1.6 ou superior
• Versão portátil compatível com v2.0

PROGRAMAS

O software é executado no Windows e oferece suporte a 3 idiomas diferentes. Execute o instalador e leia o arquivo de Ajuda.

NOVA VERSÃO v2.1.0.7 SF é o local exclusivo para download do aplicativo "ECG Logger Viewer".

Etapa 3: Construindo o Dispositivo

Pequena descrição

HARDWARE

A eletrônica foi feita o mais simples possível e não requer um PCB. Um simples pedaço de Veroboard pode fazer o trabalho.

FIRMWARE

Você deve fazer o upload do Arduino Nano com o HEX. O código usa 99% da memória e novos bootloaders podem impedir o upload do firmware se houver um maior.

SF é o local exclusivo para o download do firmware do dispositivo "Registrador de ECG".

Nota sobre o arquivo HEX e o bootloader Arduino

O Arduino Nano possui uma memória Flash de 32K e o bootloader usa 2K. Dos 30 K (30 720 B) restantes do Flash, o firmware usa 30 692 bytes, deixando poucos bytes livres!

Existem dois gerenciadores de inicialização diferentes (selecionáveis em Arduino IDE >> Ferramentas >> Processador):

ATmega328P (Old Bootloader) é o bootloader "ATmegaBOOT" e espera a comunicação de upload em 57600 baud

ATmega328P é o bootloader "Optiboot" que espera a comunicação de upload a 115200 baud

Enquanto o Arduino Nano genuíno é fornecido com o bootloader Optiboot, as versões chinesas (usando o chipset USB CH341) são carregadas com o bootloader ATmegaBOOT. Programar velocidades de comunicação é diferente!

NOTA: O arquivo HEX atual foi desenvolvido para o Arduino com o bootloader "ATmegaBOOT", mas também funciona com o Optiboot.